По назначению выделяют следующие виды полезных ископаемых:
§ Горючие полезные ископаемые (нефть, природный газ, горючие сланцы, торф, уголь)
§ Нерудные полезные ископаемые — строительные материалы (известняк, песок, глина и др.), строительные камни (гранит) и пр.
§ Руды (руды чёрных, цветных и благородных металлов)
§ Камнесамоцветное сырьё (яшма, родонит, агат, оникс, халцедон, чароит, нефрит и др.) и драгоценные камни (алмаз, изумруд, рубин, сапфир).
§ Гидроминеральные (подземные минеральные и пресные воды)
§ Горнохимическое сырьё (апатит, фосфаты, минеральные соли, барит, бораты и др.)
[править]Признаки полезных ископаемых
Отдельными примерами поисковых признаков полезных ископаемых, без разделения на прямые и косвенные, являются:
§ Минералы — спутники рудных месторождений (для алмаза — пироп, для рудного золота — кварц и пирит, для платины нижнетагильского типа — хромистый железняк и пр.)
§ Их присутствие в перенесенных обломках, валунах и т. п., попадающихся на склонах, в ложбинах, руслах водотоков и пр.
|
|
§ Прямое наличие в горных обнажениях, выработках, керне
§ Повышенное содержание их элементов-индикаторов в минеральных источниках
§ Повышенное содержание их элементов-индикаторов в растительности
При разведке найденного месторождения, закладывают шурфы, проходят канавы, разрезы, бурят скважины и др.
1. Объясните значение инженерной геологии для строительства железных дорог и их эксплуатации.
Инженерная геология - отрасль геологии, изучающая верхние горизонты земной коры и динамику последней в связи с инженерно-строительной деятельностью человека. Рассматривает состав, структуру, текстуру и свойства горных пород как грунтов; разрабатывает прогнозы тех. процессов и явлений, возникающих при взаимодействии сооружений с природной обстановкой, и пути возможного воздействия на процессы с целью устранения их вредного влияния.
Инженерная геология зародилась в 19 в. В России первые инженерно-геологические работы были связаны со строительством железных дорог (1842-1914). В них принимали участие А. П. Карпинский, Ф. Ю. Левинсон-Лес-синг, И. В. Мушкетов, А. П. Павлов, В. А. Обручев и др. Как наука инженерная геология оформилась в СССР к концу 1930-х гг. в результате исследований, связанных главным образом с гидротехническим строительством. В её развитии большая роль принадлежит Ф. П. Саваренскому, И. В. Попову, Н. Н. Маслову, В. А. Приклонскому, М. П. Семёнову и др.
Инженерно-геологические изыскания для строительства обеспечивают комплексное изучение природных и техногенных условий территории (региона, района, площадки, участка, трассы) объектов строительства, составление прогнозов взаимодействия этих объектов с окружающей средой, обоснование их инженерной защиты и безопасных условий жизни населения. Одной из особенностей изысканий при строительстве железных дорог является большая протяженность при малой ширине полосы изысканий. При изысканиях под такие объекты инженер-геолог практически сталкивается со всеми разделами инженерной геологии (общая геология, подземные воды, геодинамика поверхности земли и многое другое). Инженерно-геологические изыскания выполняют по определенным нормативам, которые учитывают специфику объектов. Строительные нормы и правила устанавливают основные положения по определению опасных природных воздействий, вызывающих проявления и (или) активизацию природных процессов, учитываемых при разработке предпроектной документации, технико-экономических обоснований и рабочей документации на строительство.
|
|
2.
Опишите минералы (кальцит) и породы (опока, мергель, кварцит), отвечая на вопросы, помещенные в примечаниях к таблицам.
Минерал | Кальцит |
Класс | Карбонаты |
Химический состав | CaCO3 |
Цвет | Белый, серый, голубой, зеленый, кремовый, бесцветный, прозрачный |
Цвет черты | Беловато-серая |
Блеск | Стеклянный |
Спайность | Совершенная |
Излом | раковистый |
Твердость | 3 |
Реакция с HCl | Бурно вскипает от действия разбавленной HCl |
Породы, в которые входит минерал | Мрамор, известняк |
Название происходит от лат. calx — жженая известь. Для кальцита характерны зернистые агрегаты, друзы кристаллов, натечные образования пещер (сталактиты, сталагмиты и др.), конкреции, жилы, отложения горячих источников. Самые большие скопления кальцита представлены пластами известняка, в котором он является основным компонентом. Этот кальцит первоначально накапливался на дне древних морей одним из трех способов: 1) путем извлечения растворенного карбоната кальция организмами, строящими из него раковины и скелеты; 2) посредством химического осаждения; 3) в результате осаждения зерен, вымытых в результате эрозии более древних известняков. Карбонат кальция — обычное соединение, растворенное в циркулирующих грунтовых (подземных) водах, куда он попадает в процессе выщелачивания из жильного кальцита и известняков. Этот карбонат кальция может быть переотложен в виде кальцита в пещерах, жилах и полостях, в качестве цемента между зернами пород и в виде известкового туфа вокруг горячих источников и гейзеров. Карбонатные песчаники имеют и первично-осадочное происхождение. Кальцит часто встречается как компонент гидротермальных жил и изредка как акцессорный минерал в щелочных пегматитах. Крупные скопления он образует в массивах карбонатитов. Оптический кальцит, восполняющий миндалины основных лав (траппов), — широко распространенный минерал. По частоте встречаемости он уступает только кварцу.
При прокаливании кальцита происходит выделение углекислого газа, при этом получается негашеная известь CaO3. После смешивания с водой она превращается в гашеную известь Ca(OH)2. Породы, содержащие кальцит, издавна прокаливали для получения строительной извести, используемой в производстве строительного раствора и цемента. Исландский шпат используется в оптоэлектронных и оптических системах. Во многих поляризационных микроскопах для получения поляризованного света раньше использовались двупреломляющие призмы Николя из исландского шпата.
Породы | опока | мергель | кварцит |
Происхождение | Смешанные осадки | Смешанные осадки | Образуется при метаморфизме кварцевых песчаников |
Минералогический состав | Состоит из опалового кремнезема с примесью глинистого материала | Из смеси кальцита с глиной (глины 30-50%) | Кварц, небольшая примесь слюды |
Структура | Легкая, твердая, микропористая | Тонкозернистая | Мелко- или тонкозернистая |
Текстура | однородная | Массивная | Массивная, сланцеватая |
Цвет | Светло-желтый, беловатый, зеленоватый | Разнообразный и зависит от цвета глинистой примеси | Светлый, розоватый, красноватый, желтоватый |
Реакция с HCl | Не вскипает | Бурно вскипает с HCl и на месте капли оставляет пятно грязи | Не реагирует с разбавленной соляной кислотой |
Практическое применение | Применяется как адсорбент, в газовой, химической и др. отраслях промышленности, при производстве цемента | Применяется в цементной промышленности и как удобрение в сельском хозяйстве | Применяется при изготовлении огнеупорного кирпича – динаса, точильных камней, жерновов, брусков, плит и щебня; применяется в дорожном деле; для бетонных работ; используется как облицовочный, декоративный материал |
Опока. Общими инженерно-геологическими особенностями опок являются: 1) высокая пористость; 2) большая влагоемкость; 3) сравнительно высокая прочность в сухом состоянии и значительное ее падение при водонасыщении; 4) слабая морозоустойчивость.
|
|
Характерной чертой опок является именно их чрезвычайно слабая морозоустойчивость. Уже после 2-4 циклов попеременного замораживания и оттаивания образцы разрушаются. Это может быть объяснено лишь большой влагоемкостью опок (до 50-70%). Кроме того, нужно отметить, что хотя поры в опоках открытые и сообщаются друг с другом, водопроницаемость опок ничтожна (возникающий в опоках естественного отложения коэффициент фильтрации, равный 5 м/сут.), связан исключительно с трещиноватостью пород массива.
Мергель. Это известково-глинистая порода, у которой глинистые частицы сцементированы карбонатным материалом. Распределение глинистого и карбонатного вещества в мергеле чаще всего равномерное. Обычно под мергелем понимают такую породу, у которой содержание CaCO3 колеблется в пределах 25-30 %. При большом содержании CaCO3 порода получает название мергелистый известняк, а при меньшем – глинистый мергель. Эти типы пород связывают мергель, с одной стороны, с известняком, с другой – с глинами. Мергель способен набухать благодаря содержащемуся в нем глинистому веществу, при этом все мелкие трещины, по которым возможна циркуляция воды, закрываются и тем самым прекращается фильтрация воды сквозь мергелистые толщи. Набухание мергеля главным образом зависит от соотношения в породе карбонатной и глинистой составляющих. Физико-механические свойства мергелей в связи с содержанием карбонатов и степени их дисперсности определяются в весьма широком диапазоне измерения. На природных скосах и откосах искусственных выемок мергели быстро выветриваются, разрушаются, формируя весьма подвижные плитчатые осыпи. Мергель, в связи с уникальностью состава (карбонаты + глина), практически без дополнительного обогащения, дает возможность использовать его в качестве природного сырья для производства цемента.
|
|
Кварцит. Метаморфическая горная порода, состоящая в основном из кварца, крепкий и прочный кварцевый песчаник с кремнистым цементом, белый до светло-серого, очень трудный для обработки. Генезис — диагенез или метаморфизм кварцевого песка. Прочность на сжатие 100—450 МПа, твёрдость пошкале Мооса
— 7, огнеупорность до 1770 °C. Состав: кварц 70-80 %, слюда, плагиоклазы, тальк и т. д. Применяют для изготовления динаса и как флюс (в металлургии); кислотоупорный материал, строительный (в том числе декоративный) камень. Применяется в виде щебня в строительстве, для покрытия полов, добавок к бетону.
ТЗ№4