БЛОК Б
Б1.
Минерал – природное или искусственное тело ограниченное от окружающей среды непосредственной поверхностью раздела
Размеры варьируются от 100нм до нескольких метров. Сейчас известно более 4500 минералов и каждый год их число увеличивается
По своей роли – главные породообразующие и второстепенные. Почти все минералы имеют кристаллическую структуру.
Физические свойства. К ним относятся: цвет, блеск, прозрачность; твердость, плотность, спайность, излом и др. свойства.
Классификация минералов
Сейчас используют принцип кристаллохимической классификации минералов. им минералам.
По происхождению делятся на природные и искусственные
Б2
Эндогенные процессы вызываются тектоническими движениями земной коры, магматизмом, метаморфизмом и сейсмической активностью. Обычно эндогенные продукты имеют высокую плотность, большую твердость, проявляют стойкость в воде, кислотах, отличаются долговечностью и надёжностью.
К экзогеннымпроцессам относятся процессы, развивающиеся в результате взаимодействия горных пород и минералов земной коры с атмосферой, гидросферой и биосферой. Существенное значение в развитии экзогенных процессов имеет техногенная деятельность человека. Большую роль в экзогенных процессах играет сила тяжести (гравитация), электромагнитное поле Земли, потоки солнечной энергии и вещества из космоса, деятельность организмов и человека. При этом происходит поверхностное разрушение и преобразование минералов, созданных эндогенными процессами в верхних горизонтах земной коры и на ее поверхности как без участия высоких температур и больших давлений, так и с участием – при падении метеоритов, астероидов. Ранее созданные минералы подвергаются химической, механической, биохимической и антропогенной переработке, что приводит к образованию новых минералов, в соответствии с возникающими физико-химическими условиями в отдельных толщах земной коры на ее поверхности.
Экзогенные процессы выравнивают рельеф Земли, стремятся привести ее к форме геоида.
Метаморфический процесс: минералы эндогенного и экзогенного генезиса на некоторой глубине в земной коре в какой – то период времени могут попасть под воздействие повышенных давлений, температур (как правило, не выше температуры их плавления), под влиянием горячих вод и газов. Возникают новые термодинамические условия, не свойственные условиям существования этих минералов. Минералы в новых условиях начинают видоизменяться: одни разрушаются, другие перекристаллизовываются, третьи дают новые минеральные образования. Так возникают метаморфические минералы, в большинстве силикатного состава. Примером могут служить минералы – кварц, тальк, хлорит.
Б3
Производственный генезис. Преднамеренно создают с использованием антропогенной энергетики для переработки, извлечённых из недр природных минералов, из которых составляют сырьевые смеси с целью получения искусственных минералов с целенаправленными свойствами. Наблюдаются дефекты в кристаллической решётке.
Б4
Структура - совокупность составных частей, являющихся главным диагностическим и классификационным признаком минерала, который характеризует его внутреннее строение. Структура почти всех минералов кристаллическая, в которой закономерное, упорядоченное распределение атомов, молекул, ионов. В процессе кристаллизации возможно появление дефектов в структуре (отсутствие отдельных элементов). Эти дефекты обнаруживаются методом термического, химического, электронного травления. Значительно чаще дефекты в структуре наблюдаются в искусственных минералах, которые отражаются на строительных свойствах изделий.
Б5
В кристаллах наблюдается ковалентная связь
Б6 Современная классификация минералов основывается на кристаллохимических принципах. В настоящее время обнаружено примерно 4,5 тыс. минералов. Лишь очень немногие имеют массовое распространение. Они называются породообразующими:
| № | Наименование | Кол-во видов, распространенность | Типичные представители |
| Силикаты | 500, огромная 90% | Оливин, ортоклаз, биотит, асбест, тальк,слюда | |
| Карбонаты | 80, широкая 1,7% | Кальцит, магнезит, малахит, | |
| Оксиды, диоксиды | 200, широкая 17% | Кварц, гематит, шпинель | |
| гидроскиды | широкая | Опал, лимонит, гётит | |
| Сульфиды природные | 0,25% | Пирит, сфалерит, галенит | |
| сульфаты | 260, 0,1% | Гипс, барит, ангидрит | |
| галоиды | Галит(каменная соль), сильвин, флюорит | ||
| фосфаты | 300, 1% | апатит | |
| вольфраматы | Ограниченная, 0,007% | Вольфрамит, шеелит | |
| Самородные элементы | 50, 0,1% | Платина, золото, серебро, медь, алмаз, сера |
Б7
Горные породы – природные минеральные агрегаты, слагающие земную кору и состоящие из нескольких минералов или это крупные скопления одного минерала. По происхождению делятся на магматические, метаморфические и осадочные.
Магматические горные породы – горные породы, образовавшиеся в результате отвердевания, кристаллизации и дифференциации глубинного силикатного расплава – магмы.
Метаморфические горные породы – горные породы, образовавшиеся в результате метаморфизма – преобразования других пород под действием высокого давления и температуры с изменением их строения и состава. При региональном метаморфизме образуются различные метаморфические сланцы, гнейсы, кварциты, мраморы и др
Осадочные горные породы горные породы, образовавшиеся на поверхности суши или в различных водоёмах в результате накопления продуктов разрушения ранее существовавших пород и остатков организмов. Их характерная особенность – залегание их в форме слоёв или пластов. Делятся на обломочные г.п., химические осадки и органогенные г.п.
Б8
Магматические горные породы — это породы, образовавшиеся,очевидно, из магмы (расплавленной массы преимущественно силикатного состава, образованной в глубинных зонах Земли), в результате её поступления в верхние горизонты Земли, охлаждения и застывания. В зависимости от условий застывания различают интрузивные (глубинные) и эффузивные (излившиеся) горные породы
По генезису магматические горные породы подразделяются на эффузивные и интрузивные.
Интрузивные породы образуются за счёт полной раскристаллизации магматического расплава. Образуются глубоко в недрах Земли (от 5 до 40 км) в течение большого времени, при относительно постоянных температуре и давлении. Наиболее распространённые интрузивные породы - это граниты, диориты, габбро, сиениты. Обладают полнокристаллической структурой и чаще всего массивной текстурой
Эффузивные породы образуются за счёт излияния вулканических лав на поверхность Земли, или в её недрах в приповерхностных условиях (до 5 км). Наиболее распространённые эффузивные породы - это базальты, диабазы, андезиты, андезито-базальты, риолиты, дациты, трахиты. Текстура излившихся пород часто флюидальная (со следами течения) и миндалекаменная.
По содержанию кремнезёма магматические горные породы делятся на четыре группы: кислые (SiO2 64-78%), средние (SiO2 53-64%), основные (SiO2 44-53%) и ультраосновные (SiO2<44%)
Б9
Магматические горные породы представляют большую ценность и широко применяются в народном хозяйстве страны. Они используются в качестве строительных материалов, для каменного литья и как кислотоупорные камни. Некоторые изверженные горные породы успешно применяются как активные минеральные добавки после размола пород и вводятся в цементы для улучшения их гидравлических свойств.
ЩМА – это щебеночно-битумная смесь, состоящая из щебеночного скелета, в котором все пустоты между крупным щебнем заполнены смесью битума с дробленым песком (битумная мастика).
Благодаря высоким прочностным и низким деформационным параметрам магматические породы иной раз столь необходимы в строительстве, а последние 50 лет за рубежом используются и для получения кубовидного щебня, без которого невозможно приготовить прогрессивную щебёночно-мастичную асфальтобетонную смесь.
Б10
Осадочные горные породы образуются из затвердевших горных пород. Они разрушаются дождем, ветром, морозом и большими перепадами температур и измельчаются (выветривание). Сначала выветривается самый верхний слой затвердевшей породы. Он уносится водой или ветром и откладывается в пониженных местах в виде осадочной по
роды. С помощью этого процесса многие слои могут уноситься и в других местах
откладываться в обратной последовательностислоев. Верхний осадочный слой называют грунтом. При этом различают гумус, глину, мергель, песок и гравий.
Свойства:
1) прочность
2) плотность
3) пористость
4) водопоглащение, соле-, кислото и морозостойкость
5) истираемость
Структура:
Основными структурами осадочных пород являются:
обломочная - порода состоит из обломков частиц размером более 0,01 мм, прежде существовавших пород
тонкообломочная (глинистая или пелитовая) - порода состоит из частиц размером менее 0,01 мм (глина, мергель);
кристаллическая разнозернистая - в породе визуально видны кристаллы минералов (каменная соль, гипс);
скрытокристаллическая (афонитовая) - минералы в породе просматриваются только под микроскопом (мел);
детритовая - порода сложена обломками раковин или обрывками растений
Анизотропность свойств горных пород зависит от упругих свойств, плотности, структурных и ее текстурных особенностей. Этот показатель, как и степень наклона чередующихся по твердости и мощности пластов, оказывает наибольшее влияние (из геологических причин) на искривление скважин. Поэтому при изучении закономерностей естественного искривления скважин очень важно располагать данными об этом показателе
Индекс анизотропии всегда меньше единицы и для осадочных пород оценивается значением от близкого к нулю до 0,75
Б11
для простоты изучения применяется сравнительно простая классификация, в основе которой лежит генезис (механизм и условия образования) осадочных пород. Согласно ей осадочные породы подразделяются на обломочные, хемогенные, органогенные и смешанные.
Б12
Метаморфические горные породы — горные породы, образованные в толще земной коры в результате изменения (метаморфизма) осадочных и магматических горных пород вследствие изменения физико-химических условий. Благодаря движениям земной коры, осадочные горные породы и магматические горные породы подвергаются воздействию высокой температуры, большого давления и различных газовых и водных растворов, при этом они начинают изменяться.
Тип метаморфизма Факторы метаморфизма
Метаморфизм погружения Увеличение давления, циркуляция водных растворов
Метаморфизм нагревания Рост температуры
Метаморфизм гидратации Взаимодействие горных пород с водными растворами
Дислокационный метаморфизм Тектонические деформации
Импактный(ударный) метаморфизм Падение крупных метеоритов, мощные эндогенные взрывы
Б13 Техногенное образование (ТО) – скопление на поверхности или в горных выработках Земли, в ее недрах, гидросфере или атмосфере продуктов, созданных человеком, а также минеральных веществ, искусственно отделенных от природного массива или подвергшихся изменению непосредственно в массиве в результате деятельности человека, являющихся отходами.