Породообразующие минералы и горные породы. Учебно-методическое пособие
.pdf
Метаморфические горные породы
Структура метаморфических пород обычно мелкокристаллическая, иногда скрытокристаллическая. Состав чаще полиминеральный (минералы класса силикатов), иногда мономинеральный (специфические минералы зоны метаморфизма – тальк, хлорит, серпентин и др.).
Определение метаморфической породы начинается с установления ее минерального состава. Затем выявляется текстура породы и учитываются другие внешние признаки образца. При работе используется табл. 12.
|
|
|
|
Таблица 12 |
|
|
Главные типы метаморфических пород |
|
|||
|
|
|
|
|
|
Породы, |
|
|
Структура, внешний |
|
|
подвергши- |
Минераль- |
|
|
||
Текстура |
вид и характеристика |
Название |
|||
еся мета- |
ный состав |
||||
морфизму |
|
|
породы |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
Глинистые |
Хлорит, |
Сланцева- |
Чешуйчатая с шел- |
Филлит |
|
породы |
кварц |
тая |
ковистым блеском, |
|
|
|
|
|
серая или зеленова- |
|
|
|
|
|
то-серая. Кварц заме- |
|
|
|
|
|
тен плохо |
|
|
|
Биотит, |
Сланцева- |
Чешуйчатая, содер- |
Слюдяной |
|
|
мусковит, |
тая |
жит много слюды |
сланец |
|
|
кварц |
|
|
|
|
Ультраос- |
Хлорит, |
Сланцева- |
Чешуйчатая зеленая |
Хлорито- |
|
новные по- |
кварц, |
тая |
масса хлорита. Кварц |
вый сланец |
|
роды |
примеси |
|
заметен плохо |
|
|
|
слюды |
|
|
|
|
Основные |
Роговая |
Массивная |
Зернисто-кристал- |
Амфибо- |
|
породы |
обманка, |
или слан- |
лическая черная или |
лит |
|
|
кварц |
цеватая |
темно-зеленая, часто |
|
|
|
|
|
с белым кварцем |
|
|
Гранит, |
Кварц, поле- |
Массив- |
Зернисто-кристалли- |
Гнейс |
|
глинистые |
вые шпаты, |
ная, гней- |
ческая черная или ро- |
|
|
породы |
биотит, ро- |
совая |
зоватая. Похожа на |
|
|
|
говая об- |
|
гранит, но с выражен- |
|
|
|
манка, пи- |
|
ной ориентировкой |
|
|
|
роксен |
|
минералов |
|
|
41
Лабораторная работа № 5
Окончание табл. 12
Породы, |
|
|
Структура, внешний |
|
|
подвергши- |
Минераль- |
|
|
||
Текстура |
вид и характеристика |
Название |
|||
еся мета- |
ный состав |
||||
морфизму |
|
|
породы |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
Песчаник |
Кварц |
Массивная |
Мелкозернистая или |
Кварцит |
|
|
|
|
скрытокристалличе- |
|
|
|
|
|
ская белая, желтая, |
|
|
|
|
|
красная или красно- |
|
|
|
|
|
ватая, блестящая на |
|
|
|
|
|
изломе. Иногда плит- |
|
|
|
|
|
чатая. Прочная |
|
|
Известняк, |
Кальцит, |
Массивная |
Яснокристаллическая |
Мрамор |
|
доломит |
реже доло- |
|
белая, серая, крас- |
|
|
|
мит |
|
новатая, иногда по- |
|
|
|
|
|
лосчатая. Реагиру- |
|
|
|
|
|
ет с HCl, царапается |
|
|
|
|
|
стеклом |
|
|
Глинистые |
Кварц, био- |
Массив- |
Скрытокристалличе- |
Роговик |
|
породы |
тит, полевой |
ная, беспо- |
ская, темная или чер- |
|
|
|
шпат |
рядочная |
ная. Нет ориенти- |
|
|
|
|
|
ровки минеральных |
|
|
|
|
|
зерен. Очень прочная |
|
|
Ультраос- |
Тальк |
Сланце- |
Светло-зеленая мяг- |
Тальковый |
|
новные по- |
|
ватая, че- |
кая, царапается ног- |
сланец |
|
роды |
|
шуйчатая |
тем. На ощупь жир- |
|
|
|
|
|
ная |
|
|
|
Серпентин, |
Сланцева- |
Зеленая с пятнами |
Змеевик |
|
|
асбест |
тая |
различных оттенков, |
(серпенти- |
|
|
|
|
придающими сход- |
нит) |
|
|
|
|
ство с кожей змеи |
|
Отличительными признаками метаморфических пород служат их текстуры (табл. 13). Выделяются следующие виды текстур:
•сланцеватая – с параллельным расположением таблитчатых или чешуйчатых минералов;
•гнейсовая (очковая) – с параллельным расположением таблитчатых минералов и утолщенными участками полос, обтекающих крупные зерна других минералов;
42
Метаморфические горные породы
•полосчатая – с чередованием полос различной толщины
иминерального состава.
|
|
Таблица 13 |
|
Основные типы текстур метаморфических пород |
|||
|
|
|
|
Текстура |
Отличительные |
Влияние на свой- |
|
признаки |
ства пород |
||
|
|||
|
|
|
|
Сланцеватая |
Наличие параллель- |
Обусловливает |
|
|
ных плоскостей, на- |
резко выраженную |
|
|
блюдаемых под микро- |
анизотропность |
|
|
скопом. |
физико-механи- |
|
|
Порода обычно внеш- |
ческих свойств, |
|
|
не однородна и кажет- |
сильно снижает |
|
|
ся состоящей из тон- |
морозостойкость |
|
|
ких (0,5–1,5 мм) слой- |
пород. |
|
|
ков. Раскалывается |
При выветрива- |
|
|
на тонкие плитки. На |
нии порода легко |
|
|
плоскостях часто шел- |
распадается на |
|
|
ковистый блеск |
очень тонкие |
|
|
|
плитки |
|
Полосчатая (гнейсовая) |
Наличие параллель- |
Создает анизо- |
|
|
ной ориентировки ми- |
тропию прочно- |
|
|
нералов. |
сти |
|
|
Чередование линз |
|
|
|
и полосок различного |
|
|
|
минерального состава, |
|
|
|
структуры, окраски |
|
|
|
|
|
|
Массивная (беспорядоч- |
Не наблюдается ника- |
При прочих рав- |
|
ная) |
кой закономерности |
ных услови- |
|
|
в расположении и ори- |
ях обеспечива- |
|
|
ентировке зерен мине- |
ет максимальную |
|
|
ралов |
прочность и стой- |
|
|
|
кость к любым |
|
|
|
внешним воздей- |
|
|
|
ствиям |
|
|
|
|
|
43
Лабораторная работа № 5
Факторы метаморфизма существенно изменяют структур- но-текстурные признаки и состав исходных пород. Текстура метаморфических пород всегда компактная (практически нет пор) и часто ориентированная (сланцеватая или полосчатая). Ориентированные текстуры метаморфических пород возникают под действием направленного давления, перпендикулярно которому располагаются длинные оси минералов. Реже встречаются массивные текстуры без заметной ориентировки ми нералов.
Краткий определитель метаморфических пород по их струк- турно-текстурным особенностям и основному минералогическому составу представлен в табл. 14.
Для метаморфических горных пород характерна анизотропия строительных свойств, обусловленная их текстурными особенностями. Видоизмененные метаморфические породы, образовавшиеся в условиях одностороннего давления, обладают сланцеватым строением, которое понижает их строительные свойства (в частности, морозостойкость и прочность в направлении, параллельном сланцеватости), но придает им способность относительно легко раскалываться по плоскостям сланцеватости на более-менее тонкие слои. Массивная зернистая текстура характерна для пород, сформировавшихся при многостороннем давлении, под воздействием которого исходная осадочная порода в результате перекристаллизации и уплотнения стала монолитной, состоящей из тесно сросшихся кристаллических зерен. Такие породы отличаются очень высокой плотностью по сравнению с исходными осадочными породами.
В строительстве из метаморфических пород применяют гнейсы, глинистые сланцы, мраморы, кварциты.
Форма отчета по лабораторной работе: требуется описать восемь образцов (см. пример в табл. 15) и кратко охарактеризовать их строительные свойства по ГОСТ 25100–2011.
44
|
|
|
Краткий определитель метаморфических пород |
Таблица 14 |
|
|||||
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Наиме- |
|
|
|
Минералоги- |
Тип метамор- |
Другие |
Практическое |
|
|
|
нование |
Структура |
Текстура |
Цвет |
физма, исход- |
|
|
|||
|
породы |
|
|
|
ческий состав |
ные породы |
признаки |
применение |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Гнейс |
Зернисто- |
Сланце-ва- |
Серый, |
Кварц, поле- |
Региональный; |
Характерно чере- |
Строитель- |
|
|
45 |
|
кристалли- |
тая |
темно- |
вые шпаты, |
из гранитов |
дование светлых |
ный камень, |
|
Метаморфические |
|
ческая |
|
серый |
слюды |
и глинистых |
и темных полос. |
щебень |
|
||
|
|
|
|
и др. |
|
пород |
По механическим |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
свойствам близок |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
к гранитам |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Филлит |
Скрытокри- |
Сланцева- |
Серый, |
Кварц, сери- |
Региональный; |
Шелковистый |
Кровельный |
|
|
|
|
сталличе- |
тая, тон- |
красно- |
цит (слюда), |
метаморфиза- |
блеск на плоско- |
материал |
|
|
|
|
ская микро- |
косланце- |
ватый, |
биотит, хло- |
ция глинистых |
стях сланцевато- |
|
|
горные |
|
|
чешуйчатая |
ватая |
бурый, |
рит |
сланцев |
сти. |
|
|
|
|
|
|
|
черный |
|
|
Легко раскалыва- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ется на плитки |
|
|
породы |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Слюдя- |
Средне- |
Сланцева- |
Белый, |
Слюды, |
Региональный; |
Легко расщепля- |
Изготовле- |
|
|
|
ной сла- |
и крупно- |
тая |
бурый, |
кварц, при- |
из магматиче- |
ется по плоско- |
ние кровель- |
|
|
|
нец |
кристалли- |
|
черный |
меси хлори- |
ских и глини- |
стям спайности |
ных матери- |
|
|
|
|
ческая че- |
|
|
та, гранитов, |
стых осадоч- |
на тонкие упругие |
алов и др. |
|
|
|
|
шуйчатая |
|
|
графита |
ных пород |
пластинки |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Хлори- |
Кристалли- |
Сланцева- |
Зеленый |
Хлорит, при- |
Региональный; |
Твердость меньше |
Кислото- |
|
|
|
товый |
ческая че- |
тая |
с различ- |
меси квар- |
из магматиче- |
5, легко чертится |
и огнеупор- |
|
|
|
сланец |
шуйчато-зер- |
|
ными от- |
ца, талька, |
ских и глини- |
ножом. |
ный мате- |
|
|
|
|
нистая или |
|
тенками |
слюды |
стых осадоч- |
Жирный на ощупь |
риал |
|
|
|
|
листовая |
|
|
|
ных пород |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Окончание табл. 14 |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
Наиме- |
|
|
|
Минералоги- |
Тип метамор- |
Другие |
Практическое |
|
|
|
нование |
Структура |
Текстура |
Цвет |
физма, исход- |
|
|
|||
|
породы |
|
|
|
ческий состав |
ные породы |
признаки |
применение |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таль- |
Кристалли- |
Слан- |
Белый, |
Тальк, при- |
Региональный; |
Царапается ног- |
В бумажной, |
|
|
|
ковый |
ческая че- |
цеватая |
светло- |
меси квар- |
из магматиче- |
тем. |
резиновой |
|
|
|
сланец |
шуйчато- |
(у тальки- |
серый, |
ца, хлорита, |
ских и глини- |
Жирный на ощупь |
и других от- |
|
|
|
(таль- |
зернистая |
та – мас- |
зелено- |
слюды |
стых осадоч- |
|
раслях про- |
|
|
46 |
кит) |
|
сивная) |
ватый, |
|
ных пород |
|
мышленно- |
|
Лабораторная |
|
|
|
желтова- |
|
|
|
сти, а также |
|
||
|
|
|
|
тый |
|
|
|
при изготов- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
лении кос- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
метических |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
средств |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Рогово- |
Кристалли- |
Сланцева- |
Зеле- |
Роговая об- |
Региональный; |
Твердость |
Строитель- |
работа |
|
|
обман- |
ческая зер- |
тая (у ам- |
новато- |
манка, пла- |
из магматиче- |
более 5, царапает |
ный камень, |
|
|
|
ковый |
нистая |
фиболи- |
серый, |
гиоклазы, |
ских пород |
стекло. |
облицовоч- |
|
|
|
сланец |
|
та – мас- |
темно- |
кварц |
|
Излом занози- |
ный мате- |
|
5№ |
|
(амфи- |
|
сивная) |
зеленый, |
|
|
стый, видны бле- |
риал |
|
|
|
болит) |
|
|
черный |
|
|
стящие и игольча- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
тые агрегаты |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Мрамор |
Кристал- |
Массив- |
Различ- |
Кальцит, до- |
Региональный, |
Твердость |
Строитель- |
|
|
|
|
лическая |
ная, реже |
ный, за- |
ломит, при- |
контактовый; |
менее 5, стекло не |
ный, облицо- |
|
|
|
|
мелко-, |
сланце-ва- |
висит от |
меси других |
из осадочных |
царапает. |
вочный, де- |
|
|
|
|
средне- |
тая |
приме- |
минералов |
пород (извест- |
Вскипает с рас- |
коративный |
|
|
|
|
и крупно- |
|
сей |
|
няков) |
твором HCl |
материал |
|
|
|
|
зернистая |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Кварцит |
Кристалли- |
Обычно |
Белый, |
Кварц, при- |
Региональный; |
Твердость |
В качестве |
|
|
ческая мел- |
массивная, |
серый, |
меси поле- |
из кварцевых |
более 5, царапает |
строитель- |
|
|
козернистая, |
реже слан- |
красно- |
вых шпа- |
песчаников |
стекло. |
ного камня, |
|
|
иногда слит- |
цеватая |
ватый, |
тов, гематита |
|
Излом ракови- |
абразивно- |
|
|
нокристал- |
|
малино- |
и др. |
|
стый. |
го материа- |
|
|
лическая |
|
вый |
|
|
Высокопрочный, |
ла, железной |
|
|
|
|
|
|
|
при ударе звенит |
руды (при |
|
|
|
|
|
|
|
|
высоком со- |
|
|
|
|
|
|
|
|
держании |
|
|
|
|
|
|
|
|
железных |
|
|
|
|
|
|
|
|
минералов) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Роговик |
Кристал- |
Массив- |
Серый |
Кварц, био- |
Контактовый; |
Твердость |
Строитель- |
|
|
лическая |
ная, пят- |
до чер- |
тит, полевые |
из глинистых |
более 5. |
ный камень |
|
|
зернистая, |
нистая |
ного |
шпаты и др. |
осадочных |
Излом ракови- |
|
47 |
|
скрытокри- |
|
|
|
пород |
стый |
|
|
|
сталличе- |
|
|
|
|
|
|
|
|
ская |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
породы горные Метаморфические
Лабораторная работа № 5
|
|
|
|
|
Таблица 15 |
|
|
Описание метаморфических пород |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
Наиме- |
Минерало- |
|
|
Условия обра- |
Класс по |
|
нования |
гический |
Структура |
Текстура |
ГОСТ |
||
зования |
||||||
пород |
состав |
|
|
25100–2011 |
||
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
Гнейс |
Кварц, |
Зернисто- |
Сланце- |
Региональный |
Скальные |
|
|
полевые |
кристал- |
ватая |
метаморфизм; |
|
|
|
шпаты, |
лическая |
|
из гранитов |
|
|
|
слюды |
|
|
и глинистых |
|
|
|
|
|
|
сланцев |
|
|
Контрольные вопросы
1. Какие породы называются метаморфическими? 2. Перечислите типы метаморфизма.
3. Укажите структуры и текстуры метаморфических горных пород.
4. Какие особенности строения метаморфических пород снижают их прочность?
5. Из какой исходной породы образовался мрамор?
6. Чем вызвана анизотропия строительных свойств метаморфических горных пород?
48
Рекомендуемая литература
1. Ананьев В. П. Инженерная геология : учебник для строит. спец. вузов / В. П. Ананьев, А. Д. Потапов. – М. : Высш. школа, 2009. – 448 с.
2. Булах А. Г. Общая минералогия : учебник / А. Г. Булах. – 3-е изд. – СПб. : Изд-во С.-Петерб. ун-та, 2002. – 356 с.
3. Геологический словарь : в 3 т. / Гл. ред. О. В. Петров. – 3-е изд., перераб. и доп. – СПб. : Изд-во ВСЕГЕИ, 2010.
4. Справочник геотехника : Основания, фундаменты и подземные сооружения / под общ. ред. В. А. Ильичева, Р. А. Мангушева. – М. :
АСВ, 2014. – 728 с.
5. СП 11-105–97. Инженерно-геологические изыскания для строительства. Часть I. Общие правила производства работ. – Введ. 1998–03–01. – М. : ПНИИИС Госстроя России, 1997.
6. СП 47.13330.2017. Инженерные изыскания для строительства. Основные положения. Актуализированная редакция СНиП 11-02–96. – М. : Минрегион России, 2013.
49
Оглавление |
|
Введение....................................................................................................... |
3 |
Лабораторная работа № 1. Породообразующие минералы |
|
и их физические свойства........................................................................... |
4 |
Контрольные вопросы........................................................................... |
16 |
Лабораторная работа № 2. Магматические горные породы.................. |
17 |
Контрольные вопросы........................................................................... |
23 |
Лабораторная работа № 3. Осадочные обломочные и глинистые |
|
горные породы........................................................................................... |
24 |
3.1. Обломочные породы....................................................................... |
25 |
3.2. Глинистые породы........................................................................... |
30 |
Контрольные вопросы........................................................................... |
35 |
Лабораторная работа № 4. Осадочные химические |
|
и биохимические горные породы............................................................. |
36 |
Контрольные вопросы........................................................................... |
39 |
Лабораторная работа № 5. Метаморфические горные породы............. |
40 |
Контрольные вопросы........................................................................... |
48 |
Рекомендуемая литература....................................................................... |
49 |
50