2.7. Обломки системы понятий У человека понятия нижайшего уровня, относящиеся к зрительному восприятию, вероятно, мало отличаются от понятий лягушки. Во всяком случае, структура сетчатки у млекопитающих и человека такая же, как и у земноводных.Некоторое представление о

Минералы, используемые в народном хозяйстве. Приведите примеры и охарактеризуйте их.

Минералы - понятие очень широкое. Минералами называют однородные по составу и строению части горных пород и руд. Они представляют собой природные химические соединения, возникшие в результате различных геологических процессов. Минералов в природе великое множество. Для изучения и поиска их объединяют в однородные группы по химическому составу и физическим свойствам.

Большинство минералов встречается в земной коре в твердом состоянии. Однако есть жидкие (самородная ртуть) и даже газообразные минералы (углекислый газ, сероводород). Поразительно разнообразны внешние признаки, по которым минералы отличаются друг от друга. Одни из них прозрачны, другие мутны, полупрозрачны или совершенно не пропускают свет.

Многие века и даже тысячелетия употреблялись замечательные минералы в качестве украшений, и люди даже не подозревали, какие огромные скрытые возможности таятся, к примеру, в бриллиантовом колье на шее у светской дамы или в рубиновом перстне на пальце вельможи. Но шли годы, бурное развитие науки и техники вовлекало в сферу производства все новые и новые материалы, и многие из тех свойств, которые определили драгоценность минералов, оказались совершенно необходимыми в технике. Выяснилось, например, что с помощью рубинового лазера можно с большой точностью измерить расстояние от Земли до Луны. Самый ценный камень - алмаз - в настоящее время является больше техническим камнем, чем камнем красоты. Алмазы используют для шлифовки, резки, с помощью специальных приспособлений - буровых коронок, усаженных алмазами, сверлят Землю в поисках полезных ископаемых. Образно говоря, прошли времена алмазных корон - настали времена алмазных коронок. Электротехника, оптика, радиотехника, военное дело, точная механика и многие другие отрасли народного хозяйства претендуют на драгоценные камни вовсе не из-за их красоты, а именно из-за их замечательных свойств.

Использование минералов для технических целей началось уже давно, может быть раньше, чем их применение в качестве украшений. Когда первобытный человек взял в руку обломок нефрита и стал рубить им дерево - это и было первое техническое применение камня. Позже человек усовершенствовал свой инструмент: привязав обломок нефрита к палке, он получил каменный топор. Разумеется, современное применение минералов в технике намного сложнее. Определенный интерес представляют выставки ювелирных изделий и сувениров из драгоценных и поделочных камней. Драгоценные, поделочные и декоративные камни – это разнообразная по химическому составу группа минералов и горных пород, обладающих красивой окраской, ярким блеском, большой или малой прозрачностью, твердостью, способностью принимать полировку и огранку. Показано использование минералов в ювелирном и камнерезном деле.

Обломочные осадочные породы, их классификация, представители

Обломочными породами или клатолитами следует считать осадочные породы с обломочной структурой и кварц-силикатного состава (за исключением тонкодисперсных глинистых пород).

Не все породы с обломочной структурой (а они составляют 90 % осадочных пород) относятся к обломочным. Исключаются породы, которые по минеральному составу можно отнести к фосфоритам, известнякам, глинам и т.д.

Классификация и номенклатура

Классификации обломочных пород строятся по:

Размеру обломков (структурный признак, включая структуру цемента);

Сцементированности (физический признак);

Компонентности (степень смешанности).

Гранулометрические классификации

(от греч. «гранула» - зерно), основанные на размере зерен, являются главными, потому что перенос и отложение обломочных частиц, т.е. генезис пород, управляются преимущественно их величиной и лишь отчасти формой и удельным весом. Поэтому в определенном смысле между частицами близкого размера, пусть даже разного состава, гораздо больше общего генетического (определенная скорость потока, общее место отложения или фация), чем между мономинеральными, но разновеликими обломками (см. табл.).

Структурные типы цемента

Выделяют три группы типов цемента:

I. Внутренняя структура цемента (без отношения с обломками).

II. Соотношение цемента и обломков.

III. Соотношение размеров кристаллов цемента и обломков.

I. Внутренняя структура цемента:

1. Аморфный: а) сплошной, б) зернистый, в) незернистый (бесструктурный) – опал, фосфорит.

2. Кристаллический: а) равномернозернистый, б) неравномернозернистый – карбонаты;

Мелкозернистый 0,01-0,1 мм;

Среднезернистый 0,1-0,5 мм;

Крупнозернистый > 0,5 мм.

II. Соотношение цемента и обломков (5 типов)

1. Базальный (всегда первичный) равномерно и неравномерно (сгустковый) распределенный:

а) зерна не соприкасаются;

б) зерна отстоят друг от друга на расстоянии более, чем 1\2 диаметра зерна;

в) по площади занимает ½ шлифа;

г) состав цемента: глинистый, карбонатный, сульфатный, фосфатный, кремневый, железистый.

2. Поровый или заполнения (вторичный):

а) зерна соприкасаются или отстоят друг от друга не дальше, чем на ½ диаметра зерна;

б) цемент занимает 35-40 % площади шлифа;

в) можно спутать с базальным в точках соприкосновения;

г) состав как аналогичный базальному, так и цеолитовый, сульфидный, флюоритовый, анальцимовый и др.

3. Пленочный (цемента мало, менее 25 % площади шлифа) делится на два типа:

а) оболочковый (остается пористость);

б) без пористости, при плотном расположении зерен;

в) состав: глинистый, фосфатный, кремневый, железный.

4. Контактовый или соприкосновения

а) цемента мало, менее 10-15 %;

б) большая пористость – 15-30 %

5. Смешанный, например: пленочный и базальный

Соотношение размеров кристалла цемента и обломков.

1. Крустификационный, или корочковый, или обрастания.

Кристаллы цемента перпендикулярны поверхности зерна, которое они одевают в виде корочки радиально расположенных кристаллов; цемент формируется медленно из поровых растворов. Состав цемента кварцевый, кальцитовый, гетитовый, халцедоновый, фосфатный.

2. Регенерационный, или регенерации, или нарастания. Цемент аналогичен составу обломков и образует с первичным зерном один кристалл (погасает одновременно). Цементная часть обычно чистая без включений и нетрещиноватая. Состав цемента кварцевый, полевошпатовый, кальцитовый, доломитовый, гипсовый.

Q 1 и Q 2 имеют одинаковые оптические свойства.

3.Пойкилитовый или прорастания.

Кристаллы цемента крупнее обломков и последние оказываются включенными по несколько в один кристалл цемента. Состав цемента: гипсовый, кальцитовый, баритовый.

4. Коррозионный, образуется при значительном развитии коррозии обломков

Важны также гранулометрические классификации и по степени сортировки, т. е. по степени разнозернистости. Чаще всего различают 5 градаций сортировки:

Несортированные (содержание преобладающей фракции менее 40-45%);

Плохосортированные 40(45) – 50(55)%;

Среднесортированные 50(55) – 65(70)%;

Хорошо сортированные более 65 (70)%;

Весьма или очень хорошо сортированные - примерно 100 %.

Эти градации имеют и количественное выражение, представленное на гистограммах, кумулятивных кривых (см. приложение) и треугольниках.

Треугольные диаграммы применяют для сопоставления результатов многих десятков и сотен анализов, в чем и преимущество метода. Используется равносторонний треугольник, на который наносят три фракции: пески, глины, алевриты (фракции объединяют). Каждой вершине отвечает 100 % содержание соответствующей фракции, нулевые содержания приходятся на противоположные стороны. Существуют и другие треугольные разбивки по фракциям.

Классификации по сцементированности

Обломочные породы, как и глинистые, подразделяются на размокающие и неразмокающие.

Классификации по компонентности

Выражают вещественное разнообразие кластолитов, и прежде всего, степень смешанности, или миктовости. Выделяют 4 градации смешанности:

1) мономиктовые или мономинеральные, когда более 90 % породы слагает один минерал;

2) олигомиктовые (олиго – мало), т.е. малосмешанные – содержание преобладающего компонента снижается до 90-75 %;

3) мезомиктовые, т.е. среднесмешанные – преобладающего компонента 75-50 %;

4) полимиктовые, многокомпонентные или сильносмешанные – когда содержание ни одного компонента не превышает 50%.

Полимиктовые породы самые распространенные. Некоторые часто встречающиеся петротипы получили собственные названия – аркозы и граувакки.

Аркозы имеют относительно простой, часто биминеральный состав – кварц-полевошпатовый и являются продуктами разрушения гранитоидов, т.е. кислых интрузивных пород.

Граувакки (от нем «грау» - серый, «вакка» - глина) – более обширная и менее определенная группа обломочных пород. Они сложены обломками интрузивных (за исключением гранитоидов), эффузивных, метаморфических и кварц-силикатных осадочных пород. Содержание глинистого заполнителя (матрикса) – не обязательный признак граувакки и может варьировать от 0 до 50 %, когда обломочная порода переходит в глинистую.

Оболочка нашей планеты сложена из различных горных пород. Под океанами их толщина меньше, под возвышенностями встречаются образования до 80 км. Состав каменной оболочки Земли (литосферы) в разных местах различен. Более 10% от общего количества - это осадочная порода. Больше всего (70%) приходится на магматические образования. Остальная часть - это сложные породы, возникшие в результате воздействия высокого давления и температуры.

Определение

Горные породы - это, по сути, скопления минералов. Считается, что земная кора состоит из более чем 1000 различных образований. В простых породах (гипс, известняк) - один минерал. Базальт и гранит являются представителями сложных образований. Это результат геологических осадочных процессов.

Выделяют магматические горные породы, метаморфические и осадочные. Они различаются по внутренней структуре, имеют разные свойства, хотя часто являются предшественниками друг друга.

Осадочная порода залегает слоем. Частицы в ней размещаются в результате различного рода физических явлений. Самые простые и наиболее распространенные из них: разрушение (обламывание, дробление), перенос, отложение и осаждение. Так образуется обломочная порода. В ее составе могут преобладать минеральные вещества или органические остатки. Между ними могут происходить простые или сложные химические реакции с изменением существующих свойств или образованием новых веществ. Они могут протекать на суше или в водной среде.

Кругооборот

На нашей планете постоянно происходят разнообразные процессы. При формировании Земли ее поверхность постепенно остывала, образовалась кора. С течением времени она утолщалась. Если на поверхности планеты температурный режим во многом зависит от атмосферы, то в ее недрах вещества еще сохраняются в расплавленном состоянии. Магма в виде извержений вулканов временами находит выход и быстро остывает.

Подвергаясь выветриванию и другим воздействиям, с течением времени порода меняет свои свойства. Она крошится, осыпается, дробится. Найдя постоянство, частицы осаждаются, накапливаются, уплотняются. В подвижных слоях они постепенно погружаются вглубь. Меняются условия, повышается температура, давление, происходит обезвоживание, протекают химические реакции.

Порода из осадочной преобразуется в метаморфическую. Обычно в результате таких процессов происходит изменение внутренней структуры минералов. Вещества приобретают новые свойства: прочность, крепость, стойкость к воздействию среды. Геологические процессы продолжаются. Порода опускается ниже в зону высоких температур. Там она сначала разогревается, затем плавится, превращается в магму.

Оборот происходит по спирали. С каждым витком образуются новые соединения из-за того, что при трансформациях происходят сложные преобразования. Вещества вступают в химические реакции, в процессе осаждения добавляются новые компоненты, часто служащие катализаторами новых взаимодействий.

Классификация

Обломочная осадочная горная порода подразделяется в зависимости от величины частиц. Выделяют четыре таких группы. Частицы породы свыше 1 мм принято считать крупными; от 0,1 до 1 мм - песчанистыми; 0,1-0,01 мм - иловатыми; 0,01 - 0,001 - глинистыми.

Часто к существующей классификации добавляется деление пород в зависимости от преобладающих минералов и их соотношения. Они могут выступать как основа или связующее звено между частицами (например, кварцевые песчаники).

Рыхлые породы могут становиться более плотными, если подвергаются цементации. Процесс проходит при воздействии на основу связующего вещества: глины, гипса, карбоната, железа. В результате порода может иметь сложное название, к примеру: кремнистый или известковистый песчаник. Также существует градация по происхождению: речные, морские, ледниковые.

Структура и текстура

Порода в зависимости от состава минералов может иметь различное строение. То или иное ее состояние характеризуется рядом особенностей. Выделяют структуру породы и ее текстуру. Для первого определения имеет значение степень кристалличности зерен минералов, их форма и размер, а также соотношение составных элементов основы и цементного вещества.

Текстура - это больше внешнее проявление видимых признаков: пористость, массивность, сланцеватость или слоистость. В зависимости от совокупности этих особенностей материал породы имеет специфическую расцветку, которая может отличаться декоративностью.

Обломочная осадочная порода (мономинеральная) имеет более однородную текстуру. При «срастании» двух или более различных по характеристикам элементов образуются сложные по химическому составу и свойствам вещества. Такие породы (полиминеральные), как правило, имеют более пеструю окраску.

Размер и форма

Обломочная осадочная порода, имеющая заоваленные углы с крупностью частиц свыше 100 мм, называется валуном. Процесс окатывания происходит при интенсивном перемещении материала под действием природных сил. Такие же по размеру обломки, но угловатой формы принято называть глыбами. Частицы с размером 10-100 мм по такому же принципу подразделяют на гальку и щебень. Окатанный гравий и угловатая дресва - это порода с размерами 1-10 мм.

Дробление и окатывание чаше всего происходило под действием воды. Такой генезис (происхождение) принято разделять по речному, озерному и морскому типу. Отдельно выделяют породы, обработанные при перемещении ледников.

Пески (частицы размером 0,1-1 мм) разделяют на крупные, средние и мелкие. Лесс - пористая пылеватая полиминеральная порода илистого происхождения с обломками 0,1-0,01 мм. Самые мелкие частицы (менее 0,01 мм) относятся к глинам. Около 25% от общего их количества имеют зернистость даже менее 0,001 мм.

Химическая осадочная горная порода

Хемогенные процессы протекают при выпадении в осадок различных веществ из водных растворов. Значение прежде всего имеют соединения кальция и магния. Кроме этих процессов еще выделяют испарения растворов в замкнутой среде. Характерная особенность пород химического происхождения - наличие зерен оолитов (овальная или эллипсоидная форма) и сферолитов (игольчатые кристаллы). Текстура и окраска материалов может быть различной и зависит от преобладающих минералов.

Железистая осадочная химическая порода - это продукт выветривания основных пород. Марганцевые соединения образуются за счет коагуляции коллоидных растворов гидроокислов. Фосфориты и кремнистые породы образовывались при участии микроорганизмов. Основные компоненты поглощались ими из воды, перерабатывались и впоследствии откладывались в илистые отложения после отмирания. Соли образовывались в определенной последовательности. Сначала в осадок выпадали сульфаты (ангидрит и гипс), затем хлориды, последними - сернокислые калий и магний.

Известняк - осадочная порода

Это представитель мономинеральных отложений. Состоит известняк из кальцита и определяется по реакции с соляной кислотой, имеющей бурное проявление. Разделяют два вида происхождения: хемогенный и органогенный. Если можно определить, из какого вида органических останков состоит порода, ей дают конкретное название. Если классифицировать сложно, такой известняк определяют как ракушечник.

Раковины фораминифер, простейшие морские водоросли и отложения порошковидного кальцита образовали мел. Он также является разновидностью известняка. Материал широко применяется в народном хозяйстве и промышленности.

Химические процессы при образовании известняков изменяют внутреннюю структуру материала. Встречаются плотные образования с тонкими кристаллами. Оолитовые разновидности имеют вид мелких шариков или радиальных лучей. Минералы в них соединены между собой карбонатным цементом. Растворенный в подземных водах углекислый кальций, выпавший после этого в осадок, с течением времени превращается в известковый туф (траверин). Натеки кальцита в пещерах образовывают сталактиты и сталагмиты.

Применение

Осадочная порода широко используется в строительной промышленности. Валуны дробят и перерабатывают в штучный материал. Гравий и щебень идут на железобетонные изделия, применяются при укладе дорожного покрытия. Пески - это не только мелкий наполнитель бетонов, но еще и сырье для стекол, керамики, кирпича. Глины используются при производстве черепицы, огнеупорных материалов, также это компонент глиноземов. Некоторые сорта являются превосходными адсорбентами.

Магнезиты идут на изготовление вяжущих материалов. Кремний используют как абразивный материал. Из мела получают известь, он также используется в производстве пластмасс и резинотехнических изделий. Мергели - это лучшее сырье для производства цемента.

Обломочные породы - одни из основных представителей осадочных образований и составляют около 20 % объема оса­дочной оболочки Земли. Классификации обломочных по­род базируются на минеральном составе и структуре обломков. Чаще применяются классификации, в основу которых положены структурные признаки- размер и форма обломков. В основе классификации лежат 2 главных признака: 1)структура или размерность обломков 2)минеральный состав

По размерности выделяют след. типы пород: 1)грубообломочные(1-10 мм) 2)песчаные(0.1-1 мм) 3)алевритовые(0.01-0.1) 4)пелитовые(<0.01 мм)

К обломочным породам относят те породы, в которых облом. часть составляет более 50% от суммы всех компонентов.

22 . Грубообломочные породы.

Классификация пород основана на размерах обломочных зерен и минеральном составе. Доп. признаками являются физическое состояние пород(сцем-ое, несцем-ое), степень окатанности и отсортированности зерен. Обломочные породы, в которых присутствует свыше 25 % обломков размером > 1 мм по длинной стороне, принято назы­вать грубообломочными. Глыбовые породы встречаются исключительно в горных районах. Их возникновение связано с крупными землетрясе­ниями, сопровождающимися обвалами.

Валунные породы состоят из крупных обломков (100- 1000 мм) слабо сцементированных песчано-глиннстым материа­лом.

Галечные и щебеночные породы представляют собой скоп­ление продуктов механического разрушения различных горных пород - магматических, метаморфических, осадочных.Основ­ные по значимости в них обломки размером 10-100 мм, содер­жание которых более 25 %. Щебеночные породы - щебенка и брекчия, отличаются друг от друга тем, что в первых обломки несцементированы, а во вторых - сцементированы.

Галечные породы - галечник и конгломерат от­личаются друг от друга тем, что первый представляет собой скопление несцементированных галек, а второй - сцементиро­ванных.Дресвяные и гравийные породы слагаются обломками раз­личных пород и реже-минералов с преобладающим размером 1-10 мм. Дресвяные породы состоят преимущественно из дресвы - остроугольных обломков, а гравийные - из окатан­ных

23. Песчаные породы.

* По размерности обломков делится на 3 разновидности: 1)крупнозернистые 2 среднезернистые 3)мелкозернистые. * По мин. составу выделяют:

а) мономиктовые - один минерал составляет не менее 95% породы б)олигомиктовые – один минерал составляет 75-95% породы в)полимиктовые – ни один минерал не достигает 75%

В полиминеральном классе песчаников можно выделить 2 разновидности: 1)Аркозы - песчаники сложенные кварцем и большим кол-вом ПШ 2)Граувакки – песчаники очень плохой сортировки, состоят из частиц разного размера. Мало кварца и много слюд и др. минералов, матрикс сложен глинистыми минералами.

Обстановки отложений песчаных пород: * прибрежные(здесь формируются в основном средне и мелкозернистые песчаники с очень небольшим количеством глинистого цемента) * морские (обычно однородные, имеют карбонатный и глинистый цемент) * речные (отсортированные хуже морских, содержат примеси растительного материала, дельтами представлен мелко средне крупнозернистые песчаники) * Эоловые (хорошо окатанные однородные, без глинистой фракции)

24. Алевритовые породы .

Алевритовые породы, как и песчаные, относятся к числу широко распространенных осадочных образований. Их основ­ная часть, составляющая 50 % и более, - обломочные частицы величиной 0,01-0,1 мм. Сыпучие или слабосцементированные породы называют алевритами, а крепкие, сцементированные - алевролитами. Среди них различают крупно-, средне- и мелко­зернистые (см. табл. 17).

Минеральный состав обломочной части примерно такой же, как и в песчаных породах, но здесь выше доля устойчивых ми­нералов- кварца, мусковита, халцедона. Роль калиевых поле­вых шпатов, кислых плагиоклазов, а также обломков пород в алевритовых образованиях заметно ниже. В них больше гли­нистого материала, устойчивых акцессорных минералов, окси­дов и гидроксидов железа. Для этих пород характерно присут­ствие органического вещества* По минеральному составу среди алевритовых пород, как и среди песчаных, выделяют мономи­неральные, олигомиктовые и полимиктовые разновидности. Строение алевритовых пород (текстура, структура), тип и со­став цемента во многом сходны с песчаными образованиями. Для алевритов характерна тонкая горизонтальная слоистость, реже наблюдается косая слоистость. Окраска пород в зависи­мости от примесей может быть самой различной - светло-се­рой, черной, кирпично-красной, бурой, зеленой.

Алевритовые породы, как и песчаные, образуются в различ­ных палеогеографических условиях. Наиболее распространены их морские, озерные, речные и эоловые разности. К совре­менным представителям последних относятся некоторые виды лёсса. как и песчаные, относятся к числу широко распространенных осадочных образований.