Группы процессов минералообразования по источнику энергии

эндогенные		экзогенные		метаморфические
обусловлены кристаллизацией в процессе магматизма в глубинах Земли		связаны с процессами химического разрушения минералов на поверхности Земли в зоне выветривания и кристаллизацией в перенасыщенных растворах водоемов и осадочных толщах		определяются изменениями условий образования минералов, которые приводят к глубокому изменению их химического состава и структуры

Твердые минералы чаще всего имеют кристаллическое строение. Составляющие их частицы (атомы, ионы, молекулы) располагаются в строго определенном порядке, образуя кристаллическую решетку (кварц, полевой шпат, гипс и др.).

У аморфных минералов частицы располагаются в беспорядке (опал, лимонит и др.).

Химический состав и кристаллическая структура минералов определяют их внешний облик и физические свойства.

Основные физические свойства и параметры внешнего облика:

Морфологические особенности (внешняя форма) минералов:

изометрическая форма (пирит, галит);

вытянутые в одном направлении – призматические, игольчатые (кварц, асбест);

вытянутые в двух направлениях – плоские, чешуйчатые, листовые (слюды, графит).

Оптические характеристики (прозрачность, блеск):

светлые (в том числе бесцветные), белые, желтые (кварц, полевые шпаты);

темные, малопрозрачные, характерные темным, коричнево-бурым цветом (роговая обманка).

Твердость:

степень сопротивления материала внешнему механическому воздействию. Определяется по 10-бальной шкале Мооса, где за основу принята твердость 10 эталонных минералов.

Спайность:

обусловлена внутренним строением минерала и представляет его способность раскалываться по строго определенным плоскостям с образованием гладких поверхностей.

Современная классификация минералов основана на химическом составе и кристаллической структуре вещества.

Минералогический состав имеет большое значение при определении инженерно-геологических свойств горных пород.

2. Основные сведения о горных породах

По происхождению горные породы подразделяются

магматические		осадочные		метаморфические
по происхождению, условию образования делятся на: глубинные (интрузивные); излившиеся (эффузивные); жильные		по происхождению (генезису) делятся на: обломочные; органогенные; химические		образуются в результате преобразования пород магматического и осадочного происхождения под влиянием процесса метаморфизма

Интрузивные породы образуются в процессе замедленного остывания магмы, когда идет её полная раскристаллизация и переход в твердое состояние. Так образуются глубинные (интрузивные) породы с полнокристиллической (зернистой) структурой (граниты, сиениты, диориты, габрро).

Эффузивный магматизм обусловливает образование трещинных излияний на поверхности Земли или вулканические извержения. Трещинные излияния имеют место при растекании магмы на большой площади и образуют покровы мощностью от нескольких метров до 1..2км.

В зависимости от скорости остывания магмы и выделения газов различают виды эффузивных структур:

– порфировая, характеризуется включениями отдельных крупных кристаллов среди основной нераскристаллизованной или слабокристаллизованной массы, образовались при медленном остывании магматического тела;

– скрытокристаллическая;

– стекловатая, образовалась при быстром охлаждении магмы и лавы;

– пористая, образовалась в условиях бурного выделения газов при остывании магмы.

Магматические породы – граниты, липарит, кварцевые порфиры, обсидиант, пемза, сиениты, андезиты, габбро, лабродарит, базальты, диабазы.

Осадочные обломочные породы образовались из продуктов физического и химического выветривания материнских горных пород и оставшихся на месте своего накопления или отложившихся после переноса водой или воздухом.

Обломочные породы в свою очередь подразделяются:

– собственно обломочные

а) рыхлые зернистые (пески, гравий, галька, дресва, щебень);

б) сцементированные (песчаники, брекчии);

– глинистые

а) несцементированные (глины, суглинки, супеси);

б) сцементированные (аргиллиты, алевролиты).

Органогенные породы образуются в водоемах в результате накопления и преобразования остатков животного мира и растений (доломиты, мергели, мел, диатомиты).

Органогенные породы в свою очередь подразделяются:

– фитогенные (связанные с растительностью) (торф).

Породы химического происхождения образовались в результате выпадения из морских или озерных вод растворенных солей. Это происходит в водах морских континентальных бассейнов и озерах в условиях концентрации водных растворов и при понижении температуры (мирабилит, гипс, ангидрит, калийная соль).

Метаморфические породы (кварциты, глинистые сланцы, известняки, мрамор, гнейс).

3. Область распространения осадочных пород

Одной из основных задач инженерно-геологического обследования строительных площадок является выявление геологического строения толщи и условий залегания слагающих ее горных пород.

В равнинных местностях выходы скальных магматических пород на поверхность земли являются редкостью. Значительно чаще сооружения возводятся на толще осадочных “мягких” пород, характеризуемой сменяемостью пород по глубине.

Осадочные горные породы по происхождению

морские континентальные

Главный признак осадочных пород является слоистость, представляющая собой последовательное чередование горных пород в виде слоев, образующихся в процессе периодического накопления осадков.

Толщина слоя (расстояние по перпендикуляру между плоскостями напластования) называется мощностью.

Слои различают

по сложности по вещественному составу по зерновому составу

Слой имеет сравнительно постоянную мощность и занимает большую площадь (пласт).

Толща рассматривается как комплекс слоев или один слой большой мощности.

Если в слое горной породы проходит тонкий слой другой породы, то он называется прослоем или пропластком.

Если слой или прослоек выклинивается в обе стороны на сравнительно небольшом расстоянии, то он называется линзой, в одну сторону – выклиниванием пласта.

линза песка (1) в слое глины (2)

выклинивание слоя галечника (1) в толще песка

прослой глины (1) в толще песка (2)

Сменяемость пластов в толще осадочных пород является следствием изменения условий накопления осадков.

Вещественный состав пластов осадочных пород в основном определяется влиянием тектонических горнообразовательных процессов, которые с известной степенью периодичности повторялись в течение геологической истории развития земной коры.

По характеру залегания слоев относительно друг друга:

согласное – слои располагаются параллельно друг другу и имеют одинаковое положение в пространстве, которое характеризуется элементами залегания – простиранием и падением;

несогласное – когда при залегании слоев между собой или одной толщи слоев относительно другой выделяется граница несогласия (несогласие угловое, стратиграфическое, тектоническое).

согласное залегание слоев несогласное залегание слоев

Высотное положение пласта в любой точке ниже поверхности земли определяется условиями залегания пород: углом падения и направлением падения (или простиранием) пласта.

Падение пласта – направление и наклон пласта к горизонтальной поверхности.

Линия пересечения горизонтальной плоскости с поверхностью падающего пласта называется линией простирания.

Угол падения пласта – наклон пласта к горизонтальной плоскости.