Запитання до самоперевірки

1. Що таке гідроізогіпси?

2. Що зображає карта гідроізогіпс?

3. Що таке гідравлічний градієнт?

4. Призначення гідрогеологічних свердловин.

5. Як визначити напрямок ґрунтового потоку між сусідніми гідроізогіпсами?

6. Що таке дзеркало ґрунтових вод?

7. Як визначити відмітку рівня води в свердловині, якщо відома відмітка її устя і глибина до рівня води?

8. Якщо відмітки рівня води в сусідніх свердловинах 92,37м і 89,41м, а висота перерізу поверхні дзеркала ґрунтових вод 0,5м, то скільки і які гідроізогіпси пройдуть між цими точками?

9. Як визначити гідравлічний градієнт?

10. Як залежить швидкість ґрунтового потоку від величини гідравлічного градієнта?

Практичне заняття № 5

Вивчення властивостей породоутворюючих мінералів

Мета роботи – вивчити головні породоутворюючі мінерали, особливості їх структури та хімічного складу.

5.1 Вихідні дані та основні поняття

Мінерали є природними хімічними сполуками, які утворилися в результаті різних фізико-хімічних процесів, що відбуваються у земній корі. У природі налічується більше 2000 мінералів, але в утворенні гірських порід бере участь їх невелика частина (близько 50); які називають породоутворюючі.

Кожен мінерал характеризується хімічним складом і фізико-механічними властивостями: блиском, кольором, щільністю, твердістю, механічною міцністю, стійкістю до агресивних дій, характером зламу і ін. Більшість породоутворюючих мінералів мають кристалічну структуру і володіють анізотропією властивостей.

5.2 Методика вивчення виду і властивостей мінералів

В умовах навчальної лабораторії вид мінералу можна визначити простими способами, застосовуючи молоток, сталеву голку, лупу, шкалу твердості, металеву вимірювальну лінійку, 10%-ний розчин соляної кислоти, а також набір мінералів-еталонів.

При проведенні заняття беруть набір зразків для визначення виду (назви) мінералу з набором мінералів-еталонів, властивості яких, користуючись підручником або лекціями, вивчаються. Далі порівнюють зовнішні ознаки зразка з еталоном (колір, блиск, структуру) і орієнтовно дають назву досліджуваному мінералу. Потім для перевірки попередніх виводів визначають твердість мінералу за допомогою шкали твердості Мооса (таблиця. 5.1).

У шкалі твердості спеціально підібрані десять мінералів, які розташовані в такій послідовності, коли наступний по порядку мінерал залишає рису (подряпину) на попередньому.

Шкала твердості мінералів Мооса

Таблиця 5.1

Показник твердості	Мінерал	Характеристика твердості
1	Тальк	Легко креслиться нігтем
2	Гіпс	Ніготь залишає рису
3	Кальцит	Легко креслиться сталевим ножем
4	Плавиковий шпат	Креслиться сталевим ножем під невеликим тиском
5	Апатит	Креслиться сталевим ножем при сильному натиску, скло не креслить
6	Ортоклаз (польовий шпат)	Злегка дряпає скло, сталевий ніж риси не залишає
7	Кварц	Легко креслить скло, сталевий ніж риси не залишає
8	Топаз	Легко креслить скло, сталевий ніж риси не залишає
9	Корунд	Легко креслить скло, сталевий ніж риси не залишає
10	Алмаз	Легко креслить скло, сталевий ніж риси не залишає

Твердість зразка мінералу визначають наступним чином. На гладкій поверхні досліджуваного зразка пробують нанести рису кожним з мінералів-зразків, починаючи з найм’якішого. При цьому встановлюють, який з мінералів залишає рису – дряпає досліджуваний зразок. Наприклад, якщо досліджуваний мінерал креслиться апатитом, а сам залишає рису (подряпину) на плавиковому шпаті, то його твердість відповідає 4,5. Аби мати достовірні дані про твердість мінералу необхідно випробувати не менше трьох окремих зразків, зробивши для кожного зразка по три визначення, як вказано вище.

Деякі мінерали можуть мати близьку за значенням твердість і мало розрізнятися по зовнішніх ознаках, наприклад кальцит і гіпс або ангідрит. В цьому випадку на зразок з крапельниці капають 10%-ний розчин соляної кислоти. При цьому карбонати (наприклад, кальцит) «скипають», виділяючи вуглекислий газ.

Значення міцності, щільність і інші відомості мінералів можна отримати з таблиці. 5.3. Дані досліджень, а також відомості про мінерали, що викладені в підручнику або навчальному посібнику заносять в таблицю досліджень (таблиця. 5.2).

Характеристика мінералів гірських порід

Таблиця 5.2

Найменування мінералу	Струк-тура	Основні властивості (міцність, твердість)	Зовнішній вигляд (колір, блиск)	Стійкість проти вивітрювання	У яких гірських породах зустріча-ється	Інші характерні ознаки
1	2	3	4	5	6	7

Характеристика найголовніших породоутворюючих мінералів

Таблиця 5.3

Мінерал	Структура	Твер-дість	Колір	Щільність, кг/см3	Інші характерні ознаки	Умови знаходжен-ня в природі
1	2	3	4	5	6	7
Каолін	Аморфна, зерниста	1	Білий, жовтува- тий	2500	Злам землистий, матеріал легко розсипається, жирний на дотик	У чистому вигляді

продовження табл.. 5.3

1	2	3	4	5	6	7
Гіпс	Кристалічна зерниста; буває пластин- частою і волокнис- тою	1,5-2	Білий, жовтува- тий, рожевий	2200	Прозорі кристали, матеріал інколи волокнистий, крихкий	Також
Муско- віт	Кристалічналистова	1,5-2,5	Срібляс- тий, білий, яскраво-жовтий	2800	Розщеплюється на як найтонші прозорі листочки великої пружності	У граніті, сієніті, гнейсі
Біотіт	Також	2-3	Чорний, бурий	2800	Розщеплюється на тонкі пластинки	Також
Каль- цит	Кристалічна і зернисто-кристалічна	3	Білий, сірий, жовтий	2600	Прозорий; при ударі розпадається на ромбічні кристали, скипає в холодному розчині соляної кислоти	У вапняках, мармурі і інших карбонат-них породах
Доломіт	Кристалічна	3,5	Білий, сірий	2800	У розчині соляної кислоти скипає лише в порошкоподібному стані при підігріванні	Також
Авгіт	Також	5-6	Чорний і темно-зелений	3400	Просвічується; блиск скляний	У магматич-них породах
Рогова обманка	»	5-6	Чорний і зелено-бурий	3100	Виразна спайність в одному напрямі	Також
Орто-клаз	»	6	Білий, сірий, рожевий, червоний	2500	На площинах спайності скляний блиск	У граніті, сієніті, гнейсі
Кварц	»	7	Безбарв- ний, білий, сірий, чорний, фіолетовий	2600	Злам раковистий, гострий	У граніті, гнейсі, піщанику