Шкала твердости.

1. Тальк, каолинит чертится ногтем

2. Каменная соль, гипс чертится ногтем или ножом.

3. Кальцит (или известковый шпат) чертится ножом.

4. Плавиковый шпат с трудом чертится ножом.

5. Апатит не царапается ножом и не чертит стекла.

6. Ортоклаз иногда царапает стекло.

7. Кварц чертит стекло.

8. Топаз режет стекло.

9. Корунд режет стекло.

10. Алмаз режет стекло.

След, оставляемый ножом или стеклом, зависит от состава стекла, и стали ножа. Как правило, чем выше твердость камня, тем выше его прочность, тем большую нагрузку может нести этот камень.

Стойкость к выветриванию – способность разрушаться под действием природных сил. Выветриваемость зависит от состава минерала и его химической активности, определяемой, в том числе и степенью закристаллизованности. Например, кварц, состоящий из кристаллического кремнезема, чрезвычайно устойчив к выветриванию, а порода, состоящая из аморфного кремнезема, (например, диатомит) хорошо выветривается.

Минералы изверженных пород.

Все изверженные породы сложены из минералов, входящих всего в четыре группы, хотя в каждой группе много различных представителей.

Таблица 1

Из приведенных в табл. 1 минералов кварц – самый кислый (SiO₂ – 100%), самый твердый (№7), наиболее стойкий к выветриванию. Высокая твердость и прочность придают породе большую прочность и стойкость к износу.

Полевые шпаты делят на две группы: ортоклазы ( плоскости спайности под углом 90 градусов) и плагиоклазы ( угол 87 градусов). Ортоклазы входят в состав кислых пород, а плагиоклазы в основные. Для ортоклазов характерны серые и теплые оттенки вплоть до мясокрасных. Плагиоклазы имеют серые и, в основном, холодные цвета: нефелин – зеленого цвета, а лабрадор - голубой и синий, анортит и альбит – желтые.

Для плагиоклазов характерно изменение цвет при поворачивании (иризация).

Все полевые шпаты наименее устойчивы к выветриванию. При гидролизе, проходящем в природных условиях, полевые шпаты и слюды превращаются в глину. Во многих породах полевые шпаты служат матрицей, дисперсионной средой, соединяющей отдельные зерна кварца, слюды и других минералов в единый камень. При разрушении ее камень рассыпается на отдельные частицы, которые переносятся потоком и образуют новые осадочные породы.

Слюд много. Из светлых литиевых слюд наиболее часто встречается мусковит . Из темных железомагнезиальных слюд в кислых породах (гранит, сиенит ) встречается биотит, а в основных (габбро, соседствует мрамору) – флогопит. Слюда, входящая в состав прочного камня, не оказывает вредного влияния на прочность бетона. Слюда в виде отдельных пластинок, присутствующих в песках, рассматривается как вредная примесь, нарушающая целостность цементного камня.

Темноокрашенные минералы принято делить на пироксены (авгит) и амфиболы (роговая обманка). Их отличия можно рассмотреть под микроскопом. Плоскости спайности у роговой обманки составляют 124 градуса, а у авгита – 87. В остальном свойства близки. К этой же группе минералов относится диопсид, для которого характерны грязно-зеленые и серые цвета. Распространен в оснóвных изверженных породах: габбро, диабазы. Минералы этой группы составляют группу самых оснóвных минералов, самых тяжелых и износостойких.

Рис.1. Схема образования изверженных пород

Структура (строение) породы определяется формой, размером, способом связи отдельных минералов, что определяется под микроскопом. Текстура (сложение) – характер расположения отдельных частей породы.

Для изверженных пород характерны следующие виды структур.

1. Зернисто-кристаллическую гранитную (гранула – зерно, греч) структуру имеют глубинные породы. В таких камнях зерна отдельных минералов хорошо видны без микроскопа. Например, у гранита видны светлые или красные ортоклазы, прозрачные зерна кварца и черные вкрапления биотита.

2. Порфировую структуру имеют излившиеся породы. Такие камни имеют мелко- , скрытокристаллическую или аморфную структуру основной массы камня с вкраплениями (порфирами) отдельных минералов.

3. Порфировидную структуру имеют глубинные породы, характеризующиеся вкраплениями, например ортоклаза, лабрадора в основную массу породы зернисто-кристаллического строения.

4. Пористую, туфовую структуру имеют сцементированные камни.

5. Рыхлая структура характерна для сыпучих пород: вулканического песка; пепла.

Глубинные (интрузивные) породы.

Левинсон-Лессинг предложил таблицу – классификацию массивных пород

по минералогическому составу и структуре

Таблица 2.

Таблица состоит из трех частей: верхняя часть таблицы содержит сведения о минералах, в средней части таблицы расположены основные глубинные породы в зависимости от минералогического состава и условий их охлаждения (структуры), в нижней части таблицы расположены свойства пород в зависимости от их минералогического состава (степени оснóвности). Под строчкой глубинных пород в таблице расположены древние и новые породы, являющиеся аналогами глубинных. Кислотность пород определяется содержанием в них кремнезема Si0₂. Чем выше оснóвность породы, тем она темнее, тяжелее и прочнее.

Гранит состоит из кварца, полевых шпатов и слюды

Гранит зернисто - кристаллической структуры имеет более высокую прочность (в 2-2,5 раза), чем гранит порфировидной структуры. Порфировидный гранит содержит крупные зерна ортоклаза, который относительно легко выветривается. В дальнейшем процесс разрушения продолжается вглубь породы. Чем мельче закристаллизована порода, тем она прочнее. Цвет гранита определяется цветом ортоклаза.

Сиенит – не содержит кварца. Состоит в основном из полевого шпата и слюды. В качестве цветовой составляющей может встречаться роговая обманка.

Диорит содержит темноокрашенные минералы уже в качестве главного породообразующего минерала. Этих минералов в диорите около 25%. Кроме них в состав диорита входит кислый плагиоклаз и слюда.

Гáббро состоит из оснóвного плагиоклаза (до 50%) и темноокрашенных минералов (авгит, оливин). Роговая обманка и биотит встречаются реже. Присутствие авгита придает гáббро глубокий черный цвет, а оливин - зеленый цвет различных оттенков.

Распространенной декоративной глубинной породой (разновидностью габбро) является лабрадорит. В лабрадорите основной плагиоклаз представлен минералом лабрадором, который обладает иризацией (мерцанием) голубого, синего, зеленого и других цветов. В камне порфировидной структуры вкрапления лабрадора достигают размера куриного яйца, что делает этот камень очень декоративным. Гáббро и лабрадорит вязкие камни, трудно обрабатываются, но хорошо полируются.

Все глубинные породы можно применять в качестве несущих конструкций (фундамент, колонны), щебня для тяжелого бетона, полированных панелей в основном для наружной отделки стен, не полированных плит для пола (в метро, например), тротуаров, облицовка набережных, крепления откосов и др.