13. Ресурсы магматических горных пород

Закономерности распространения, пространственное размещение, мировые запасы.Магматические горные породы меньше, чем другие распространены на поверхности Земли. У них четко выражена связь со складчатыми горными областями. Верхнюю часть толщи магматических пород в земной коре занимают граниты и родственные им породы, среднюю — базальты, нижнюю — ультраосновные породы. По мере разрушения окружающих пород, магматические тела выходят на земную поверхность и попадают в сферу хозяйственной деятельности человека. Безусловно, наибольший интерес и этом плане вызывают крупные геологические тела магматического происхождения, т.к. строительство на таких массивах является наиболее надежным. Не случайно окало 30% крупнейших гидроэлектростанций мира расположены на магматических горных породах. Кроме того, величина массива влияет на целесообразность его разработки с целью получения строительного камня.

Магматические горные породы широко распространены в пределах

178

Балтийского и Украинского щитов, Сибирской платформы. Урала, Кавказа, Алтая, Тянь-Шаня, Забайкалья, Камчатки, Сахалина.

Применение магматических горных пород в народном хозяйстве имеет чрезвычайно большое значение и различную направленность:

а) основания сооружений. Многие магматические горные породы обладают прочностью, значительно превышающей необходимую. Они практически несжимаемы, нерастворимы в воде и газонепроницаемы. Все эти признаки позволяют отнести магматические горные породы к типу скальных грунтов.

Но при их оценке необходимо помнить о разнице между прочностью образцов и устойчивостью массива пород в целом. В природных условиях магматические горные породы обычно рассечены системой трещин, которые резко снижают устойчивость массива и нередко делают его непригодным для использования в качестве основания сооружений;

б) строительный камень. Магматические горные породы с древнейших времен используются в строительстве в естественном виде, пройдя лишь поверхностную обработку:

• штучный камень производится из большинства магматических горных пород. Предпочтение отдается породам с массивной текстурой и мелко- и среднезернистой структурой, с декоративной окраской (гранит, сиенит, габбро и др.).

• монументальный камень — наиболее прочный и декоративный, — служит для изготовления памятников, скульптур и крупных архитектурных деталей (гранит, габбро и др.);

• облицовочный камень получают из большинства магматических пород. Использование природного камня для облицовки дорого, но экономически оправдано (асфальтовый пол служит в переходах метро не более 3-4 лет и дает огромное количество пыли. В таких же условиях гранитный пол экологически безопасен и срок его службы неограничен);

• стеновые блоки должны быть изготовлены из прочного и пористого камня (андезит, туф вулканический);

• бордюрный камень не должен быть декоративным, но обязательно — прочным и погодостойким (гранит и т.п.);

• дробленый камень (любые магматические горные породы, отходы производства штучного камня);

в) сырье для изготовления стройматериалов получают из многих магматических горных пород:

• цемент (обсидиан, трахит);

• керамические изделия получают, используя пегматит;

• стекло производится из липарита, обсидиана, андезита, тракита;

• минеральная вата вырабатывается из диорита, пироксенита;

• огнеупоры получают из дунита;

• в петрургии (каменное литье) используют базальт, диабаз.

Глубинные породы.Граниты представляют собой равномерно-кристаллические породы, состоящие в основном из кварца (20 — 40%),

179

полевого шпата — ортоклаза (40 — 70%), слюды, иногда роговой обманки (5 — 20%). Цвет гранитов зависит в основном от ортоклаза и чаще бывает серым и красным. Чем больше в гранитах зерен кварца, непосредственно связанных между собой, тем прочнее гранит. При изломе гранита разрушение происходит по зернам, а не по плоскостям соединения зерен минералов. Граниты могут быть мелко-, крупно- и среднезернистыми. Чем мельче зернистость, тем граниты прочнее и более морозостойки, а, следовательно, и устойчивее против выветривания. Граниты характеризуются средней плотностью 2,7 — 2,8 г/см³; объемной массой 2,60 — 2,65 г/см³, малой водонасыщаемостью, значительной устойчивостью против выветривания и высокой прочностью при сжатии 1400 — 2500 кг/см². Цветовая «палитра» гранита чрезвычайно богата. Чаще всего встречается серый гранит разных оттенков — от светлого до темного. Бывает также розовый, оранжевый, красный, голубовато-серый и иногда голубовато-зеленый гранит. Исключительно редки граниты с голубым кварцем. Наиболее ценными в декоративном отношении считаются следующие разновидности гранитов: мелкозернистые светло-серые с голубым оттенком, насыщенно темно-красные и зеленовато-голубые. Гранит хорошо полируется, сохраняя зеркальный блеск поверхности в течение долгого времени, легко поддается теске, что позволяет создавать различные фактуры. Для создания декоративных эффектов некоторые разновидности гранитов подвергают термической обработке. Светло-серые граниты приобретают после этого нежный сахарно-белый оттенок. Обладая высокими техническими качествами, граниты широко применяются для дорожно-мостовых сооружений в качестве щебня, брусчатки, бортового камня, плит, бутового камня. Благодаря своим высоким механическим показателям и эксплуатационным свойствам гранит широко применяется в строительстве цокольных конструкций, в облицовке набережных, фасадов зданий, а также пола в местах с большим человекопотоком. Мелкозернистый гранит используют в скульптуре (поскольку его структура позволяет проводить ударную обработку), а крупнозернистый — для возведения монументальных сооружений. Месторождения гранитов занимают обширные территории в Карелии, на Кольском полуострове, Украине, Кавказе, Урале, Алтае, Тянь-Шане.

Сиениты отличаются от гранитов тем, что не имеют в своем составе кварца. Цвет сиенитов серый, серо-красный, темно-зеленый; По плотности и прочности сиениты близки к гранитам, но менее стойки против выветривания. Плотность сиенитов 2,7 — 2,9 г/см³, объемная масса 2,6 — 2,8 г/см³. Предел прочности при сжатии в среднем 1200 — 1800 кг/см³. Применяются сиениты наравне с гранитами для получения щебня, брусчатки и бортового камня. Сиениты встречаются реже гранитов. Месторождения сиенитов имеются на Урале, Украине, Кольском полуострове, в Сибири, на Кавказе.

Диориты состоят в основном из плагиоклаза (около 75%) и роговой обманки, иногда авгита и биотита. Цвет диоритов серый или темно-зеленый, структура равномернокристаллическая. Диориты обладают более высокой вязкостью и стойки против выветривания. Плотность диоритов 2,85 — 3,2 г/см³, объемная масса 2,8 — 3,0 г/см³, предел прочности при сжатии 1500 — 2800 кг/см³. Обладая большой вязкостью, диориты характеризуются

180

хорошим сопротивлением ударной нагрузке. Применяются они в дорожном строительстве для получения брусчатки и щебня, а также плиток для облицовочных работ. Месторождения диоритов имеются в Крыму, на Урале, Украине, Кавказе, в Средней Азии и др.

Габбро состоит до 50% из плагиоклаза (основного), авгита и оливина. По цвету бывает серым, темно-зеленым и черным. Габбро — глубинная зернисто-кристаллическая порода. Имеет ту же структуру, что и гранит: мелко-, средне- и крупнозернистую. Чаще структура габбро крупнозернистая, плотность 2,9 — 3,3 г/см³. Предел прочности при сжатии 2000 — 3500 кг/см³. Обладает большой плотностью и вязкостью. Отличается повышенной и стойкостью к выветриванию. В габбро отсутствует кварц, поэтому камень легко поддается механической обработке, очень хорошо полируется и долго сохраняет блеск поверхности. Габбро представлен цветовыми оттенками от темного серо-зеленого до черного. Применяется он при приготовлении щебня, штучных камней и плит при облицовочных работах. Благодаря некоторой прозрачности плагиоклаза полированная поверхность камня приобретает хорошо выраженную глубину, что выгодно отличает габбро от других горных пород черного цвета, например, от базальта. Довольно эффектно выглядит сочетание черного полированного и светло-серого сколотого габбро, которое используют при составлении рисунков и орнаментов. В качестве облицовочного материала обычно применяют мелкозернистый зеленовато-черный и черный габбро. Габбро отлично переносит морозы. Поэтому его широко используют для облицовки фасадов, отделки общественных зданий, при создании монументальных сооружений, реже — в частных интерьерах. Полы из габбро в местах с интенсивным движением быстро теряют полировку. Месторождения габбро имеются на Урале, Украине, Кавказе и др.

Лабрадориты. Название этому камню дал полуостров Лабрадор, где он был впервые обнаружен. Лабрадорит — глубинная зернисто-кристаллическая порода, основным составляющим которой является плагиоклаз лабрадор. Выделяют два вида лабрадоритов: черные и серые. Чаще встречаются черные лабрадориты.

Особенный декоративный эффект придают этому камню мерцающие радужные пятна на поверхности: сине-зеленых, васильковых, золотисто-желтых, красных оттенков. Камни в голубых, синих и зеленоватых тонах увеличивают декоративную ценность породы. Лабрадорит чаще всего используется в полированном виде. Камень обладает высокой прочностью и морозостойкостью, что позволяет с успехом применять его во внешней отделке зданий. Но его используют и внутри помещений — для облицовки полов, цоколей стен, колонн.

Излившиеся породы. Кварцевые порфиры по минералогическому составу соответствуют граниту, цвет чаще кирпично-красный, бурый, зеленоватый. Структура порфировая с вкраплением в основную массу крупных кристаллов кварца, плотность 2,4 — 2,6 г/см³, предел прочности при сжатии 1300 — 1800 кг/см³. Кварцевые порфиры так же, как и граниты, широко применяются в дорожном строительстве для получения каменных материалов в виде щебня, бута, колотой и тесаной шашки. Месторождения кварцевых

181

порфиров имеются в Крыму, на Урале, Алтае, Сахалине.

Ортоклазовые порфиры и трахиты по минералогическому составу соответствуют сиенитам, отличаясь содержанием вулканического стекла. Трахиты имеют пористую текстуру и шероховатую поверхность. По прочности они уступают сиенитам и большинство из них имеют светлую окраску. Месторождения ортоклазовых порфиров имеются на Кавказе, Урале, в Крыму.

Диабазы по минералогическому составу соответствуют габбро, преимущественно мелкозернисты, состоят из основного полевого шпата и пироксена, реже входят оливин и роговая обманка. Диабазы бывают серо-зелеными и темно-зелеными. Их плотность в среднем 2,7 — 3,0 г/см³, прочность при сжатии около 2000 кг/см³ и доходит до 4000 кг/см³. Обладая большой вязкостью, диабазы хорошо сопротивляются истиранию. Применяются они для получения штучного камня, брусчатки, шашки, разнообразных плит и высококачественного щебня. Месторождения диабазов имеются в Карелии, на Кавказе, Украине, Урале.

Базальты —породы темного цвета, плотные, скрытокристаллической структуры, состоящие из плагиоклаза и авгита. Вследствие неполной кристаллизации минералов породы содержат значительное количество стекловатой массы. Технические свойства базальтов крайне различны и мало отличаются от свойств диабаза, хотя прочность базальтов при сжатии часто бывает выше и доходит иногда до 5000 кг/см³. Относительная хрупкость базальтов несколько снижает его свойства. В дорожных работах базальты используются для изготовления шашки, брусчатки, щебня. Месторождения базальтов имеются в Армении, Забайкалье, на Украине, Сахалине.

Вулканические туфы —пористые породы, образовавшиеся при уплотнении вулканического пепла или из застывшей вулканической лавы с попавшими туда пеплом и песком. Технические свойства туфов крайне разнообразны и зависят от их состава и степени цементации. Объемная масса туфов в среднем равна 0,75 — 1,4 г/см³, предел прочности при сжатии 70 — 700 кг/см³. Они воздухопроницаемы, плохо проводят тепло и достаточно устойчивы против выветривания, легко поддаются обработке. Лучшие разновидности туфов (артикский туф) применяются для изготовления стеновых блоков, плит для облицовки, щебня для легких бетонов и как местный материал для устройства дорожных покрытий.