Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

7951

.pdf
Скачиваний:
0
Добавлен:
23.11.2023
Размер:
1.29 Mб
Скачать

Таблица 3.3 Определитель грубообломочных несцементированных

пород

Название

Размер частиц

Степень окатанности частиц

Прочие признаки

породы

 

 

 

Валуны

Более 200 мм

Окатанные

Состав различный

Глыбы

Более 200 мм

Неокатанные угловатые

Состав различный

Галька

200-10 мм

Окатанные

Состав различный

Щебень

200-10 мм

Неокатанные угловатые

Состав различный

Гравий

10-2

Окатанные

Состав различный

Дресва

10-2

Неокатанные угловатые

Состав различный

Макроскопическое полевое изучение величины зерен песков может дать достаточно точные результаты. Одним из полевых методов является метод Василевского (рисунок 3.1), когда размер зерен песка определяется по круговой таблице. Песок и гравий помещают в центр круга и под лупой определяют размер зерен. Название породы определяется преобладанием зерен того или иного размера. Такая же таблица с обратным отношением светлых и темных участков употребляется для определения размеров преимущественно темных зерен. Таким путем устанавливается лишь наличие зерен определенной величины; количественное же соотношение между зернами различных фракций может быть определено лишь ориентировочно, песок может быть классифицирован как разноили равномернозернистый. Примесь тонкого алевритового и особенно пелитового материала обычно легко определяется, если растереть породу между пальцами: «чистый» песок не марает руку, глинистый – оставляет след. Наименьшая степень сортировки свойственна флювиогляциальным и селевым пескам. Морские пески сортированы плохо, за исключением прибрежных. Сортировка речных песков – различна. Наибольшая сортировка характерна для песков эолового происхождения.

Рисунок 3.1 – Таблица Василевского для полевого определения размера зерен

Макроскопическое определение сцементированных пород выполняется в соответствии с таблицей 3.4.

20

Таблица 3.4 Определитель обломочных сцементированных пород

Название

Размер

Степень

 

окатанности

Характеристика цемента

породы

обломков

обломков

 

 

 

 

Валунный

> 200 мм

Окатанные

Состав цемента грубообломочных и

конгломерат

песчаных сцементированных пород

 

 

Глыбовая

> 200 мм

Угловатый

определяется следующим способом:

брекчия

1. Карбонатный цемент – по реакции с HCl .

 

 

Конгломерат

200-10 мм

Окатанные

Порода бурно вскипает с HCl, выделяя CO2

Брекчия

200-2 мм

Угловатые

2. Глинистый цемент – не реагирует с HCl,

Гравийный

10-2,0 мм

Окатанные

размокает и распадается в воде

конгломерат

3. Мергелистый цемент – вскипает с HCl,

 

 

Песчаник

2,0-1,0 мм

Грубо-

после окончания реакции образуется

грубозернистый

зернистые

пузырчатая глинистая пенка из

 

Песчаник

1,0-0,5 мм

Крупно-

непрореагировавших глинистых минералов

4 Кремнистый цемент – не реагирует с HCl,

крупнозернистый

зернистые

 

 

не размокает в воде

Песчаник

0,5-0,25

Средне-

5. Железистый цемент – не реагирует с HCl,

среднезернистый

мм

зернистый

не размокает в воде. Цвет красный, ржавый

Песчаник

0,25-0,1

Мелко-

 

мелкозернистый

мм

зернистые

 

Песчаник

0,1-0,05

Тонко-

 

тонкозернистый

мм

зернистые

 

 

 

 

Состав цемента преимущественно извест-

Алевролит

0,05-0,005

 

ковистый. От тонкозернистых песчаников

мм

 

отличаются мучнистостью. В воде не

 

 

 

 

 

размокают

 

Менее

 

Очень твердые, с трудом скоблятся ножом.

Аргиллит

 

Не размокают в воде. Не обладают

0,005 мм

 

 

 

пластичностью.

 

 

 

В таблице 3.5 приведен определитель рыхлых и связных пылеватых и глинистых пород.

Таблица 3.5 Определитель рыхлых и связных пылеватых и глинистых пород

Название

Размер

 

 

 

обломков,

 

Характерные признаки

породы

 

мм

 

 

 

 

 

 

 

Алеврит

0,05-0,005

Тонкозернистая рыхлая обломочная порода. Окраска различная.

Мучнистая на ощупь, легко растирается в пыль.

Лесс

0,05-0,005

Однородная, легкая, пористая порода. Растирается пальцами в

 

 

мучнистый порошок. При действии 10% HCl вскипает

 

 

В сухом виде землистые, рыхлые, легко рассыпающиеся или

 

Менее

плотные породы. Легко полируются ногтем. Жирные на ощупь.

Глина

Влажные глины липкие, при

высыхании дают усадку. При

0,005

 

увлажнении становится пластичной. Влажная глина образует

 

 

 

 

шар, который сдавливается в лепешку, не трескаясь по краям

 

 

При растирании между пальцами чувствуется присутствие

 

 

песчаных

частиц. В отличие от глины, сухие комочки породы

Суглинок

 

раздавливаются легче. Порода менее пластина, чем глина. При

 

 

раскатывании не образует длинного шнура, а сдавленный шар из

 

 

влажного суглинка образует лепешку с трещинами по краям

 

 

На ощупь

при растирании

преобладают песчаные частицы.

21

Супесь

 

Комочки раздавливаются без труда. В сухом состоянии комья

 

 

легко рассыпаются и крошатся от надавливания рукой, во

 

 

влажном состоянии непластичная. При сдавливании в сыром

 

 

состоянии образуется шар, который при легком надавливании

 

 

рассыпается

Определение осадочных горных пород химического и биохимического происхождения может быть выполнено с помощью таблицы

3.6.

22

Таблица 3.6 Определитель химических и биохимических осадочных пород

Минералогический состав

Структура

Текстура

 

Окраска

Дополнительные признаки

 

 

 

1

 

 

 

2

3

 

4

 

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Известняк

 

 

 

 

 

 

Кальцит, примеси - не более

Скрытокристалли-

Массивная,

 

Белая, серая,

Размягчаются в воде, водопроницаемы только

5% доломит, песчаные и

ческие, оолитовая,

горизонтально-

 

вплоть до

по трещинам. Порода бурно вскипает со

глинистые частицы

 

 

органогенная

и наклонно-

 

черной

слабой соляной кислотой

 

 

 

 

 

 

 

 

 

слоистая

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Писчий мел

 

 

 

 

 

Состоит в основном из двух

Органогенная,

Микропористая

 

Белая

Не обладает морозостойкостью, после

основных

 

частей

тонкозернистая

 

 

 

нескольких

циклов

замораживания

и

карбонатная часть (СаСО3,

 

 

 

 

размораживания распадается на кусочки. При

MgCO3) и некарбонатная

 

 

 

 

увлажнении

прочность

мела начинает

часть

(глины,

мергели,

 

 

 

 

снижаться уже при влажности 1-2%, а при

кварцевый

песок,

окислы

 

 

 

 

влажности 20-30% прочность на сжатие

металлов и др.).

 

 

 

 

 

 

 

увеличивается в 2-3 раза, при этом

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

появляются пластические свойства.

 

 

 

 

 

 

 

 

Мергель

 

 

 

 

 

 

Состоит

на

50–70%

из

Скрытокристалли-

Массивная,

 

Светлые

В сухом состоянии прочные и устойчивы в

кальцита

 

органического

ческая,

слоистая

 

тона, также

откосах, способны к сжатию, набуханию и

происхождения, на 50–30% из

токнозернистая

 

 

разности

размоканию; при преобладании карбонатного

глинистых

минералов,

как

 

 

 

коричневого,

цемента, при окремнении - водостойки,

обломочного,

так

и

 

 

 

фиолетового

имеют повышенную прочность. Бурно

химического происхождения

 

 

 

и др. цветов

вскипает с HCl, оставляя пену из

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

непрореагировавших глинистых частиц

 

 

 

 

 

 

 

 

Доломит

 

 

 

 

 

 

На

90–95%

представляют

Полнокристалли-

Массивная

 

Светлая –

Обладает

 

высокой

прочностью,

двойную

углекислую

соль

ческая: средне-,

 

 

желтоватых,

долговечностью

и

морозостойкостью.

кальция и магния

 

 

мелко-зернистая;

 

 

красноватых

Вступают в реакцию с подогретой соляной

 

 

 

 

 

 

скрытокристалли-

 

 

и зеленова-

кислотой и в порошке. Царапается стальной

 

 

 

 

 

 

ческая

 

 

тых оттенков

иглой и отличается от известняка меньшей

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

растворимостью и более сильным блеском.

 

 

 

 

 

Продолжение таблицы 3.6

1

2

3

4

 

 

5

 

 

 

Опоки

 

 

 

 

 

Сложены тонкозернистым

Органогенная,

Микропористая

Цвет темный,

Опаловидные пористые породы, похожие на

опалом (до 90%), с примесью

скрытокристалли-

 

почти черный,

трепел и обычно несколько отличаются

створок диатомей,

ческая

 

при

большей плотностью. При ударе твердая

радиолярий, спикул губок,

 

 

выветривании

опока колется со звенящим звуком на мелкие

мелких обломков кварца,

 

 

светлеет до

остроугольные

обломки,

обладающие

полевых шпатов, глау-конита,

 

 

светло-серая

раковистым изломом. Оставляют матовый

глинистого вещества

 

 

 

след на стекле и металле, чертиться ножом

 

 

Яшма

 

 

 

 

 

Состоят из халцедона или

Тонкозернистая,

Массивная,

Темные,

Очень твердые и крепкие, однородные и с

микрозернистого кварца с

скрыто-

пятнистая,

красные,

раковистым

изломом.

Характеризуется

примесью гидроокислов железа.

кристаллическая

полосчатая,

зеленоватые,

весьма плотным сложением, большой

Иногда в яшме присутствуют

 

брекчиевая и др.

желтоватые,

вязкостью, довольно высокой твердостью

остатки радиолярий

 

 

черные

(по шкале Мооса 7)

 

 

 

 

Кремни

 

 

 

 

 

Представляет собой

Скрытокристалли-

Массивная

Серые, чер-

Характерен занозисто-раковистый излом,

конкреции. Часто окрашен

ческая

 

ные, желтые,

высокая твердость, близкая к средней

окислами железа и марганца

 

 

бурые,

твердости кварца (6,5-7 по шкале Мооса),

 

 

 

красные

слабая истираемость, химическая чистота.

 

 

Диатомит

 

 

 

 

Состоит из опаловых створок

Слоистая

Тонкопористая

Белый,

Легкая, рыхлая или плотная порода,

диатомовых водорослей, в

 

 

светло-серый,

обладает большой

пористостью, плохой

качестве примеси – глинистые

 

 

желтовато-

тепло-

и

звекопроводностью,

минералы

 

 

или буровато-

тугоплавкостью и кислотостойкостью.

 

 

 

серый

 

 

 

 

 

 

Гипс

 

 

 

 

 

Состоит в основном из

Полно- и скрыто-

Массивная,

Белый,

Породы мягкие, плотный гипс имеет

минерала гипса и примесей -

кристаллические

полосчатая

жёлтоватый,

коэффициент крепости 1,5, пористый гипс -

доломит, целестин, кальцит,

 

 

розоватый

1,0 - 1,5. Растворимость гипса колеблется в

гидроокислы железа, серы

 

 

 

пределах 2-7 г/л, царапается ногтем

24

 

 

 

 

 

 

 

Продолжение таблицы 3.6

 

 

1

 

2

3

 

4

5

 

 

 

 

 

 

Ангидрит

 

 

 

 

Состоит в

основном

из

Полно-

Массивная

 

Серая,

Порода плотная, со стеклянным блеском,

минерала ангидрита, содержит

кристаллические

 

 

голубовато-

иногда с перламутровым отливом. Более

примеси бария, стронция,

(средне-, мелко-

 

 

серая

плотный, чем гипс. В процессе гидратации

магния

 

 

зернистые),

 

 

 

превращается в гипс. Процесс гидратации

 

 

 

тонкозернистые

 

 

 

сопровождается увеличением объема породы

 

 

 

 

Каменная соль

 

 

 

Галит (NaCl), сильвин (KCl), с

Полно-

Однородная,

 

Бесцветный,

Легко растворяется в воде; имеет солёный

примесью

хлористых

и

кристаллическая,

пятнистая,

 

белый,

вкус. Монолитные соляные тела практически

сернокислых

соединений

редко скрыто-

полосчатая

 

красный,

водонепроницаемы, их

водопроницаемость

окислов железа и терригенных

кристаллическая

 

 

серый, синий

значительная в зоне выветривания, а также

частиц.

 

 

 

 

 

 

появлению трещин на контактах соли с

 

 

 

 

 

 

 

прослоями других осадочных пород

 

 

 

 

 

Бурый железняк

 

 

 

Окись Fe3+, воду, в качестве

Тонкозернистая,

Массивная

 

Печеночно-

Имеет твердость 1-5,

плотность около

4

примеси – глина, глинозем

 

скрыто-

 

 

бурый, желто-

г/см3, спайность отсутствует, разлагается

 

 

 

кристаллическая

 

 

вато-бурый,

кислота-ми, обладает неметаллическим

 

 

 

 

 

 

до черновато-

блеском, перед паяльной трубкой плавится в

 

 

 

 

 

 

бурого

краях

 

 

 

 

 

 

Фосфориты

 

 

 

12-40% Р2О5, апатит; кальцит;

Органогенная,

Слоистая,

 

Буровато-

Выделяются рыхлые

фосфориты

и

глауконит; гидроксиды железа;

оолитово-

натечная

 

серые до

каменистые, залегающие среди рыхлых.

каолин; кварц, пирит и остатки

микрозернистая

 

 

черного или

Разлагается соляной и азотной кислотой.

раковин.

 

 

 

 

 

зеленоватые

При трении появляется запах жженой кости.

 

 

 

 

Боксит

 

 

 

 

Диаспор, бёмит, гиббсит, гётит,

Оолитовая

Массивные,

 

Красный,

Мягкие бокситы не обладают пластичностью

гидрогётит, хлориты, рутил,

 

слоистые

 

буровато-

Характерна значительная плотность, иногд

ильменит, сидерит, кальцит,

 

 

 

коричневый,

магнитность. Твердость по шкале Мооса 2,5

слюды и др.

 

 

 

 

 

реже серый,

3,0 до 6. Непрозрачен. Содержание глинозёма

 

 

 

 

 

 

черный

в промышленных бокситах от 28% до 60%

 

25

Продолжение таблицы 3.6

 

 

1

 

 

2

 

 

3

4

 

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Торф

 

 

 

 

 

 

Состоит

 

из

растительных

Органогенная:

 

Пористая,

От

светло-

Малая плотность и высокая влажность,

остатков,

 

претерпевших

верховой

торф

-

слоистая

желтого

до

большая пористость, слабая прочность. При

различную степень разложения.

губчатые,

губчато-

 

темно-корич-

осушении

коэффициент

фильтрации

Хим. состав торфа (в %):

волокнистые.

 

 

невого.

От

уменьшается в несколько раз. Обладает

углерод 50-60, кислород 30-40,

Низинный

торф

-

 

серо-коричне-

матовым блеском. Не прозрачен.

 

водород 5-6,5, азот 1-3, сера

войлочная,

 

 

вого

до зем-

В природе встречается в виде залежей.

0,1-1,5.

 

 

 

 

зерноватая

 

 

листо-черного

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Бурый уголь

 

 

 

 

 

Углерод - около 55-78%,

Землистая,

 

Массивная,

От

 

 

На воздухе бурые угли быстро теряют влагу,

водород

-

4-6,5%

и более,

зернистая,

 

 

слоистая,

кофейного

и

растрескиваются и превращается в мелочь.

кислород 15-30%;. характерно

органогенная

 

полосчатая

палевого

до

Блеск матовый до смоляного, цвет черты

наличие

 

гуминовых

кислот.

 

 

 

 

чёрного

 

бурый, руки сильно пачкает, не содержит

Содержание летучих

веществ

 

 

 

 

 

 

 

растительных остатков, а сохраняет их

колеблется от 65 до 40%.

 

 

 

 

 

 

 

отпечатки.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Каменный уголь

 

 

 

 

 

75-97% углерода; 1,5-5,7%

Землистая,

 

Массивная,

Чёрный,

 

Блеск матовый до стеклянного, цвет черты

водорода; 1,5-15% кислорода;

зернистая,

 

 

слоистая,

иногда

серо-

чёрный, пачкает руки. Горит ярким пламенем,

0,5-4% серы; до 1,5% азота; 45-

органогенная

 

полосчатая

чёрный

 

распространяя сильный дым и смолистый

2%

летучих

 

веществ;

 

 

 

 

 

 

 

запах. Эти угли более крепкие, чем бурые,

количество влаги от 4 до 14%;

 

 

 

 

 

 

 

при ударе раскалываются на отдельные

золы - от 2-4% до 45%.

 

 

 

 

 

 

 

куски, по цвету - черные.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Антрацит

 

 

 

 

 

90-94% углерода, до 9%

Землистая,

 

Массивная,

Чёрный

 

Блеск сильный, полуметаллический. Является

летучих веществ

 

 

зернистая,

 

 

слоистая,

 

 

 

ископаемым углем наиболее высокой степени

 

 

 

 

 

органогенная

 

полосчатая

 

 

 

метаморфизма. Излом неровный, реже полу-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

раковистый. Дает черную черту. Рук не

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

пачкает

 

 

26

Продолжение таблицы 3.6

 

 

1

 

 

2

3

 

4

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

Горючие сланцы

 

 

 

 

Минеральная часть - кальцит,

Органогенная

Листоватая,

 

Коричневая,

По внешнему

виду

напоминают уголь,

доломит,

 

гидрослюды,

 

массивная

 

коричнево-

но имеют более высокую воспламеняемость,

монтмориллонит,

 

каолинит,

 

 

 

желтая,

поскольку в больших количествах содержат

полевые шпаты, кварц, пирит;

 

 

 

серая,

битуминозные вещества (кероген). При

органическая часть - вещество

 

 

 

оливково-

переработке

горючих

сланцев

получают

простейших

водорослей, в

 

 

 

серая

смолу, горючие газы и подсмольные воды.

виде

примеси

-

остатки

 

 

 

 

Горят коптящим пламенем и при этом

высших растений (витринит,

 

 

 

 

издают специфический битуминозный запах.

фюзенит, липоидинит)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Нефть

 

 

 

 

 

Углеводороды

 

метанового

-

-

 

Светло-

Блеск маслянистый. Бывает прозрачной и не

нафтенового

и ароматического

 

 

 

коричневого

прозрачной. Удельный вес 0,73-1,0 г/ см3 и

рядов

с примесью

сернистых

 

 

 

до тёмно-

более. Диагностические признаки: на воде

азотистых

и

кислородных

 

 

 

бурого,

образует переливающуюся (иризирующую)

соединений. Хим. состав: (в %)

 

 

 

почти

пленку, горит, имеет запах бензина,

С 82,5-87, Н 11,5-14,5, О - 0,05

 

 

 

чёрного

керосина, иногда эфира.

 

0,35, S 0,01-5,3, N 0,001 - 1,8.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Озокерит

 

 

 

 

 

Хим. состав: 84% C, 16% Н

-

-

 

Светло-жел-

Имеет восковой блеск. Прозрачен, на свету

 

 

 

 

 

 

 

 

того, зелено-

просвечивает. Жирный на ощупь, легко

 

 

 

 

 

 

 

 

вато-коричне-

плавится, в мелких кусочках мнется в руках.

 

 

 

 

 

 

 

 

ватого до

Растворяется в эфире, нефти, бензоле,

 

 

 

 

 

 

 

 

черного

скипидаре, хлороформе, сероуглероде

 

 

 

 

 

 

Асфальт

 

 

 

 

 

Хим. состав: (в %): С 76-86, Н

-

-

 

Темно-бурая,

Обладает смолистый блеском. Не прозрачен.

8-12, О 2-9, S 0,25-9, N 0,3-1,8

 

 

 

почти черная

Природный

асфальт

обладает

раковистым

 

 

 

 

 

 

 

 

 

изломом, легкий, мягкий, плавится в пламени

 

 

 

 

 

 

 

 

 

свечи, имеет запах битума. Обладает высокой

 

 

 

 

 

 

 

 

 

электрической прочностью

 

27

4МЕТАМОРФИЧЕСКИЕ ГОРНЫЕ ПОРОДЫ

Стектоническими движениями земной коры, с внедрением магмы связаны сложным процессы метаморфизации горных пород.

Метаморфизм – это существенное изменение минералогического состава, структуры и текстуры горных пород, происходящие под действием эндогенных процессов в земной коре с сохранением твердого состояния породы. Основными определяющими факторами в этих изменениях являются:

1) давление выше лежащих пород (петростатическое давление) или ориентированное тектоническое давление (стресс);

2) высокая температура; 3) химически активные и весьма подвижные вещества (растворы и

газы).

При соответственной физико-химической обстановке метаморфизации подвергаются все горные породы – осадочные, магматические и ранее образованные метаморфические. При этом происходит частичная или полная перекристаллизация их, изменяется структура и текстура пород, а в ряде случаев и минеральный состав. Эти изменения горных пород происходят при твердом состоянии вещества, без перехода в жидкую фазу.

В зависимости от исходной породы метаморфизм подразделяется на параметаморфизм – процесс образования метаморфических горных пород из осадочных и ортометаморфизм – процесс образования метаморфических горных пород из магматических.

В зависимости от преобладания тех или иных факторов, вызывающих изменения в горных городах, различают следующие типы метаморфизма: 1) контактовый метаморфизм; 2) динамометаморфизм, или дислокационный метаморфизм; 3) региональный метаморфизм.

Контактовый метаморфизм связан с внедрением магмы в земную кору. Вмещающие породы испытывают при этом со стороны магмы воздействия различного характера. Прежде всего, из-за высокой температуры идет процесс перекристаллизации, который может в той или иной мере изменить все минералы. Одновременно горные породы испытывают сильное воздействие со стороны газов и паров воды, выделяющихся из магмы, что ведет к химической перестройке многих минералов в осадочной толще.

Динамометаморфизм, или дислокационный метаморфизм, связан

стектоническими движениями земной коры, вызывающими процессы складкообразования и разрывные нарушения. Изменение горных пород происходит главным образом в верхней части земной коры под влиянием одностороннего давления, определенно ориентированного, так называемого стресса. При динамометаморфизме изменяется структура горных пород. Старые структуры разрушаются, возникают новые с ясно выраженной ориентировкой минералов. Хрупкие (при данных условиях температуры и давления) минералы раздробляются, истираются, развальцовываются;

пластинчатые (при тех же условиях) минералы деформируются с образованием сложных полисинтетических двойников. В некоторых минералах перестраивается кристаллическая решетка и изменяется ориентировка оптических осей.

Региональный метаморфизм. В отличие от контактового метаморфизма и динамометаморфизма под понятием региональный метаморфизм понимают глубинный метаморфизм, проявляющийся на огромных площадях вне явочной зависимости от наличия или формы интрузии, от местной тектонической обстановки и захватывающий самые разнообразные горные породы. Региональный метаморфизм связан с подвижными зонами земной коры – геосинклиналями. В геосинклиналях, испытывающих в течение длительного времени погружение, мощные толщи осадочных горных пород опускались на значительную глубину и оказывались в зоне высокого петростатического давления и высокой температуры. Под влиянием этих факторов они перекристаллизовались, переходя в различные кристаллические сланцы, гнейсы и другие метаморфические горные породы.

4.1 Классификация метаморфических горных пород

Классификация метаморфических горных пород приводится в соответствии с ГОСТ 25100-2020 «Грунты. Классификация». Согласно ГОСТу все метаморфические горные породы относятся к классу скальных грунтов с жесткими структурными связями. В пределах класса соответственно выделяются группы, подгруппы, типы и виды грунтов (таблица 4.1).

29

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]