Порядок выполнения работы
Каждая бригада изучает 2 минерала и 3 горные породы (по заданию преподавателя).
На первом этапе выполнения лабораторной работы составляется петрографическая характеристика природного каменного образца (в пер. с греч. “петра” – камень, “графио” – описание). При этом обращается внимание на такие показатели, как:
форма кусков;
текстура;
цвет;
спайность;
блеск;
поверхность излома;
структура;
твердость.
Форма кусков. Форма кусков породы может быть правильной или неправильной, кубовидной, плитовидной, параллелепипедной, ромбической, шаровидной и др.
Цвет. Этот показатель зависит от минерального состава, примесей и степени выветрелости. Обычно горные породы делят по цвету на шесть групп: белые (почти бесцветные), от желтого до красного, зеленые, от голубого до фиолетового, от темно-серого до черного, с многоцветной окраской (пестрые).
Белый цвет обычно имеют известняки и гипсы; наличие в них глины и примесей придает породе желтые и бурые оттенки. Граниты и сиениты обычно характеризуются серым или красным цветом, более темные оттенки этих цветов указывают на присутствие в породе слюды-биотита. При описании цвета отмечают наличие цветных пятен, жилок и др.
Блеск - это способность отражать свет. Он зависит не от цвета минерала, а от характера его поверхности. На гранях кристаллов он может быть одним, а в изломе другим. Различают блеск стеклянный (кварц на гранях кристаллов, кальцит, полевые шпаты), металлический (пирит, магнетит), жирный (кварц в изломе, нефелин), восковый (халцедон, опал), шелковистый (тальк, хлорит, асбест), матовый (каолин, мел). Причем под матовым блеском следует понимать отсутствие всякого блеска. Оно обусловлено мелкопористым строением минерала, когда падающий свет полностью рассеивается в разных направлениях.
Многие минералы обладают перламутровым (слюда, пластинчатый гипс, некоторые полевые шпаты), радужным (топаз, опал) отливом, а также проявляют свойство иризации, характеризующееся изменением цвета на полированной поверхности при повороте минерала (полевой шпат и лабрадор вспыхивают в некоторых местах синим, реже – золотисто-желтым цветом).
Структура. Под структурой следует понимать состояние вещества породы, форму и размеры слагающих его частиц. Она может быть кристаллической плотной и зернистой (гранит, сиенит, флюрит и др.) с различной крупностью кристаллов: гигантокристаллическая (зерна более 10 мм), крупнокристаллическая (10...5 мм), среднекристаллическая (5...1 мм), мелкокристаллическая (1...0,1 мм), микро- или скрытокристаллическая (менее 0,1 мм). Кроме того, различают порфировидную структуру (размеры кристаллов отличаются в десятки раз) – у порфиров; аморфную (стекловатую) – у обсидианов; оолитовую (цементированные известковым цементом шарообразные зерна кальцита) – у известняков; зернистую – у песчаников.
Текстура. Под текстурой следует понимать сложение породы. Текстуры могут быть однородные (массивные) при равномерном, хаотичном расположении минералов в породе или неоднородные при слоистом, полосчатом или ином неравномерном расположении минералов либо отдельных составляющих частиц породы.
Кроме того, текстура может быть плотной (сланцеватого, чешуйчатого и волокнистого строения) или пористой (ячеистого, дырчатого и землистого строения). Одновременно определяют наличие трещиноватости, размер трещин и наличие в породе различных включений.
Спайность. Это свойство характеризует способность некоторых кристаллических минералов при ударе раскалываться по определенным гладким плоскостям.
Различные минералы обладают неодинаковой спайностью: весьма совершенная спайность – минералы легко расщепляются (например, слюда расслаивается на тонкие листочки в одном направлении); совершенная спайность – минералы раскалываются по определенным плоскостям, образуя ровные и блестящие поверхности (например, кальцит обладает спайностью в трех направлениях, а полевые шпаты - в двух); средняя спайность – минералы при раскалывании образуют частично неровные или частично ровные поверхности; несовершенная спайность или полное ее отсутствие – минерал раскалывается по неопределенным направлениям и дает неровные поверхности излома (например, кварц). Аморфные материалы не имеют спайности.
Спайность снижает прочность горной породы и затрудняет механическую обработку природных каменных материалов.
Структура и текстура - взаимодополняющие характеристики горных пород. На рис. 2.1-2.5 представлены различные типы структур и текстур.
Поверхность излома. Характер излома зависит от спайности.
Ровный гладкий излом образуется при наличии весьма совершенной спайности. Например, слюду можно расщеплять в одной плоскости на очень тонкие пластинки, а в перпендикулярной плоскости излом будет неровный, так как в этом направлении спайность отсутствует.
Гладкозернистый излом образуется у минералов, имеющих совершенную спайность и средне- или мелкокристаллическое строение. Например, мраморы при изломе дают массу гладких поверхностей, ориентированных в различных направлениях.
Рис. 2.1. Структура крупнокристаллическая. Текстура однородная массивная |
Рис. 2.2. Структура среднекристаллическая. Текстура однородная массивная
|
Рис. 2.3. Структура порфировидная. Текстура неоднороднокристаллическая
|
Рис. 2.4. Структура (текстура) пегматитовая |
|
|
Рис. 2.5. Структуры порфировые. Текстуры пятнистые |
|
Плоскоступенчатый излом характеризуется образованием массы ступенчатых поверхностей при раскалывании. В частности, полевые шпаты образуют такие поверхности в двух плоскостях и дают неровную поверхность в третьей плоскости, где спайность отсутствует.
Неровный излом образуется при несовершенной спайности или полном ее отсутствии. При этом гладких поверхностей не образуется. Такой излом имеют кварц, корунд, магнетит, гематит и др.
Раковистый излом характеризуется образованием овальных поверхностей, напоминающих раковины. Примером могут служить опал, халцедон и др.
Занозистый излом напоминает поверхность, которая образуется при разломе древесины в направлении ее роста. Примером может служить роговая обманка, для которой в одной плоскости, где имеется спайность, излом гладкий, а в перпендикулярном направлении занозистый.
Землистый излом присущ минералам, не имеющим выраженной кристаллической структуры. Примером могут служить каолин, боксит и др. На рис. 2.6...2.9 представлены различные типы изломов.
Рис. 2.6. Плоскоступенчатый излом для полевых шпатов |
Рис. 2.7. Пластинчатые кристаллы слюды |
|
|
Рис. 2.8. Раковистый излом у обсидиана |
Рис. 2.9. Лучисто-волнистое строение хлорита-клинохлора |
Индивидуальные особенности. Многие минералы обладают целым рядом индивидуальных признаков. Это может быть вкус (соли), запах (каолинит), магнитность (магнетит), радиоактивность, характерные реакции с кислотами (кальцит бурно реагирует даже с разбавленной соляной кислотой), окрашивание пламени паяльной трубки в характерный цвет, ковкость, хрупкость и др.
Твердость - способность материала сопротивляться проникновению в него другого более твердого тела. Это свойство имеет важное значение при механической обработке каменных материалов.
Твердость однородных каменных материалов определяют по шкале твердости, которая была предложена в 1811 г. профессором Венского университета Ф. Маосом. Шкалу составляют 10 широко известных минералов (табл. 2.2). Каждый последующий минерал шкалы оставляет царапину на всех предыдущих.
Таблица 2.2