ФИЗИКО-ДИАГНОСТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МИНЕРАЛОВ

Поможем в ✍️ написании учебной работы

Имя

Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой

Нажимая кнопку "Продолжить", я принимаю политику конфиденциальности

ГЕОЛОГИЯ

Учебное пособие для практических занятий

Челябинск

Издательский центр ЮУрГУ

2018

УДК 550(075.8)

Т19

Одобрено

учебно-методической комиссией

архитектурно-строительного института ЮУрГУ

Рецензенты:

Б. А. Пужаков – главный геолог ООО НПП «ЧелГео», канд. геол.-минерал. наук;

Е. И. Пестрякова – доцент кафедры «Геоэкология и природопользования» ЧелГУ, канд. геогр. наук

Т19	Таранина, Т. И. Геология: учебное пособие для практических занятий / Т. И. Таранина. – Челябинск: Издательский центр ЮУрГУ, 2018. − 90 с.

Учебное пособие предназначено для проведения практических работ по дисциплине «Геология» со студентами, которые обучаются по направлениям подготовки «Строительство» и «Экология и природопользование», а также по специальности «Строительство уникальных зданий и сооружений». В учебном пособии изложены цели, содержание и алгоритм выполнения практических работ по изучению минералов, горных пород и геологических карт. Учебное пособие является дополнением к опубликованным учебникам и учебным пособиям по геологии, в данном пособии акцентируется внимание студентов на инженерно-геологические свойства минералов и горных пород как грунтов – той среды, на которой и в которой осуществляют свою производственную деятельность строители и люди. Учебное пособие представляет интерес для практиков – строителей, экологов и других.

УДК 550(075.8)

ВВЕДЕНИЕ

Согласно Федеральным государственным образовательным стандартам высшего профессионального образования (ФГОС ВПО) при подготовке студентов по направлению 08.03.01 «Строительство» предусматривается изучение дисциплины Б.1.14 Геология в количестве 72 часов, из которых 40 часов выделяется на самостоятельное изучение дисциплины. Геология рассматривается в ФГОС ВПО как инженерное обеспечение строительства, поскольку все здания и сооружения строители возводят на горных породах – грунтах, с учетом инженерно-геологических условий.

На практических занятиях студенты знакомятся и изучают главнейшие объекты исследования геологии согласно их иерархии от простых – минералов, к более сложным – горным породам и геологическим картам. Знакомство и изучение минералов и горных пород осуществляется на примере коллекций образцов, находящихся в учебном кабинете кафедры «Строительные материалы и изделия» (348 ауд. Л. К.), а также при посещении Учебного геологического музея, в котором имеются обобщающие экспозиции минералов, горных пород и полезных ископаемых (ауд.101 корпуса 1А ).

В данном учебном пособии приводится тематика, цели, задачи, задания и методические рекомендации по выполнению практических работ. Каждая практическая работа сопровождается кратким изложением теоретического материала, необходимого для приобретения навыков, умений и овладения методов по изучению, определению, анализу и составлению характеристики геологических объектов: минералов и горных пород, а также геологических карт и разрезов.

Для успешного выполнения практических работ необходима предварительная самостоятельная работа, которая должна включать в себя анализ и закрепление теоретического материала по изучаемой теме, а также выполнение опережающих заданий, перечисленных для каждой практической работы. Количество часов аудиторных занятий недостаточно для получения надежных навыков по определению, узнаванию и запоминанию горных пород и минералов, поэтому студентам рекомендуется заниматься с коллекциями в учебном кабинете или в музее не менее 5 часов по каждой теме. Изучение породообразующих минералов и важнейших горных пород завершается выполнением студентами контрольной работы по их диагностике.

Данное пособие будет полезным и для студентов, обучающихся по специальности 08.05.01 «Строительство уникальных зданий и сооружений» и по направлению 05.03.06 «Экология и природопользование», а также для приобретения первичных навыков по изучению геологических объектов среди любителей минералогии, петрографии и геологии в целом.

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА 1

Механические свойства

К механическим относятся свойства, определяемые при каком-либо механическом воздействии на минерал: твердость, спайность и излом.

Твердость – сопротивление, которое оказывает поверхность минерала при попытке поцарапать ее другим камнем или иным предметом. Обычно определяется относительная твердость с помощью минералов шкалы Мооса или ее заменителей. Шкала Мооса состоит из десяти наиболее распространенных минералов, расположенных в порядке увеличения твердости (табл.2). На практике обычно пользуются заменителями минералов шкалы: ноготь, стекло и другие предметы. Сначала диагностируемый минерал царапают ногтем по поверхности грани или спайности: если он царапается, то относится к группе мягких. Если не царапается, то необходимо острым концом минерала с усилием провести по стеклу: царапает, значит это твердый минерал; не царапает – минерал средней твердости (2,5….5,5). Твердость можно уточнить путем царапанья другими заменителями (табл. 2).

Таблица 2

Твердость минералов шкалы Ф. Мооса

Относительная		Эталонный минерал, химическая формула	Группа твердости	Заменители для определения относительной твердости*	Микротвердость, МПа	Твер. шлифования
1		Тальк, Mg₃[Si₄O₁₀][OH]₂	Мягкие	Легко чертится (царапается) ногтем	24	0,03
2		Гипс, CaSO₄·2H₂O	Мягкие	Чертится ногтем	360	1,25
3		Кальцит, СаСО₃	Средней твердости	Царапается медной монетой	1090	4,50
4		Флюорит, CaF₂		Чертится стальным ножом под нажимом	1890	5,00
5		Апатит, Ca₅(PO₄)₃·(F,ОН,Cl)₂		С трудом царапается стальным ножом	5360	6,50
6		Ортоклаз, (Na,K) ( AlSi₃O₈]	Твердые	Царапает стекло с усилием. Царапается напильником	8000	37
7		Кварц, SiO₂	Твердые	Режет (царапает) стекло	11200	120
8		Топаз, Al₂[Fe(OH)₂SiO₄ ]	Очень твердые	Царапает кварц	14270	175
9		Корунд, Al₂O₃		Чертит топаз	20600	1 000
	10	Алмаз, С		Чертит корунд. Не царапается ничем	98 648	140000

* На практике часто используются следующие заменители минералов: ноготь – 2,5; медная монета – 3,5; лезвие перочинного ножа – 4… 5,5; стекло – 5,5; напильник – 7

Абсолютная твердость определяется с помощью использования микроскопа и точной аппаратуры в специальных лабораториях для точной диагностики минерала и изучения изменения его твердости в разных направлениях.

Для визуальной диагностики минералов достаточно определить относительную твердость с помощью шкалы Мооса и ее заменителей. В определителях минералов твердость является важнейшим диагностическим свойством, которое необходимо диагностировать после определения морфологии образца.

Спайность – способность минералов раскалываться или расщепляться по определенным кристаллографическим направлениям с образованием ровных как будто полированных зеркальных поверхностей скола индивидов – плоскостей спайности. Спайность может появляться в одном, двух, трех и четырех направлениях. Это свойство обусловлено внутренним строением кристаллов и не зависит от их внешней формы. Различают несколько видов спайности:

– весьма совершенная спайность – минерал легко расщепляется на тончайшие пластинки и чешуйки в одном направлении как например слюда, тальк, графит;

– совершенная спайность – на поверхностях скола индивидов наблюдается ровные и зеркальные плоскости в одном (гипс), двух (полевые шпаты, пироксены), трех (галит и кальцит) или четырех (флюорит) направлениях;

– весьма несовершенная спайность (или отсутствует) – поверхности раскола кристаллов неровные, волнистые и раковистые как например у кварца и нефелина.

Часто выделяют среднюю спайность, когда при расколе образуются как ровные поверхности скола в 1-м или 2-х направлениях, так и неровные
в 2-х или 1-м направлениях. Точно определить спайность можно лишь у обломков крупных кристаллов, у которых можно наблюдать сколы в 3-х или даже 4-х направлениях. Чаще минеральные зерна находятся в агрегатах и можно увидеть сколы в одном или максимум в двух направлениях.

Излом характеризует общую поверхность разрыва и раскалывания минералов. Различают излом неровный как например у серы и апатита; ступенчатый – галита и галенита; занозистый – амфиболов, асбеста; раковистый – нефелина, кварца, опала; землистый – каолинита.

Таким образом, для определения спайности и излома следует найти свежую, недавно разбитую, не покрытую вторичными минералами и налетами поверхность скола в образце; путем его вращения (наклонов в разные стороны) пытаться охарактеризовать поверхности сколов. Если видите, как будто полированные поверхности, значит, спайность имеется, и надо постараться увидеть в скольких направлениях наблюдаются такие зеркальные сколы; как выглядит общая поверхность сколы – ступенчатый или пластинчатый излом. Если зеркальные поверхности сколов отсутствуют, а они неровные, волнистые и т.п., то и спайность несовершенная или весьма несовершенная, или отсутствует.

Прочие свойства минералов

Плотность минералов колеблется в широких пределах (г/см³): галит – 2,2; гипс – 2,3; киноварь – 8,0; медь – 8,9; серебро – 11; платина – 21; иридий (самый тяжелый минерал) – 22,7. Большинство минералов имеет плотность 2,5…3,5 г/см³. Она определяется приблизительно на вес, когда держим в руках близкие по объему образцы.

Минералы обладают и рядом других физических свойств: хрупкостью, плавкостью, магнитностью, вкусом, запахом, люминесценцией, радиоактивностью.

Для отдельных минералов прочие свойства могут быть отличительными признаками, по которым можно надежно диагностировать название минерала. Например, галит (поваренная соль) имеет соленый вкус; графит пачкает руки; сера пахнет при горении; магнетит отклоняет магнитную стрелку компаса; кальцит реагирует с 5%-й соляной кислотой с выделением CO₂; барит отличается тяжелым удельным весом и т.п.

Диагностика каждого минерала (минерального вида) производится на основе определения всего комплекса свойств у отдельных минеральных индивидов (зерен, кристаллов), поскольку агрегат будет обладать уже другими свойствами. Минералоги для полной характеристики кроме диагностических свойств определяются полезные для человека и генетико-информационные свойства минералов с помощью современных методов: люминесценции, ЭПР и ЯМР, электронной микроскопии и многих других.

Таблица 3

Характеристика важнейших породообразующих минералов

№ обр.

Название, класс,

и формула

минерала

Морфология

индивидов

или агрегатов

Физические свойства

Генезис

(см. стр. 13)

Значение:

породообразующее (стр. 13), где используется

Цвет и цвет черты Твёр- дость Спайность, излом Блеск Отличи- тельные 1 Кварц, оксид, SiO₂ (пример описания кристаллы удлиненной призматической формы с пирамидальными «головками», с поперечной штриховкой на гранях призмы. Друзы, сплошные зернистые или сливные массы в жилах белый, розовый, черный (морион), прозрачные, бесцветные кристаллы -горный хрусталь, фиолетовый - аметист, дымчатый -раухтопаз, черты не дает – царапает 7 – режет стекло Несовершенная (или отсутствует) стеклянный, на сколах жирный Светлый, твердый – царапает стекло, в руках твердый, раковистый излом, жирный блеск, физически и химически устойчивый Магматический, метаморфический, осадочный – вездесущий минерал Породообразующий минерал горных пород разного генезиса – гранита, кварцита, песка и др., Отдельные кристаллы – горный хрусталь, - в оптических приборах, в генераторах ультразвука, в телефонной и радиоаппаратуре (как пьезоэлектрик), в электронных приборах и т.п., многие разновидности кварца – аметист, цитрин и др. – как поделочный и драгоценный камень и так др. минералы (перечислены в цели)

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА 2

Классификации минералов

В настоящее время установлено более 3 000 до 5 000 (по последним данным) минералов – минеральных видов. Все многообразие минералов делится на кристаллохимические классы – минералы, имеющие схожий химический состав и кристаллическую структуру. Наиболее важные кристаллохимические классы минералов приведены в табл. 4. Анализ таблицы, показывает, что в земной коре преобладают минералы класса силикаты и особенно каркасные силикаты группы полевых шпатов. На предыдущей работе мы обращали внимание на то, что полевые шпаты отличаются твердостью (6 по шкале Мооса) и совершенной спайностью в двух направлениях – это отличительные свойства, по которым они определяются визуально. Кроме того, группа полевых шпатов (ПШ) делится на виды в зависимости от их химического состава – наличия и количества катионов. По химическому составу выделяются подсемейства (подгруппы) Ca–Na–ПШ – плагиоклазы (табл. 5) и K–Na–ПШ – щелочные полевые шпаты. К последним относятся ортоклаз (прямо раскалывающийся), микроклин, санидин. Диагностику вида ПШ выполняет, прежде всего, под микроскопом по оптическим свойствам, которые зависят от их химического состава. Макроскопически – на глаз, мы будем определять лишь группу полевых шпатов и иногда подгруппу. Однако знать названия и химические формулы ПШ необходимо, поскольку в различных магматических горных породах преобладают разные их виды. В целом, полевые шпаты в отличии от кварца отличаются слабой атмосферостойкостью – в субтропическом климате их структура разрушается в результате гидролиза и образуются глинистые минералы: каолинит, монтмориллонит и другие.

Таблица 4

Основные кристаллохимические типы и классы минералов

Типы	Классы	Примеры минералов	Кол-во от видов, %	Содержание от массы в з. к., %
Простые	Самородные элементы	Медь, золото, серебро	3,3	0,10
Простые	Самородные элементы	Сера, графит, алмаз	3,3	0,10
Сернистые	Сульфиды и их аналоги	Галенит, сфалерит, халькопирит, пирит, арсенопирит, молибденит, киноварь, антимонит	13,0	1,15
Кислородные	Оксиды и гидроксиды	Кварц, касситерит, корунд, магнетит, ильменит, гематит, гетит (лимонит), периклаз, брусит, бемит	12,5	17,00
	Силикаты и алюмосиликаты	Оливин, гранат, берилл	25,0	75,00
		Пироксены, амфиболы
		Слюды, хлориты, тальк, серпентин
		Полевые шпаты, нефелин, кварц
	Карбонаты	Кальцит, доломит, магнезит, малахит	4,5	1,70
	Сульфаты	Ангидрит, барит, гипс	9,0	0,50
	Фосфаты	Апатит	17,0	0,70
	Вольфраматы	Вольфрамит, шеелит	1,0	0,15
Галоиды	Хлориты Фториды	Галит, сильвин, карналлит, флюорит	5,7	1,50

Таблица 5

Виды (название) плагиоклазов (Pl)

Содержание Na, %	Содержание Ca, %	Название минерала
90–100	0–10	Альбит	Кислые Pl
70–90	10–30	Олигоклаз	Кислые Pl
50–70	30–50	Андезит	Средние Pl
30–50	50–70	Лабрадор	Оснóвные Pl
10–30	90–70	Битовнит
0–10	100–90	Анортит

Минералы в земной коре распространены крайне неравномерно, лишь около 50 их видов встречаются достаточно часто, слагают горные породы на 50 …100 % и называются породообразующими минералами. Другие минералы встречаются, как правило, в подчиненном количестве (менее 1…5 %) и называются второстепенными минералами. Некоторые породообразующие и второстепенные - около 300 минералов, имеют практическое значение, удовлетворяют требованиям человека, промышленности, и называются уже рудными минералами. На практическом занятии в коллекциях представлены преимущественно породообразующие минералы, которые слагают часто встречающиеся горные породы.

Определяя породообразующие минералы, нужно обращать внимание на их генетическую классификацию – условия образования минералов: осадочные, магматические или метаморфические, т.к. минералы определенного генезиса будут слагать горные породы соответствующего происхождения. При этом следует запомнить так называемые типоморфные минералы, которые образуются только при определенных условиях, т.е. имеют конкретный генезис и встречаются в породах соответствующего происхождения. Например, хромит встречается только в магматических пород ультраосновного состава - дунитах; циркон - в магматических щелочных пород; гипс – в осадочных одноименных породах.

Преимущественно осадочное происхождение имеют глинистые минералы, галит, гипс, кальцит, лимонит и некоторые другие; эндогенное магматическое и метаморфическое – многие породообразующие силикаты; только магматическое – лабрадор, нефелин, оливин; только метаморфическое – графит, серпентинит, тальк, хлорит, серицит и другие. Кварц – вездесущий минерал, является породообразующим для магматических кислых пород – гранита – риолита, для осадочных – песка, песчаника, суглинков, супесей и даже глинистых пород; для метаморфических – кварцитов, гнейсов и многих других. При этом в метаморфических породах кварц находится в ассоциации с такими темными силикатами, с которыми он никогда не образуется при кристаллизации магмы и не входит в состав магматических пород.

Таким образом, при описании минералов в таблице 3 студентам следует обратить внимание на принадлежность их к определенным кристаллохимическим и генетическим классам, а также на практическое значение минералов: разобраться, для каких конкретно горных пород описываемый минерал будут породообразующим, а также в каких отраслях хозяйства он используется человеком.

IV группа.

Минералы очень твердые (с твердостью больше 7 – режут стекло);

Без металлического блеска

Кварц, SiO₂ оксид или каркасный силикат семейства кремнезема - цвет белый, розовый, черный (морион), прозрачные и бесцветные кристаллы (горный хрусталь), фиолетовый (аметист), дымчатый (дымчатый кварц или раухтопаз), черты не дает – царапает, блеск стеклянный, на сколах жирный, - спайность отсутствует, излом раковистый, - твердость 7. Физически и химически устойчивый минерал Тригональная. Встречаются кристаллы удлиненной призматической формы с пирамидальными «головками» (см. рис. 1). Характерна поперечная штриховка на гранях призмы. Друзы, сплошные зернистые или сливные массы в жилах Гранаты,

островные силикаты - цвет темно-красный (пироп), темно-красный, буроватый (альмандин), зеленовато-желтый (гроссуляр), темно-бурый, черный (андрадит), розовый (спессартин), изумрудно-зеленый (уваровит), черты не дает, блеск стеклянный, на изломе жирный, - спайность несовершенная, излом раковистый, неровный, - твердость 7 Кубическая. Кристаллы – изомеричные многогранники: ромбододекаэдры и др., или сплошные зернистые массы Топаз, Al₂[SiO₄](F, OH)₂ островной силикат - цвет голубоватый, желтоватый, розовый, дымчатый, бесцветный, черты не дает, блеск стеклянный, сильный, прозрачный, - спайность совершенная в одном направлении, излом неровный, - твердость 8 Ромбическая. Кристаллы призматические с грубой штриховкой вдоль вертикальной оси кристалла; друзы, сплошные зернистые массы; окатанные кристаллы Корунд, Al₂O₃ (наждак – сплошная зернистая порода, голубовато-серая, с примесями гематита, магнетита), оксид - цвет синеватый, красный, серый, блеск стеклянный, прозрачный синий (сапфир), кроваво-красный (рубин), - спайность отсутствует, излом неровный, - твердость 9 Тригональная. Бочковидные кристаллы, часто на гранях косая штриховка. Мелкозернистые сплошные массы – наждак Алмаз, С самородные элементы - цвет белый, голубой, зеленый, желтовато-коричневый, черный (карбонадо), бесцветный, блеск алмазный, прозрачный или просвечивает; - спайность средняя по октаэдру, излом раковистый, - твердость 10 Кубическая. Обычны кристаллы октаэдры; радиально-лучистые шарики (борт); плотные черные или бурые массы (карбонадо)

3. Начиная с мягких минералов, определите у каждого образца другие свойства: спайность, прозрачность, морфологию, и подберите из табл. 6, какому минеральному виду он соответствует по всем свойствам. Если определяемый минерал по всем определенным свойствам подходит к описанному в таблице 6 минералу, значит Вы его определили верно. Используя такой алгоритм, нужно определить все минералы коллекции. При этом помните, что на предыдущем занятии, Вы уже познакомились и должны запомнить отличительные свойства самых главных породообразующих минералов шкалы Мооса: кварца, полевых шпатов, кальцита и гипса (расположены в порядке уменьшения их распространения в земной коре среди горных пород).

4. Если остались неопределенные минералы, то нужно используя другие заменители шкалы Мооса, определить твердость и другие свойства, проконсультироваться у преподавателя.

5. Заполнить все колонки таблицы 6 и показать, защитить работу преподавателю, показав приобретенные навыки и умение по определению свойств и названий минералов, знания материала по минералогии, и ответив на отдельные контрольные вопросы.

2.3. Контрольные вопросы

1. Перечислить и охарактеризовать отличительные свойства породообразующих светлых минералов эндогенного происхождения: полевых шпатов – микроклина, амазонита, ортоклаза, лабрадора. Чем нефелин отличается от них?

2. Перечислить и охарактеризовать отличительные свойства породообразующих темных минералов эндогенного происхождения: пироксенов – авгита; амфиболов – роговой обманки; слюд – биотита, мусковита; серпентина и талька.

3. Каковы отличительные свойства кварца? Какое он имеет происхождение? В каких горных породах он является важнейшим породообразующим минералом?

4. Перечислить и охарактеризовать отличительные свойства породообразующих минералов осадочного происхождения: гипса, ангидрита, галита (каменной соли), кальцита, доломита, глинистых минералов, лимонита.

5. Разделить минералы по свойствам, влияющим на особенности горных пород и грунтов:

– по растворимости, какие минералы способны растворяться,

– по реакции с 5- 10% соляной кислотой,

– по физической устойчивости к выветриванию (разрушению) – назвать наиболее устойчивые и менее устойчивые минералы,

– по реологическим (пластичности и хрупкости) свойствам.

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА 3

ОСНОВЫ ПЕТРОГРАФИИ

МАГМАТИЧЕСКИЕ ГОРНЫЕ ПОРОДЫ

Цель – научиться определять свойства горных пород: текстуры, структуры и минеральный состав (виды и количество породообразующих минералов), а также их название и генезис.

Оборудование – коллекция магматических горных пород: гранит, риолит (старое название - липарит), кварцевый порфир, диорит, андезит, андезитовый порфирит, габбро, лабрадорит, базальт, диабаз, дунит, пироксенит; стеклянные пластинки, определители горных пород в различных пособиях [1, 4, 6, 7, 10]. Подготовить – заполнить дома таблицу 7.

Магматические горные породы

Магматические горные породы образуются в результате охлаждения магмы – силикатного расплава, до температур 1200⁰ – 800⁰ С. Сначала при высоких температурах выделяются и кристаллизуются из магмы более тугоплавкие железосодержащие минералы группы пироксенов и оливины, затем при Т ниже 1100⁰С из более кислых магм выделяются светлые полевые шпаты и последним - кварц. Отличительной особенностью магматических пород является преобладание в их составе минералов класса силикатов и, как правило, наличие двух или даже трех породообразующих минералов.

По расчетам ученых до глубины примерно 16 км земная кора построена на 95 % из магматических и метаморфических пород, из которых на долю магматических пород приходится 60…70 % . При этом около 90 % пород кристаллизуется на глубине, при высоких температурах – 1200 ⁰ – 800 ⁰С, высоком давлении при медленном охлаждении магмы с выделением видимых на глаз минеральных индивидов и возникновением интрузивных пород. Лишь 10 % магмы достигается земной поверхности в виде лавы – излившейся на поверхность и обогащенной газами магмы, проявляется в виде катастрофических извержений вулканов и относительно быстрой ее кристаллизацией на земной поверхности с образованием эффузивных горных пород. Согласно Петрографическому кодексу [4] тип магматических горных пород подразделяется по фациальным условиям образования на два класса.

Таблица 10

Выписка из ГОСТ 25100-2011 «Классификация грунтов».

I Класс. Природные скальные грунты

Класс	Тип (подтип)	Вид		Подвид *	Разновидности выделяются по следующим свойствам
Скальные (с жесткими кристаллизационными связями между минералами)	Магматические (интрузивные)	Силикатные	Ультраосновные Основные Средние Кислые	Перидотиты, дуниты, пироксениты и др. Габбро, нориты, анортозиты, диабазы, долериты и др. Диориты, сиениты и др. Граниты, гранодиориты, кварцевые сиениты, порфиры и др.	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 водопроницаемости; 7) степени засоленности; 8) структуре и текстуре; 9) температуре.
	Магматические (эффузивные)	Силикатные	Ультраосновные Основные Средние Кислые	Пикриты, коматииты и др. Базальты, долериты, порфириты и др. Андезиты, трахиты и др. Риолиты, дациты и др.
	Метаморфические	Силикатные Карбонатные		Гнейсы, сланцы, кварциты, роговики, скарны, грейзены, березиты, пропилиты, вторичные кварциты, гидротермально измененные грунты и др. Мраморы и др.
	Осадочные	Силикатные Карбонатные		Песчаники, конгломераты, аргиллиты, алевролиты, сцементированные глины Известняки, доломиты, мел, мергели


		Кремнистые Сульфатные		Опоки, диатомиты и др. Гипсы, ангидриты и др.
		Галоидные		Галиты и др. Бурые угли, битуминозные известняки
		Органо-минеральные
	Элювиальные	Минеральные		Скальные грунты трещинных зон коры выветривания
* Приведены наименования наиболее распространенных грунтов.

Окончание табл. 10

II Класс. Природные дисперсные грунты

Класс	Подкласс	Тип	Подтип	Вид	Подвид	Разновидности – по следующим свойствам
Дисперс- ные (или нескальные)	Несвяз- ные - рыхлые (без связей между обломкоми и зернами)	Осадочные	Флювиальные, ледниковые, эоловые, склоновые и др.	Минеральные	Крупнообломочные грунты Пески	1) гранулометрическому составу (крупнообломочные грунты и пески); 2) числу пластичности и гранулометрическому составу (глинистые грунты и илы); 3) степени неоднородности гранулометрического состава (пески); 4) показателю текучести (глинистые грунты); 5) относительной деформации набухания без нагрузки (глинистые грунты); 6) относительной деформации просадочности (глинистые грунты); 7) коэффициенту водонасыщения (крупнообломочные грунты и пески); 8) коэффициенту пористости (пески); 9) степени плотности (пески); 10) коэффициенту выветрелости (крупнообломочные грунты); 11) коэффициенту истираемости (крупнообломочные грунты); 12) относительному содержанию органического вещества (пески и глинистые грунты); 13) степени разложения (торфы); 14) степени зольности (торфы); 15) степени засоленности; 16) относительной деформации пучения; 17) температуре
		Осадочные	Флювиальные, ледниковые, эоловые, склоновые и др.	Органо- минеральные	Заторфованные пески
		Элювиаль- ные	Образованные в результате выветривания: физического, химического, биологического	Минеральные и органо- минеральные	Крупнообломочные породы и пески обломочных и дисперсных зон коры выветривания и почвы
	Связные - глинистые (водно-коллоидные обратимые связи)	Осадочные	Флювиальные, ледниковые, эоловые, склоновые и др.	Минеральные	Глинистые грунты
		Осадочные	Флювиальные, ледниковые, эоловые, склоновые и др.	Органо- минеральные	Илы. Сапропели. Заторфованные глинистые грунты и др.
		Элювиаль- ные	Образованные в результате выветривания: физического, химического, биологического	Минеральные и органо- минеральные	Глинистые грунты дисперсных зон коры выветривания и почвы

1. Класс плутонических или интрузивных, или глубинных (абиссальных) горных пород, отличаются полнокристаллическими структурами и массивными, плотными текстурами, что объясняется длительной и медленной кристаллизацией магмы в недрах земной коры на глубинах более 2 – 3 км при относительно постоянных физико-химических условиях.

2. Класс вулканических или эффузивных пород отличаются скрытокристаллическими, стекловатыми и порфировыми структурами и пузырчатыми или пористыми плотными текстурами, образовались при относительно быстрой кристаллизации магмы – лавы на поверхности Земли.

Классы пород подразделяются на подклассы. Интрузивные – на абиссальные (кристаллизуются на глубинах десятки км) и гипабиссальные или полуглубинные породы, образовавшиеся на глубинах менее 2…3 км. Последние характеризуются промежуточными свойствами пород с преобладание порфировидных структур и залеганием в виде малых интрузий – даек, жил, силл (см. рис. 3). Эффузивные породы подразделяются на кайнотипные и палеотипные. Первые – это относительно молодые – с возрастом до 70 млн. лет, породы пузырчатой текстуры и скрытокристаллических и порфировых структур, а вторые – более древние, когда-то перекрывавшиеся молодыми эффузивными и осадочными породами, отличаются более плотной, иногда рассланцованной, миндалекаменной текстурами, а также тонкокристаллической и порфировой структурами. Влияние структур магматических пород и структурных связей между минералами на их прочность приводится в табл. 8 и 9.

Таким образом, отличить интрузивную породу от эффузивной породы можно по строению: структуре и текстуре. Для интрузивных пород кроме выше перечисленных характерна порфировидная структура – неравнокристаллическое строение породы, когда на фоне полнокристаллической структуры выделяются еще более крупные вкрапленники минералов (порфиры), которые первыми кристаллизовались из магмы. Для эффузивных кайнотипных, иногда палеотипных горных пород - порфировая структура - основная масса породы имеет скрыто-тонко-кристаллическую (афанитовую или стекловидную) структуру, на фоне которой выделяются крупные вкрапленники минералов (порфиры) размером от 1 и более мм.

Все классы магматических пород далее подразделяются по вещественному – минеральному и химическому, составу в зависимости от содержания кремнезема (SiO₂) на четыре группы: ультраоснóвные, оснóвные, средние и кислые. Считается, что горные породы определенного состава кристаллизовались из магм соответствующего химического состава. Соответственно от состава магмы зависит минеральный состав горных пород – качественное и количественное содержание породообразующих минералов, а также их цвет. При этом у каждой интрузивной породы имеется свой эффузивный аналог, т.е. порода с аналогичным минеральным составом и соответственно цветом. Упрощенная классификация магматических горных пород приводится в табл. 11. Подробнее о магматических горных породах, формах залегания, особенностях распространения в земной коре и их значении, связи с ними руд металлов рекомендуется прочитать в других учебниках и пособиях [1, 2, 8, 10].

В целом, магматические горные породы, имеющие ионно-ковалентные виды жестких структурных химических связей, как грунты характеризуются высокой механической прочностью, и являются надежным основанием для различных зданий и сооружений и качественным строительным материалом. Однако полиминеральный состав, пестрая и разноцветная окраска этих пород способствуют их разрушению (выветриванию) на земной поверхности и вблизи нее. Образующиеся и пересекающие их системы трещин, с одной стороны, снижают качество строительных материалов, а с другой, облегчают их разработку и способствуют фильтрации подземных вод. Прочность и устойчивость грунтов зависит также и от структур и текстур горных пород (см. табл.8 и 9).

Таблица 11

Классификация и определитель магматических горных пород

Состав горных пород		Классы и виды горных пород
Группы по содержанию SiO₂, %	Породообразующие минералы, %	Глубинные (интрузивные), массивные и полнокристаллические	Излившиеся (эффузивные)
Группы по содержанию SiO₂, %	Породообразующие минералы, %	Глубинные (интрузивные), массивные и полнокристаллические	Измененные – Плотные, тонко-мелкокристаллические, порфировые	свежие - пористые, пузырчатые, скрытокристаллические
Кислые (78–65)	Кварц (25–40), полевые шпаты (45–70), слюда+роговая обманка (3–10)	Граниты Аляскиты	Кварцевый порфир^*	Риолит (липарит^*)
Средние (64–54)	Полевые шпаты (70–90), роговая обманка + биотит (10–20), кварца (5–10)	Сиениты	Порфир^*	Трахит
Средние (64–54)	Плагиоклазы (60–70), авгит+роговая обманка+ биотит (5–40), кварца (5–10)	Диориты	Порфирит^*	Андезит
Оснóвные (53–45)	Плагиоклазы (40–50), авгит (50–60), оливин	Габбро Лабрадорит	Диабаз^* (порфирит базальтовый)	Базальт
Ультраоснóв ные (30–45)	Авгит	Пироксениты	–	–
	Авгит, оливин	Перидотиты	–	–
	Оливин, хромит	Дуниты	–	–

^* Устаревшие названия, которые не используются согласно современному Петрографическому кодексу [4]

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА 4

ОСАДОЧНЫЕ ГОРНЫЕ ПОРОДЫ

Цель – научиться определять свойства, название и генезис – класс, осадочных горных пород и описывать их. По результатам выполненной работы нужно будет защитить содержание таблицы 12, показать навыки определения осадочных горных пород.

Оборудование – коллекция осадочных горных пород (на двух студентов своя коллекция), стеклянные пластинки, 5%-я соляная кислота, определители горных пород в различных пособиях [1, 6, 7, 10]. Подготовленная самостоятельно таблица 12 с описанными характеристиками следующих пород: глины, галька, песчаник, брекчия, конгломерат, известняки разной текстуры, мел, мергель, доломит, опока, диатомит, каменная соль, гипс, ангидрит.

Осадочных горных пород

Несмотря на то, что осадочные горные породы составляют всего лишь
5 % массы земной коры, они покрывают более 75 % ее площади. Чаще всего строители проводят свои работы именно в осадочных горных породах.

Осадочные горные породы образуются на земной поверхности и вблизи нее в результате экзогенных процессов, которые зависят от многочисленных внешних факторов: климата – колебаний температур, влажности, циркуляции воздуха, состава атмосферы, а также состава и циркуляции поверхностных, подземных и океанических вод; от рельефа и других. Перечисленные экзогенные условия меняются как в пространстве от широты и высоты местности, так и во времени (суточные, сезонные, годовые и многолетние колебания). Осадочные породы формируются в очень разнообразных условиях, что фиксируется в их составе, строении и формах залегания. Породы одного вида – названия, могут принципиально отличаться своими свойствами, особенно это касается глин. Поэтому в инженерной геологии осадочным горным породам уделяют особое внимание. Процессы образования пород описаны во многих геологических учебниках и пособиях [1, 2, 6, 8, 10]. Рассмотрим классификацию и отличительные особенности осадочных горных пород.

Тип осадочных горных пород подразделяется на следующие генетические классы: обломочные, химические (или хемогенные), биологические (или биогенные), смешенные: хемобиогенные, вулканогенно-осадочные и другие. Учитывая их распространенность на земной поверхности и изменчивость по простиранию и на глубину в земной коре, будущие строители должны хорошо запомнить отличительные особенности осадочных горных пород. Опишем их подробнее и обратим внимание на актуальные для строителей характеристики.

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА 5

Особенности и классификации

Возраст горных пород

Возраст стратиграфических подразделений: осадочных, вулканических, вулканогенно-осадочных и метаморфических горных пород, на геологических картах отображается определенными цветами и индексами. Породы одного возраста окрашиваются одним цветом в соответствии с цветами единой стратиграфической шкалы (Приложение 1). Буквенно-цифровыми условными знаками (индексами) показывают относительный возраст общих, региональных и местных стратиграфических подразделений. Индексация общих стратиграфических подразделений проводится также в соответствии с единой стратиграфической шкалой. Например, девонские горные породы закрашиваются коричневым цветом и обозначаются индексом D , а нижнедевонские - D ₁ . При чтении индекса следует соблюдать определенный порядок — от более крупного подразделения последовательно к более мелкому. Например, индекс D ₁ будет читаться так: «дэ один» или «нижний девон», если имеют в виду подразделение горных пород, или ранний девон, если говорят о каких-то событиях, протекавших в то время.

Индексы региональных и местных стратиграфических подразделений (комплексов, серий, свит, горизонтов и провинциальных зон) образуются путем прибавления справа к возрастному индексу двух строчных латинских букв: первой и ближайшей согласной из названия этого подразделения, написанных курсивом. Например, в пределах территории Челябинска залегает миасская свита (С₁ ms ) – это нижне-каменноугольные или нижне-карбоновые вулканогенно-осадочные породы. На западе области самые высокие хребты Таганая сложены кварцитами таганайской свиты ( R ₂ tg ), а Зюраткуля – зигальгинской свиты ( R ₂ zg ) юрматинской серии (серия объединяет несколько свит).

В условных обозначениях к картам первыми (сверху) принято писать самые молодые породы, а последними (снизу) – самые древние породы, как и в единой стратиграфической (геохронологической) шкале. В геохронологической таблице для каждого стратиграфического подразделения указывается также приблизительный абсолютный возраст – начало и конец каждого стратиграфического подразделения, хотя часто в таблицах указывается менее информативные данные лишь о продолжительности отдельных подразделений.

6.1.2. Генезис и литолого-петрографический состав горных пород

На важных для строителей картах четвертичных отложений показывается, прежде всего, их генетический тип путем прибавления слева к индексу относительного возраста определенной буквы, обозначающей их происхождение:

е - элювиальные	р - пролювиальные
d-делювиальные	l - озерные
ed - элювиально-делювиальные	m - морские
с - коллювиальные	g - ледниковые
s - солифлюкционные	lg - озерно-ледниковые
а - аллювиальные	f - флювиогляциальные
	v - эоловые

Например, aQ₁ - аллювиальные отложения нижнечетвертичного звена; pdQ_III-пролювиально-делювиальные отложения верхнечетвертичного звена (Приложение 1).

Четвертичные, как правило, рыхлые отложения покрывают всю земную поверхность, быстро сменяют друг друга по простиранию и по мощности и отличаются своими свойствами: размерами и окатанностью обломков, их минеральным составом, в зависимости от их генезиса. Например, элювиальные пески состоят из неокатанных зерен различного состава, а аллювиальные или морские – окатанных зерен преимущественно кварца.

В условных обозначениях после четвертичных отложений показываются цветом и индексом (возраст) стратифицированные толщи - осадочные, вулканические, вулканогенно-осадочные и метаморфические горные породы. Их состав в условных обозначениях дается через их название, например, известняки, доломиты, мрамор – карбонатные породы, опоки и трепел – кремнистые, и/или дополнительно показывается различной штриховкой и крапом (рис. 4).

Другой генетический тип горных пород - магматические интрузивные породы, которые обычно рассекают стратифицированные толщи, показывается цветом и буквой (табл. 17), а также штриховкой (рис. 4) в зависимости от их минерального и химического состава, прежде всего, содержания оксида кремния. На рисунке 4 приведена штриховка наиболее распространенных литологических и петрографических видов горных пород.

Таблица 17

Условные обозначения вещественного состава интрузивных пород

Название породы	Буквенное обозначение и чтение	Цвет
Граниты	g - гамма	красный
Диориты	d - дельта	малиновый
Габбро	n - ни (ню)	густо-зеленый
Пироксениты	u - ипсилон	фиолетовый
Перидотиты, дуниты	s - сигма	То же
Сиениты	x - кси	бледно-оранжевый
Фельдшпатоидные сиениты	h - эта	Темно- оранжевый

Рис. 4. Условные обозначения: 1 – песок, 2 – гравино-песчаные отложения, 3 – щебень, дресва, 4 – галька, 5 – глины, 6 – песчаники, 7 – известняки, 8 – известняк брахиоподовый или органогенный, 9 – мергели, 10- трепел, 11 – опоки, 12 – мрамор, 13 – сланцы, хлоритовые, 14 – гранит, 15 – грано-диорит, 16 – диорит, 17 – габбро, 18 – контакты стратиграфические наблюдаемые (достоверные), 19 – контакты тектонические, 20 – элементы залегания слоистости с указанием угла падения

Прочие условные обозначения

К прочим обозначениям относятся, прежде всего, геологические границы - границы между горными породами разного возраста, состава - названия (или, как иногда пишут и говорят, геологическими стратиграфическими, интрузивными и метаморфическими образованиями). Они показываются тонкой черной сплошной линией (достоверные), пунктирной линией (предполагаемые) и пунктирной линией с точками (под покровом более молодых образований).

Разрывные нарушения – разломы, показываются черной жирной сплошной линией (достоверные), штриховой (предполагаемые) и пунктирной линией с точками (скрытые под более молодыми образованиями). Различные по геологической значимости (размерам) разрывные нарушения обозначаются линиями разной толщины (Рис. 5). Типы разрывных нарушений показываются при помощи стрелок (сбросы, взбросы, сдвиги), бергштрихов (надвиги) и зубцов (покровы). Цифрами, расположенными рядом с ними, указывается угол наклона сместителя. Знаками черного цвета показываются также элементы залегания слоев, элементы и залегание поверхностей кливажа и сланцеватости (Рис. 4).

На геологическую карту наносятся также места главнейших палеонтологических находок и скважин, имеющих важное значение для характеристики геологического строения. Для специальных карт существует целая система условных знаков, обозначающих обнажения – выходы на земную поверхность горных пород, геологические процессы, гидрогеологические особенности и т. д.

Компоновка условных знаков

Все условные знаки, использованные на геологической карте, должны строго соответствовать условным обозначениям (легенде), которые помещаются справа от карты. Они располагаются в следующем порядке (сверху вниз, от первых к последующим):

- стратиграфические подразделения: осадочные, вулканогенные и метаморфогенные горные породы, начиная с более молодых и заканчивая самыми древними, затем обозначения интрузивных и жильных пород, также начиная с более молодых;

- знаки геологических границ и маркирующих горизонтов;

- крапы (или штриховка) вещественного состава пород (иногда показываются вместе с возрастом);

- все прочие обозначения, изображенные на карте условными знаками.

Сокращений слов в тексте условных обозначений не допускается.

Рис. 5. Условные обозначения разломов на геологических картах

6.1.5. Правила оформления геологических карт

Геологические карты в соответствии с инструкциями имеют определенное, так называемое, зарамочное оформление. Оно включает в себя следующие элементы: заголовок, год составления карты, авторов, сведения о масштабе, условные обозначения, стратиграфическую колонку, геологические разрезы (рис. 6).

На каждом листе карты над его северной рамкой посередине помещается название карты, включающее географическое наименование района и численный масштаб карты. Слева над северной рамкой указывается год составления карты. Под нижней (южной) рамкой карты слева помещаются инициалы и фамилии авторов; посредине - численный и линейный горизонтальный масштабы.

Рис. 6. Пример зарамочного оформления геологических карт

Слева от карты помещается стратиграфическая колонка – таблица с изображением возрастной последовательности всех характерных для участка карты дочетвертичных стратифицированных отложений. Масштаб колонки устанавливается из расчета, чтобы длина ее примерно соответствовала длине вертикальной рамки карты. При большой мощности одного или нескольких стратиграфических подразделений допускается делать «разрывы» внутри литологически однородных слоев в виде двойной (с промежутком 1-2 мм) волнистой линией. В вертикальных столбцах слева от колонки подписываются стратиграфические подразделения единой шкалы от системы до яруса включительно и индексы всех подразделений, выделенных на колонке. В случае необходимости, могут быть показаны местные названия докембрийских стратиграфических подразделений высшего ранга. Справа от колонки размещается графы-колонки, в которых отмечаются мощности пород (в метрах) и пределы их колебаний, а также краткая «Характеристика горных пород».

Геологическая карта обязательно сопровождается геологическими разрезами, которые должны наглядно воспроизводить условия залегания и взаиморасположения геологических тел в вертикальной плоскости. Геологические разрезы помещают внизу под южной рамкой карты. Они наносятся на карту тонкими черными линиями от рамки до рамки карты вкрест простирания горных пород (при вторичном их залегании) или «поперек» рельефа (при горизонтальном залегании горных пород). На концах линии разреза и в точках ее излома ставят прописные буквы русского алфавита (разные). Разрезы размещают так, чтобы слева находились западные, северо-западные, юго-западные и южные, а справа - восточные, северо-восточные, юго-восточные и северные концы разреза. Над разрезом - выше его, посредине делают надпись: «Разрез по линии А - Б».

Справа от карты помещается условные обозначения всех стратифицированных и нестратифицированных (интрузивных, жерловых и субвулканических) подразделений. Они располагаются в возрастной последовательности в виде двух вертикальных рядов. В левом ряду изображаются знаки стратифицированных отложений – горных пород (системы, яруса, свиты, подсвиты и др.), в правом - знаки нестратифицированных подразделений. Место последних определяется положением в общей геохронологической шкале.

Порядок выполнения работы

1. Внимательно изучите геохронологическую таблицу и вопрос «Возраст и залегание горных пород» из лекции-презентации по теме «Осадочные горные породы». Для закрепления знаний по геохронологической таблице и приобретению навыков чтения возраста горных пород на картах и разрезах необходимо выполнить индивидуальные задания 1 и 2 (по вариантам, выданным преподавателем).

2. Изучите правила оформления и чтения геологических карт и выполните индивидуальное задание 3 (по вариантам, выданным преподавателем) с рассмотрением примеров и составлением рисунков.

3. Для получения зачета по теме необходимо выполнить индивидуальное задание 4 (по вариантам, выданным преподавателем): составить разрез и стратиграфическую колонку к фрагменту геологической карты и оформить геологическую карту в соответствии с требованиями к «зарамочному оформлению карт», либо составить по выданному геологическому разрезу подробную характеристику геологического строения: возраст, залегания, несогласия горных пород, и историю геологического развития участка земной коры.

6.5. Контрольные вопросы

1. Дайте определение понятий «геологическая карта», общее и конкретное (собственно геологическая).

2. Какие признаки (характеристики) горных пород показываются на собственно геологических картах, каким образом?

3. Какие признаки (характеристики) показываются на собственно инженерно-геологических картах, каким образом?

4. Как (с помощью каких условных знаков) показывается относительный возраст горных пород на геологических картах и разрезах? Приведите примеры, как он читается.

5. Как определяется абсолютный возраст горных пород и показывается в геохронологической таблице? Как абсолютный возраст соотносится с относительным возрастом горных пород?

6. Горные породы какого возраста (какой системы и отделов) покрывают почти всю земную поверхность? В какой части геохронологической таблицы они показываются (располагаются) и какими условными знаками?

7. Как показывается генезис четвертичных отложений на картах и разрезах? Приведите примеры.

8. Как определяется и изображается генезис дочетвертичных более древних пород? Приведите примеры.

9. Как показывается состав интрузивных горных пород на картах и разрезах? Приведите примеры.

10. Что понимают под названием «геологическая граница»? Как геологические границы показываются на картах и разрезах?

11. Какой из признаков принимается для проведения границ на геологической карте?

12. Какое залегание пород называется согласным? О чем оно свидетельствует?

13. Что такое стратиграфическое несогласие? О чем оно свидетельствует?

14. Что такое угловое несогласие? О чем оно свидетельствует?

15. Как определить горизонтальное залегание горных пород по карте при наличии горизонталей рельефа и их отсутствии? Каково взаимное расположение линий горизонталей рельефа и геологических границ (слоёв или тел) на геологической карте?

16. Как определить моноклинальное залегание горных пород по карте?

17. Как определить складчатое (синклинальное или антиклинальное) залегание горных пород по карте? Каково взаимное расположение линий горизонталей рельефа и геологических границ (слоёв или тел) на геологической карте при складчатом залегании горных пород?

18. Как показывается разломы на картах и разрезах? Как определить вид разлома? Приведите примеры.

19. Что показывается в стратиграфической колонке? Зачем она составляется?

20. Как определить возраст образование складчатости или разрыва? Приведите примеры?

Приложение

Фанерозой

(около

585 млн лет)

Кайнозойская

(кайнозой)

67-70

четвертичный Q

(антропогеновый) 0,7-1,8

Светло-серый

0,7-1,8

голоцен (современный) Q ₄ плейстоцен: поздняя (верхний) Q ₃ средняя (средний) Q ₂ ранняя (нижний) Q ₁

неогеновый N

(неоген) 25

Лимонно-желтый

плиоценовая (плиоцен) N ₂ миоценовая (миоцен) N ₁

26±1

палеогеновый

(палеоген) 41

67±3

оранжево- желтый

олигоценовая (олигоцен)

эоценовая (эоцен)

палеоценовая (палеоцен)

Мезозойская

(мезозой)

165-170

Меловой (мел) K

135± 5

зеленый 70

поздняя (верхний) K ₂ ранний (нижний) K ₁

юрский (юра) J

195±5

голубой 55-58

поздняя (верхний) J ₃ средняя (средний) J ₂ ранняя (нижний) J₁

триасовый (триас) T

фиолетовый 40-45

230±10

поздняя (верхний) T ₃ средняя (средний) T ₂ ранняя (нижний) T ₁

Палеозойская

(палеозой)

310-385

пермский (пермь) P

оранжево-коричневый 45

поздняя (верхний) P ₂ ранняя (нижний) P ₁

каменноугольный C 65-70

(карбон)

Серый

поздняя (верхний) С₃ средняя (средний) С₂ ранняя (нижний) С₁

девонский (девон) D

коричневый 55-60

405±10

поздняя (верхний) D ₃ средняя (средний) D ₂ ранняя (нижний) D ₁

силурийский S

серо-зеленый 30-35

поздняя (верхний) S ₂ ранняя (нижний) S ₁

440±15

ордовикский (ордовик) O

оливковый 60-70

поздняя (верхний) O ₃ средняя (средний) O ₂ ранняя (нижний) O ₁

500±15

кембрийский Є

розовато-сиреневый 70-80

570±30

поздняя (верхний) Є₃ средняя (средний) Є₂ ранняя (нижний) Є₁

Криптозой

Протерозой

Желтовато-

Розовый

Около 2000

Поздний

протерозой

PR₃ – R

венд V=R₄

поздний R₃

1350±50

средний R₂

1650±50

ранний R₁

средний протерозой PR₂

1900±100

ранний протерозой PR₁

Архейская

AR , розовый

(архей)

1500-2000

2700±100

поздний архей AR₂

3300-3500

ранний архей AR₁

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Ананьев, В. П. Основы геологии, минералогии и петрографии /
В. П. Ананьев, А. Д. Потапов – М.: Высш. шк., 2005. – 397 с.

2. Ананьев, В. П. Инженерная геология / В. П. Ананьев, А. Д. Потапов – М.: Высш. шк., 2009. – 574 с.

3. ГОСТ 25100– 2011. Грунты. Классификация. – М.: МНТКС, 2011. – 59 с.

4. Диагностика минералов: методические указания по выполнению лабораторных работ / сост.: Е. В. Белогуб, Е. Е. Паленова. – Челябинск: Издательский центр ЮУрГУ, 2016. – 25 с.

5. Кабанова, Л. Я. Петрография магматических горных пород / Л. Я. Кабанова. – Екатеринбург: УрО РАН, 2008. –148 с.

6. Короновский, Н. В. Геология: учебник для экологических специальностей вузов / Н. В. Короновский, Н. А. Ясаманов. – М.: Издательский центр «Академия», 2012. – 446 с.

7. Пособие к лабораторным занятиям по курсу общей геологии /
В. Н. Павлинов, Д. С. Кизельватер, К. М. Мельникова и др. – М.: «Недра», 1970. – 192 с.

8. Практическое руководство по общей геологии: учеб пособие для студ. вузов / А. И. Гущин, М. А. Романовская, А. Н. Стафеев, В. Г. Талицкий; под редакцией Н. В. Короновского. – М.: Издательский центр «Академия», 2007. – 157 с. – Режим доступа: http:// geoschol.web.ru.

9. Семеняк, Г. С. Инженерная геология: учебное пособие / Г. С. Семеняк, Т. И. Таранина. – Челябинск: Издательский центр ЮУрГУ, 2010. – 176 с.

10. Таранина, Т. И. Словарь по геологии / Т. И. Таранина, Г. С. Семеняк. – Челябинск: Изд-во ЮУрГУ, 2008. – 88 с.

11. Таранина, Т. И. Недра Челябинской области: учеб. пособие для учителей географии и краеведения / Т. И. Таранина, А. А. Зейферт. – Челябинск: АБРИС, 2009. – 112 с. - (Познай свой край. Уроки краеведения + СD).

Интернет-ресурсы

Описания минералов и каталоги:

http://www.geohit.ru/mineral/1.html

http://www.catalogmineralov.ru/

http://www.exceptionalminerals.com/ •

http://mirmineralov.ru/opredelitel/search.html •

Музеи геологические и минералогические:

http://www.sgm.ru - Государственный геологический музей им. В. И. Вернадского

http://www.fmm.ru/ - Минералогический музей им. А.Е. Ферсмана

http://www.vsegei.ru/ru/structure/information/museum/ - Центральный научно-исследовательский геологоразведочный музей имени академика Ф.Н. Чернышева (ЦНИГР МУЗЕЙ) •

Геологические ВУЗы:

http://www.spmi.ru/ - Санкт-Петербургский государственный горный институт им. Г.В. Плеханова (технический университет)

http://www.geol.msu.ru/ - геологический факультет МГУ им. М. В. Ломоносова

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение ……………………………………………………………...………. 3

Практическая работа 1. Физико-диагностические свойства минералов

1.1. Морфология минералов и их агрегатов …………………………………4

1.2. Оптические свойства минералов …………………….…………………. 7

1.3. Механические свойства ………………………………………….……… 9

1.4. Прочие свойства минералов …………………………………………… 11

1.5. Порядок выполнения практической работы ……………………..…… 12

1.6. Контрольные вопросы …………………………………………….…… 13

Практическая работа 2. Важнейшие породообразующие минералы

2.1. Классификации минералов …………………………………………… 15

2.2. Порядок выполнения практической работы …………………………. 17

2.3. Контрольные вопросы ………………………………………………… 27

Практическая работа 3. Основы петрографии.

Магматические горные породы

3.1. Важнейшие характеристики горных пород и грунтов …….……….… 28

3.2. Магматические породы ………………………...……………………… 36

3.3. Порядок выполнения практической работы ……………….………… 41

3.4. Контрольные вопросы ……………………………………….………… 41

Практическая работа 4. Осадочные горные породы

4.1. Особенности генезиса и распространения

осадочных горных пород …………………………………………...……… 43

4.2. Характеристика обломочных осадочных пород …………………..… 44

4.3. Характеристика смешанных хемо-биогенных пород …………...…… 51

4.4. Порядок выполнения практической работы ……………..…………… 58

4.5. Контрольные вопросы ………………………………….……………… 59

Практическая работа 5. Метаморфические горные породы

5.1. Особенности генезиса и классификации метаморфических

горных пород ………………………………………………………..………. 60

5.2. Характеристика массивных пород ……………………………………. 63

5.3. Характеристика сланцевато-полосчатых пород ……………………… 65

5.4. Порядок выполнения практической работы ……………..…………… 67

5.5. Контрольные вопросы ………………………………….……………… 67

Практические работы 6 и 7. Геологические карты и разрезы

6.1. Общие сведения о геологических картах и их информативности ...… 68

6.2. Залегание горных пород и их изображение на картах ………..……… 76

6.3. Составление геологического разреза …………………………………. 83

6.4. Порядок выполнения практической работы …………………………. 84

6.5. Контрольные вопросы …………………………………………………. 85

Приложение. Геохронологическая (стратиграфическая) шкала

(длительность эр, возраст в млн лет) ………………………….…………… 87

Библиографический список ……………………………………...………… 88

ГЕОЛОГИЯ

Учебное пособие для практических занятий

Челябинск

Издательский центр ЮУрГУ

2018

УДК 550(075.8)

Т19

Одобрено

учебно-методической комиссией

архитектурно-строительного института ЮУрГУ

Рецензенты:

Б. А. Пужаков – главный геолог ООО НПП «ЧелГео», канд. геол.-минерал. наук;

Е. И. Пестрякова – доцент кафедры «Геоэкология и природопользования» ЧелГУ, канд. геогр. наук

Т19	Таранина, Т. И. Геология: учебное пособие для практических занятий / Т. И. Таранина. – Челябинск: Издательский центр ЮУрГУ, 2018. − 90 с.

УДК 550(075.8)

ВВЕДЕНИЕ

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА 1

ФИЗИКО-ДИАГНОСТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МИНЕРАЛОВ

Цель – приобрести умения и навыки определения отдельных важнейших физико-диагностических свойств минералов, а также научиться диагностировать по комплексу свойств минеральные виды - давать название минералам.

Оборудование – коллекции минералов шкалы Мооса, стеклянные пластинки, керамические пластинки (бисквит), 5…10%-ный раствор соляной кислоты, конспекты лекций, учебные пособия [1, 6, 7, 8, 9] и подготовленный дома трафарет таблицы 1.

Теоретические основы минералогии кратко описаны нами в учебном пособии [8], в разделе 2.2. Знакомство с физико-диагностическими свойствами минералов мы рекомендуем начинать на примере минералов шкалы Мооса (табл. 2), которая включает в себя 10 минералов, широко распространенных в земной коре.

Физико-диагностические свойства минералов – это физические, химические и другие их свойства, которые определяются макроскопически (на глаз) и зависят от их химического состава и внутреннего строения - кристаллической решетки. Минералы отличаются друг от друга не отдельными свойствами, но комплексом свойств, которые необходимо диагностировать, чтобы дать название минерала - определить принадлежность изучаемых зерен к тому или иному минеральному виду.

Минеральные виды слагают, главным образом, горные породы в виде индивидов - отдельных зерен или кристаллов. В горных породах крайне редко встречаются крупные индивиды – размером более 3…5 см., чаще - индивиды средних и мелких размеров – менее 3..1 мм, которые находятся в сростках друг с другом – в виде агрегатов, но при этом нужно стараться определять свойства отдельных зерен – индивидов. Рассмотрим важнейшие диагностические свойства минералов и способы их определения.

Дата: 2019-02-25, просмотров: 362.

12 3 4 5 6 7 8 9 10 Следующая ⇒