Определение метаморфических пород

4.1. ЦЕЛЬ РАБОТЫ

Научиться определять метаморфические горные породы, изучить их физические свойства и применение в строительстве.

4.2. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ

Метаморфические породы образуются в земной коре на глубине 6 – 8 км (основная зона) путем преобразования магматических и осадочных пород под влиянием высоких температур и давлений. При метаморфизме первичные (осадочные и магматические) породы, не переходя в расплав, теряют первоначальный облик и приобретают новые особенности вещественного состава и внутреннего строения. В зависимости от роли температуры и давления имеют место различные виды метаморфизма: 1) контактовый метаморфизм, когда главную роль играют температура, газы, горячие растворы; при этом на контакте с внедрившейся магмой происходит оплавление и кристаллизация окружающих пород (так образуются мраморы и кварциты); 2) динамометаморфизм, при котором главную роль играют силы сжатия, что приводит к образованию глинистых сланцев из глин и 3) региональный метаморфизм, происходящий при тектонических движениях земной коры с участием высоких давлений и температур и охватывающий большие пространства с многокилометровыми толщами пород.

Метаморфические породы классифицируются по минералогическому составу и структурно-текстурным признакам. Различают два основных структурно-текстурных типа метаморфических пород: 1) массивные (зернистые) – кварцит и мрамор и 2) сланцеватые – гнейс и различные сланцы. Кварциты образуются путем метаморфизации кварцевых песчаников при динамометаморфизме. Это массивные, плотные, очень твердые, мелкозернистые и среднезернистые породы, состоящие из зерен кварца. Яшмы состоят из тонкозернистых зерен кварца или скрытокристаллического халцедона. Мрамор образуется при перекристаллизации известняков и доломитов во всех зонах метаморфизма. Это мелко-, средне- и крупнозернистые массивные породы, окрашенные в белые, серые, розовые, голубые и даже черные цвета за счет соответствующих примесей. Гнейсы образуются в результате динамометаморфизма гранитов и реже – из глинистых пород (тогда они близки к сланцам). Сланцы образуются из различных пород и называются по преобладающему минералу: хлоритовые, тальковые, роговообманковые, слюдистые, глинистые и др.

4.3. МАТЕРИАЛЫ

Коллекция метаморфических горных пород.

4.4. МЕТОДИКА И ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

Пользуясь приведенными данными таблицы 4.2., заполнить таблицу 4.1.

Таблица 4.1.

Название породы	Условия образования	Минеральный состав	Химический состав	Структура	Текстура	Строительные свойства

4.5. КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Какие виды метаморфизма вы знаете?

2. Расскажите об условиях образования пород при всех видах метаморфизма;

3. Охарактеризуйте структуры и текстуры метаморфических пород;

4. Расскажите о строительных свойствах метаморфических пород и применении этих пород в строительстве.

 

Таблица 4.2.

Варианты заданий

Вариант	Метаморфическая порода	Вариант	Метаморфическая порода
	Кварцит, гранулит, серицитовый гнейс		Кварцит, гранулит, серицитовый гнейс
	Мусковитоый гнейс, гранитогнейс-мигматит, тальковый сланец		Мусковитоый гнейс, гранитогнейс-мигматит, тальковый сланец
	Глинистый сланец, филлит, эклогит		Глинистый сланец, филлит, эклогит
	Слюдяной сланец, серпентинитит (змеевик), амфиболит		Слюдяной сланец, серпентинитит (змеевик), амфиболит
	Мрамор, юра-серый (немецкий серый), кельгеймский ауэр		Мрамор, юра-серый (немецкий серый), кельгеймский ауэр
	Кварцит, роговик, катаклазит		Кварцит, роговик, катаклазит
	Милонит, кальцифир, метаграувакк		Милонит, кальцифир, метаграувакк
	Метавулканит, глаукофановый сланец, скарн		Метавулканит, глаукофановый сланец, скарн
	Глинистый сланец, парагнейс, кварцит		Глинистый сланец, парагнейс, кварцит
	Кварцит, гранулит, серицитовый гнейс		Кварцит, гранулит, серицитовый гнейс
	Мусковитоый гнейс, гранитогнейс-мигматит, тальковый сланец		Мусковитоый гнейс, гранитогнейс-мигматит, тальковый сланец
	Глинистый сланец, филлит, эклогит		Глинистый сланец, филлит, эклогит
	Слюдяной сланец, серпентинитит (змеевик), амфиболит		Слюдяной сланец, серпентинитит (змеевик), амфиболит
	Мрамор, юра-серый (немецкий серый), кельгеймский ауэр		Мрамор, юра-серый (немецкий серый), кельгеймский ауэр
	Кварцит, роговик, катаклазит		Кварцит, роговик, катаклазит

 

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 5

Свойства грунтов

5.1. ЦЕЛЬ РАБОТЫ

Изучить свойства грунтов и их показатели, применяемые в практике строительства.

5.2. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ

Грунтами называются горные породы, почвы, техногенные образования, представляющие собой многокомпонентную и многообразную геологическую систему и являющиеся объектом инженерно-хозяйственной деятельности человека.

Грунты могут служить:

1) основанием зданий и сооружений;

2) средой для размещения в них сооружений;

3) материалом самого сооружения.

Физические свойства грунтов. К числу наиболее важных физических свойств, согласно ГОСТ 25100–95, относятся плотность и пористость.

Плотность грунта — это отношение массы породы, включая массу воды в ее порах, к занимаемому этой породой объему. Плотность породы зависит от минералогического состава, влажности и характера сложения (пористости):

,

где р — плотность грунта, г/см³, кг/м³, т/м³; т — масса породы с естественной влажностью и сложением, г; V —объем, занимаемый породой, см³.

Плотностью частиц грунта называют отношение массы сухого грунта, исключая массу воды в его порах, к объему твердой части этого грунта:

,

где p_s —плотность грунта, г/см³, кг/м³, т/м³, т_в — масса воды в порах грунта, г; V_T —объем твердой части грунта, см³.

Плотность скелета грунта, или плотность сухого грунта, представляет собой отношение массы минеральных частиц породы (твердой части грунта) при естественной структуре, исключая массу воды в его порах, к занимаемому этой породой объему:

,

ρ_d — плотность скелета породы (плотность сухого грунта), г/см³, г/см³, т/м³; т — т_в = т ₁—масса сухого грунта, г; V —объем, занимаемый породой, см³.

Плотность скелета грунта величина более постоянная по сравнению с плотностью породы и обычно вычисляется по данным определений плотности и влажности по формуле:

где ρ — плотность породы, г/см³; ρ_d — плотность скелета породы, г/см³; W — влажность породы, %.

Пористость пород представляет собой характеристику пустот или свободных промежутков между минеральными частицами, составляющими породу.

Пористость обычно выражают в виде процентного отношения объема пустот к общему объему породы:

,

где V_П — объем пустот породы, см³; V —объем, занимаемый породой,

Кроме того, пористость можно выразить через значение плотности грунта:

Приведенной пористостью или коэффициентом пористости называют отношение объема пустот (пор) к объему твердых минеральных частиц породы. Коэффициент пористости выражается в долях единицы по формуле:

Гранулометрический состав ¾ процентное соотношение (взятое по массе) частиц различной крупности в дисперсных грунтах. Определяется по ГОСТ 12536.