Пылеватые породы (алевриты).

Лесс – светло-желтая или палево-желтая легкая однородная порода, имеющая вертикальные макропоры, обычно слабосцементированная. Лесс содержит более 50 % пылеватых и до 30 % глинистых частиц. Минеральный состав: кварц, полевой шпат с примесью глинистых частиц и карбонатов. Под действием соляной кислоты лесс «вскипает». В сухом состоянии пальцами растирается в мучнистый порошок, при увлажнении дает молопластичную массу, легко размывается водой. Имеет пористую текстуру (поры хорошо различимые глазом), алевритовую структуру.

Нескальный просадочный грунт. В сухом состоянии прочный, в откосах удерживает вертикальные стенки. При увлажнении уменьшается в объеме и дает просадку без внешних нагрузок – от собственного веса на 1–7 см на 1 м толщи.

Алевролит – сцементированная порода различной окраски, алевритовой структуры, текстура – часто тонкослоистая с горизонтальной и косой слоистостью. Окраска породы определяется преимущественно окраской цементирующего материала (глинистыми минералами). Характерной особенностью алевролитов является шероховатость пород в изломе. Скальный грунт.

В строительстве алевролиты как камень почти не применяются из-за недостаточной крепости, но как основания – надежны.

Глинистые породы (пелиты) – от греч. «пелос» – ил.

К глинистым породам относятся супесь, суглинок и глина. Суглинки и супеси служат как бы переходными породами к алевритам и пескам. У супесей глинистых частиц (< 0,005 мм) содержится от 3 до 10 %, у суглинка – от 10 до 30 %.

К глинистым породам относятся илы, имеющие глинистый гранулометрический состав, но обладающие большой пористостью и влажностью, сильно сжимаемы. Ил представляет собой начальную стадию формирования глины из осадка.

Глины – породы, у которых содержание глинистых частиц (<0,005 мм) превышает 30 %. В сухом состоянии являются или землистыми, рыхлыми, легко растирающимися в порошок, или плотными крепкими агрегатами с землистым или раковистым изломом, имеющими микропористую текстуру. Окраска глин зависит от состава глинистых минералов, входящих в породу, а также от примесей. Каолинитовые глины имеют белый или светло-серый цвет, и жирны на ощупь. Монтмориллонитовые глины светло-серые с желтоватым или зеленоватым оттенком, гидрослюдистые глины белые, зеленые, иногда пестрые.

При насыщении водой глины резко меняют свои механические свойства. Они становятся текучими, теряют свою несущую способность. При определенной влажности проявляют пластичность и липкость, набухают при увлажнении и дают усадку при высыхании. Поэтому при проектировании сооружений на глинах очень важно знать их генезис, влажность, пластичность, пористость, прочностные и деформационные свойства. Нескальные связные грунты.

Пластичные глины – сырье для производства грубой керамики.

Чистые каолиновые глины – основное сырье для изготовления технических (изоляторы) и бытовых (посуда) марок фарфора.

Жирные глины (бедные кварцем, с хорошей способностью к набуханию) используются для гидроизоляции прудов, дамб, водохранилищ.

По степени уплотнения глины образуют ряд: глины → уплотненные глины → аргиллиты → сланцевые аргиллиты → глинистые сланцы.

Аргиллиты – уплотненные в процессе диагенеза глины. Обладают землистым или раковистым изломом. Цвет может быть различным от бордового до темно-серого. Минеральный состав – преимущественно гидрослюдистые породы с примесью кварца, полевых шпатов и слюд. Структура пелитовая, текстура плотная, тонкослоистая. В воде медленно размокают, не приобретает пластичности, издает землистый запах. Являются хорошими основаниями. Скальный грунт.

Глинистые сланцы представляют собой очень плотные, твердые глины, не размокающие в воде, имеют слоистую текстуру, обусловленную постепенным, но прерывистым наслоением частиц при оседании из водного бассейна. Одним из диагностических признаков можно считать своеобразный глинистый запах (запах печки) при увлажнении. Скальный грунт.

Хемогенные породы

Карбонаты

Известняки – наиболее распространенные карбонатные породы, состоящие из кальцита СаСО₃. Текстура обычно массивная или слоистая, структура мелкозернистая, иногда рыхлая пористая, туфовая. Цвет их обычно светлый – белый, светло-желтый, светло-серый, а от примеси гумусовых (органогенных соединений) – черный цвет и своеобразный запах (битуминозные известняки). Наиболее типичный признак всех известняков – интенсивная реакция с соляной кислотой. Растворимы в воде. Скальный грунт.

Плотные известняки обладают массивной, иногда слоистой текстурой, скрытокристаллической структурой, твердость не превышает 3, раковистый излом.

Оолитовые известняки (икряный камень) – состоят из мелких шаровидных стяжений кальцита. Текстура массивная, структура оолитовая.

Известковый туф – пористая, ноздреватая порода от светло-серого до желто-серого цвета. Образуется в результате отложения кальцита в местах выхода подземных известково-карбонатных вод на поверхность. Плотную разновидность называют травертин.

Доломит – осадочная порода состоящая из минерала доломита СаМg(СО₃)₂. Внешне похож на известняк, но с соляной кислотой реагирует только в порошке. Структура мелко- и тонкозернистая, текстура массивная, реже слоистая. Цвет белый, серый до черного, красноватый. Доломиты менее чем известняки подвержены растворению, имеют твердость 4, поэтому менее подвержены выветриванию и выщелачиванию. Скальный грунт.

Карбонатные породы используются для производства цемента, в виде флюса в металлургии, для известкования кислых почв.

Сульфаты

Гипс – мономинеральная порода, состоит из минерала гипса СаSO₄·2Н₂О. Структура мелко- и среднезернистая, а также встречается в волокнистых и пластинчатых разностях, текстура массивная, реже слоистая. Имеет твердость 2, царапается ногтем. Окраска породы светлая: белая, кремовая, серая, иногда от примесей окислов железа – бурая. Скальный грунт.

Ангидрит состоит из минерала ангидрита СаSO₄ и во многом сходен с гипсом. Имеет также светлый, голубовато-серый, серый и белый цвет. Легко отличается от гипса по твердости ( не чертится ногтем). Структура ангидрита средне- и мелкозернистая, текстура массивная и слоистая.

Гипсы и ангидриты используются в строительстве для приготовления вяжущих материалов, для производства серной кислоты, в медицине.

Гипсы и ангидриты легко растворяются и выщелачиваются подземными водами, образуя полости. Ангидрит при соприкосновении с водой легко гидратируется и переходит в гипс со значительным увеличением объема, что приводит к деформациям не только соседних толщ пород, но может вызвать деформацию оснований сооружений. В районах распространения этих пород возможны проявления процессов суффозии и карста, поэтому при проектировании зданий и сооружений необходимо тщательное гидрогеологическое обследование участка.

Галоиды

Каменная соль. Главная составная часть ее – галит (NaС1). Окраска породы светло-серая, белая, но иногда может быть красной, черной или синей. Структура породы кристаллически-зернистая, текстура массивная или слоистая. Характерный диагностический признак – соленый вкус, хорошо растворяется в воде.

Каменная соль используется в пищевой промышленности для сохранения скоропортящихся продуктов и как приправа к пище.

Калийная соль (сильвинит) состоит из минерала сильвина(КС1 ), обычно с существенной примесью карналлита (КС1, MgCl₂·6H₂O) и галита. По характеру окраски выделяются красные и пёстрые сильвиниты. Текстура их слоистая, массивная, структура мелко- и среднезернистая. Вкус горький или жгуче-соленый. Калийные соли применяется для удобрения почвы, и в химической промышленности. Сильная растворимость в воде играет отрицательную роль в случаях, когда галоидные породы встречаются в виде линз или прослоев в породах основания. Это существенно снижает его инженерно-геологические характеристики.

Органогенные породы

Карбонатные породы

Известняк органогенный (известняк-ракушечник) представляет обломки или целые раковины моллюсков, кораллов. Остатки хорошо видны невооруженным глазом. Органогенные известняки также как и хемогенные реагируют с соляной кислотой, но отличаются большей пористостью. Структура биоморфная, биогенно-шламовая, текстура массивная, пористая. Скальный грунт.

Мел – специфическая карбонатная порода, состоящая из кальцита СаСО₃, иногда с примесями песка и глины. Окраска породы белая, иногда с сероватым или буроватым оттенком. Мел непрочен, легко поддается обработке ножом, стеклом, пачкает руки, пишет, пористый (до 40–50 %). Порода интенсивно «вскипает» при взаимодействии с 10 % соляной кислотой. Основная составная часть породы – органические остатки (раковинки фораминифер, остатки известковых водорослей). Структура мела пелитоморфная. Скальный грунт. Применяется как строительный материал, для производства цемента.

Битуминозный известняк – порода черного цвета, из-за содержания битума такие породы называют асфальтовыми. Текстура массивная или пористая, структура скрытокристаллическая. Скальный грунт.

Мергели – породы смешанного состава, состоящие из кальцита и на 25–50% из глинистых частиц. Мергели образуются в морских бассейнах, лагунах и пресноводных озерах при одновременном поступлении глинистого и карбонатного материала. По внешнему виду это плотная или землистая, однородная порода белого, серого, желтоватого цвета. Вскипает при взаимодействии с соляной кислотой, оставляя желтые пятна за счет концентрации на месте реакции глинистых частиц. Скальный грунт. Мергели широко применяются в цементной промышленности. За счет содержания глинистых частиц, способны набухать при замачивании, что является неблагоприятным фактором при строительстве.

Кремнистые породы

Диатомиты состоят в основном из диатомей (кремневых водорослей). Это белые до желтоватых, мягкие, очень легкие пористые породы, растираются пальцами в тончайшую пудру, внешне очень похожие на мел, но в отличие от него не реагируют с соляной кислотой, прилипают к влажному пальцу.

Опоки – продукт изменения диатомитов и трепелов. Легкие, твёрдые, сильно пористые (прилипает к влажному пальцу) породы белого, серого до чёрного цвета, при ударе колется со звенящим звуком на мелкие остроугольные обломки, обладающие раковистым изломом. Нет реакции с соляной кислотой. Состоят из мельчайших округлых стяжений (глобулей) опала. Окраска пород в целом более тёмная, чем у трепелов – от серой до темно-серой и черной.

Трепелы – породы, состоящие из мельчайших зернышек опала, скрепленных опаловым цементом. Трепел может быть рыхлым, компактным, плотным и пористым. Цвет от белого, сероватого до желтовато-серого. Трепел трудно отличить от диатомита. Но чаще трепел имеет более темный цвет, чуть больший удельный вес. Как и диатомит, легко растирается между пальцами, за счет высокой пористости липнет к влажному пальцу.

Кремнистые породы применяются как теплоизоляционные, строительные и фильтрационные материалы, как наполнители, катализаторы, адсорбенты.

Углеродистые соединения

Каустобиолиты образуются из остатков растительных или животных организмов, преобразованных под влиянием различных геологических факторов и способных гореть на воздухе.

Образование углей их упрочение и метаморфизм (углефикация) происходит миллионы лет, на протяжении которых растения без доступа воздуха превращаются в углерод и углеводороды. Сначала возникает торф (биохимическая углефикация), по мере перекрытия его глинистыми и песчаными породами – бурый уголь. Под действием сильного давления и температуры из бурых углей образуются каменные угли и антрацит, при более высокой температуре и давлении как конечный продукт – графит.

Торф представляет собой скопление относительно малоизмененных остатков растительных тканей, образующихся в условиях болот. Это более или менее рыхлая бурая или черная гумусовая масса, содержащая в больших или меньших количествах видимые остатки растительности (листья, стебли, корни, древесину, мох). Высушенный торф обычно рыхлый, легкий.

Торф обладает очень большой влажностью, значительной пористостью и, как следствие этого сильной сжимаемостью. При оценке площади строительства сооружения следует опасаться наличия линз и прослоев торфа в толщах минеральных грунтов, что может привести к повышенной сжимаемости всего основания и неравномерным деформациям.

Каменный уголь состоит на 70–95 % из углерода с механическими примесями глинистых минералов, полевых шпатов. В зависимости от содержания углерода, плотности и других свойств, выделяют бурый (самый бедный углеродом), каменный уголь и антрацит.

Бурый и каменный уголь породы от светло-коричневого до черного цвета, пачкают руки, оставляют на шероховатой фарфоровой пластинке коричневую черту. Текстура массивная, слоистая.

Антрацит (греч. «антракс» – жаркий уголь) – содержит 95 % углерода, имеет серовато-черный цвет, полуметаллический блеск. Не пачкает руки, черта – черная.

Каустобиолиты широко используются как промышленное топливо, а также в качестве сырья для химической промышленности.