ЛЕКЦИЯ 3

“ПРИРОДНЫЕ КАМЕННЫЕ МАТЕРИАЛЫ”

§3.1. Понятие о геологических процессах

§3.2. Основные понятия минералогии

§3.3. Породообразующие минералы

§3.4. Горные породы.

§3.5 Виды и марки природных каменных материалов

§3.6. Выветривание каменных материалов.

§3.1. Понятие о геологический процессах

Источником природных каменных материалов является Земля – третья от Солнца планета Солнечной системы. Твердое тело Земли имеет концентрическое строение и в нем выделяют три геосферы (рис. 3.1): земную кору (глубина от 3 до 80 км), мантию (глубиной до 2900 км) и ядро.

Земная кора непосредственно примыкает к верхней части мантии – литосфере (от греч. «литос» – камень, «сфера» – оболочка). За счет теплоты радиоактивного распада вещества в недрах Земли мантия находится в пластичном состоянии и в ней образуются очаги расплавленного материала – магма. При выходе этих очагов на поверхность земли образуются вулканы, через которые изливается магма, получившая название лава. В верхней части земной коры располагается гидросфера (моря, реки, озера, льды), а над ней – атмосфера (газовая оболочка Земли мощностью до 1300 км).

Рис. 3.1. Оболочка Земли

Энергия, порождаемая внутренними процессами земли, приводит к эндогенным процессам, таким как:

● магматизм (подъем к верхней части земной коры магмы);

● вулканизм (извержение на поверхность расплавленных лав, газообразных и твердых продуктов);

● горообразование (в результате тектонических движений);

● землетрясения (вследствие тектонических движений, вулканизма, падения крупных метеоритов).

Энергия Солнца вызывает в атмосфере, гидросфере и верхней части земной коры такие экзогенные процессы, как разрушение поверхности Земли под действием ветра, воды и различных организмов.

Под влиянием протекающих в течение миллионов лет преимущественно эндогенных процессов в земной коре образовались три слоя в виде (рис. 3.2.):

● осадочного чехла (покрывает 75 % поверхности Земли и может достигать многих километров);

Пример:в озере Байкал глубина достигает 1,6 км, а осадочные отложения – 7,5 км.

● гранитоподобного слоя (или сиаль: от содержания преобладающих в нем элементов “си” – от силициум (кремний) и “аль” – алюминий);

● базальтоподобного слоя (или сима: “си” – от силициум и “ма” – магний).

Как показано на рис. 3.2, слой осадков находится как на суше, так и под океаном, гранитоподобный слой залегает только в пределах суши, а базальтоподобный – как в пределах суши, так и океана.

Рис. 3.2. Внутреннее строение земной коры

Поверхностный слой земли под влиянием экзогенных, эндогенных и техногенных (вызванных деятельностью человека) процессов находится в постоянном изменении. К наиболее активным на Земле процессам относится выветривание.

Определение: выветривание – это процесс разрушения горных пород и строительных материалов, изменение их минерального состава и строения.

Пример: разрушение гранитов может происходить на глубину до 30 м, известняков – до 60 м и глинистых пород – до 120 м.

Различают следующие виды выветривания горных пород и строительных материалов:

● физическое – протекает под воздействием физических факторов (перепада температур, замерзания воды, кристаллизации солей, разработки карьеров и т.д.) и приводит к механическому дроблению материалов без изменения их химического состава;

Пример: в Альпах на высоте 4000 м температура в сутки изменяется от + 30 ^оС днем до - 15 ^оС ночью, т.е. перепад температур составляет 45 ^оС.

● химическое – выражается в разрушении материалов с изменением [при гидролизе и гидратации (действие воды), карбонизации (действие углекислоты), окислении (действие кислорода воздуха)] или без изменения (при растворении) химического состава материала;

● биологическое – проявляется в разрушении материалов в процессе жизнедеятельности живых организмов и растений.