Прочие диагностические признаки

Удельный вес (плотность) – соответствует массе минерала в граммах, заключенной в одном кубическом сантиметре его объема, и является важным диагностическим признаком, так как колеблется в широких пределах – от 1,5 (бура, мирабилит, сера) до 19-21 (золото и самородная платина). Важно научиться хотя бы приблизительно определять удельный вес минералов, взвешивая кусок минерала на ладони, чтобы различать минералы легкие, средние и тяжелые.

Примеры легких минералов (уд. вес менее 2,4) – гипс, галит, сера, многие цеолиты.

Примеры средних по удельному весу минералов (уд. вес 2,5-4) - кварц, полевые шпаты, амфиболы, пироксены.

Примеры тяжелых минералов (уд. вес более 4) – пирит и большинство сульфидов (особенно галенит), магнетит, гематит, барит

Магнитность Некоторые минералы обладают магнитностью – т.е. способны действовать на магнитную стрелку компаса (сильно отклоняя ее) или притягиваются магнитом. Магнитных минералов немного, поэтому магнитность является очень важным диагностическим признаком, нередко позволяющим сразу установить название минерала. Примеры магнитных минералов: магнетит), пирротин, ферроплатина, самородное железо.

Рисунок 1. Магнетит

Двупреломление Если взять прозрачный кристалл кальцита («исландского шпата») и положить его на бумагу с какой-либо надписью, то сквозь кристалл мы увидим две надписи одна над другой, причем буквы одной из надписей будут видны слабее, чем другой (рис. 2)

Рисунок 2. Двупреломление (исландский шпат)

Если положить кристалл исландского шпата на бумагу, на которой чернилами или карандашом нарисована точка, мы увидим сквозь кристалл две точки, причем при повороте кристалла вокруг вертикальной оси одна из этих точек будет оставаться неподвижной, а другая по мере вращения кристалла будет описывать окружность вокруг первой. Явление это тем эффектнее, чем толще кристалл. Любая линия также будет казаться удвоенной. Двупреломление характерно для многих прозрачных минералов (за исключением минералов кубической сингонии), но проявлено гораздо слабее

Ковкость и хрупкость, гибкость и упругость. Эти свойства при диагностике минералов обычно имеют второстепенное значение. Однако для ряда минералов (самородные металлы, блеклые руды, слюды, гидрослюды, хлориты) они являются весьма характерными.

Ковкость – способность минерала легко расплющиваться под давлением или при ударе в тонкие пластинки и вытягиваться, не ломаясь, в тонкую проволоку. Под хрупкостью подразумевается свойство минерала крошиться под давлением. Обычно простейшее испытание на ковкость и хрупкость проводят, царапая исследуемый минерал стальной иглой или кончиком лезвия ножа: на ковких минералах остается блестящий гладкий след (медь, серебро); на хрупких – след матовый, «пылится» порошком минерала (блеклые руды).

Гибкость и упругость – специфические свойства пластинчатых, игольчатых и волокнистых минералов. Некоторые из них – гибкие, т.е. способны сгибаться, не ломаясь (слюды, хлорит, аурипигмент), другие – при изгибании ломаются (астрофиллит). Среди гибких минералов имеются упругие – после сгибания они самопроизвольно распрямляются, т.к. общеизвестно, что упругость этосвойство веществ временно изменять свою форму под влиянием деформирующих сил, а затем вновь ее восстанавливать. Гибкостью и упругостью обладают, например, многие слюды (мусковит, биотит и др.), чем они отличаются от гидрослюд, ломающихся при изгибе. Из асбеста при расщеплении получают тончайшее, упругое и эластичное волокно.

Запах минералов пока не стал диагностическим признаком для большинства из них, что объясняется традиционным убеждением, что «все минералы пахнут глиной». Но для некоторых минералов запах является важным признаком, позволяющим легко отличить их от похожих минералов. Например, арсенопирит при ударе издает резкий запах чеснока, чем отличается от сходного с ним по другим физическим свойствам (цвету, блеску, удельному весу и твердости) пирита.

Вкус минералов также иногда может служить диагностическим признаком, позволяя легко отличать соленый галит (каменная соль) от горько-соленого сильвина и карналлита. Но при определении вкуса следует быть осторожным, так как многие минералы могут содержать вредные для организма или даже ядовитые соединения мышьяка, сурьмы, ртути, свинца, кадмия и т.д.

Пьезоэлектрические и пироэлектрические свойства. Многие минералы способны приобретать разноименные электрические заряды на концах кристалла при деформации (горный хрусталь) или нагревании (турмалин).

Радиоактивность свойственна минералам, содержащим в своем составе нестабильные радиоактивные элементы (например, уран, торий и т.п.).Радиоактивность минералов определяется с помощью различных счетчиков (радиометров).

Люминесценция (свечение минералов). Свечение минералов может происходить под влиянием различных факторов: при нагревании (например, у флюорита) - термолюминесценция, при облучении ультрафиолетовыми, катодными и другими лучами. Под влиянием нагревания или облучения минералы в темноте начинают светиться и кажутся окрашенными в те или иные цвета (например, шеелит в ультрафиолетовых лучах светится голубым или желтоватым светом).

Кроме физических свойств для диагностики некоторых минералов используется их способность давать характерные реакции с кислотами или другими химическими веществами. Например, кальцит бурно реагирует с соляной (даже разбавленной) и уксусной кислотой с выделением многочисленных пузырьков углекислого газа (минерал как будто «вскипает»). Эта простая химическая реакция позволяет легко отличить кальцит (и некоторые другие карбонаты) от похожих на него минералов.

Существуют многочисленные определители минералов, составленные таким образом, чтобы при правильном определении физических свойств минерала (в первую очередь, твердости, цвета, цвета черты, блеска, характера спайности, формы зерен и агрегатов) легко можно было бы узнать название минерала.

 

С помощью классификационной таблицы устанавливают

класс, группу и химическую формулу образца минерала

Результаты заносят в журнал описания минералов.

Таблица 2

Журнал описания породообразующих минералов

№ п/п	Твердость	Цвет	Блеск	Спайность	Излом	Реакция с НСl	Класс	Группа	Химический состав	Название	Другие свойства
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12

 

Вывод: о полученных результатах

 

Практическое занятие №2.

«Построение геологической колонки буровой скважины»

Основная цель работы:

освоить методику построения геологической колонки буровой скважины по ее описанию, взятому из бурового журнала

Задание для выполнения работы:

Изучить условные обозначения инженерно-геологических элементов. По заданной мощности напластований построить геологическую колонку, используя условные обозначения грунтов.

Ход работы

Методика построения

Бурение скважин является основным видом разведочных работ при инженерно-геологических и гидрогеологических исследованиях.

Буровая скважина – цилиндрическая вертикальная выработка (реже наклонная) малого диаметра, выполняемая специальным буровым инструментом. В буровых скважинах различают устье, стенки и забои или дно. Сущность бурения заключается в постепенном и последовательном разрушении (или обуривании) породы на забое и извлечении ее на поверхность. Образцы породы, извлекаемые из скважин, называют керном.

Основным геологическим документом буровых работ является буровой журнал. В журнале по мере бурения скважин подробно описывают глубину отбора проб породы и воды, приводят результаты наблюдений за появлением уровней подземных вод, выходом керна, качеством изоляции водоносных горизонтов и т.д.

Построение геологической колонки буровой скважины позволяет выявить геологическое строение местности на глубине.

По данным буровых журналов составляют разрезы (колонки) отдельных скважин.

Обычно геологическую колонку составляют в масштабе 1:100, 1:200 или 1:500 таким образом, чтобы она поместилась на листе формата А4.

В графе 1 проставляют в заданном масштабе шкалу глубин, считая началом устье скважины – точку пересечения ствола скважины с поверхностью Земли. Затем по данным графы 4 (абсолютная отметка подошвы слоя, м) откладывают по шкале глубин глубину залегания подошвы каждого слоя и через полученные точки проводят горизонтальные линии.

Вычисление мощности. Мощность первого слоя равна глубине залегания его подошвы. Мощность следующих слоев вычисляют как разность глубин залегания подошв последующего и предыдущего слоев.

Вычисление абсолютной отметки. Абсолютные отметки подошвы слоев определяются как разность абсолютной отметки устья скважины и глубины залегания подошвы соответствующего слоя. После записи в графе 4 можно сделать проверку: разность абсолютных отметок подошв соседних слоев равна мощности слоя.

В середине графы 5 двумя тонкими линиями обозначают ствол скважины и с обеих сторон от ствола показывают условными обозначениями литологический состав пород каждого слоя. Эти обозначения приведены в приложении №2. Стволы скважин в интервалах развития водоносных слоев затемняют либо заштриховывают в соответствии с ГОСТ 21.302-2013 СПДС. В графе 6 приводят абсолютные отметки установившегося уровня подземных вод и обоих уровней напорных вод.

 

Масштаб колонки принимают 1:500. В гр. 1 проставляют в заданном масштабе шкалу глубин, считая началом устья скважины (точку пересечения ствола скважины с поверхностью земли). Затем по данным гр. 5 откладывают на шкале глубин глубину залегания подошвы каждого слоя и через полученные точки проводят горизонтальные линии. Мощность первого слоя (гр. 4) равна глубине залегания его подошвы. Мощность остальных слоев вычисляют как разность глубин залегания подошвы последующего и предыдущего слоев. Например, для слоя 3: 20,8 – 13, 9 = 6,9 м. Абсолютные отметки подошв слоев определяют как разность абсолютной отметки устья скважины и глубины залегания подошвы соответствующего слоя. Например, для слоя 3: 116,7 – 20,8 = 95,9 м. После записи в гр. 5 можно сделать проверку: разность абсолютных отметок подошв соседних слоев равна мощности слоя. Например, для слоя 3: 102,8 – 95,9 = 6,9 м. В середине гр. 6 двумя тонкими линиями обозначают ствол скважины и с обеих сторон от ствола показывают условными обозначениями литологический состав пород каждого слоя. Эти обозначения берут из стратиграфической колонки. Стволы скважин в интервалах развития водоносных слоев затемняют. В гр. 7 приводят абсолютные отметки установившегося уровня грунтовых вод и обоих уровней напорных вод. Вертикальной линией со стрелкой на конце показывают высоту подъема напорных вод. Из описания видно, что скважиной вскрыты (сверху вниз) верхнечетвертичные отложения, представленные тремя слоями: суглинок бурым плотным, супесью желтой и песком средней плотности. Ниже лежат нижнекаменноугольные трещиноватые известняки, подстилаемые, верхнедевонскими серыми аргиллитами. Под аргиллитами встречены протерозойские трещиноватые граниты.

Условные обозначения

 

 

 

 

Условные обозначения горных пород:

 

Контрольные вопросы:

1. Перечислите важнейшие физические свойства минералов.

2. Что такое спайность? Назовите причины появления спайности.

3. Как оценивается спайность? Шкала спайности.

4. Какой блеск бывает у минералов?

5. Как определяется твердость минералов?

6. Перечислите минералы шкалы твердости Мооса.

7. Чем отдельность отличается от спайности?

8. Каким бывает излом минералов?

9. Как определить удельный вес минерала? На какие группы делятся минералы по плотности (удельному весу)?

10. Что такое двупреломление?

11. Что такое побежалость, иризация и опалесценция?

12. Как определяются магнитные свойства минералов?

 

Вывод: полученные результаты

 

Практическое занятие №3

«Определение пороков древесины».