Dor_2199_Babaskin_Yu_G_Dorozhnoe_gruntovedenie
.pdf
Большинство минералов являются твердыми веществами, часть из них находится в жидком состоянии (ртуть). Твердые минералы чаще всего имеют кристаллическое строение: составляющие их частицы располагаются в строго определенном порядке, образуя кристаллическую решетку'. Встречаются и аморфные минералы (опал, лимонит), частицы которых располагаются в беспорядке.
Совокупность минералов одинаковой кристаллической структуры и одинакового (в пределах допускаемых отклонений) химического состава образует минеральный вид Современная минералогическая система тика насчитывает свыше 2800 минеральных видов. Основную массу горных пород составляют около 100 минералов, - их называют породообразующими, в то время как общее число минералов и их разновидностей, известных науке, приближается к 3500.
Горные породы - это естественные агрегаты различных минералов, возникшие в земной коре в результате затвердения природных силикатных расплавов, накопления осадков и преобразования ранее существовавших горных пород в процессе метаморфизма.
По условиям и способу образования все горные породы делятся на магматические, метаморфические и осадочные.
Магматические породы имеют с точки зрения использования их в строительстве много общего между собой. Общность их физикомеханических свойств обусловлена наличием кристаллизационных связей между минеральными зернами, возникших в процессе формирования породы. Все магматические породы в ненарушенном состоянии имеют высокую прочность, водонепроницаемость и нерастворимость в воде, благодаря чему широко используются в качестве оснований сооружений.
Физико-механические свойства метаморфических горных пород во многом близки к магматическим, что обусловлено наличием у них жестких, преимущественно кристаллизационных связей. Метаморфические породы практически водонепроницаемы (за исключением карбонатных разновидностей), не растворимы в воде. Деформируемость и фильтрация этих пород возможны только по трещинам. Однако метаморфические породы обладают отличительными особенностями, заключающимися в анизотропности пород, обусловленной сланцеватостью.
л
KJ
Осадочные породы, входящие в состав четвертичных отложений, располагаются в верхних слоях земной коры и служат основанием для инженерных сооружений и источником получения дорожностроительных материалов (щебня, гравия, песка). Дня инженеров строительных специальностей этот вид горных пород является весьма важным и требует кропотливого и всестороннего изучения. Верхние слои осадочных пород можно рассматривать как грунты, которые представляют собой многокомпонентные системы, изменяющиеся во времени и используемые как основания, среда или материал при строительстве. Классификацию грунтов следует рассматривать в соответствии со стандартом Республики Беларусь (СТБ 943-93), распространяющимся на все грунты, применяемые при инженерно-геологических изысканиях, проектировании и строительстве.
Геологическое строение земной коры можно изучать по геологическим картам, которые позволяют понять геологическое устройство поверхности Земли и составить представление о строении земной коры на той или иной глубине.
1.2. Основные свойства минералов
Главными физическими свойствами минералов являются: 1) цвет;
2)цвет черты (цвет минерала в порошке); 3) прозрачность; 4) блеск;
5)излом; 6) спайность; 7) твердость; 8) плотность и др.
Цвет. Минералы могут иметь самую разнообразную окраску, оттенки, быть бесцветными. Окраска зависит, главным образом, от химического состава самого минерала и от примесей (железо, никель, кобальт, титан, уран, медь, хром и др). Некоторые минералы меняют окраску в зависимости от освещенности. Например, минерал Лабрадор при некоторых углах поворота приобретает синюю, серую или зеленую окраску, вызванную присутствием тончайших пленочек минерала ильменита (FeTiOs). Иногда кроме основной окраски минерала тонкая поверхностная пленка имеет дополнительную. Это явление называется побежалостью и объясняется интерференцией света в тонких слоях.
Цвет минерала определяется визуально, путем поворота минерала под различными углами освещения искусственного или естественного источника света.
7
Цвет черты (цвет в порошке). Многие минералы в растертом виде имеют другой цвет, чем в куске. Порошок можно получить, проводя куском минерала черту на белой шероховатой фарфоровой пластинке при условии, что твердость его меньше твердости фарфора. Под микроскопом в отраженном свете цвет минеральных зерен резко отличается от цвета в куске.
В ряде случаев цвет минерала в порошке является важным диагностическим признаком. Например, красный, бурый и магнитный железняк в кусках часто имеют одинаковый цвет, а цвет черты у них соответственно красный, желтый и черный.
Блеск минералов зависит от показателя их преломления и способности отражать от своей поверхности свет. По блеску все минералы можно разделить на три группы:
1)минералы с металлическим блеском;
2)минералы с полуметаллическим блеском;
3)минералы с неметаллическим блеском.
Металлический блеск - сильный блеск, свойственный металлам. Им обладают непрозрачные минералы, дающие в большинстве случаев черную черту на фарфоровой пластинке. Такой блеск имеют самородные металлы (золото, серебро, платина), многие сульфиды и окислы железа.
Полуметаллическим блеском обладают минералы, поверхность которых имеет блеск потускневшей поверхности металла (графит, гематит).
Неметаллический блеск подразделяется на:
стеклянный - напоминающий блеск поверхности стекла (кварц, кальцит, гипс);
жирный - поверхность минерала кажется как бы смазанной маслом (сера, нефелин, серпентин);
перламутровый - у прозрачных минералов, которые блестят, как поверхность перламутровой раковины (слюда, тальк);
шелковистый - при тонковолокнистом строении минерала; напоминает блеск шелковых нитей (асбест);
алмазный - у минералов с высоким показателем преломления света (алмаз);
8
матовый - у минералов с пористой, неровной землистой поверхностью (каолинит).
Прозрачность - способность минерала пропускать свет. По степени прозрачности минералы делятся на:
прозрачные - пропускающие свет подобно оконному стеклу (горный хрусталь, каменная соль, топаз);
полупрозрачные - через которые видны лишь очертания предметов (халцедон, опал);
просвечивающие - пропускающие свет только в очень тонких пластинках (полевые шпаты);
непрозрачные - через которые свет совсем не пррходит (пирит, магнетит).
Излом - образуется при раскалывании минерала. Поверхность излома может быть:
раковистой - имеет вид вогнутой и концентрически-волнистой поверхности, напоминающей поверхность раковин (горный хрусталь);
занозистой - покрыта ориентированными в одном направлении занозами (гипс, роговая обманка):
неровной - имеет плоскость с неопределенно выраженной поверхностью (нефелин),
землистой - матовая шероховатая поверхность (каолинит, лимонит);
зернистой - встречается у минеральных агрегатов.
Спайность - способность минералов раскалываться или расщепляться по блестящим параллельным плоскостям. Различают пять видов спайности:
весьма совершенная - когда минерал очень легко (например, ногтем) расщепляется на отдельные тончайшие пластинки (слюда, гипс, хлорит);
совершенная - минерал раскалывается при слабом ударе молотком на гладкие параллельные пластинки (каменная соль, кальцит);
средняя - при расколе минерала образуются как плоскости спайности, так и поверхности с неровным изломом (оливин, полевой шпат);
несовершенная - при расколе минерала преобладают поверхности с неправильным изломом (апатит);
9