Описание скальных и полускальных осадочных пород

Сцементированные обломочные породы образуются при скреплении обломков природным цементом, выделяющимся из подземных вод, а также при погружении рыхлых обломочных пород в глубинные зоны земной коры.

При описании сцементированной обломочной породы отмечают:

1. Размер обломков;
2. Форма обломков (окатанные или угловатые) – по ней устанавливают. под влиянием каких сил и среды (водной, континентальной) сформировались обломки;
3. Текстура породы (слоистая, массивная);
4. Состав (тип) природного цемента. Наиболее прочны породы на кремнеземистом цементе, менее прочны на железистом и карбонатном цементах и наименее прочны на глинистом.
5. Характер цементации обломков. он может быть базальным (обломки погружены в цемент и не соприкасаются между собой). поровым и контактным. Наиболее прочны породы с базальным цементом.
6. Минеральный состав обломков.

Конгломерат – сцементированный галечник и гравий с примесью песка. Наибольшей прочностью обладают конгломераты с кремнеземистым цементом. Используется в качестве бута, щебня.

Брекчия отличается от конгломерата угловатостью обломков. Брекчия на кремнеземистом цементе – это высокопрочная порода, устойчивая к выветриванию и малосжимаемая.

Песчаник – сцементированный песок. Цвет обычно серый или бурый. Строительные свойства песчаников во многом зависят от состава природного цемента, степени выветривания и трещиноватости. Широко используется в строительстве(Щебень, дорожные покрытия, облицовочный камень и др.). Пластовая форма залегания.

Алевролиты - сцементированные (окаменевшие) супеси, и суглинки, не размокающие в воде, с НCL не реагируют. Цвет от бурого до черного. Используется как балласт

Аргиллит – твердая порода, образовавшаяся при обезвоживании, уплотнении и цементации песчано-пылеватых и глинистых пород. в зависимости от состава цемента могут быть слабопрочными и очень прочными окварцованными породами. Характерны скрытая слоистость и анизотропность свойств, не размокает в воде. Образует массивные слоистые толщи.

Химические породы (хемогенные). –к ним относятся карбонатные породы (известняки, доломиты, мергели, известковый туф), сульфатные (гипс, ангидрит) и галоидные (каменная соль). Характерная особенность хемогенных пород – растворимость в воде.

При изучении хемогенных и органогенных осадочных пород отмечают:

1. Цвет породы.

2. Минеральный состав.

3. Структура породы. Определяется размерами кристаллов слагающих породу минералов (крупнозернистая, среднезернистая, мелкозернистая, тонкозернистая, землистая, скрытокристаллическая).

4. Плотность породы (плотная или пористая масса).

5. Наличие остатков организмов (следов, отпечатков).

6. Отличительные признаки: реакция с HCl (для карбонатов), соленый вкус и т.д.

1. Карбонатные породы.

Известняки - состоят преимущественно из кальцита CaCO₃, иногда могут содержать примеси кварца, глинистых частиц и других минералов. Наиболее прочными являются массивные мелкозернистые перекристаллизованные и окварцованные известняки. Величина их сопротивления сжатию – 1000 – 2400 кг/см².Битуминозные известняки обладают прочностью – 750-900 кг/см², органогенные (ракушечники, коралловые, нумуллиновые, фузулиновые) - 20-30 кг/см², Широко используется в строительстве как стеновой материал, как сырье для изготовления извести, как бут и щебень.

Доломиты - мелко-среднекристаллические породы, состоящие в основном из одноименного минерала, иногда с примесью глинистого материала. Объемная масса 2780 кг/м^3,. пористость 0.5%, сопротивление сжатию - 400 – 2200 г/см^2, прочность на разрыв 210^. кг/см^2. . При водонасыщении прочность снижается в 2 раза. Используется в качестве бута, щебня и для изготовления цемента.

Мергель - это порода, состоящая из кальцита и на 30-50% из глинистых частиц. Различают глинистый мергель (CaCO₃ 5-25 %), мергель (CaCO₃ 25-50 %),), и мергелистый известняк (CaCO₃ 50-75 %),). Внешне мергель мало отличим от известняка. и главным его признаком является реакция с соляной кислотой, после которой на поверхности мергеля остается пятно – концентрация на месте реакции глинистых частиц. Сопротивление сжатию 60 кг/см^2. Используется для изготовления цемента.

2. Сернокислые и галоидные породы.

Гипс (CaSO_4*2H₂O) - незначительной твердости мономинеральная порода белого или серого цвета. Образует большие залежи, иногда сильно закарстованные. Используется для изготовления гипсовых вяжущих веществ, и в качестве добавки при производстве портландцемента.

Ангидрит (CaSO₄) – обезвоженная разновидность гипса.

Каменная соль – состоящая из минерала галита.

Породы-соли образуют значительные толщи, имеют монолитное строение и практически лишены трещин.

Органогенные породы (органические).

Карбонатные породы

Мел – белая сцементированная порода, состоящая из мельчайших скелетов морских водорослей, одноклеточных животных и тонкозернистого кальцита, в сухом состоянии мел достаточно прочен, а в водонасыщенном – становится мягким. Из-за большой влагоемкости имеет малую морозостойкость.

Известняк-ракушечник – состоит из хорошо различимых раковин моллюсков или их обломков. От известняка хемогенного отличается более низкой плотностью и высокой пористостью. Большое влияние на его свойства оказывают вторичные изменения (окремнение, окварцевание и др.). Используется как стеновой камень и заполнитель легких бетонов.

Кремнистые породы.

Диатомит, трепел, опока – биохимические, преимущественно кремнистого состава, высокопористые, но довольно прочные ископаемые продукты жизнедеятельности организмов-диатомей. Используется для изготовления огнеупорных кирпичей.

Диатомит – очень легкая белая или светло-желтая порода, пачкающая руки, легко растирающаяся в тонкий порошок, состоящая из мельчайших опаловых скорлупок диатомовых водорослей. Низкий удельный вес породы обуславливается ее большой микропористостью, достигающей 92%.

Трепел – внешне трудно отличим от диатомита, состоит из мельчайших зернышек опала с примесью опаловых скорлупок диатомовых водорослей. Низкий удельный вес, способность жадно впитывать влагу (прилипает к языку).

Опока – довольно прочная, очень легкая, мелкопористая кремнистая порода белого, серого голубого, а иногда и черного цвета. По внешним признакам одни разности опок (мягкие опоки) напоминают диатомиты, а другие представляют собой довольно крепкую породу кремневидного облика. Опока, как и трепел, состоит из зернышек опала и остатков кремниевых скелетов организмов, сцементированных кремнистым веществом (продукт изменения диатомитов и трепела).

Таблица 8. Применение минералов

Минерал	Применение
С и л и к а т ы
Альбит (подгруппа плагиоклазов)	Керамическое и стекольное сырье
Ортоклаз (микроклин)	Используется для определения абсолютного возраста молодых (KZ) образований аргоновым методом и древних - стронциевым
Анортит (подгруппа плагиоклазов)	Пол. шпаты применяются как керамическое и стекольное сырье, некоторые разновидности – как поделочный и полудрагоценный камень.
Лабрадор
Мусковит	Электроизолятор. Используется в электропромышленности, при изготовлении красок, смазочных материалов.
Биотит
Авгит	Породообразующие минералы магматических и метаморфических пород
Роговая обманка
Оливин (хризолит или перидот)	Разновидности, содержащие мало железа, употребляются для изготовления огнеупорных кирпичей. Прозрачные разновидности – как драгоценные камни.
Каолинит	Керамическое производство, строительное дело, бумажная промышленность, огнеупорный материал.
Монтмориллонит	Отбеливающие глины, глинистый промывочный раствор при бурении скважин.
Тальк	Сырье для производства огнеупорных, полировальных, изоляционных материалов, предметов украшения, пишущих средств и др.
Асбест (горный лен)	Строительное дело. асбестоцементная кровля.
К а р б о н а т ы
Кальцит	Металлургическая и оптическая промышленность, оптика, строительное дело; как поделочный камень
Доломит	Химическая промышленность, строительное дело
О к и с л ы, г и д р о о к и с л ы
Кварц (горный хрусталь, морион, аметист)	Стекольная, химическая, строительная промышленность, радиотехника, производство оптических приборов
Халцедон (Кремень)	Применяется для изготовления часовых камней, в керамической промышленности
Магнетит (магнитный железняк)	Важнейшая и наиболее качественная железная руда
Лимонит (бурый железняк)	Железная руда, охра используется как краска.
Опал	Поделочный камень. Применяется при изготовлении фильтров, в керамике, как термоизолятор.
С у л ь ф и д ы
Пирит (серный колчедан)	Широко используется в химической промышленности, Особенно для производства H2SO4.
С у л ь ф а т ы
Гипс (длинностолбчатая разновидность гипса – селенит)	Производство вяжущих (цемента), в химической промышленности, хирургии.
Aнгидрит	Производство цемента, поделочный камень. Как удобрение, в химической промышленности для производства серной кислоты, в строительстве.
Г а л о и д ы
Галит (каменная соль)	Пищевая, химическая промышленность для получения Cl, Na.
Сильвин	Удобрение и сырье для химической промышленности
Флюорит (плавиковый шпат)	Металлургическая, химическая промышленность, керамика, как поделочный кмень.

Таблица 9. Применение горных пород

Горная порода	Применение
Андезит (излившаяся горная порода)	Дорожно-строительный материал. Андезитовые жерла иногда несут медносульфидные, золотые оруденения.
Базальты (излившаяся горная порода)	Дорожное строительство, железно-дорожный балласт, портовые сооружения (базальтовые столбы).
Базальт Диабаз	Переплавляются в литой камень – базальтин. Из него изготавливают трубы, химическую аппаратуру, отличающуюся кислотостойкостью, высокой прочностью и долговечностью.
Боксит (хемогенная осадочная горная порода)	Руда для получения алюминия, сырье для технических абразивных минералов и глинозема.
Вулканические туфы	Туфовый щебень используется как заполнитель легких бетонов.
Габбро (глубинная основная горная порода)	Железнодорожный балласт, добавка в бетон, так как высокопрочные и вязкие.
Диорит (глубинная средняя горная порода, состоит из плагиоклаза, роговой обманки)	Камень для памятников, дорожное строительство, мостовой камень, щебень, гравий.
Габбро	Используются как декоративный материал для облицовки.
Гнейсы (русс.’гнездо’, кристал-лические сланцы, поблескивают слюдой, региональный метаморфизм)	Кристаллические сланцы – строительный и дорожный материал, железнодорожный балласт, горючие сланцы – тепловые электростанции, гранатовые сланцы – абразив, метельные политуры.
Гранит (лат.’granum’-зерно, глу-бинная изверженная горная порода)	Памятники, тесовый камень, мостовой камень (брусчатка), месторождения руд молибдена, олова, вольфрама, золота, серебра, урана, висмута, меди, свинца, цинка, ртути, сурьмы и т. д, дорожное строительство (щебень). Красивый и надежный облицовочный материал. В виде бутового камня в качестве заполнителя для бетона.
Диабазы (греч.’диабазис’-переход, излившаяся горная порода)	Как вязкие, прочные на сжатие -дорожное строительство.
Диорит (глубинная,бедная кварцем горная порода)	Памятники, дорожное строительство, мостовой камень, щебень, гравий.
Дунит (глубинная ультраосновная горная порода)	Материнская порода залежей хромита (платины) и как огнеупорный материал.
Обсидиан (излившаяся горная порода)	Пенистые стекла, теплоизоляторы, художественные украшения.
Порфиры (липарит) (излившаяся горная порода)	Брусчатка, облицовочный камень, дорожное строительство.
Пемза (вулканическое пенистое стекло)	Легкий строительный материал для купольных сооружений, абразив. Теплоизоляционный, звукоизоляционный материал. Заполнитель для легких бетонов. В тонкоизмельченном состоянии в качестве гидравлической добавки.
Сиениты	Используются как граниты.
Трахиты	Заполнители в кислотоупорных бетонах.
Осадочные породы
Обломочные породы:
Брекчия (грубозернистая обломочная горная порода)	Для облицовки стен (брекчии, известняка и мрамора).
Конгломераты	Стройматериалы, железистые, золотоносные для добычи золота, железа.
Песок	При устройстве оснований и покрытий, дренажных сооружений, изготовлении бетонов и растворов, силикатных и др. строительных материалов.
Глины, глинистые породы (глинистые минералы, каолинит, монтмориллонит, гидрослюды, кварц, полевые шпаты + лимонит, гематит, пирит, марказит)	Производство кирпича, керамических изделий, каолинит для изоляторов высокого напряжения и бытовых марок фарфора (посуда). Жирные глины – хорошая способность к разбуханию – гидроизоляция водохранилищ, прудов, мелиоративных проектов. Твердые глины – стройматериалы.
Глина	В керамическом производстве, производстве цементов и других строительных материалов.
Песчаники	Чаще применяются известковые и кремнистые песчаники. Они используются в виде бута, плит для тротуаров, ступеней, а также щебня для бетона, стенового материала для стен неотапливаемых помещений, зданий, подпорных стенок набережных, стекольная промышленность. Из битуминозных песчаников извлекают природный битум.
Химические и органогенные:
Сульфаты:
Ангидрит (‘ан’-без,’гидор’-вода,греч.)	Используется в производстве вяжущих веществ. В полированном виде – для внутренней облицовки зданий (имитация мрамора) Сырье для получения серной кислоты, цемента.
Гипс (осадочная горная порода, результат гидратации ангидрида)	Штукатурный гипс (обожженный), художественный промысел, стройматериал (гипсовые плиты), производство серной кислоты. Служит исходным сырьем гипсовых вяжущих веществ. Может быть использован в качестве стенового и облицовочного материала.
Кремнистые породы:
Диатомиты (из остатков кремниевых водорослей)	Сахарная промышленность, растительное масло – очистка.
Трепел	Теплоизоляционные материалы, адсорбирующие и фильтрующие вещества
Опоки (из тонкозернистого опала)	Адсорбенты. Заполнитель легких бетонов и сырье для белых вяжущих веществ.
Карбонатные породы:
Доломит (хемогенная осадочная горная порода)	Применяется наравне с известняками, как строительный камень (бут, плиты, щебень) и сырье для производств каустического доломита, доломитовой извести, огнеупорных материалов, теплоизоляции, стекла.
Известняки	Используются как стеновой материал и как заполнитель в легких бетонах. Стройматериал (обожженный известняк – строительная известь), удобрение, химическая промышленность (синтетическая резина), облицовочный камень, добавка в черной металлургии, стекольной промышленности, очищающая масса при производстве сахара, изготовление цемента.
Магнезит	Для произв. огнеупорных изделий и изготовления минеральных вяжущих веществ.
Мел	Производство цемента, извести, стекла, используется как активный наполнитель в пластмассах и резинах, для приготовления красок, замазок.
Мергели (глина +карбонаты)	Лучший вид сырья для производства портландцемента, для улучшения почв
Метаморфические породы
Гнейсы	Плиты для облицовки набережных, каналов, устройство тротуаров. Из него изготавливают щебень, бутовый камень.
Мраморы (метаморфизованные известняки и доломиты)	Облицовочный камень, производство извести (после обжига), стройматериал.
Серпентинит (змеевик)_	Для производства асбоцементной кровли

ЛИТЕРАТУРА.

1. Передельский Л.В., Приходченко О.Е. Инженерная геология - Ростов-на Дону: Феникс, 2006.
2. Ананьев В.П., Потапов А.Д. Инженерная геология – М.: Высш.шк., 2002.
3. Ельцов Ю.А. Методические указания к лабораторным работам по инженерной геологии. – Ижевск: ИжГТУ, 1995.
4. Н.Б. Лебедева. Пособие к практическим занятиям по общей геологии – М: МГУ, 1962.
5. Немец Ф. Ключ к определению минералов и пород – М: Недра, 1982.