Генетическая классификация ПКМ. Представители горных пород

В геологии горные породы

классифицируются по трём типам:

первичные – изверженные

вторичные – осадочные

видоизмененные – метаморфические.

1) Первичные, по другому изверженные горные породы возникают при застыванииподнявшейся с большой глубины раскаленной магмы. От взаимодействия целого ряда условий и изменяющихся факторов, при которых застывает магма, образуются горные породы с определенным строением и свойствами, которые подразделяются на излившиеся и глубинные.2) Под воздействием солнечной радиации, температурного перепада, атмосферных газов, действия воды, и пр. Из первичных – изверженных горных пород образуются вторичные – осадочные горные породы, подразделяющиеся на химические, обломочные (рыхлые), и органогенные.

Представителями обломочных (рыхлых) горных пород являются песок, глина, щебень, гравий и пр. К осадочным химическим породам принадлежат доломит, известняк и гипс.

Диатомиты, известняки-ракушечники и мел – это осадочные органогенные породы.

3) Под влиянием сверхдавлений и огромных температур в процессе перемещения земной коры из осадочных и изверженных горных пород образуются видоизмененные - метаморфические горные породы. К этой категории относятся мрамор, кварцит, глинистый сланец.

 

Вопрос 31.

Магматические породы, строение, свойства, применение в строительстве. Магматические породы образовались в результате застывания магмы. Процесс их образования состоит в постепенной кристаллизации последней с последовательным выделением твердых минеральных компонентов при ее остывании до полного перехода в твердое состояние. При этом имеют огромное значение величины давлений, температура и содержание в ней минерализаторов — паров воды, углекислоты и др.

Свойства: Прочность. Плотность, Пористость, Водопоглощение, Истираемость.

Разделяются на глубинные (интрузивные), излившиеся (эффузивные) и полуглубинные (гипабиссальные).

Глубинные породы образуются на больших глубинах в условиях высоких температуры и давления, медленного и равномерного остывания магмы

Излившиеся породы появляются на поверхности земли в условиях низкой температуры и атмосферного давления при быстрой отдаче теплоты и быстром выделении газообразных веществ из лавы с образованием в ней многочисленных пор, сохраняющихся и после затвердевания.

Полуглубинные породы образуются на некоторой глубине от поверхности земли при изменяющемся режиме понижения температуры, в результате чего из магмы выделяются разноразмерные кристаллы одного и того же минерала: крупные, образовавшиеся в первую, и мелкие, появившиеся во вторую фазы кристаллизации.

В составе магматических пород существенное значение имеют оксиды SiO2; А12О3; FeO; MgO; CaO; Na2O; K2O; H2O и особенно первый, являющийся надежной характеристикой их химического состава. В зависимости от количественного содержания кремнезема все магматические породы разделяются на: ультракислые — свыше 75%; кислые — от 65 до 75%; средние — от 52 до 65%, основные — от 40 до 52% и ультраосновные— менее 40% кремнезема

Они используются в качестве строительных материалов, для каменного литья и как кислотоупорные камни. Некоторые изверженные горные породы успешно применяются как активные минеральные добавки после размола пород и вводятся в цементы для улучшения их гидравлических свойств.

Вопрос 32.

Механическое и химическое выветривание горных пород.

В механическом выветривании является попадание в трещины воды, которая при замерзании увеличивается в объёме на 1/10 своего объёма, что способствует ещё большему выветриванию породы. Селевые потоки, ветер, сила тяжести, землетрясения, извержения вулканов также содействуют физическому выветриванию горных пород. Механическое измельчение горных пород приводит к пропусканию и задерживанию породой воды и воздуха, а также значительному увеличению площади поверхности, что создает благоприятные условия для химического выветривания. В результате катаклизмов с поверхности могут осыпаться породы, образуя плутонические породы.

Химическое выветривание - горных пород происходит под воздействием газов, воды, соленых и органических растворов. Химическое выветривание подвергает каменную соль, гипс, ангидрит, известняк и доломит. В химическом выветривании магматических пород большую роль играет разложение полевых шпатов. В результате химических реакций образуется углекислый калий, который выносится водой; гидрид окиси кремния, который, оставаясь на месте, образует сростки опала, халцедона и роговика. В конечном счете образуется скопление глиноподобной массы – каолина. Химическое выветривание интенсивно проявляется в условиях влажного и теплого климата.

Вопрос 33.

Осадочные горные породы: классификация, основные минералы, структура, свойства, применение.

Осадочные горные породы (ОГП) — горные породы, существующие в термодинамических условиях, характерных для поверхностной части земной коры, и образующиеся в результате переотложения продуктов выветривания и разрушения различных горных пород, химического и механического выпадения осадка из воды, жизнедеятельности организмов или всех трёх процессов одновременно.

Осадочные породы подразделяются:

1) обломочные породы — продукты преимущественно физического выветривания материнских пород и минералов с последующим переносом материала и его отложением в других участках;

2) коллоидно-осадочные породы — результат преимущественно химического разложения с переходом вещества в коллоидальное состояние (коллоидные растворы); сюда же включаются и самые тонкие классы обломочных пород и остаточные породы кор выветривания;

3) хемогенные породы — осадки, выпадающие из водных, преимущественно истинных, растворов — вод морей, океанов, озер и других бассейнов химическим путем, т.е. в результате химических реакций или пересыщения растворов, вызванного различными причинами;

4) биохимические породы, включающие породы, образовавшиеся в ходе химических реакций при участии микроорганизмов, и породы, которые могут иметь двоякое происхождение: химическое и биогенное;

5) органогенные породы, образовавшиеся при участии живых организмов; отчасти эти породы являются непосредственными продуктами жизнедеятельности организмов и всегда содержат значительное количество остатков отмерших животных и растений или же целиком построены из вещества органического происхождения.

В осадочных горных связь строения (структуры и текстуры) пород с их генезисом проявляется ещё нагляднее, чем у изверженных пород. Обломочные горные породы состоят из обломочных (кластических) зёрен разной величины и формы: встречаются зёрна угловатые, полуокатанные и скатанные. Зёрна, слагающие обломочные породы, в одних случаях лежат свободно, не скрепляясь друг с другом никаким связующим веществом (цементом), в других — в большей или меньшей мере сцементированы кремнезёмом (опалом, халцедоном), фосфатами, карбонатами кальция и магния или др. минералами.

Свойства:

Способность горных пород реагировать на внешние воздействия изменением размеров, формы и цело­стности относится к механическим свойствам.

Способность горных пород изменять без разрушения форму и размеры в результате направленного на них силово­го воздействия называется деформируемостью.

Прочность горных пород

Твердость пород

Горные породы могут деформироваться в пределах упру­гости и претерпевать пластические (остаточные) деформации.

Способность горных пород изменять форму и объем под влиянием силовых воздействий и полностью восстанавливать первоначальное состояние после устранения воздействий на­зывается упругостью.

Осадочные обломочные горные породы чаще всего применяются в качестве наполнителей для цементных бетонов, асфальтовых и автоклавных бетонов.Химические осадочные горные породы применяются для изготовления вяжущих веществ, магнезиальных вяжущих, извести.Осадочные органогенные горные породы. Эти горные породы образуются в результате накопления осадков от биологических веществ, в результате жизнедеятельности организмов. Примерами осадочных органогенных горных пород могут служить: известняки, мел, ракушечник, диатомит, трепел, опоки). Применяются данные горные породы при изготовлении вяжущих веществ на основы гипсовых вяжущих, а также в качестве активных минеральных добавок. Ракушечник например используется для изготовления отделочных материалов.

Вопрос 34.

Метаморфические породы, условия образования, строение, свойства, применение. Метаморфические горные породы (или как их еще называют измененные горные породы) образовались в результате вторичного воздействия на горные породы высокой температуры и давления. К метаморфическим горным породам относят: мрамор, гнейс, сланцы. Применение таких горных пород достаточно широко, например мрамор применяются в качестве отделочного материала, а сланцы применяются как отделочные материалы, так и для получения сланцевых битумов.

Структуры метаморфических пород называются кристаллобластическими; они возникают в результате роста минералов (бластов) в твёрдой или пластической среде. Преобладают неправильные зёрна (ксенобласты), реже образуются зёрна с кристаллографическими формами (идиобласты). Различаются равномернозернистые (гомобластические) и неравномернозернистые (гетеробластические) структуры; частным случаем последних являются порфиробластические структуры, характеризующиеся наличием крупных кристаллов минералов (порфиробластов) среди мелкозернистой массы породы. По форме зёрен минералов среди метаморфических пород различают гранобластовые, или зернистые (кварциты, мраморы), лепидобластовые, или листоватые, свойственные породам, содержащим зёрна минералов листовидной формы (слюдяные сланцы, филлиты), и лепидогранобластовые, или зернисто-листовые.

Физико-механические свойства метаморфических горных пород во многом близки к магматическим, что обусловлено наличием у них жестких преимущественно кристаллизационных связей. Все метаморфические породы, не будучи измененными (сильно выветрелыми, трещиноватыми), имеют прочность, значительно превышающую нагрузки, существующие в строительной практике.

Метаморфические породы практически водонепроницаемы и, за исключением карбонатных разновидностей (мраморы, скарны), не растворяются в воде. Деформируемость и фильтрация этих пород возможны только по трещинам, а также в выветрелых зонах. Для большинства метаморфических пород характерна анизотропность свойств, обусловленная их сланцеватостью. Прочность на сжатие, сопротивление сдвигу, модуль упругости значительно ниже вдоль сланцеватости, чем перпендикулярно ей.

Вопрос 35

Коррозия изделий и конструкция из ПКМ, меры защиты. Основной причиной коррозии каменных материалов в строительных конструкциях является физико-химическое воздействие воды. Это воздействие проявляется в растворяющей способности воды, особенно если она содержит растворенные газы (С02, S02 и др.); в замерзании воды в порах и трещинах, сопровождающемся появлением в материале больших внутренних напряжений. Кроме того, резкое изменение температуры приводит к появлению на поверхности камня, особенно из полиминеральных пород, микротрещин, которые становятся очагами разрушения. Различные микроорганизмы и растения (мхи, лишайники), поселяясь в порах и трещинах камня, извлекают для своего питания щелочные соли и выделяют органические кислоты, вызывающие биологическое разрушение камня.

Ясно, что стойкость каменных материалов против коррозии тем выше, чем они плотнее (меньше пористость) и меньше их растворимость. Поэтому все мероприятия по защите каменных материалов от коррозии направлены на предохранение их от воздействия воды и на повышение поверхностной плотности. Эти меры могут быть конструктивными и физико-химическими.

Конструктивная защита от увлажнения осуществляется путем устройства надлежащих стоков воды, придания каменным материалам гладкой полированной поверхности и такой формы, при которых вода, попадающая на них, не задерживается и не проникает внутрь материала.

физико-химические мероприятии заключаются в создании на лицевой поверхности камня плотного водонепроницаемого слоя и/или ее гидрофобизации. Одним из способов повышения поверхностной плотности является флюатирование, при котором карбонатные породы пропитывают солями кремнефтористоводородной кислоты (флю-атами), например флюатами магния.

Вопрос 36.