Определение осадочных горных пород (скальных и полускальных): Методические указания по выполнению и оформлению лабораторной работы для студентов строительных и дорожных специальностей

Министерство образования Российской Федерации Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Хабаровский государственный технический университет»

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОСАДОЧНЫХ ГОРНЫХ ПОРОД (СКАЛЬНЫХ И ПОЛУСКАЛЬНЫХ) Методические указания по выполнению и оформлению лабораторной работы № 3 для студентов строительных и дорожных специальностей всех форм обучения

Хабаровск Издательство ХГТУ 2002

УДК 549.1:53/076/ Определение осадочных горных пород (скальных и полускальных): Методические указания по выполнению и оформлению лабораторной работы № 3 для студентов строительных и дорожных специальностей всех форм обучения / Сост. Н. И. Горшков. – Хабаровск: Изд-во Хабар. гос. техн. ун-та, 2002. – 27 с. Методические указания составлены на кафедре «Мосты, основания и фундаменты». Включают общие сведения, порядок выполнения работы, описание основных видов осадочных горных пород (скальных и полускальных), список литературы. Предназначены для студентов специальностей: 291000 «Строительство автомобильных дорог и аэродромов»; 291100 «Мосты и транспортные тоннели»; 290800 "Водоснабжение и водоотведение"; 290600 "Производство строительных изделий и конструкций"; 290500 «Городское строительство и хозяйство»; 290300 «Промышленное и гражданское строительство»; 090500 «Открытые горные работы». Печатается в соответствии с решениями кафедры "Мосты, основания и фундаменты" и методического совета дальневосточного автодорожного института.

© Издательство Хабаровского государственного технического университета, 2002

1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ 1.1. ПРОИСХОЖДЕНИЕ И УСЛОВИЯ ОБРАЗОВАНИЯ ОСАДОЧНЫХ ГОРНЫХ ПОРОД (СКАЛЬНЫХ И ПОЛУСКАЛЬНЫХ) В геологической классификации по происхождению и условиям образования выделяют осадочные горные породы, которые образовались в результате накопления, уплотнения продуктов разрушения исходных горных пород – магматических, метаморфических и собственно осадочных. Так образуются природные дисперсные осадочные грунты – крупнообломочные, песчаные, глинистые, органо-минеральные (илы и др.), органические (торфы и др.). Составные части таких грунтов: обломки, частицы, агрегаты различного размера и форм – связаны между собой обратимыми механическими и водноколлоидными структурными связями. В течение дальнейшей геологической жизни отложения природных дисперсных осадочных грунтов уплотняются, цементируются и преобразуются в природные осадочные скальные грунты и полускальные грунты. Между обломками, частицами, агрегатами устанавливаются необратимые жесткие структурные связи цементационного типа. Ниже, в табл. 1, приводятся основные виды природных осадочных грунтов – дисперсных, скальных и полускальных, образовавшихся из разных по размеру и форме обломков, частиц, агрегатов. Таблица 1 Подразделение природных осадочных грунтов по размеру и форме обломков, частиц, агрегатов Средний размер обломков, мм

Наименование по форме окатанных обломков

Более 200 200–10

Валуны Галька

10–2

Гравий

Вид дисперсных грунтов (отложений) Валунные Галечниковые Гравийные

2–0.05

Песчаные

Пески

0.05–0.005

Пылеватые

Алевриты

Менее 0.005

Глинистые

Глины (пелиты)

Вид Наименоскальных и вание по полуформе скальных неокатангрунтов ных обломков Глыбы Щебень Конгломераты Дресва Гравелиты Песчаные Песчаники Пылеватые Алевролиты Глинистые Аргиллиты

Вид дисперсных грунтов (отложений) Глыбовые Щебенистые Дресвяные Пески Алевриты Глины (пелиты)

Вид скальных и полускальных грунтов Брекчии Брекчии Песчаники Алевролиты Аргиллиты

В образовании осадочных грунтов также принимают участие продукты накоплений вулканических извержений: вулканические бомбы (обломки

3

размером более 200 мм), лапилли (обломки размером от 2 до 200 мм) и вулканический песок с пеплом (обломки размером менее 2 мм). Если этого, так называемого пирокластического материала в осадочных обломочных (терригенных) отложениях содержится от 50 до 90 %, то при последующем их уплотнении, упрочении и цементации образуются туффиты – неоднородные, пористые, часто разноцветные (пятнистые) грунты, состоящие из разноразмерных, неокатанных, угловатых, извилистых обломков и частиц. Цемент в осадочных скальных и полускальных грунтах может быть мономинеральный (кальцитовый, глинистый, железистый, опаловый, кварцевый, реже халцедоновый, глауконитовый, гипсовый и др.) и полиминеральный (глинисто-карбонатный, кремнистый и др.). К осадочным горным породам также относятся природные минеральные химические соединения, которые образовались при выпадении в осадок солей в перенасыщенных водных бассейнах, и природные минеральные химические соединения, которые образовались из остатков и продуктов жизнедеятельности растительных и животных организмов. Кроме этого, в геологии, к осадочным горным породам относят группу органогенных горных пород (каустобиолитов), которые образовались при накоплении и преобразовании органических веществ – угли, асфальты и др. Основные диагностические признаки осадочных горных пород: • ясно выраженная в массивах слоистость; • наличие окаменелостей; • формы выветривания (рельефа) – резко расчлененные, крутые, обрывистые. Процессы возникновения и преобразования грунтов в природных геологических циклах из дисперсных осадочных в скальные осадочные грунты превосходно отражены японским поэтом XVIII века Одзава Роан в его стихотворении-пятистишии (танка): “Станет с годами галька речная утёсом, не прерывая вечную цепь превращений в нашем изменчивом мире”. Наличие окаменелостей в осадочных горных породах привело выдающегося персидского поэта, философа и математика Омара Хайяма (1040– 1123) к созданию стихотворения: “Эти мертвые камни у нас под ногами Прежде были зрачками пленительных глаз ...”

4

1.2. СТРОИТЕЛЬНАЯ КЛАССИФИКАЦИЯ (СКАЛЬНЫХ И ПОЛУСКАЛЬНЫХ)

ОСАДОЧНЫХ

ГРУНТОВ

По строительной классификации (ГОСТ 25100–95) грунт – горные породы, почвы, техногенные образования, представляющие собой многокомпонентную и многообразную геологическую систему и являющиеся объектом инженерно-хозяйственной деятельности человека. Строительная классификация грунтов включает в себя следующие таксономические единицы, выделяемые по группам признаков: • класс – по общему признаку структурных связей; • группу – характеру структурных связей (с учетом их прочности); • подгруппу – происхождению и условиям образования; • тип – вещественному составу; • вид – наименованию грунтов (с учетом размеров частиц и показателей свойств); • разновидности – количественным показателям вещественного состава, свойств и структуры грунтов. Осадочные грунты (горные породы) относятся к двум классам: к классу природных дисперсных грунтов (с механическими и водноколлоидными структурными связями) и к классу природных скальных грунтов (с жесткими кристаллизационными и цементационными структурными связями). В классе природных скальных грунтов выделяют группы скальных и полускальных грунтов. Грунт дисперсный – грунт, состоящий из отдельных минеральных частиц (зерен) разного размера, слабо связанных друг с другом; образуется в результате выветривания скальных грунтов с последующей транспортировкой продуктов выветривания водным или эоловым путем и их отложением. Грунт скальный – грунт, состоящий из кристаллитов одного или нескольких минералов, имеющих жесткие структурные связи кристаллизационного типа. Грунт полускальный – грунт, состоящий из одного или нескольких минералов, имеющих жесткие структурные связи цементационного типа. Условная граница между скальными и полускальными грунтами принимается по пределу прочности на одноосное сжатие (Rс ≥ 5 МПа – скальные грунты, Rс < 5 МПа – полускальные грунты). По происхождению и условиям образования ГОСТ 25100–95 выделяет в группах скальных и полускальных грунтов подгруппы осадочных грунтов – горных пород, которые образуются в результате уплотнения и цементации дисперсных осадочных грунтов. По вещественному составу ГОСТ 25100–95 выделяет два типа скальных осадочных грунтов: силикатные, карбонатные; пять типов полускальных осадочных грунтов: силикатные, кремнистые, карбонатные, сульфатные, галоидные.

5

По наименованию ГОСТ 25100–95 выделяет следующие виды скальных осадочных грунтов: песчаники, конгломераты, брекчии, туффиты и др. (тип – силикатные); известняки, доломиты и др. (тип – карбонатные), а также выделяет следующие виды полускальных осадочных грунтов: аргиллиты, алевролиты, песчаники и др. (тип – силикатные); опоки, трепел, диатомиты и др. (тип – кремнистые); мел, мергели, известняки и др. (тип – карбонатные); гипсы, ангидриты и др. (тип – сульфатные); галит и др. (тип – галоидные). По количественным показателям вещественного состава, свойств и структуры грунтов ГОСТ 25100–95 выделяет разновидности осадочных скальных и полускальных грунтов: 1) по пределу прочности на одноосное сжатие в водонасыщенном состоянии; 2) плотности скелета грунта; 3) коэффициенту выветрелости; 4) степени размягчаемости; 5) степени растворимости; 6) степени водонепроницаемости; 7) степени засоленности; 8) структуре и текстуре; 9) температуре. 2. ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ Выполнение лабораторной работы начинается с подготовки формы отчета, табл. 2. Внимательное изучение образцов по их внешним признакам, наряду с заполнением соответствующих пунктов отчета, помогает системно подходить к определению наименований горных пород. Диагностические признаки, по которым ведется определение наименования грунтов согласно предложенной ниже форме отчета, изложены последовательно по пунктам в разд. 3 настоящих методических указаний. При выполнении лабораторной работы желательно пользоваться любой геологической литературой, в которой есть методики определения горных пород. Наименования некоторых книг из многочисленной литературы по этому вопросу приведены в списке литературы настоящих указаний. Определение наименования грунтов лучше выполнять последовательно, сначала по диагностическим признакам определяется наименование одного образца, затем другого и далее. В первом приближении по структуре и текстуре можно определить группу горных пород, к которой возможно принадлежит изучаемый образец. Для этого разработана достаточно простая для первого раза таблицаопределитель, табл. 3. Описания основных осадочных грунтов приводятся в алфавитном порядке в разд. 4 настоящих указаний. Изучая внешние признаки отдельного 6

образца горной породы и сравнивая их с диагностическими признаками, которые отличают ее от других грунтов из группы грунтов, определенных по структуре и текстуре по табл. 3, окончательно устанавливается наименование изучаемого образца. При определении наименования грунтов следует учитывать, что природа их происхождения и условия образования многообразны и поэтому существуют переходные виды грунтов внутри каждой выделенной таксономической единицы. На практике при определении наименования образца грунта по диагностическим признакам (по размеру и количественному соотношению обломков, частиц) изучаемый образец грунта можно определить как гравелит, а можно и как гравелистый песчаник – по количественному соотношению гравелистой и песчаной фракций. Защита лабораторной работы производится на основе заполненного отчета. Таблица 2 Форма отчета - определение осадочных горных пород (скальных и полускальных) Диагностические признаки 1. Цвет образца 2 Структура 3. Текстура 4. Отличительные признаки: - наличие обломков (размер, форма) - остатки организмов - реакция с HCl - относительная легкость - твердость - другие признаки 5. Минеральный состав: - карбонаты - глинистые - железистые - кварц, п. шпаты - кремнистые - прочие минералы 6. Наименование (вид грунта) 7. Разновидность по пределу прочности

1

Номера образцов 2 3 4

5

Примеры определения 6 7 Светло-серый Мелкозерн. Однородная

Темно-серый Псаммитовая Однородная

-

Песчаные частицы -

В порошке -

В куске -

Средняя -

Твердый -

Доломит Доломит

Кальцит Есть Есть Песчаник аркозовый

7

3. ДИАГНОСТИЧЕСКИЕ ПРИЗНАКИ ОСАДОЧНЫХ ГОРНЫХ ПОРОД (СКАЛЬНЫХ И ПОЛУСКАЛЬНЫХ) Основные диагностические признаки, по которым производится определение наименования образцов осадочных горных пород: цвет, структура, текстура, отличительные (особенные) признаки, минеральный состав. Вид основных структур и текстур представлен на рисунках в приложении настоящих методических указаний. Цвет зависит от минерального состава и условий образования грунта. Например, образец грунта имеет зеленовато-светло-серый цвет, где первое – оттенок, второе – интенсивность окраски, третье – главный цвет образца горной породы. Белую и светло-серую окраску с различными оттенками часто имеют мел, известняки, доломиты, диатомиты, трепела, а также ангидрит, галит, гипс, сильвинит. Зеленоватая окраска песчаников говорит о присутствии минералов малахита или глауконита, в состав которых входят соединения меди, а ржаво-жёлто-бурая окраска – железистых соединений. Серый и черный цвета чаще всего наблюдаются в грунтах с высоким содержанием органических веществ (асфальты) или в грунтах с присутствием минералов магнетита, пирита. Серый цвет, как правило, указывает на наличие в образце кварца, полевого шпата, глинистых минералов. Структура грунта – пространственная организация компонентов грунта, характеризующаяся совокупностью морфологических (размер, форма частиц, их количественное соотношение), геометрических (пространственная композиция структурных элементов) и энергетических признаков (тип структурных связей и общая энергия структуры) и определяющим составом, количественным соотношением и взаимодействием компонентов грунта. Для осадочных скальных и полускальных грунтов (тип силикатные), состоящих из сцементированных между собой обломков, частиц и агрегатов, по морфологическим признакам (размер и форма обломков, частиц, агрегатов), выделяют следующие специфические структуры: - крупнообломочную или псефитовую, когда невооружённым глазом в образце различают преобладание окатанных или неокатанных обломков размером более 2 мм, она характерна для конгломератов, гравелитов, брекчий (неокатанные обломки); - песчаную или псаммитовую, когда различают преобладание песчаных частиц размером от 0.05 мм до 2 мм, она характерна для различных песчаников, туффитов (размер частиц около 0.05 мм – это нижняя граница разрешающей способности человеческого глаза); - пылеватую или алевритовую, когда в образце с трудом можно различить пылеватые частицы размером от 0.005 до 0.05 мм (очень часто это сделать невозможно), она характерна для алевролитов; - глинистую или пелитовую, когда в образце не видно зёрен, она характерна для аргиллитов (глинистые минералы размером менее 0.005 мм различают только в очень сильный электронный микроскоп). 8

В целом пылеватая и глинистая структуры по своему виду не отличаются от уже известных структур – тонкозернистой и скрытокристаллической. Кроме этого, в геологии выделяют ещё переходные структуры, отражающие количественное соотношение слагающих грунт обломков, частиц: псефито-псаммитовую, псаммито-алевритовую и наоборот, они характерны для переходных видов грунтов – гравелистых песчаников, пылеватых или тонкозернистых песчаников. Органогенная структура характерна для грунтов с сохранившимися раковинами (раковины видны невооружённым глазом – известнякракушечник; раковины видны в микроскоп – мел), стеблями, листьями и т. п. Полнокристаллическая структура характерна для грунтов, у которых все минералы смотрятся в виде кристаллов, зерен. По среднему размеру зерен выделяют: мелкозернистую (менее 1 мм), среднезернистую (от 1 до 5 мм) и крупнозернистую (более 5 мм). Она наиболее типична для галита, иногда для доломита. Оолитовая структура выделяется по наличию в образце видимых шариков (оолитов), имеющих примерно одинаковый размер. По этой структуре из известняков выделяют их разновидность – оолитовые известняки. Тонкозернистая и скрытокристаллическая структуры чаще наблюдаются у известняков, мергелей, доломитов, опок, диатомитов, трепелов, а также у алевролитов, аргиллитов. Текстура грунта – пространственное расположение слагающих грунт элементов (слоистость, полосчатость, трещиноватость, пористость и др.) Элементы грунта, представленные в виде зёрен, обломков или кристаллов, могут располагаться в пространстве равномерно или группироваться в пятна, слои, полосы; могут образовывать внутри грунта поры, пустоты и т. д. Все осадочные грунты имеют слоистую текстуру. Массивы осадочных грунтов (дисперсных, скальных, полускальных) в большинстве случаев состоят из тонких или относительно мощных слоёв, которые при своем образовании накладывались друг на друга. Каждый слой отделяется от соседнего слоя как бы швом, по которому их можно разделить. Слои, видимые в массивах, могут быть параллельными и непараллельными (косыми, волнистыми, нелепослоистыми и т. д.). В слоистых осадочных горных породах обломки, частицы, агрегаты, зёрна минералов в каждом слое имеют разную ориентацию, они не сортированы по величине и располагаются беспорядочно, вперемешку, в этом их отличие от метаморфических горных пород со сланцеватой текстурой, состоящих как бы из скреплённых между собой пластинок с параллельно расположенными зернами минералов. Сланцеватая текстура характерна для регионально-метаморфизованных грунтов. Однородной или массивной текстурой называют такую текстуру, в которой трудно выделить какие-либо закономерности пространственного расположения элементов. Именно однородная или массивная текстура наиболее характерна для образцов осадочных горных пород, так как в 9

отдельных небольших образцах, в отличие от обнажений в массивах, слоистость чаще всего может быть незаметна. Пористая текстура чаще встречается у известняков-ракушечников, туфов (известкового и кремнистого). Пустоты, поры имеют различный размер и форму. Иногда пористость визуально не определяется, а ощущается по более лёгкому весу образца (диатомиты, трепела, опоки), а также по быстрому впитыванию ими воды или кислоты (диатомиты, трепела, мел, некоторые песчаники, туффиты). Образцы таких грунтов на вид имеют однородную текстуру. Часто некоторые образцы грунтов могут одновременно иметь пористую и слоистую текстуры. Отличительные (особенные) признаки, отмеченные в образцах горных пород, помогают в определении минерального состава и наименования (вида) грунта. По наличию в образце грунта обломков, частиц (видимых невооруженным глазом) в первом приближении можно предположить, что изучаемый грунт образовался из осадочных дисперсных крупнообломочных или песчаных грунтов. По размеру и форме обломков можно определить его наименование (см. табл. 1 и описание структур). Остатки организмов – растительных и органических, отмеченные в образцах горных пород, помогают определить такие осадочные грунты, как угли, мергели, известняки-ракушечники. По реакции с соляной кислотой можно определить наличие в образце грунта минералов класса карбонатов – кальцита (реакция в куске), доломита (реакция в порошке), магнезита (реакция в порошке при нагревании). С соляной кислотой реагируют карбонатные типы осадочных горных пород (мел, известняки, мергели, доломиты), а также другие типы осадочных горных пород, например силикатные (обломки и частицы силикатного состава), если обломки и частицы скреплены цементом карбонатного состава (брекчии, конгломераты, гравелиты, песчаники, туффиты). Кроме этого, возможно, что и сами обломки состоят из минералов и горных пород карбонатного состава и поэтому реагируют с соляной кислотой (брекчии карстовые). Относительная лёгкость изучаемых образцов грунта, которая определяется их микропористостью, характерна для кремнистых типов осадочных полускальных грунтов – опок, диатомитов, трепелов, а также мелов (тип – карбонатные). По твердости в первом приближении можно определить образцы горных пород, состоящих из минералов низкой твердости – мягких, царапающимися ногтем (глинистые, гипс). Образцы горных пород с минералами средней твердости ногтем не царапаются и стекло не царапают (карбонаты, галит, ангидрит). Образцы горных пород с твердыми минералами (кварц, халцедон, кремень, полевые шпаты и другие минералы) царапают стекло. Такие горные породы, как диатомит и трепел, состоящие в основном из минерала опала (твердость 6–6.5) могут не царапать стекло (см. их описание). Другие признаки – цвет черты, запах, вкус, горючесть и др. 10

Минеральный состав по внешним признакам для многих осадочных грунтов определить трудно. Например, такие осадочные грунты, как конгломераты, гравелиты, брекчии, песчаники, туффиты, состоят из обломков и частиц, представленных разными минералами и горными породами (магматическими, осадочными, метаморфическими). Определение минерального состава по внешним признакам для них затруднительно. Для образцов грунтов, имеющих скрытокристаллическую, тонкозернистую, алевролитовую или пелитовую структуры, выполнить визуальное определение минерального состава почти невозможно. Поэтому для осадочных грунтов минеральный состав часто определяют по условным признакам. Минералы класса карбонатов определяются в образцах по их реакции с соляной кислотой. Кальцит. Проявляет себя в реакции с соляной кислотой в куске. Он слагает такие виды карбонатных грунтов, как известняки, мел. На поверхности образцов таких грунтов в месте реакции остаётся ямка, почти незаметная глазом. Реакция с соляной кислотой наблюдается с силикатными осадочными горными породами (конгломератами, гравелитами, брекчией, песчаниками, туффитами), если в обломки, частицы или в скрепляющий их цемент входит минерал кальцит (цемент карбонатного состава). На поверхности образцов мергелей и силикатных осадочных грунтов с глинисто-карбонатным цементом кальцит прореагирует с соляной кислотой, а глинистые минералы останутся на месте реакции в виде грязно-бурого пятна, налёта – это отличает их от известняков и мелов. Доломит. Реагирует с соляной кислотой в порошке. Порошок можно получить трением стеклянной пластинки по образцу. Магнезит. Реагирует с соляной кислотой лениво, в порошке, в нагретом состоянии (порошок получают быстрым трением стекла по образцу за несколько приемов). Глинистые минералы определяются в горных породах по серой, тёмной окраске. Образец грунта с большим количеством глинистых минералов скользит по стеклу, иногда остаются лёгкие царапины, которые оставляют частицы кварца, полевого шпата и других твердых минералов. При увлажнении дыханием пахнут глиной. В порошке во влажном состоянии пластичны. Являются основными минералами аргиллитов и основой глинистых цементов, скрепляющих обломки, частицы силикатных осадочных грунтов, входят вместе с кальцитом в состав мергелей. Железистые минералы (лимонит, реже гематит). Жёлто-бурые, ржавокоричневые с бурой, коричневой или вишнёво-красной чертой. Блеск матовый, реже стеклянный до полуметаллического. В силикатных осадочных грунтах играют роль цемента и придают окраске образцов горных пород ржавые, бурые оттенки. Являются основными минералами бурых железняков (лимонитов), некоторые из них, но не все, имеют большой удельный вес (ощущается в руке). Полевые шпаты. В осадочных грунтах невооружённым глазом их определить трудно. В песчинках имеют матовый блеск, светло-серый и серый цвет, царапают стекло. Чаще всего они входят в состав песчаников. 11

Кварц. Встречается в виде обломков размером 0.05–5 мм и более, а также в виде цемента с неразличимой зернистостью или в виде тонкораздробленной примеси в основной горной породе. Кварцевые обломки и кварцевый цемент определяют в образцах по их высокой твёрдости – легко царапают стекло, оставляя глубокую, отчётливо видимую царапину; по стеклянному или жирному блеску. Кварц в виде зёрен хорошо различим в кварцевом песчанике. Тонко раздробленный кварц, не различимый невооружённым глазом, является основным минералом алевролитов, по повышенной твёрдости этого минерала (царапает стекло с характерным треском) их отличают от аргиллитов. Глинистые минералы в чистом виде очень мягкие, царапаются ногтем, при наличии примеси кварца, что наблюдается в аргиллитах, приобретают твёрдость, близкую к средней (кварц оставляет царапины на стекле при общем скольжении образца по стеклу). Кремнистые минералы (опал и халцедон). Смотрятся в виде очень лёгких нераскристаллизованных масс светлых тонов. При замачивании водой они не пластичны, не реагируют с соляной кислотой, впитывают ее. Являются основными минералами кремнистых типов осадочных горных пород (диатомитов, трепелов и опок). Твердость 6–6.5, царапают стекло. В то же время кремнистые минералы, слагающие рыхлые, землистые, пачкающие руки диатомиты и трепел, стекло не царапают, на стекле остается порошок светлой окраски. Очень малые размеры слабо скрепленных между собой частиц минералов (опала и других), слагающих диатомиты и трепелы, являются кажущейся причиной их низкой твердости. Кремнистые минералы в плотных, твердых опоках стекло царапают. Галоиды (галит, сильвин). Это минералы, имеющие полнокристаллическую структуру, соленые (галит, химическая формула NaCl, в просторечии называется поваренной солью) и горько-соленые (сильвин) на вкус. Они образуют такие горные породы, как галит и сильвинит. Сульфаты (гипс, ангидрит). Гипс – цвет разнообразный, чаще белый, жёлтоватый или розоватый, черта белая, блеск стеклянный или шелковистый до перламутрового, царапается ногтём. Ангидрит – в целом светлый с различными оттенками, часто слегка голубоватый, черта белая, твёрдость 3.5 (стекло не царапает, царапает ноготь). Они образуют такие горные породы, как гипс и ангидрит. Углеродистые вещества. Лёгкие массы тёмно-бурого или чёрного цвета с неразличимой зернистостью (аморфные или коллоидные). Блеск от матового до воскового, стеклянного и полуметаллического. Черта чёрная или коричневая. В пламени горят, плавятся, выделяют дым с запахом жжёной резины или горящей органики. Они входят в состав таких горных пород, как угли, асфальты. Прочие минералы – глауконит (придает песчаникам зеленоватую окраску), слюды (входят в состав песчаников) и др. Определение наименования образцов осадочных скальных и полускальных горных пород является целью настоящей лабораторной работы. 12

После определения диагностических признаков для исследуемого образца в первом приближении по структуре и текстуре по таблице-определителю, см. табл. 3, определяется группа горных пород, к которой возможно принадлежит изучаемый образец. Далее по диагностическим признакам и описанию осадочных горных пород (разд. 4) определяется точное наименование образца (по строительной классификации – вид грунта). Таблица 3 Определитель осадочных скальных и полускальных грунтов Текстуры

Однородные, слоистые, полосчатые (образцы царапают стекло) Однородные, слоистые, полосчатые, пористые (образцы не царапают стекло) Пористые (образцы впитывают воду, кислоту)

обломочные (более 0.05 мм), оолитовые Брекчии, конгломераты, гравелиты, песчаники, туффиты Известняки оолитовые, брекчии и конгломераты карбонатные, туффиты Песчаники

Структуры тонкозернистые, полнокрисскрытокристалталлические лические (зернистые) Алевролиты, туфы Песчаники кремнистые, опоки кварцевые

Аргиллиты, известняки, мел, мергели, доломиты, ангидриты, гипсы, угли, сильвиниты, галиты, диатомиты, трепелы Алевролиты, мел, трепелы, диатомиты

Ангидриты, гипсы, галиты, сильвиниты, доломиты, угли

органогенные Асфальты

Угли, асфальты

Угли

Разновидность грунта по пределу прочности на одноосное сжатие в водонасыщенном состоянии определяется: в лаборатории – на усмотрение студента; в полевых условиях определяется в обязательном порядке. В полевых условиях разновидность грунта можно определить по твердости. Образцы грунтов с твердостью 5 и выше (царапают стекло) являются достаточно прочными материалами и допускаются для применения в строительстве. Образцы грунтов с твердостью 3 и ниже без стандартных испытаний на прочность применять в промышленности строительных материалов не разрешается (как щебень для бетонов). О прочности можно судить по способности раскалываться под ударом молотка. Для пробы на прочность образец горной породы объемом около 200 см3 (приблизительно 6х6х6 см) одним-двумя ударами молотка раскалывают в щебенку. Прочный образец расколется на 2-3 куска, а непрочный или выветрелый – на много мелких кусочков. Еще прочность образца можно определить при ударе его молотком по звуку. Для этого образец горной породы кладут на ладонь и наносят по нему, 13

не очень сильный удар молотком. Плотный и прочный камень дает ощущение упругого удара и издает звонкий звук, причем после удара молоток от образца отскакивает. Непрочный трещиноватый образец горной породы при ударе его молотком издает глухой звук. 4. ОПИСАНИЕ ОСАДОЧНЫХ ГОРНЫХ ПОРОД (СКАЛЬНЫХ И ПОЛУСКАЛЬНЫХ) Принятые сокращения: Стр. – структура. Текст. – текстура. Мин. состав – минеральный состав. Отл. признаки – отличительные признаки. Алевролит – название «алевролес», по преимущественному содержанию пылеватых частиц (фракция 0.05–0.005 мм); группа – полускальные; тип по вещественному составу – силикатные. Цвет: серый, тёмно-серый, бурый, коричневатый или зелёноватый. Стр.: от тонкозернистой до скрытокристаллической; по преобладающему содержанию невидимых глазом пылеватых частиц от 0.05 до 0.005 мм – пылеватая (алевролитовая). Текст.: однородная, слоистая, иногда пористая. Мин. состав: состоит из тонко раздробленных зёрен кварца, полевого шпата, глинистых минералов, иногда присутствуют карбонаты (реакция с соляной кислотой) и железистые минералы (жёлтая или бурая окраска). Отл. признаки: запах глины при увлажнении образца дыханием; неровный излом и отсутствие сланцеватости – отличие от сланцев; твёрдый, царапает стекло – отличие от аргиллита; тонкозернистый или скрытокристаллический – отличие от песчаников; относительно тяжёлый – отличие от более легких и плотных опок. Происхождение: образуется при цементации дисперсных осадочных пылеватых грунтов – лёссов, лёссовидных грунтов (супесей и суглинков). Применение: за неимением других грунтов используется при строительстве автомобильных дорог в качестве крупнообломочных грунтов при возведении земляного полотна; в гражданском строительстве используется в качестве крупнообломочного грунта для подсыпок и насыпей; склонен к быстрому выветриванию в выемках, котлованах, где он, как и аргиллит, распадается на плитчатые или листоватые отдельности, остроугольные щебёнку и дресву и в конечном итоге выветривается до супесей, суглинков. Ангидрит – название от “ан” – отрицание, ”гидро“ – вода, по-русски безводный, что указывает на отсутствие в нём воды в отличие от гипса; группа – полускальные; тип по вещественному составу – сульфатные. Цвет: в целом светлый с различными оттенками, часто слегка голубоватый. 14

Стр.: полнокристаллическая, иногда скрытокристаллическая (на вид как фарфор). Текст.: однородная. Мин. состав: состоит из минерала ангидрита – черта белая, твёрдость 3.5 (стекло не царапает, царапает ноготь). Отл. признаки: ногтём не царапается – отличие от гипсов; не реагирует с соляной кислотой – отличие от скальных и полускальных осадочных грунтов карбонатного состава и мраморов. Происхождение: образуется при осаждении в виде соли в водных бассейнах; при дегидратации гипса в условиях повышенных давлений и температур; встречается совместно с гипсом в соляных месторождениях и песчано-глинистых отложениях. Применение: в строительстве используется как вяжущий материал при устройстве полов, в качестве материала для штукатурных работ и цемента каменной кладки; иногда используется как декоративный материал и применяется вместо мрамора; при использовании в качестве основания и среды для инженерных сооружений представляет опасность – набухает при увлажнении и переходит в гипс. Аргиллит – название от греческого “аргиллес” – плотная глина; группа – скальные; тип по вещественному составу – силикатные. Цвет: серый, тёмно-серый до чёрного, реже коричневый, зелёноватый. Стр.: скрытокристаллическая; по преобладающему содержанию невидимых глазом глинистых минералов (размером менее 0.005 мм) – глинистая (пелитовая). Текст.: однородная, тонкослоистая. Мин. состав: основные минералы – глинистые (мягкие, царапаются ногтём, по стеклу скользят), кварц и полевой шпат (наличие определяется по отдельным царапинам на стекле, при общем скольжении по нему образца). Отл. признаки: запах глины при увлажнении дыханием; скользит по стеклу с оставлением неглубоких царапин – отличие от алевролитов; неровный излом и отсутствие сланцеватости – отличие от глинистых сланцев; не размокает в воде и не обладает пластичностью – отличие от глин, суглинков. Происхождение: образуется при цементации дисперсных осадочных глинистых грунтов – суглинков, глин. Применение: за неимением других грунтов используется при строительстве автомобильных дорог в качестве крупнообломочных грунтов при возведении земляного полотна; в гражданском строительстве используется в качестве крупнообломочного грунта для подсыпок и насыпей; склонен к быстрому выветриванию в выемках, котлованах, где он, как и алевролит, распадается на плитчатые или листоватые отдельности, остроугольные щебёнку и дресву и в конечном итоге довольно быстро выветривается до суглинков, глин.

15

Асфальт – название от греческого “асфальтос” – смола; по условиям образования относится к органогенным осадочным грунтам. Цвет: от тёмно-серого до чёрного, тёмно-коричневого. Стр.: органогенная; зёрна минеральной основы практически неразличимы, иногда видны песчаные частицы и более крупные обломки. Текст.: однородная. Мин. состав: представляет собой смесь частично окисленных углеводородов, нередко содержащих примеси песчаных частиц и других более крупных обломков различных горных пород и минералов. Отл. признаки: блеск стекловидный; легкий – плотность 1.0–3 г/см3; твёрдость 1–2; черта чёрная или коричневая; легко плавится в пламени спички – отличие от углей. Происхождение: образуется при окислении нефти; встречается в трещиноватых песчаниках. Применение: в строительстве используется в качестве обмазочной гидроизоляции, эмульсий и в качестве ценного органического вяжущего для материалов покрытий автомобильных дорог. Брекчия – название от итальянского “брекчия” – щебень; группа – скальные; тип по вещественному составу – силикатные. Цвет: разнообразный, определяется цветом обломков и цемента. Стр.: крупнообломочная (псефитовая) – состоит из неокатанных, угловатых, неправильной формы обломков размером от 2 до 200 и более мм. Текст.: однородная. Мин. состав: разнообразный, определяется вещественным составом обломков (минералов, горных пород); визуально в образцах трудноопределим. Отл. признаки: неокатанные, угловатые обломки в образце – отличие от конгломератов и гравелитов; в образце больше обломков, чем скрепляющего их цемента – отличие от туфов; отсутствие следов дробления и деформирования – отличие от брекчий тектонических; реагирует с соляной кислотой, в образце видны обломки и скрепляющий их цемент (карбонатного состава) – отличие от известняков и мергелей. Происхождение: образуется при цементации глыбовых, щебенистых и дресвяных отложений. Применение: в строительстве широко используется как строительный и облицовочный камень, при этом более предпочтительны легкообрабатывающиеся брекчии карбонатного состава. Выделяют как разновидности: брекчии карбонатные (карстовые) – образуются из неокатанных обломков грунтов карбонатного состава в зоне действия подземных потоков, в местах проявления карстовых процессов (стекло не царапают). Галит – название от греческого “гальс” – море, соль; группа – полускальные; тип по вещественному составу – галоидные. Цвет: бесцветный, белый, красный, серый, синий. 16

Стр.: полнокристаллическая, редко скрытокристаллическая (сливная). Текст.: однородная, пятнистая, полосчатая. Мин. состав: основной минерал галит (черта белая, твёрдость 2, спайность совершенная в трех направлениях, вкус солёный). Отл. признаки: легко растворяется в воде; солёный вкус – отличие от сильвинитов. Происхождение: образуется при испарении воды из водных растворов (морских бассейнов и соляных озер) и в результате перемещений в массивах грунтов по порам и трещинам под давлением; встречается в распылённом виде в дисперсных песчаных и глинистых грунтах (засоленные грунты). Применение: используется в дорожном строительстве для борьбы с гололёдом и как среда для захоронения радиоактивных отходов; при использовании засоленных грунтов в качестве оснований и материала земляных сооружений необходимо учитывать, что они теряют прочность при увлажнении водой. Гипс – название от арабского “гебас” – белый или от греческого “гипсос” – мел, гипс; группа – полускальные; тип по вещественному составу – сульфатные. Цвет: разнообразный, чаще белый, жёлтоватый или розоватый. Стр.: полнокристаллическая, волокнистая, иногда скрытокристаллическая. Текст.: однородная, у волокнистых разновидностей гипса иногда полосчатая. Мин. состав: преимущественно мономинеральные, состоят из гипса (черта белая, блеск стеклянный или шелковистый до перламутрового, царапается ногтём). Отл. признаки: в воде растворяется частично; царапается ногтём – отличие от ангидритов. Происхождение: образуется из растворов в водных бассейнах, перемежаясь с другими солями и песчано-глинистыми отложениями; может также находиться в рассеянном состоянии в дисперсных осадочных грунтах. Применение: широко применяется в строительстве как штукатурный материал и лёгкий строительный камень; гипс в виде алебастра применяется для изготовления скульптур; при использовании в качестве оснований инженерных сооружений опасен, так как растворяется подземными водами с образованием пустот и пещер (карстовые процессы и явления). Выделяют разновидности гипса: алебастр – мелкозернистый, мраморовидный, просвечивающий в краях гипс; гипс волокнистый (селенит) – белого или жёлтовато-розового цвета; блеск шёлковистый; волокнистое строение. Гравелит – см. конгломерат.

17

Диатомит – название от слагающих его раковин диатомей (кремнистых водорослей); группа – полускальные; тип по вещественному составу – кремнистые. Цвет: белый, серый или розовый. Стр.: скрытокристаллическая, тонкозернистая. Текст.: однородная, иногда тонкослоистая. Мин. состав: основной минерал опал, а также глинистые минералы, кварц, остатки диатомей, радиолярий, губок. Отл. признаки: светлая окраска, на ощупь мягкий, очень лёгкий, тонкопористый (впитывает воду и кислоту); на вид – землистые агрегаты (крошится в руках подобно мелу); прилипает к языку, сильно пачкает руки, стекло не царапает (см. минеральный состав – кремнистые минералы), на стекле остается порошок светлой окраски и редкие царапины – отличие от опок, аргиллитов, алевролитов; впитывает соляную кислоту без реакции – отличие от мела, известняков, мергелей; похож на трепел, отличить от которого диатомит невооруженным глазом невозможно. Происхождение: образуется в основном из остатков водорослей – диатомей, радиолярий, губок в смеси с глинистым и кремнистым материалом при их отмирании и отложении на дне морей, реже озёр. Применение: применяется в промышленности для очистки различных продуктов как катализатор, наполнитель, адсорбент и др. Доломит – название по имени французского минералога Доломье; группа – скальные; тип по вещественному составу – карбонатные. Цвет: белый, серый, часто желтоватый. Стр.: средне-, мелкозернистая, иногда скрытокристаллическая (похожая на фарфор). Текст.: однородная, реже пятнистая и узорчатая. Мин. состав: состоит из доломита (реакция с соляной кислотой в порошке), часто отмечается присутствие кальцита, ангидрита, глинистых минералов. Отл. признаки: черта белая, стекло не царапает; реагирует с холодной соляной кислотой в порошке – отличие от известняков, мергелей, ангидритов. Происхождение: одна из точек зрения на происхождение – это органогенные известняки, которые при уплотнении постепенно превращались в доломит при воздействии магнезиальных растворов. Применение: прочные доломиты применяются как щебень в дорожном строительстве и как ценный строительный материал, сырьё для изготовления огнеупорных кирпичей; при использовании в качестве основания и как среды при строительстве инженерных сооружений очень опасен, так как растворяется подземными водами с образованием каверн, пустот и пещер (карстообразование).

18

Известняк – название от слова известь; группа – скальные; тип по вещественному составу – карбонатные. Цвет: разнообразный, от чисто белого до чёрного. Стр.: скрытокристаллическая, иногда обломочная, органогенная. Текст.: однородная, тонкослоистая, пористая. Отл.: признаки: стекло не царапает – отличие от опок; реакция с соляной кислотой в куске – отличие от доломитов; реакция с соляной кислотой в куске без бурого налёта в месте реакции (остатки непрореагировавших глинистых минералов) – отличие от мергелей; реакция с соляной кислотой в куске и отсутствии обломков в образце – отличие от карбонатных брекчий и конгломератов. Происхождение: по условиям образования могут быть – химические, такие как известняк оолитовый, известняк плотный (образуются из перенасыщенных растворов); органогенные, такие как известнякракушечник, мел, известняк коралловый (образуются при цементации отложений из раковин, скелетов кораллов, организмов); смешанные, такие как известняки глинистые (образуются из перенасыщенных растворов при выпадении в осадок кальцита вместе с глинистыми минералами), битуминизированные (пропитанные битумом) и др. Применение: является ценным строительным материалом; прочные известняки используются как строительный камень в гражданском строительстве и как щебень в дорожном строительстве; известковый туф (травертин) используется в качестве теплоизоляционного, отделочного, декоративного материала; известняк используется в больших количествах как сырьё для получения цемента и строительной извести; при использовании в качестве основания и как среды при строительстве инженерных сооружений очень опасен, так как растворяется подземными водами с образованием каверн, пустот и пещер (карстообразование). Выделяют следующие разновидности: известняк плотный – отличается однородным, плотным сложением; известняк оолитовый – состоит из концентрических, скорлуповатых шариков (оолитов) углекислой извести, сцементированных известковоглинистым цементом; известняк-ракушечник – состоит из раковин моллюсков и остатков мелких морских животных, пористый; известняк коралловый – состоит из коралловых полипов, однородный; известковый туф – крупнопористый известняк, из которого выделяют как его разновидность тонкозернистый, прочный, поддающийся шлифовке и полировке травертин; мел – пористый известняк, морского происхождения, состоящий из мельчайших, не видимых глазом раковин, панцирей микроскопических водорослей; агрегаты землистые, пачкает руки; известняки глинистые, битуминозные и другие выделяют по составу примесей, условиям образования и др.

19

Конгломерат – название от латинского “конгломеро”, скопившийся, собранный; группа – скальные; тип по вещественному составу – силикатные. Цвет: различный, зависит от цвета обломков и цемента. Стр.: крупнообломочная (псефитовая), из окатанных обломков размером от 2 до 200 и более мм. Текст.: однородная. Мин. состав: разнообразный, определяется вещественным составом обломков (минералов, горных пород); визуально в образцах трудноопределим. Отл. признаки: окатанные обломки в образце – отличие от брекчий; в образце больше обломков, чем скрепляющего их цемента – отличие от туфов; реагирует с соляной кислотой, в образце видны обломки и скрепляющий их цемент (возможно карбонатного состава) – отличие от известняков и мергелей. Происхождение: образуется при цементации валунных, галечниковых и гравийных отложений. Применение: в строительстве широко используется как строительный и облицовочный камень. Выделяют как разновидности: гравелиты – конгломераты с преобладанием окатанных обломков размером от 2 до 10 мм (гравий); конгломераты карбонатные (известковые) – образуются из окатанных обломков грунтов карбонатного состава. Мергель – немецкое название, объединяет осадочные породы, состоящие из глины и карбонатов, точное название определяется соотношением глинистых частиц, доломита и известняка; группа – полускальные; тип по вещественному составу – карбонатные. Цвет: светло-серый, серый, тёмно-серый, бурый, чёрный (определяется цветом глинистого вещества). Стр.: скрытокристаллическая, тонкозернистая. Текст.: однородная, слоистая. Мин. состав: состоит из кальцита до 50 %, иногда доломита и глинистых минералов (реагирует с соляной кислотой в куске). Отл. признаки: издает запах глины при увлажнении дыханием; прилипает к языку; иногда в образцах видны остатки флоры и фауны, обломки горных пород; наличие окислов и гидроокислов железа обнаруживается по жёлтой, коричневой, бурой окраске; грязно-бурый налёт в месте реакции с соляной кислотой – отличие от известняков, мела; стекло не царапает, реагирует с соляной кислотой – отличие от опок, аргиллитов, алевролитов. Происхождение: образуется при выпадении в осадок минералов кальцита и глинистых частиц или смеси глинистых частиц с продуктами истирания раковин в морях и озёрах. Применение: мергели являются ценным сырьем для получения цемента; при применении мергеля как материала для насыпей автомобильных дорог и подсыпок возникает необходимость в его экспериментальной проверке на 20

пригодность, так как он легко выветривается, растрескивается, разрыхляется и распадается на угловатую щебенку и дресву (оправдывает свое старое название – рухляк); при использовании в качестве основания и как среды при строительстве инженерных сооружений очень опасен, так как растворяется подземными водами с образованием каверн, пустот и пещер (карстообразование). Выделяют как разновидность мергель глинистый, мергель с содержанием глинистых минералов от 50 до 70 %. Опока – название польское, так называют пористые кремнистые горные породы; группа – полускальные; тип по вещественному составу – кремнистые. Цвет: серовато-белый, жёлтоватый или жёлто-коричневый, до черного. Стр.: скрытокристаллическая, тонкозернистая Текст.: однородная. Мин. состав: состоит из минерала опала, сцементированного кремнезёмом (царапает стекло), в качестве примесей возможно присутствие глинистых минералов, кварца, остатков микроорганизмов. Отл. признаки: лёгкая, при ударе колется на остроугольные обломки с раковистым изломом, прилипает к языку; царапает стекло, не реагирует с соляной кислотой – отличие от известняков, мергелей, доломитов; плотная легкая горная порода, почти не пачкает руки – отличие от трепелов, диатомитов; относительно лёгкая, часто более светлая – отличие от аргиллитов, алевролитов; при трении обломков образца горной породы друг о друга зерна не выкрашиваются – отличие от песчаников. Происхождение: образуется в морских бассейнах за счет уплотнения и цементации диатомитов и трепелов. Применение: в строительстве иногда используется как строительный камень. Песчаник – название как производное от песка; группа – скальные и полускальные; тип по вещественному составу – силикатные. Цвет: различный, зависит от цвета цемента и зёрен минералов, слагающих грунт. Стр.: мелкообломочная (псаммитовая) – состоит в основном из частиц песчаной фракции размером от 0.05 до 2 мм. Текст.: однородная, слоистая, пористая. Мин. состав: состоит из кварца, полевого шпата, слюд, глауконита, при этом любой из них может преобладать над другими и определять свойства песчаника; часто наблюдается присутствие рудных минералов (магнетита, гематита, лимонита), глинистых и других минералов. Отл. признаки: в любом песчанике всегда видны песчаные частицы размером от 0.05 до 2 мм – отличие от брекчий, конгломератов, гравелитов, алевролитов, аргиллитов; в образце видны зерна примерно одинакового размера и формы – отличие от туфов вулканических, туффитов; при трении обломков друг о друга выкрашиваются зерна – отличие от кварцитов и опок. 21

Происхождение: образуется при цементации песчаных отложений различного происхождения и условий образования. Применение: при использовании в строительстве необходима специальная проверка песчаника на его пригодность как материала в соответствии с требованиями гос. стандарта; в строительстве используется как строительный и облицовочный камень; в дорожном строительстве применяется в качестве щебня. По преимущественному содержанию основных минералов выделяют разновидности: песчаник кварцевый – состоит из кварца (блеск округлых выпуклых зёрен от стеклянного до жирного, царапает стекло с характерным треском); песчаник слюдистый – состоит преимущественно из мелких чешуек слюд; песчаник глауконитовый – состоит преимущественно из зерен зелёного, синевато-зелёного минерала глауконита, в состав которого входят соединения меди; песчаник аркозовый – состоит из полевых шпатов и кварца (блеск матовый из-за преобладания полевого шпата); песчаник глинистый (граувакка) – состоит из различных минералов и обломков; зёрна, как правило, имеют размер менее 1 мм; цвет тёмно-серый с зеленоватыми оттенками; текстура однородная, часто слоистая; при движении пальцев по образцу зерна частицы выкрашиваются; песчаник битуминозный – песчаник с цементом на битумной основе (черная окраска); песчаник известковистый – песчаник с цементом на карбонатной основе (реагирует с соляной кислотой, видны песчаные частицы, царапающие стекло – отличие от известняков, мергелей); песчаник кремнистый – песчаник с цементом на основе кремнезёма (очень прочный, с поверхности гладкий, царапает стекло и поэтому является переходным к кварцитам грунтом); песчаник железистый – песчаник с цементом на основе окислов и гидроокислов железа (отличается окраской – желтой, коричневой, бурой и красной в разводах); песчаник гипсовый – песчаник с цементом на основе гипса (цемент мягкий – царапается ногтем). Сильвинит – название по имени химика Сильвио де ля Баш; группа – полускальные; тип по вещественному составу – галоидные. Цвет: от белого до серого с красноватым оттенком, иногда красный. Стр.: кристаллическая. Текст.: однородная, в обнажениях слоистая. Мин. состав: состоит из минерала сильвина, иногда с примесями глинистых минералов, галита, карбонатов и др.; черта белая; блеск от стеклянного до жирного; твёрдость 2.5. Отл. признаки: горько-солёный вкус – отличие от галита. 22

Происхождение: образуется при выпадении солей в осадок в морских и озерных бассейнах, а также при последующем перемещении в горных породах под давлением. Применение: в строительстве не применяется. Трепел – название от немецкого “трепел”; группа – полускальные; тип по вещественному составу – кремнистые. Цвет: светло-серый, сероватый, жёлтоватый, реже тёмно-серый. Стр.: тонкозернистая, скрытокристаллическая. Текст.: однородная, слоистая, тонкопористая. Мин. состав: состоит из мельчайших зёрен опала, глинистых минералов, кварца и др.; эта горная порода по физико-химическим свойствам аналогична диатомиту (отличается от него отсутствием органических остатков) и поэтому визуально отличить его от диатомита невозможно. Отл. признаки: на ощупь мягкий, очень лёгкий, тонкопористый (впитывает воду и кислоту); на вид – землистые агрегаты, прилипает к языку, сильно пачкает руки, стекло не царапает (см. минеральный состав – кремнистые минералы), на стекле остается порошок светлой окраски и редкие царапины – отличие от опок, аргиллитов, алевролитов; впитывает соляную кислоту без реакции – отличие от мела, известняков, мергелей; похож на диатомит, отличить от которого трепел невооруженным глазом невозможно. Происхождение: образуется при осаждении кремнистых водорослей в морских бассейнах. Применение: в строительстве применяется в качестве теплоизоляционного материала и в качестве гидравлических добавок в цемент. Туф известковый – см. известняк. Туф кремнистый – название от итальянского «туфо»; подгруппа скальные; тип по вещественному составу – кремнистые. Цвет.: в целом светлые; окраска меняется по образцу. Стр.: скрытокристаллическая. Текст.: однородная, часто неяснослоистая, пёстрая. Мин. состав: состоит из кремнистых соединений (стекло царапает). Отл. признаки: плотный, неяснослоистый с кавернами; с соляной кислотой не реагирует, стекло царапает – отличие от туфов известковых. Происхождение: образуется на суше и в море из кремнезёма при вулканических извержениях, а также при осаждении кремнезёма в пределах горячих источников минерализованных подземных вод. Применение: в строительстве используется как строительный камень, иногда как декоративный, а чаще как поделочный камень (полосчатые, узорчатые разности). Туффит – название производное от туфа; группа – скальные; тип по вещественному составу – силикатные. 23

Цвет: в целом светлой окраски, причем окраска меняется по образцу. Стр.: обломочная (псаммитовая, псефито-псаммитовая) – состоит из обломков различной крупности и происхождения; обломки осадочного происхождения – окатанные), вулканического – извилистые неправильной формы лапилли, песчаные частицы и пепел; обломки интрузивных горных пород – неправильной формы. Текст.: однородная или неяснослоистая, пористая. Мин. состав: состоит из минералов осадочных и магматических горных пород, в образце невооружённым глазом трудноопределим. Отл. признаки: по процентному содержанию вулканогенных образований от 50 до 90 % (лапилли, песок и пепел) в осадочном материале отличается от туфов вулканических (более 90 %), туфопесчаников и туфоалевролитов (от 20 до 50 %); угловатость, извилистость обломков и зёрен, их неотсортированность – отличие от песчаников. Происхождение: образуется в местах извержения вулканов при цементации продуктов извержения (лапиллей, песчаных частиц, пепла) и ранее существовавших осадочных отложений. Применение: используется в строительстве как облицовочный и стеновой теплоизоляционный материал. Угли – органогенные горные породы (каустобиолиты). Цвет: коричневый до чёрного, с блеском или без блеска. Стр.: землистая, зернистая, органогенная. Текст.: однородная, слоистая, полосчатая. Мин. состав: в основном состоит из растительных остатков, углерода, кварца, глинистых минералов и примеси смолистых веществ. Отл. признаки: твердые горючие горные породы; блеск от матового до металловидного; все угли горят при высокой температуре, но не плавятся – отличие от асфальтов. Происхождение: образуется при углефикации растительных остатков без доступа атмосферного кислорода, например, под покровом песчаных или пылевато-глинистых горных пород. Применение: в строительстве используется как топливо, горючий материал для пожогов. Выделяют разновидности углей: угли бурые – блеск матовый до смоляного, цвет черты бурый, руки сильно пачкает, не содержит растительных остатков, а сохраняет их отпечатки. угли каменные – блеск матовый до стеклянного, цвет черты чёрный, пачкает руки; антрацит – блеск сильный металлический, излом раковистый, руки не пачкает.

24

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Геологический словарь: В 2 т. – М.: Недра, 1980, Т. 1. – 486 с.; Т. 2. – 456 с. 2. Определение породообразующих минералов: Методические указания к лабораторной работе № 1 для студентов строительных и дорожных специальностей / Сост. В. В. Казанцев, Н. И. Горшков, А. П. Пичкунов. – Хабаровск: Хабар. политехн. ин-т, 1991. – 32 с. 3. Марцинчик А. Б., Шубенкин П. Ф. Определение свойств и качеств строительных материалов в полевых условиях: Справочное пособие. – М.: Стройиздат, 1983. – 119 с. 4. Музафаров В. Г. Определитель минералов, горных пород и окаменелостей. – М.: Недра, 1979. – 328 с. 5. Немец Ф. Ключ к определению минералов и пород: Пер. с чеш. – М.: Недра, 1982. – 174 с. 6. Шуман В. Мир камня. Т. 1. Горные породы и минералы: Пер. с нем. – М.: Мир, 1986. – 215 с. Приложение Структуры

Псефитовая

Тонкозернистая (пылеватая, алевритовая)

Псефитовая

Скрытокристаллическая (глинистая, пелитовая)

Псаммитовая

Полнокристаллическая (зернистая)

25

Органогенная

Оолитовая

Текстуры

Однородная

Слоистая

Пористая

26

Полосчатая

Пятнистая

Оглавление 1. Общие сведения 1.1. Происхождение и условия образования осадочных горных пород (скальных и полускальных) 1.2. Строительная классификация осадочных грунтов (скальных и полускальных) 2. Порядок выполнения лабораторной работы 2. Диагностические признаки осадочных горных пород (скальных и полускальных) 4. Описание осадочных горных пород (скальных и полускальных) Список литературы Приложение

3 3 5 6 8 14 25 25

27

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОСАДОЧНЫХ ГОРНЫХ ПОРОД (СКАЛЬНЫХ И ПОЛУСКАЛЬНЫХ) Методические указания по выполнению и оформлению лабораторной работы № 3 для студентов строительных и дорожных специальностей всех форм обучения

Николай Иванович Горшков

Главный редактор Л. А. Суевалова Редактор Е. Н. Ярулина Компьютерная верстка Н. И. Горшкова, Е. Н. Ермишко

Подписано в печать 05.07.02. Формат 60х84 1/16. Бумага писчая. Гарнитура «Таймс». Печать офсетная. Усл. печ. л. 1,6. Уч.-изд. л. 1,4. Тираж 175 экз. Заказ С 125 Издательство Хабаровского государственного технического университета. 680035, Хабаровск, ул. Тихоокеанская, 136. Отдел оперативной полиграфии издательства Хабаровского государственного технического университета. 680035, Хабаровск, ул. Тихоокеанская, 136.