Какие минералы и горные породы используются в строительстве

Граниты – широко распространенные в природе кислые породы, содержащие 65–75 % SiO2. В их состав входит полевой шпат, кварц и темноцветные минералы (биотит, роговая обманка), которые сообщают светло-серую или красную окраску этим породам. Прочность при сжатии у них колеблется от 100 до 250 МПа, плотность 2500–2800 кг/м 3 . Они являются малопористыми породами, обладают низким водопоглощением, высокой морозостойкостью и сопротивляемостью истиранию, сравнительно легко поддаются механической обработке. Из всех вулканических пород граниты наиболее широко используются в строительстве, так как они являются самой распространенной из интрузивных пород. Их применяют для изготовления облицовочных плит цокольных этажей зданий, лестничных ступеней и полов, бордюрных камней, при строительстве мостов, гидротехнических сооружений, в качестве щебня для бетона, бутового камня при устройстве фундаментов зданий.

Диориты – зернистые массивные породы, среднего состава, состоят из плагиоклазов и роговой обманки. Окраска – темно-серая, темно-зеленая до черной. Они характеризуются высокой прочностью при сжатии (180–300 МПа), повышенной плотностью и ударной вязкостью, хорошей полируемостью и стойкостью против выветривания. Эти свойства позволяют использовать диориты в качестве материалов, противодействующих различным вибрационным воздействиям (подпорные камни, фундаменты мостовых сооружений и др.), а также применять как ценный декоративный материал [32].

«Простые» камни. Как определить? Геология, минералы и горные породы

Габбро – основные породы, состоящие из полевых шпатов, авгита и оливина. Это тяжелые породы с плотностью около 3100 кг/м 3 и прочностью при сжатии 200–280 МПа, отличающиеся высокой вязкостью, которая затрудняет их обработку. Структура габбро гранитная, преимущественно крупнозернистая, цвет серый, темно-зеленоватый, коричево-зеленый или черный. Применяются для покрытий дорог, облицовки, в производстве щебня.

Диабазы имеют скрытокристаллическую структуру, характерную тем, что промежутки между переплетенными кристаллами плагиоклаза заполнены мелкозернистой авгитовой массой. Цвет меняется от зеленого до зеленовато-серого. Диабазы отличаются значительной вязкостью, высокой прочностью при сжатии (от 300 до 450 МПа), имеют средние значения твердости и обрабатываемости и хорошо полируются. Они обладают малой истираемостью, поэтому используются для дорожных покрытий, в качестве отделочного материала и сырья для каменного литья.

Лабрадориты – породы из семейства габбро, составной частью которых является минерал лабрадор, обладающий характерной для него иризацией – яркими переливами цветов: синего, голубого, зеленого, золотистого и др. Благодаря этому лабрадориты являются ценным декоративным и облицовочным материалом.

Вулканические туфы – пористые породы, образовавшиеся в процессе уплотнения вулканического пепла. Кроме последнего в их состав входят кремнезем, глина и продукты разложения пепла. Они различны по строению и характеризуются непостоянными физико-механическими свойствами. Наиболее уплотненными вулканическими туфами, содержащими повышенное количество растворимого кремнезема, являются трассы, используемые в качестве декоративных добавок к цементу.

Урок 12 Горные породы и минералы

Туфовые лавы – образовались при быстром вспенивании изливающихся лав при резком падении давления и одновременном примешивании к ней разнообразного вулканического материала. Как и вулканические туфы, они обладают большой пористостью и стекловатой структурой. Крупное месторождение туфовой лавы находится в Армении – так называемый артикский туф. Он имеет розовато-фиолетовый цвет различных оттенков и обладает высокой морозостойкостью, малой теплопроводностью, легко обрабатывается, но не полируется. Из туфовой породы выпиливают камни правильной формы для кладки и облицовки стен, а отходы от ее разработки используют в качестве бутового камня и заполнителя в легких бетонах.

Пески – мелкообломочные рыхлые осадочные горные породы, состоящие из округлых и угловатых зерен (песчинок) различных минералов и обломков пород размером 0,16–5 мм. Пески состоят преимущественно из кварца, наиболее устойчивого к химическому выветриванию минерала. Присутствуют также полевые шпаты, слюды, амфиболы.

Вредной примесью к пескам являются глинистые и пылеватые фракции (0,05–0,005мм). При оценке качества песка как строительного материала учитывают его минеральный и зерновой составы, пористость, коэффициент фильтрации и др. Истинная плотность песков составляет 2,64 г/см 3 , насыпная – около 1200 кг/м 3 . Они служат главным сырьем для получения керамики, стекол, бетонов, растворов, силикатных автоклавных материалов, для дорожных покрытий [33].

Песчаники – образуются путем цементации зерен песка при просачивании через них разнообразных минеральных растворов. Их прочность, определяемая видом природного цемента, характером его сцепления с зернами песка, плотностью породы колеблется в пределах от 1 до 150 МПа. Наиболее прочными из них являются кремнистые песчаники, малопрочными – глинистые. Их применяют для получения стенового и бутового камня, щебня, а также декоративно-отделочного материала.

Глинистые породы – состоят более чем наполовину из мельчайших (менее 0,01–0,001 мм) чешуеобразных частиц глинистых минералов. Глины образуются при выветривании полевошпатовых и некоторых других силикатных пород и состоят преимущественно из глинистых минералов типа каолинита, монтмориллонита и гидрослюд.

Большинство глин – полиминеральные, однако среди них имеются наиболее ценные мономинеральные, в частности, каолинитовые. Полиминеральные глины – сырье для производства кирпично-черепичных изделий, грубой керамики, глинозема, огнеупоров и т.д. Каолинитовые (белые) глины представлены в основном минералом каолинитом. Они используются в производстве фарфорофаянсовых изделий, цемента, шамота.

Магнезиты – светлоокрашенные породы, состоящие из минерала магнезита (MgCO3). Прочность и плотность их выше, чем у известняков, но в природе они встречаются реже. Магнезиты являются сырьем для производства огнеупорных изделий, а также для изготовления минеральных вяжущих (каустического магнезита) и изделий на их основе.

Доломиты – состоят из минерала доломита, представляющего собой двойной карбонат кальция-магния (СаСО3∙MgCO3). По структуре и свойствам они близки к плотным известнякам. Окрашены в белый, серый и желтый цвета. При выветривании доломиты покрываются рыхлым желтовато-серым налетом (доломитовой мукой).

Камневидные доломиты характеризуются плотностью от 2700 до 2900 кг/м 3 и прочностью при сжатии 60–150 МПа. Они более твердые и плотные породы, чем известняки. Доломиты применяют наравне с известняками как строительный камень (плиты, бут, щебень) и сырье для производства каустического доломита и доломитовой извести, а также при получении огнеупоров и теплоизоляционных материалов, стекла и т.п.

Мергели – представляют собой природную тонкую механическую смесь известняка и глины в разных соотношениях. Содержание СаСО3 в них колеблется от 25 до 75 %. Мергели – тонкозернистые, однородные по структуре, желтые, серые, темно-серые, неустойчивые к химическому выветриванию породы с физико-химическими свойствами, зависящими от содержания глины. Плотность 1900–2500 кг/м 3 , а предел прочности при сжатии – 60 МПа. Мергели являются лучшим сырьем для производства цементов.

Метаморфические сланцы – образуются из магматических или осадочных пород путем метаморфизации. Наиболее сильно изменяются глины, которые уже при слабом влиянии метаморфизма превращаются в глинистые сланцы, а с дальнейшим его усилением претерпевают полную перекристаллизацию и переходят в филлиты – темно-серые и красноватые тонкосланцеватые породы. Глинистые сланцы – твердая глинистая порода сланцеватого сложения, образовавшаяся из сильно уплотнившихся и частично перекристаллизовавшихся глин под влиянием большого давления. Они значительно тверже глин, не размокают в воде – при нахождении в ней они не переходят в пластическое состояние. Состоят сланцы из очень мелких глинистых частиц, а также листочков слюды, мелкой пыли, полевых шпатов, зерен кварца и других минералов; цвет имеют преимущественно темно-серый; легко раскалываются на тонкие ровные пластинки и, обладая достаточной плотностью, твердостью и водостойкостью, применяются как долговечный кровельный материал.

Гнейсы – светлоокрашенные серые, красноватые и других оттенков кристаллически-зернистые породы. По минеральному составу сходны с гранитами, из которых они образовались в результате перекристаллизации под большим давлением.

Гнейсы имеют так называемое сланцеватое строение, причем составляющие их минералы вытянуты в направлении, перпендикулярном направлению давления, что придает им красивую полосатую текстуру. По плотности и прочности в направлении, перпендикулярном сланцеватости, гнейсы мало отличаются от гранитов. Сланцеватость облегчает добычу и обработку гнейсов, но уменьшает их прочность вдоль слоев и стойкость против выветривания. Гнейсы сравнительно легко раскалываются по плоскостям сланцеватости и могут расслаиваться при попеременном замораживании и оттаивании. Они являются самыми распространенными метаморфическими породами, их используют в виде облицовочных плит, для кладки фундаментов, в качестве мостильного и бутового камня.

Кварциты – метаморфическая разновидность кремнистых песчаников с перекристаллизованными зернами кварца, которые срослись между собой так, что цементирующее вещество неразличимо. Они имеют цвет белый, желтый, серый или, в зависимости от примесей, красный, фиолетовый, темно-вишневый. Кварциты хорошо противостоят выветриванию, имеют предел прочности при сжатии 100–400 МПа при плотности 2800–3000 кг/м 3 . Они отличаются слабым сцеплением с вяжущими, большой хрупкостью и трудно обрабатываются; имеют высокую огнеупорность, кислото- и щелочестойкость. Применяют их обычно в особо ответственных местах зданий и сооружений, например, для изготовления подферменных камней в мостах, для наружной облицовки в виде тесаного камня и облицовочных плит (красивые разновидности кварцитов – прекрасный декоративный и облицовочный материал); иногда из кварцитов изготовляют ступени лестниц. Кварциты используют также в виде бутового камня и щебня, они являются сырьем для производства огнеупорных (динасовых) изделий.

Мраморы – образовались из известняков (реже из доломитов) под влиянием высокой температуры и под действием огромных давлений в толще земной коры, вызвавших их перекристаллизацию. К главным породообразующим минералам относятся кальцит и доломит с возможными примесями кварца. Мраморы бывают белые, розовые, желтые, красные, черные и других цветов (в зависимости от примесей), в них часто имеются прожилки и узоры. Плотность 2600–2800 кг/м 3 , прочность при сжатии 100–120 МПа. Мраморы хорошо обрабатываются – пилятся, шлифуются и полируются.

Основная область применения мраморов – внутренняя отделка. Используют их в качестве декоративных и облицовочных материалов; из них изготовляют плиты для внутренней отделки зданий, плитки для полов, лестничные ступени, подоконные доски и другие изделия. При этом следует учитывать, что многие разновидности мрамора имеют сравнительно высокую истираемость, что ограничивает их применение для покрытий пола.

Мраморную крошку применяют при приготовлении цветных штукатурок, облицовочного декоративного бетона, мозаичных полов. Мраморы в наружной отделке зданий и сооружений под влиянием атмосферных факторов (важнейший из них – сернистый газ, содержащийся в воздухе промышленных центров и больших городов) быстро выветриваются, теряют блеск полировки, изменяют цвет.

Источник: studfile.net

ГОРНЫЕ ПОРОДЫ В СТРОИТЕЛЬСТВЕ

Скальные, магматические, метаморфические и осадочные породы являются хорошими основаниями зданий и сооружений, так как обладают жесткими связями, высокой прочностью и большой несущей способностью.

Монолитные или слабо трещиноватые скальные породы длительно удерживают крутые и вертикальные откосы, если только плоскости трещиноватости или напластования в массиве не наклонены в сторону падения склона, к оси выемки, к карьеру или котловану. При развитой трещиноватости склоны могут обваливаться, а из откосов будут происходить вывалы, сам откос может обрушиться. Породы, растрескивающиеся при выветривании, держат только пологие откосы, с которых не осыпается и не соскальзывает накапливающий мелки материал. Часто наиболее трещиноватые породы, обладающие сланцеватой или полосчатой текстурой — глинистые гнейсы, хлоритовые сланцы и др.

Из обломков скальных пород можно возводить земляные сооружения. Если порода легко выветривается или размокает, то из нее не рекомендуется возводить плотины, дамбы, подтопляемые насыпи. Относительно быстро размокают и выветриваются некоторые мергели, мел, аргиллиты, алевролиты, глинистые сланцы, трепел и другие породы.

Метаморфические и магматические горные породы с древнейших времён используются в строительстве в естественном виде, пройдя лишь поверхностную обработку:

Многие горные пород применяют в качестве различных строительных материалов. В табл. 11 указаны важнейшие свойства и область применения широко распространенных горных пород в качестве строительных материалов.

Применение горных пород в строительстве

ПРИЛОЖЕНИЯ

Характеристика минералов

СЕРА — название дано по химическому составу.

S — самородный элемент. Кристаллизуется в ромбической и моноклинной сингонии. Часто встречаются хорошо образованные кристаллы — таблитчатые, пластинчатые, бипирамидальные, тетраэдрообразные, двойники. Образует землистые, порошковые, сплошные, землистые агрегаты, друзы, натёки, налёты, корочки.

Цвет — разные оттенки жёлтого, реже — бурый до чёрного. Черта на керамической плитке остаётся бесцветная, белая, желтоватая. Блеск на гранях кристаллов алмазный, на изломе жирный, восковой. Кристаллы просвечивают, сплошные массы могут быть прозрачными и непрозрачными.

Твердость — 1-2 балла по шкале Мооса (т.к. минерал имеет молекулярную кристаллическую решётку). Плотность 2,05-2,08 г/см 3 . Спайность отсутствует. Излом раковистый. Хрупкая. Полупроводник, при трении заряжается отрицательно.

Ухудшает свойства строительных материалов. На поверхности земли слабоустойчива, переходит в Н2SO4 при взаимодействии с царской водкой, азотной и другими кислотами, растворяется в сероуглероде и керосине. Весьма легкоплавка (112,8ºС), загорается от спички (248ºС), горит голубым пламенем, выделяя SO2↑ с резким неприятным запахом.

Генезис магматический — при вулканических извержениях. Осадочное образование серы связывают с жизнедеятельностью анаэробных бактерий, выделяющих сероводород. Его неполное окисление и приводит к выпадению серы. Кроме того, она образуется за счёт разложения сернистых соединений металлов и гипсоносных толщ пород: при восстановлении сульфатов (главным образом, гипса) органическими веществами; при окислении сульфидов (преимущественно, пирита) на дне болот, лиманов, мелких заливов. Встречается по трещинам осадочных пород вместе с гипсом, ангидритом, известняком, доломитом, сидеритом, каменной солью в Туркмении, Поволжье, Дагестане, Приднестровье, Средней Азии, на Урале.

Сера широко используется в химической промышленности: три четверти добычи серы идет на получение серной кислоты, необходима она для получения искусственного волокна, азотистых соединений. Применяется сера так же для борьбы с сельскохозяйственными вредителями, в целлюлозно-бумажной, резиновой промышленности (вулканизация каучука), в производстве пороха и спичек, красок, стекла, цемента. В медицине, в кожевенном деле.

ГРАФИТ назван от греч. «графо» — пишу: чертит по бумаге.

C — самородный элемент, часто содержит примеси (до 13%). Кристаллизуется в гексагональной сингонии. Кристаллы таблитчатые и пластинчатые, очень редки (встречаются только в известняках). Агрегаты пластинчатые, тонкочешуйчатые, плотные, землистые.

Окраска от железо-чёрной до стально-серой, но примеси могут несколько изменять её. Черта остаётся блестящая чёрная или свинцово-серая. Блеск сильный металловидный (!), жирный или поверхность матовая. Иногда в тонких срезах просвечивает, выглядит зеленовато-серым.

Твёрдость 1. Плотность 2,09-3,23 г/см 3 . Спайность совершенная в одном направлении. Излом неровный. Хрупкий. Жирный на ощупь, растирается пальцами в чёрную пыль, пачкает руки. Обладает высокой электропроводностью.

На земной поверхности устойчив, с кислотами не взаимодействует. На графите, смоченном каплей медного купороса, выделяется пятно меди (отличие от молибденита). В пламени паяльной трубки не плавится. При нагревании с калиевой селитрой вспыхивает (выделяется СО2↑), при взаимодействии с азотной кислотой и бертолетовой солью образует графитовую кислоту.

Происхождение магматическое, метаморфическое, пегматитовое. Встречается в глинистых сланцах, редко — в гранитах. Может быть получен искусственно из антрацита. Месторождения графита есть на Урале, Тунгуске, Верхнем Саяне, Уссурийске, в Украине.

Графит используется очень широко, можно сказать, что нет ни одной отрасли, где бы он в той или иной степени не применялся. Необходим графит, главным образом, в металлургической промышленности для изготовления огнеупорных тиглей и для покрытия поверхности литейных форм (с целью предохранения отливки от пригара формовочной земли).

Графитовая жидкость применяется при объемном прессовании деталей автомобилей. Штампы, обволакиваемые этим веществом, обеспечивают высокую чистоту поверхности стальных заготовок, что исключает их последующую обработку на шлифовальных станках. Он применяется для изготовления графитовых блоков «атомных котлов» и изготовления космической техники, как смазочное вещество (в тех случаях, когда из-за высокого нагрева нельзя применять масла) и в паровых котлах в качестве антинакипного средства. Используют этот минерал в производстве электродов и дуговых углей, около 4% добываемого графита идёт на производство карандашей, черных красок, черной копировальной бумаги, типографской краски и китайской туши. Из графита получают искусственный алмаз.

ПИРИТ — от греч. «пир» — огонь (при ударе высекает искру), синонимы — серный колчедан и железный колчедан (по химическому составу), золото для дураков (устар., прост.).

FeS2 — сульфид. Кристаллизуется в кубической сингонии. Кристаллы в форме куба, октаэдра, пентагондодэкаэдра, очень часто размером до нескольких сантиметров, на гранях — взаимно перпендикулярная штриховка. Небольшие сплошные зернистые скопления, шаровидные, почковидные, лучисто-концентрические агрегаты, псевдоморфозы, вкрапленники, иногда рыхлые массы чёрного цвета.

Окраска латунно-жёлтая или ярко-жёлтая с бурой или пёстрой побежалостью (у халькопирита — темнее). Черта буро-чёрная, зеленовато-чёрная (!). Блеск металлический, особенно сильный на гранях кристаллов. Непрозрачен.

Твёрдость 6-6,5 (у халькопирита 3-4). Плотность 4,9-5,2 г/см 3 . Спайность отсутствует. Излом раковистый, неровный. Хрупкий. В природе неустойчив, переходит в лимонит и серную кислоту. В соляной кислоте не растворяется, в азотной растворяется в тонком порошке. Активный агент выветривания, даже в количестве 1-2% является вредной примесью в строительных материалах.

Слабо электропроводен, термоэлектричество. При нагревании растрескивается и сплавляется в магнитный королёк.

Происхождение магматическое и гидротермальное, экзогенное в восстановительных условиях зоны выветривания. Может быть получен искусственно. Встречается в диоритах, гранитах, серпентинитах, известняках, мергелях, мраморах, каменных углях, часто отдельные кристаллы в осадочных породах. На Урале, в Подмосковье, в Новгородской и Оренбургской областях, в Азербайджане.

Пирит — основное сырье для получения серной кислоты (содержит около 35-50% серы), огарки используются в качестве железной руды. Кроме того, из него извлекаются примеси: золото, медь, серебро, кобальт, никель и другие элементы. Пирит используется для очистки газовых отходов химических предприятий от хлора. Обладает способностью осаждать золото из растворов, на этом основано использование его для добычи золота, содержащегося в морской воде.

ГАЛЕНИТ назван от лат. «галена» — свинцовая руда, синоним — свинцовый блеск.

PbS — сульфид. Кристаллизуется в кубической сингонии. Кристаллы в форме куба, октаэдра, кубооктаэдра. Агрегаты сплошные и зернистые, вкрапленники, друзы, псевдоморфозы.

Окраска свинцово-серая. Черта серо-чёрная. Блеск очень яркий металлический, Твёрдость 2-3 (отличие от молибденового и сурьмяного блеска). Плотность 7,4-7,6 г/см 3 . Спайность совершенная (отличие от самородной платины) по трём взаимно перпендикулярным направлениям. Излом плоский полураковистый. Хрупкий. Полупроводник.

Легкоплавкий, с содой сплавляется в свинцовый королёк. Легко растворяется в азотной кислоте с выделением серы и выпадением белого осадка PbSO4↓. Раствор с соляной кислотой даёт белый осадок хлористого свинца, растворимого в горячей воде. Происхождение гидротермальное, осадочное. Можно получить искусственно.

Распространён на Алтае, Кавказе, в Забайкалье, в Средней Азии, Приморье, в Западной Сибири и Казахстане.

Галенит — главная руда для получения свинца; кроме того, из некоторых разностей извлекают серебро.

Свинец применяется в производстве аккумуляторных пластин, сплавов (баббит, типографский сплав, свинцовая бронза), в смеси с мышьяком для изготовления дроби (шрапнель). В кабельной и химической промышленности, в кислотном производстве (свинцовые трубы и листы), в рентгенотехнике (изолятор для рентгеновских лучей). Соединения свинца используются в производстве красок (свинцовые белила, жёлтая, сурик, крон), для приготовления сиккативов, растворяя которые в льняном масле получают олифы, и при изготовлении хрустального стекла.

ГАЛИТ назван от греч. «гальс» — соль, синоним — каменная соль.

NaCl — галоид (безводный хлорид). Кристаллизуется в кубической сингонии. Образует кристаллы кубические, октаэдрические, в некоторых месторождениях волокнистые. Агрегаты листоватые, волокнистые, сталактиты, вкрапленники, сплошные крупнозернистые массы, друзы, корочки, налёты.

Бесцветный, белый, различные оттенки, вызванные примесями. Черта белая. Блеск стеклянный или перламутровый, на выветрелой поверхности — жирный. Прозрачный.

Твёрдость 2. Плотность 2,1-2,2 г/см 3 . Спайность весьма совершенная по трём взаимно перпендикулярным направлениям. Излом раковистый, неровный. Очень хрупкий минерал. Сильный солёный вкус (у сильвина — горький). Слабоустойчив, ухудшает строительные свойства грунтов и стройматериалов.

Сильно растворим в воде (320-350 г/л), раствор NaCl реагирует с хлоридом серебра с выпадением белого творожистого осадка AgCl. Высокая теплопроводность, на угле легко плавится, окрашивая пламя в желтоватый цвет.

Происхождение хемогенное (осаждение в замкнутых водоёмах). В осадочных породах залегает пластами, но часто формы залегания каменной соли напоминают формы магматических пород — купола, потоки, линзы. Соликамск, Донбасс, Закавказье, Соль-Илецк, оз. Эльтон, оз. Баскунчак.

Галит применяется при изготовлении более полутора тысяч различных изделий, без него не обходится почти ни одна отрасль промышленности. Соль используется как важнейший пищевой продукт (среднее потребление соли 7 — 10 кг на человека в год), для консервирования мяса и рыбы, в холодильном деле. Используется для высаливания мыла и органических красок, для соления кож.

В металлургии — для хлорирующего обжига, в керамической промышленности — для глазурования глиняных изделий, в медицине, в производстве алюминия и хлорной извести, для очистки газов — гелия, неона, аргона. Галит служит сырьем для получения соляной кислоты, рудой для получения металлического натрия и хлора, а также всех соединений этих элементов.

Металлический натрий применяется для получения сплавов, как восстановитель в металлургии, в качестве катализатора в производстве органических соединений. В электропромышленности — для изготовления проводов (натриевые «жилы», покрытые медной оболочкой) и разрядных ламп.

Натриевые лампы применяются для уличного освещения, они в два раза ярче и почти в три раза долговечнее ртутных, повышают контрастность предметов. Натрий служит катализатором при получении синтетического каучука. Перекись натрия регенерирует воздух в кабинах космических кораблей и в подводных лодках.

Облако паров натрия, выпущенных из космической ракеты, позволяет определить её местоположение и уточнить траекторию полета. Установлено, что 1мм² каменной соли способен хранить до миллиарда единиц информации, что позволяет использовать крупицы соли в электронике. Натриево-серная аккумуляторная батарея способна запасать в пять раз больше энергии, чем свинцово-кислородная батарея равного веса. Натриевый теплоноситель используется в атомных реакторах. Галит добавляют в бетон для снижения температуры его застывания и в буровые растворы.

ФЛЮОРИТ назван от лат. «флюорум» — фтор. Синонимы — плáвень (см. примен.), плáвиковый шпат (из-за способности образовывать брусочки при раскалывании), вонючий шпат.

CaF2 — галоид. Кристаллизуется в кубической сингонии. Кристаллы в форме куба, октаэдра, двойники, иногда отдельные кристаллы диаметром до 25 см. Плотные, зернистые, землистые, шестоватые агрегаты, друзы, иногда зональные, псевдоморфозы.

Бесцветный, бледно-жёлтый, зеленоватый, фиолетовый, белый. Часто окраска зональная. Черта белая. Блеск стеклянный. Часто прозрачен.

Твёрдость 4 балла (минерал-эталон шкалы Мооса). Плотность 3,18 г/см 3 . Спайность совершенная по граням октаэдра. Излом неровный или плоскораковистый до занозистого. Хрупкий. Проявляется флюоресценция и фосфоресценция. Устойчив. Слабо растворяется в горячей соляной кислоте, в Н2SO4 полностью разлагается с выделением HF.

От карбонатов отличается отсутствием реакции на СО2. На угле сплавляется в эмаль (щелочная реакция), в пламени паяльной трубки обесцвечивается или бледнеет, светится, растрескивается, с трудом оплавляется по краям. Происхождение магматогенное, гидротермальное, пневматолитовое.

Встречается в магматических породах — гранитах, пегматитах, грейзенах совместно с кварцем, кальцитом. Забайкалье, Казахстан, Украина, Приазовье, Московская и Калининградская область, Узбекистан, Таджикистан.Флюорит является одним из важнейших видов минерального сырья, используемого в оптике. В химической промышленности из него получают препараты фтора, плавиковую кислоту. Применяют флюорит для производства цветных стёкол, эмалей, для электролиза алюминия. В его присутствии плавка металлов идёт быстрее, топлива требуется меньше, шлаки становятся более текучими и легче отделяются от металла.

КВАРЦ назван от нем. «кверертц», от «кверклюфтертц» — руда секущих жил. Разновидности: горный хрусталь — от «кристаллос» — лёд (считали разновидностью льда); аметист от «аметистос» — непьяный (цветом напоминает сильно разбавленное вино); мориóн — чёрный; раухтопáз — дымчатый; цитрин — лимонно-жёлтый; тигровый глаз, соколиный глаз, кошачий глаз — названы по окраске, др.

SiO2 — окисел. Кристаллизуется в тригональной сингонии. Кристаллы удлинённо-призматические с поперечной штриховкой на гранях, бипирамидальные, двойники, друзы. Агрегаты сплошные, зернистые, скрытокристаллические, сливные, плотные.

Окраска разнообразна: все цвета от белого до чёрного включительно, горный хрусталь бесцветен. Черты не даёт, царапает плитку. Блеск на гранях кристаллов стеклянный, на изломе жирный. Может быть водяно-прозрачным, полупрозрачным или непрозрачным.

Твёрдость 7 (эталон шкалы Мооса). Плотность 2,65 г/см 3 . Спайность отсутствует (отличие от топаза). Излом неровный, раковистый. Физические параметры очень стабильны. Обладает сопротивлением одноосному сжатию Rсж около 2000 МПа, Rрастяж около 100 МПа. Пьезоэлектрический эффект.

В природных условиях очень устойчив. В пламени паяльной трубки не плавится, температура плавления около 1700ºС. В кислотах не растворяется. Взаимодействует только с плавиковой кислотой HF и горячей фосфорной Н2РO4 .

Едкие и углекислые щёлочи воздействуют при повышенных температурах.

Образуется магматическим, гидротермальным и метаморфическим путём, а так же при перекристаллизации опала и халцедона. Составляет около 65% объёма земной коры. В магматических породах (гранитах, пегматита, кварцевых порфирах и др.) до 25%, в осадочных (песках, песчаниках) и метаморфических (кварцитах) до 100%. Урал, Украина, Приморье, Якутия, Кавказ.

Кристаллы кварца, обладающие уникальными физическими свойствами, применяются в электротехнике, ультразвуковой технике, оптическом приборостроении и других отраслях. В больших количествах кварц потребляется стекольной и керамической промышленностью (горный хрусталь и маложелезистый кварцевый песок), производством огнеупоров (динас).

Искромётные, чистой воды кристаллы горного хрусталя применяются в производстве стекол оптических инструментов, ювелирных, художественных изделий, химической посуды. Горный хрусталь, раухтопаз (дымчатый кварц), морион (чёрный кварц) используются в радиотехнике как стабилизатор радиоволны — позволяют передавать и принимать радиоволны строго определенной длины. Горный хрусталь применяется в автоматике и телемеханике, в высококачественных генераторах. Окрашенные разности кварца (аметист, цитрин, авантюрин, тигровый глаз, кошачий глаз и др.) употребляются как полудрагоценные и поделочные камни.

ХАЛЦЕДОН — от старинного названия города Вифания (Халкедон) на берегу Мраморного моря.

SiO2 — окисел. Кристаллизуется в триклинной сингонии. Скрытокристаллический, волокнистые, натёчные, плотные агрегаты, псевдоморфозы по другим минералам (по кальциту) и органическим остаткам (по древесным, по раковинам).

Окраска весьма разнообразна: все цвета от белого до чёрного включительно, полосатые разновидности — агаты и ониксы. Черты не даёт. Матовый, иногда восковой блеск. Просвечивает в тонких сколах.

Твёрдость 6,5-7. Плотность 2,6 г/см 3 . Спайность отсутствует. Излом раковистый с острыми режущими краями. Минерал вязкий. Высокоустойчивый, при выветривании образуется песок. Не плавится.

В кислотах не растворяется (за исключением HF).

Происхождение пегматитовое, гидротермальное, метаморфическое, экзогенное (выпадение из водных растворов с кварцем и опалом), кристаллизация опала. Встречается в гранитах, песчаниках, кварцитах, андезитах. Кавказ, Урал, Чукотка, Камчатка, Командорские острова, Восточная Сибирь, Забайкалье, Крым, Казахстан, Тянь-Шань, Грузия, Армения, Карелия, Закавказье, Дальний Восток.

Халцедон используется как абразивный материал для обработки твердых металлов, в точном приборостроении, при буровых работах. Его декоративная полосчатая разновидность — агат, — применяется для изготовления сувениров и ювелирных изделий. В химических лабораториях применяются агатовые ступки, призмы точных химических весов, детали электрических счетчиков. Корпуса часов, компасов и электросчетчиков, цапфы теодолитов и нивелиров, шарики для подшипников. Халцедон — высоко кислотоустойчивый материал.

ОПАЛ — название произошло от санскр. «упала» — самоцвет, драгоценный камень.

SiO2·nH2O — гидроокисел (4-34% Н2O). Аморфный минерал. Образует натёчные, шаровидные, почковидные агрегаты, сталактиты, сплошные, плотные, землистые массы, студнеобразные, ноздреватые накипи.

Окраска очень разнообразна и декоративна. Черта белая, бесцветная. Блеск стеклянный, восковой, перламутровый, матовый. Полупрозрачный, если содержит магний, железо, медь — непрозрачный.

Твёрдость 5,5-6,5 (у землистых разностей гораздо меньше). Плотность 1,9-2,3 г/см 3 . Спайность отсутствует. Излом раковистый, скорлуповатый. Минерал хрупкий. В природе устойчив, постепенно переходит в кварц и халцедон (от которого трудно отличим без химического анализа).

Порошок опала легко растворяется в горячих щелочах. В пламени паяльной трубки выделяет воду, иногда краснеет.

Происхождение гидротермальное или органогенное. Встречается в песчаниках, опоках, трепелах. Кавказ, Урал, Казахстан, Чукотка, Камчатка, Забайкалье, Алтай, Ульяновская, Саратовская, Курская, Днепропетровская области, Донецкая впадина.

Опал — один из самых красивых ювелирных камней, благородный и огненный опал используются как драгоценные камни. Опал технический — не обладающий декоративной окраской и оптическим эффектом опалесценции, применяется для получения шлифовальных порошков, гидравлических добавок, цемента и лёгкого кирпича. Используется как звуко- и теплоизолятор, наполнитель фильтров.

КОРУНД от санскр. kuruwinda — рубин. Разновидности: рубин, сапфир, лейкосапфир; наждáк.

Al2O3 — окисел. Сингония тригональная. Кристаллы хорошо образованные, — бочонковидные, веретенообразные, пирамидальные, пластинчатые, двойники, — шероховатые на гранях. Агрегаты — преимущественно вкрапленники, реже — зернистые скопления.

Наждак — белый или серый с синеватым или желтоватым оттенком; рубин — красный, сапфир — синий, лейкосапфир — бесцветный. Черты не даёт: царапает плитку. Блеск стеклянный до алмазного. Прозрачны кристаллы благородных разностей.

Твёрдость 9 (эталон шкалы Мооса). Плотность 3,95-4,1 г/см 3 . Спайность отсутствует, отдельность со штриховкой в трёх направлениях. Излом неровный до раковистого. Хрупкий. Очень устойчив.

В кислотах не растворяется, в пламени паяльной трубки не плавится. Противостоит жёсткому радиационному излучению. Корунд можно сваривать со стеклом и припаивать к металлам.

Происхождение магматическое, пегматитовое, метаморфическое. Встречается в роговиках, скарнах, кристаллических сланцах, плагиоклазах, вторичных кварцитах, часто в россыпях. Получают искусственно. Урал, Центральный Казахстан, Украина, Якутия.

Высокая твердость корунда определяет его практическое значение: порошок корунда применяется для шлифовки драгоценных камней, металлов, оптических стекол. Из сцементированных молотых корундовых пород изготовляют круги шлифовальных станков. Кроме того, в наклеенном на бумагу или полотно виде он дает наждачные шкурки.

Благородные разновидности — рубин и сапфир, — драгоценные камни. Они могут играть роль подшипников и опорных камней в часовых механизмах, обеспечивая высокую точность хода и продлевая их жизнь. Используются в электрических генераторах (лазерах), датчиках перепада давления в магистральных трубопроводах. Из искусственного бесцветного сапфира делают иллюминаторы в аппаратах высокого давления и температур, в вакуумных камерах. Перья самописцев в метеорологических приборах, изготовленные из рубина, в 300 раз долговечнее стальных.

МАГНЕТИТ — от имени пастуха Магнуса, обратившего внимание на то, что посох с железным наконечником прилип к камню, или от г. Магнесия в Малой Азии. Синоним — магнитный железняк.

Fe3O4 — окисел. Кристаллизуется в кубической сингонии. Часто встречаются хорошо образованные кристаллы с комбинированной штриховкой на гранях, двойники, параллельные сростки. Агрегаты — тонкодисперсные, вкрапленные зёрна, плотные или рыхлые сплошные массы.

Окраска железо-чёрная, иногда с синеватой побежалостью. Черта чёрная (у хромита бурая). Блеск металлический, полуметаллический или поверхность матовая. Непрозрачный.

Твёрдость 5,5-6,5. Плотность 4,9-5,2 г/см 3 . Спайность отсутствует, иногда проявляется отдельность. Излом неровный, раковистый, зернистый. Сильно магнитен, при нагревании до 580ºС магнитность исчезает, при охлаждении вновь появляется. В природе неустойчив, переходит в гематит, лимонит, сидерит.

В соляной кислоте растворяется только в порошке при нагревании. В пламени паяльной трубки не плавится, в окислительном пламени постепенно переходит в гематит.

Происхождение магматическое, метаморфическое, гидротермальное. Встречается в виде вкрапленников в габбро, россыпи в песках. Кривой Рог, Курская магнитная аномалия, Урал, Казахстан, Восточная Сибирь.

Магнетит — важнейшее сырьё для выплавки чугуна и стали — железная руда. Чистое железо применяют в химических лабораториях, в специальных точных приборах. «Белое железо» не ржавеет — колонна Чандрагупты в Дели сохраняет своё первоначальное состояние на протяжении 15 веков.

ГЕМАТИТ — от греч. «гематикос» — кровавый (по цвету порошка), кровáвик, красный железняк.

Fe2O3 — окисел. Кристаллизуется в тригональной сингонии. Кристаллы таблитчатые, пластинчатые, ромбоэдры, двойники. Агрегаты скрытокристаллические, чешуйчатые, пластинчатые, плотные, оолитовые, натёчные, землистые и сплошные массы.

Окраска кристаллических масс железо-чёрная, землистых — красная. Черта вишнёво-красная. Блеск металлический, полуметаллический или поверхность матовая. В тонких пластинках может быть полупрозрачным.

Твёрдость 5,5-6,0, некоторые разности гораздо менее твёрдые. Плотность 5,0-5,2 г/см 3 . Спайность отсутствует, отдельность по двум направлениям. Излом неровный, раковистый, полураковистый, землистый. В природе устойчив. Растворяется в концентрированной соляной кислоте.

В пламени паяльной трубки не плавится, в восстановительном пламени приобретает магнитность.

Происхождение магматическое, метаморфическое, низкотемпературное гидротермальное, часто экзогенное. Встречается в гранитах, сиенитах, андезитах. Урал, Центральный Казахстан, Курская магнитная аномалия, Украина.

Гематит — руда для получения железа. Кроме того, порошковидные разности используется для получения красной краски (мумия, железный сурик) и для изготовления красных карандашей. Кристаллы и плотные массы используются как поделочный камень.

ЛИМОНИТ от греч. «леймон» — луг (по месту образования на заливных лугах и заболоченных местностях, где минерал откладывается в виде осадка из водных растворов). Синонимы — луговáя руда, бурый железняк.

Fe2O3·nH2O — гидроокисел. Сингония ромбическая. Кристаллы редки — игольчатые, столбчатые, двойники, псевдоморфозы. Агрегаты ноздреватые, порошковатые, натёчные, почковидные, сталактиты, оолиты, плотные, пористые.

Окраска желто-бурая, ржаво-жёлтая, охряно-жёлтая, тёмно-бурая до чёрной. Черта желтоватая, светло-бурая (у боксита бледнее). Блеск на изломе тусклый полуметаллический, поверхность натёков лаковая, в других случаях матовый. Непрозрачен.

Твёрдость 1-5. Плотность 3,3-4,0 г/см 3 (у боксита меньше). Спайность отсутствует. Излом землистый. Хрупкий.

Слабоустойчив: под действием давления и повышенных температур теряет воду и переходит в гематит, магнетит. Медленно растворяется в соляной кислоте. При нагревании в стеклянной трубке разлагается на гематит и воду, плавится, при длительном нагревании становится магнитным.

Образуется экзогенным и биогенным путём из сидерита, пирита, халькопирита, гематита, серпентина, роговой обманки, авгита, биотита, железистых хромитов. Луговые и болотные руды, может быть цементом в осадочных породах или встречается самостоятельно. Урал, Липецкая, Тульская область, Керчь, Казахстан, Западная Сибирь, Карелия, Башкирия, Средняя Азия.

Лимонит служит рудой для получения железа. Порошковатый землистый лимонит используется как краска (охра, умбра).

КАЛЬЦИТ от лат. «кальцис» — известь. Синоним — известкóвый шпат; разновидности — исландский шпат, арагонит.

CaCO3 — карбонат. Кристаллизуется в тригональной сингонии. Кристаллы таблитчатые, пластинчатые, призматические, ромбоэдрические. Агрегаты зернистые, землистые, плотные, друзы, жеоды, натёки, сростки, корочки, псевдоморфозы.

Бесцветный, молочно-белый, иногда бледные оттенки голубого, жёлтого, зелёного, синего, фиолетового, тёмно-бурого цвета до чёрного. Черта белая Блеск стеклянный, на выветрелой поверхности перламутровый, матовая поверхность. Прозрачный (исландский шпат), полупрозрачный, непрозрачный.

Твёрдость 3,0-3,5 (эталон шкалы Мооса). Плотность 2,6-2,72 г/см 3 . Спайность совершенная по трём направлениям (по ромбоэдру). Излом ровный, ступенчатый, зернистый. Хрупкий. Обладает пьезоэлектрическим эффектом, кальциты некоторых месторождений люминесцируют белым и оранжевым цветом. Неустойчив. Легко растворяется в 10%-ной соляной кислоте с бурным выделением СО2↑.

Так же реагирует с уксусной кислотой (отличие от доломита, магнезита, ангидрита). Слабо растворяется в воде, особенно в присутствии СО2↑ (0,03 г/л), сообщает воде карбонатную жёсткость. В пламени паяльной трубки не плавится, растрескивается и разлагается на СО2↑+СаО, при этом наблюдается яркое свечение, окрашивает пламя в оранжевый цвет.

Происхождение осадочное, органогенное, метаморфическое, гидротермальное и при выветривании. Встречается в известняках, доломитах, мраморах, известковых туфах. Месторождения многочисленны: Восточная Сибирь, Украина, Киргизия, Ленинградская область, Кавказ. Исландский шпат встречается на Северном Кавказе, в Крыму, в Якутии. Кальцит может быть получен искусственно.

Кальцит используется в химической промышленности, в металлургии в качестве флюса и в производстве строительных материалов. Прозрачная бесцветная разновидность — исландский шпат, — является оптическим сырьем. Он двоит и поляризует лучи света, прозрачен почти для всех длин волн. Эти свойства используются в различных оптических приборах, астрономических измерительных инструментах, квантовых генераторах, радиоэлектронике, вычислительных устройствах, медицинской аппаратуре, в голографии и лазерной технике.

ДОЛОМИТ назван по имени французского минералога Деодáта Доломьé.

CaCO3·MgCO3 — безводный карбонат. Кристаллизуется в тригональной сингонии. Образует кристаллы в форме ромбоэдра, грани часто искривлены, седловидно-вытянуты. Агрегаты — плотные сплошные массы, землистые, часто пористые, редко крупнозернистые.

Окраска серовато-белая, желтоватая, бурые и зелёные оттенки, черный. Черта белая. Блеск стеклянный, перламутровый. Непрозрачен.

Твёрдость 3,5-4,5. Плотность 1,8-2,9 г/см 3 . Спайность совершенная по трём направлениям. Излом ровный, неровный, зернистый. Хрупкий. В зоне выветривания разрушается медленно.

При взаимодействии с 10%-ной соляной кислотой вскипает только в порошке (отличие от кальцита), растворяется медленно, без шипения. Уксусная кислота не действует (отличие от кальцита и известняка). В пламени паяльной трубки не плавится, растрескивается. Термолюминесценция.

Образование гидротермальное, гипергенное. Встречается в мраморах, известняках, образует одноимённую горную породу. Может быть получен искусственно. Урал, Московская область, Поволжье, Украина, Беларусь.

Доломит применяется как огнеупорный материал в металлургической промышленности, в качестве флюса при плавке руд, как сырьё для получения магния и его соединений, и как удобрение. Кроме того, доломит применяется как сырьё в цементной промышленности и строительный материал. Доломитовая мука в смеси с другими компонентами используется в качестве уплотнительной мастики для закупорки швов в крупнопанельном домостроении.

МАГНЕЗИТ от названия местности Магнесия в Греции. Синоним магнезиальный шпат.

MgCO3 — безводный карбонат. Кристаллизуется в тригональной сингонии. Кристаллы очень редки, ромбические, всегда вытянутые (отличие от мрамора). Агрегаты кристаллические, сплошные аморфные массы, натёки, псевдоморфозы.

Белый с серым или желтоватым оттенком, коричневый; аморфные массы белоснежные, кремовые, жёлтые, бурые, серые. Черта белая. Блеск у зернистых масс стеклянный, у плотных поверхность матовая. Непрозрачен.

Твёрдость 3,5-4,5. Плотность 2,9-3,1 г/см 3 . Спайность у кристаллических разностей совершенная по трём направлениям (по ромбоэдру), у аморфных — отсутствует. Излом у кристаллических масс зернистый, у аморфных — раковистый, неровный. Хрупкий. Неустойчив. Растворяется в горячих кислотах (отличие от кальцита, доломита), слабо растворяется в воде.

Не плавится, только растрескивается.

Происхождение гидротермальное, метаморфическое. Может быть получен искусственно. Встречается в доломитах, мраморах. Южный Урал, Иркутская область, Казахстан, Поволжье, Дальний Восток.

Магнезит, обожжённый при температуре 1500-1650º С, становится высокоогнеупорным, и используется в металлургической промышленности, для изготовления огнеупорных кирпичей, выдерживающих нагревание до 3000° C. Применяется он в обожженном виде для получения цемента Сореля, используемого при изготовлении точильных кругов; в производстве портландцемента. Магнезит — сырьё для искусственного мрамора, очень стойкой магнезиальной штукатурки, огнеупорных смесей с асбестом. Применяется в сахарной, резиновой, бумажной, химической промышленности, в производстве электроизоляторов. Из него получают серную кислоту, магний и его соединения. При нагревании до 750-800ºС получают каустический магнезит, образующий с MgCl2 и MgSO4 вяжущие вещества.

. АПАТИТ назван от греч. «апатао» — обманываю (часто путают с ювелирными камнями — бериллом, турмалином).

Ca5(PO4)3(F, Cl, OH) — фосфат. Кристаллизуется в гексагональной сингонии. Кристаллы игольчатые, короткостолбчатые, призматические, таблитчатые. Друзы, зёрна, плотные массы, тонкокристаллические агрегаты, землистые, волокнистые, лучистые, почковидные, шаровидные.

Бесцветные, чаще голубые, зелёные, фиолетовые, бурые, серые. Черта белая. Блеск на гранях стеклянный, на изломе жирный. Некоторые отдельные кристаллы прозрачны.

Твёрдость 5 (эталон шкалы Мооса) — отличие от берилла, турмалина, аквамарина. Плотность 3,17-3,22 г/см 3 . Отдельность. Излом зернистый, раковистый. Очень хрупкий. Слабоустойчив, растворяется в азотной и соляной кислотах. Раствор с HCl в соединении с аммиаком даёт белый студенистый осадок.

Порошок апатита, смоченный в серной кислоте, окрашивает пламя в зеленовато-голубоватый цвет. В пламени паяльной трубки плавится с трудом.

Происхождение магматическое, гидротермальное, пневматолитовое. Может быть получен искусственно. Встречается совместно с минералами щелочной магмы (нефелином и т. п.) в сиенитах, фосфоритах. Урал, Хибины, Забайкалье, Казахстан, Якутия.

Апатит называют «хлебным камнем» — применяется он для получения удобрений (суперфосфатов). Из отходов производства фосфорных удобрений изготавливают фосфорное стекло, пропускающее ультрафиолетовые лучи. Получают также сорта стекол, задерживающих инфракрасные тепловые лучи.

Применение фосфорного стекла дает возможность принимать солнечные ванны в помещении, наблюдать доменный процесс. Некоторые сорта фосфорного стекла выдерживают нагревание до 800° C. Фосфатные минералы находят применение в керамической промышленности для получения «костяного фарфора», в литейном деле — придают литью большую текучесть и, таким образом, литьё хорошо заполняет формы. В химической промышленности апатит используют для получения фосфора, ортофосфорной кислоты H3PO4, пирофосфорной кислоты H4P2O7 и других соединений фосфора, которые применяются в спичечной, керамической, текстильной, пищевой промышленности, военном деле, медицине. Насчитывается более ста отраслей народного хозяйства, где используются эти вещества.

ГИПС от греч. «гипсос» — мел, гипс. Разновидности — пластинчатый гипс «марьино стекло»; селенит от «селена» — Луна (по внешнему виду).

Ca[SO4]·H2O — сульфат. Сингония моноклинная. Кристаллы пластинчатые, игольчатые, столбчатые, линзовидные, часто двойники. Агрегаты сахаровидные, мраморовидные, крупнозернистые, сплошные, жилковатые, волокнистые, рыхлые, плотные, друзы.

Белый, серый, розовый, красный, синий, жёлтый, бесцветный. Черта белая. Блеск стеклянный, перламутровый, шелковистый или матовый. Прозрачный, полупрозрачный.

Твёрдость 1,5-2 (эталон шкалы Мооса) — отличие от ангидрита. Предел сопротивления одноосному сжатию Rсж 200 кг/см 2 . Плотность 2,32 г/см 3 . Спайность весьма совершенная в одном направлении, совершенная в двух направлениях. Излом ровный, раковистый, занозистый. Хрупкий. Листочки гибкие, но не упругие.

Слабоустойчив. Растворяется в воде в соотношении 1:400 (2-3,3 г/л), сообщает воде сульфатную жёсткость. Растворяется в соляной кислоте, не вскипая. При нагревании до температуры 60-70º С происходит дегидратация; при 107º С переходит в Ca[SO4]·½H2O, при смачивании водой схватывается; при 200ºС переходит в ангидрит, а при дальнейшем нагревании расщепляется и сплавляется в белую эмаль.

Типичный химический морской осадок, гидротермальное происхождение. Встречается в глинах, мергелях, песках или самостоятельно — образует одноимённую горную породу. Урал, Северный Кавказ, Прибалтика, Архангельская область, Приднестровье, Поволжье. Донбасс, Средняя Азия, Крым, Карелия, Татарстан, Тульская, Калужская, Рязанская область.

Гипс применяется в архитектурном и скульптурном деле — изготавливают строительные детали: карнизы, плиты, блоки, барельефы. Обожженный гипс применяется в качестве вяжущего вещества, добавляется к портландцементному клинкеру для замедления схватывания. Волокнистая разновидность — селенит, — обладает красивым лунным отливом и является поделочным камнем.

Его и другие разновидности гипса используют для изготовления декоративной настольной скульптуры малых форм. Из гипса получают серу, применяют их в бумажной промышленности, в медицине, в сельском хозяйстве в качестве удобрения, в производстве серной кислоты, цемента, эмалей, глазурей и красок. Прозрачный пластинчатый гипс используется в оптике.

АНГИДРИТ от греч. «ан» — приставка отрицания, «гидор» — вода. Синоним — кубический шпат (из-за формы обломков при раскалывании).

Ca[SO4] — безводный сульфат. Сингония ромбическая. Кристаллы редки; толстостолбчатые и призматические, нередко со штриховкой на гранях, двойники. Сплошные и зернистые массы, псевдоморфозы.

Белый с голубым, серым, красным оттенком, некоторые кристаллы бесцветны. Черта белая. Блеск стеклянный, перламутровый. Иногда прозрачен или просвечивает.

Твёрдость 3,0-3,5 (отличие от гипса). Плотность 2,8-3,0 г/см 3 . Спайность совершенная по трём направлениям. Излом неровный до занозистого. Хрупкий. Слабоустойчив. Растворяется в воде (2,1-3,3 г/л). При гидратации переходит в гипс, увеличиваясь в объёме на 30%.

Растворяется в кислотах, не выделяя СО2↑ (отличие от мрамора, известняка, доломита, магнезита). В порошке растворяется в серной кислоте. Сплавляется в белую эмаль.

Типичный химический осадок лагун, гидротермальный генезис. Встречается самостоятельно, образуя одноимённую горную породу, часто сочетается с галенитом и гипсом. Месторождения многочисленны: Приуралье, Донбасс, Литва, Архангельская область, Вологодская, Куйбышевская, Горьковская области.

Из ангидрита получают серу, применяют в бумажной промышленности, в медицине, в сельском хозяйстве в качестве удобрения, в производстве серной кислоты, цемента, эмалей, глазурей и красок. Используют для изготовления декоративной настольной скульптуры малых форм.

БАРИТ — от греч. «барис» — тяжёлый. Синоним — тяжёлый шпат (удельный вес больше среднего; способность раскалываться, образуя бруски).

(Ba,Sr)[SO4] — сульфат. Кристаллизуется в ромбической сингонии. Характерны друзы хорошо образованных кристаллов вытянутой, пластинчатой, призматической формы. Псевдоморфозы.

Белый, серый, красный, жёлтый, бурый, голубой, зелёный, бесцветный. Черта белая. Блеск стеклянный, перламутровый.

Твёрдость 3,0-3,5. Плотность 4,3-4,5 г/см 3 . Спайность совершенная в одном направлении, средняя в двух направлениях. Излом неровный. Минерал хрупкий. Устойчив.

В соляной кислоте не растворяется, растворим в концентрированной серной кислоте. В пламени паяльной трубки сплавляется в белый шарик, окрашивает пламя в карминно-красный цвет.

Типично гидротермальный генезис, реже метаморфический и гипергенный. Часто встречается в россыпях. Грузия, Приднестровье, Украина, Урал, Алтай, Туркмения.

ОЛИВИН назван от лат. «олива» — маслина (по сходству окраски). Разновидности — хризолит (драг.), форстерит.

2(Mg,Fe)O·SiO2 — силикат. Сингония ромбическая. Короткостолбчатые кристаллы редки. Зернистые агрегаты, псевдоморфозы.

Окраска оливковая от тёмно-жёлтой до тёмно-зелёной и чёрной. Черта бесцветная, белая (отличие от похожих). Блеск стеклянный, жирный. Хризолит прозрачен.

Твёрдость 6,5-7,0 (у серпентина 2,5-4,0). Плотность 3,2-3,5 г/см 3 . Спайность несовершенная. Излом неровный, раковистый. Малоустойчив. В соляной кислоте почти не растворяется, в серной кислоте образует гель SiO2. В пламени паяльной трубки не плавится.

Под воздействием гидротермальных растворов переходит в асбест, хлорит, магнетит, гематит, серпентинит, тальк, а затем в гидроокислы железа и марганца.

Типично магматогенный минерал, иногда пневматолитовый, реже метаморфический. Встречается в основных и ультраосновных горных породах (габбро, базальтах, перидотитах, дунитах, метеорах). Восточный склон Урала, Таймыр, Северный Кавказ, Сибирь.

Оливин применяется для изготовления огнеупорного форстеритового кирпича и как магнезиальное удобрение. Его благородная разновидность — хризолит, — используются в ювелирном деле.

ТОПАЗ назван по острову Топазос в Красном море.

Al2[SiO4](F, OH)2 — силикат. Сингония ромбическая. Кристаллы призматические, иногда достигают значительных размеров (до нескольких десятков килограммов), кристаллические группы. Агрегаты шестоватые, зернистые, массивные.

Голубой, соломенно-жёлтый, красноватый. Черту не даёт. Блеск стеклянный. Минерал прозрачный.

Твёрдость 8 (эталон шкалы Мооса), у кварца 7. Плотность 3,5 г/см 3 . Спайность совершенная (отличие от кварца) в одном направлении. Излом неровный. Хрупкий. В пламени паяльной трубки не плавится. Разлагается фосфорной солью с выделением скелета SiO2.На земной поверхности очень устойчив, поэтому часто образует россыпи.

Образуется пневматолитовым путём из летучих фтористых соединений, связанных с интрузиями кислых пород и гидротермальным путём. Может быть получен искусственно. Месторождения на Урале, в Украине, в Забайкалье.

Топаз — ювелирный камень, особенно ценятся розовые, голубые и тёмно-жёлтые.

СЕРПЕНТИН от лат. «серпенс» — змея из-за окраски, похожей на шкуру змеи. Синоним — змеевик.

MgO·SiO2·2H20 — силикат. Сингония моноклинная. Плотные массы, смятые в мелкие складки, агрегаты волокнистые, пластинчатые, зернистые. Часто содержит прожилки асбеста.

Тёмно-зелёный, оттенки жёлтого, бурого, почти белый. Пятнистый, полосчатый. Черта белая. Блеск восковой, жирный. Непрозрачный.

Твёрдость 2,5-4,0 (у оливина 6,5-7). Плотность 2,5-2,7 г/см 3 . Излом раковистый. Диэлектрик. Высокая вязкость. В серной и соляной кислотах разлагается с выделением кремнезёма SiO2. При нагревании в закрытой трубке выделяет много воды.

Постепенно переходит в магнезит, халцедон, опал, лимонит.

Образуется в результате метасоматических и гидротермальных изменений оливина, авгита, роговой обманки, интрузивных ультраосновных пород. Образует серпентиниты, змеевиковые сланцы.

Серпентин — чудесный поделочный и облицовочный материал. Отходы такого производства идут на изготовление огнеупорного кирпича.

МУСКОВИТ от лат. vitrum muscoviticum — московское стекло, т. к. в древности листы этого минерала вставляли в оконные проёмы вместо стёкол, и даже везли на экспорт в Европу. Слюда.

K2O·Al2O3·3SiO2·6H20 — водный силикат. Сингония моноклинная. Кристаллы редки — таблитчатые, короткопризматические, усечённо-пирамидальные, бипирамидальные. Агрегаты листовато-пластинчатые (площадью до 3-4 м 2 ), чешуйчатые, сростки, псевдоморфозы.

Окраска светлая: серая, желтоватая, зеленоватая, в тонких листах бесцветен. Черта белая. Блеск стеклянный, на плоскостях спайности — перламутровый. Прозрачен.

Твёрдость 2-3. Плотность 2,76-3,1 г/см 3 . Спайность весьма совершенная в одном направлении, по перпендикулярным направлениям — только несовершенная. Излом неровный. Легко расщепляется на тонкие гибкие упругие (отличие от талька) листочки. Высокая механическая прочность.

Очень высокое электрическое сопротивление, термическая прочность. Тонкие пластинки с трудом сплавляются в непрозрачную белую эмаль. В кислотах не растворяется. В природе устойчив, постепенно переходит в гидрослюды. Несколько снижает прочность строительных материалов.

Происхождение магматическое, пегматитовое, гидротермальное, метаморфическое. Является составной частью большинства магматических (кроме эффузивов!) и метаморфических пород, очень часто чешуйки слюд есть в составе осадочных пород. Может быть получен искусственно. Восточная Сибирь, Средний Урал, Кольский полуостров, Украина.

Мусковит — самый надежный и долговечный диэлектрик, применяемый в сложнейших энергетических установках, электронике, транзисторных приемниках, электрических выключателях. Используется в индустрии строительных материалов, деревообрабатывающей промышленности, производстве автомобильных стекол. В металлургии вставляется в окна печей. Измельчённый мусковит применяется при изготовлении толя, обоев, смазки, писчей бумаги, точильных камней, автомобильных шин, огнеупорных красок, а в склеенном и спрессованном виде (миканит) заменяет листовую слюду.

БИОТИТ — по имени французского физика Ж. Био. Слюда.

K2O·6(Mg,Fe)O·Al2O3·6SiO2·2H20 — силикат. Сингония моноклинная. Кристаллы редки — таблитчатые, короткопризматические, бипирамидальные, усечённо-пирамидальные. Агрегаты листовато-пластинчатые, чешуйчатые.

Окраска тёмная: бурая, коричневая, зелёная до чёрной; в результате выветривания приобретает бронзовый оттенок. Черта белая или зеленоватая. Блеск стеклянный, перламутровый, на выветрелых поверхностях — металловидный. Полупрозрачный.

Твёрдость 2-3. Плотность 3,02-3,12 г/см 3 . Спайность весьма совершенная в одном направлении. Излом неровный. Пластинки упругие. Обладает высокими электроизоляционными свойствами.

Растворяется в концентрированной серной кислоте с выпадением белого скелета кремнезёма, соляная кислота действует очень слабо. Плавится с трудом. Постепенно переходит в хлорит.

Происхождение магматическое, метаморфическое, метасоматическое из роговой обманки и авгита. Может быть получен искусственно. Встречается в гранитах, диоритах, гнейсах, слюдяных сланцах, редко в щелочных породах. Месторождения на Урале, в Забайкалье.

Биотит является высококачественным изолятором, применяется для производства бронзовой краски и жаростойких масс.

ТАЛЬК — старинное арабское название «talg» — минерал. Синонимы: жировик и мыльный камень (по ощущениям на ощупь), горшечный камень (в древности использовался для изготовления посуды).

3MgO·4SiO2·2H20 — силикат. Сингония моноклинная. Агрегаты листоватые, чешуйчатые, сплошные, мелкозернистые, плотные, псевдоморфозы.

Бледно-зелёный, белый с желтоватым, бурым, голубоватым, зеленоватым оттенком. Черта белая. Блеск жирный, перламутровый. Тонкие листочки прозрачны и полупрозрачны.

Твёрдость 1 (эталон шкалы Мооса). Плотность 2,7-2,8 г/см 3 . Спайность весьма совершенная в одном направлении. Жирный на ощупь. Листочки гибкие, но не упругие (отличие от мусковита). Плохо проводит электричество. Химически устойчив.

Хорошо сопротивляется выветриванию. Огнеупор. В пламени паяльной трубки белеет, расщепляется и с трудом сплавляется по краям в белую эмаль с твёрдостью 6.

Происхождение метасоматическое. Встречается в гидротермально изменённых ультраосновных породах и доломитах, образует тальковые сланцы. Урал, Карелия, Казахстан, Восточная Сибирь.

Тальк является кислотоупорным и огнеупорным материалом, электроизолятором. Используется в качестве машинной смазки, наполнителя в парфюмерно-косметической, резиновой и целлюлозно-бумажной промышленности. Адсорбент, сырьё для получения свето- и огнеупорной краски, в кондитерском деле и в электронной технике.

КАОЛИНИТ — от китайской провинции Кау-Линг.

Al2O3·2SiO2·2H20 — силикат. Сингония моноклинная. Кристаллы таблитчатые, чешуйчатые, листоватые размером менее 0,005 мм. Агрегаты землистые, рыхлые, чешуйчатые, плотные, тонкозернистые.

Отдельные чешуйки бесцветны, массы — белые с различными оттенками. Черта белая. В куске — матовый или жирный блеск. у отдельных чешуек и пластинок блеск перламутровый. Непрозрачен.

Твёрдость около 1. Плотность 2,58-2,63 г/см 3 . Излом землистый. Хрупкий. Липнет к языку. При взаимодействии с водой переходит в пластичное, а затем и в текучее состояние. Слабо набухает, почти не обладает адсорбирующими способностями, при высыхании даёт усадку.

Жирный на ощупь, в руках легко растирается в порошок, отчётливый запах глины при увлажнении. Легко растворяется в серной кислоте, особенно при нагревании. С соляной и азотной кислотой почти не взаимодействует. Не плавится. Устойчив на земной поверхности в условиях кислой среды.

Происхождение экзогенное (гидротермальное низкотемпературное) в результате выветривания кремнезёма. Встречается в глинистых горных породах, реже самостоятельно. Урал, Восточная Сибирь, Закарпатье, Украина, Западная Сибирь, Казахстан.

Каолинит является важнейшим сырьём для фарфорофаянсовой, керамической, химической, текстильной, бумажной, электроизоляционной и красочной промышленности. Каолиновая вата используется в качестве теплоизоляционного материала в различных печах, газовых турбинах, топках, паровых котлах, камерах сжигания, трубопроводах перегретого пара. Из нее делают уплотняющие электроизоляционные прокладки, фильтры для горячих и химически агрессивных газов и жидкостей. Используется каолинит и в строительном деле как водозадерживающий материал.

МОНТМОРИЛЛОНИТ от названия местности во Франции — Монтмориллон.

(Mg, Ca)O·Al2O3·SiO2·nH20 — силикат. Сингония моноклинная или ромбическая. Кристаллики пластинчатые, листоватые, чешуйчатые с расплывчатыми контактами размером менее 0,005м мм. Массы глиноподобные, плотные, землистые, чешуйчатые.

Белый с серым, голубовато-серым, красным, бурым, розовым, зеленоватым оттенком. Черта светлая, обладает оттенком, соответствующим цвету образца. Поверхность матовая или с восковым блеском. Непрозрачный.

Твёрдость 1. Плотность 2,2-2,99 г/см 3 . Спайность отсутствует, иногда наблюдается отдельность. Излом землистый, раковистый. Хрупкий. Обладает высокой поглощающей способностью, поэтому при увлажнении сильно разбухает, увеличивается в объёме в 18-20 раз. Устойчив, возможен ионный обмен с окружающей средой. В кислотах частично разлагается с образованием студенистого осадка.

В пламени паяльной трубки не изменяется, после прокаливания утрачивает адсорбирующие свойства. Присутствие глинистых минералов в песчаниках или известняках резко снижает их водостойкость и морозостойкость.

Образуется осадочным путём, встречается в продуктах выветривания основных пород (щелочная среда). Месторождения многочисленны: Кавказ, Крым, Приднестровье, Закавказье.

Монтмориллонит используется более чем в 200 отраслях народного хозяйства. Это великолепный адсорбент (очистка нефти, масел, соков, вин и т. д.), омыляющий материал (обезжиривание шерсти в текстильной промышленности и т. д.). Применяется в мыловарении, резиновой, бумажной промышленности, керамическом производстве, пищевой промышленности, в сельском хозяйстве (удобрение и добавка в корм скоту). С помощью монтмориллонита смягчают жёсткость воды, приготовляют глинистые буровые растворы, придают бетону водостойкость.

АВГИТ — от греч. «авге» — блеск.

(Ca, Na, Mg, Fe, Al)[(Si, Al)2O6] — силикат, пироксен. Сингония моноклинная. Отдельные кристаллы короткостолбчатые, таблитчатые, часто двойники. На срезе кристаллы выглядят как 8-угольник. Сплошные зернистые массы, псевдоморфозы по другим минералам и наоборот.

Тёмно-зелёный, зеленовато-чёрный, буровато-чёрный. Черта бесцветная, светлая серо-зелёная (у роговой обманки темнее). Блеск стеклянный или поверхность матовая. Непрозрачен.

Твёрдость 5,0-6,5. Плотность 3,2-3,6 г/см 3 . Спайность ясная под углом 87-88º (у роговой обманки 56º). Излом неровный, раковистый. Хрупкий, придаёт горным породам хрупкость, затрудняет полировку. В кислотах не растворяется.

Среднеустойчив, частично переходит в роговую обманку, каолинит, хлорит, серпентин, гидроокислы железа, тальк.

Происхождение магматическое, метаморфическое. Встречается в магматических породах основного состава (габбро, базальт, перидотит, порфирит, туфы), тёмноокрашенных (отличие от роговой обманки). Никогда не встречается совместно с кварцем.

Источник: allrefrs.ru

Строй-справка.ру

Горные породы, применяемые в строительстве

Горные породы, применяемые в строительстве

Горные породы — плотные или рыхлые агрегаты разнообразных минералов или обломков каких-либо пород. Они имеют относительно постоянный минеральный состав и специфическое внутреннее строение, определяемое структурными и текстурными особенностями.

Под структурой породы понимают совокупность особенностей ее строения, которая обусловлена степенью кристалличности, формой и размерами зерен, а также соотношением составных частей минеральных компонентов и цемента. Текстура же характеризуется совокупностью признаков, определяемых взаимным расположением и распределением составных частей породы в занимаемом ею объеме. Она отображает особенности ее внешнего облика: слоистость, сланцеватость, пористость, массивность, расцветку, декоративность (рис. 8.2). Породы могут быть мономинеральными, т. е. состоять из зерен одного минерала, и полиминеральными, когда произошло срастание двух или нескольких минералов, различных по химическому составу и свойствам.

Все породы по происхождению разделятся на три типа:
магматические (первичные), образование которых связано с остыванием магмы (силикатного расплава сложного состава) в различных термодинамических условиях земной коры, определяемых совокупностью воздействия высоких температуры и давления, а также концентрацией минеральных компонентов, содержащихся в расплаве;
осадочные (вторичные) породы, сформированные на поверхности земли в условиях низкой температуры и атмосферного давления. Они являются результатом накопления продуктов разрушения других, ранее образованных пород, выпадения различных химических образований из водной среды и накопления продуктов жизнедеятельности растительных и животных организмов на суше и в воде;
метаморфические (измененные) породы, образовавшиеся из осадочных и магматических пород путем полного или частичного их преобразования под влиянием высоких температуры и давления, горячих минерализованных растворов и раскаленных газов, циркулирующих в земной коре, и др. Ниже приводится описание генетических типов пород.

В зависимости от условий образования магматические породы разделяются на глубинные (интрузивные), излившиеся (эффузивные) и полуглубинные (гипабиссальные). Глубинные породы образуются на больших глубинах в условиях высоких температуры и давления, медленного и равномерного остывания магмы. Оно завершается формированием разновидностей с полнокристаллической структурой, массивной текстурой и равномерным распределением минеральных составных частей в массе породы, любые участки которой одинаковы по составу и структуре (рис. 8.3). Излившиеся породы появляются на поверхности земли в условиях низкой температуры и атмосферного давления при быстрой отдаче теплоты и быстром выделении газообразных веществ из лавы с образованием в ней многочисленных пор, сохраняющихся и после затвердевания.

Поэтому они отличаются неполнокри-сталлической структурой с обилием аморфного стекла, неоднородной текстурой и чередованием в ее объеме участков с неодинаковыми составом и структурой (рис. 8.4). Полуглубинные породы образуются на некоторой глубине от поверхности земли при изменяющемся режиме понижения температуры, в результате чего из магмы выделяются разноразмерные кристаллы одного и того же минерала: крупные, образовавшиеся в первую, и мелкие, появившиеся во вторую фазы кристаллизации. Структуры этих пород отличаются разнозернистостью и называются порфировидными.

В составе магматических пород существенное значение имеют оксиды Si02; AI2O3; FeO; MgO; CaO; Na20; K2O; H2O и особенно первый, являющийся надежной характеристикой их химического состава. В зависимости от количественного содержания кремнезема все магматические породы разделяются на ультракислые — свыше 75%; кислые — от 65 до 75%; средние — от 52 до 65%; основные — от 40 до 52% и ультраосновные — менее 40% кремнезема. С уменьшением его содержания возрастает плотность и темнеет окраска магматических пород, так как в их составе увеличивается количество более тяжелых железисто-магнезиальных силикатов. Главнейшими минералами магматических пород являются: кварц, полевые шпаты, плагиоклазы, нефелин, слюды, авгит, роговая обманка и др. Калиевые полевые шпаты и кислые плагиоклазы, кварц и слюды встречаются преимущественно в кислых породах; средние плагиоклазы и роговая обманка — в средних, а основные плагиоклазы и авгит — в основных породах.

Формы залегания магматических пород разнообразны. Глубинные породы залегают в виде батолитов — огромных (до 160 000 км2) массивов неправильной формы; штоков — массивов изометричной формы, отличающихся от батолитов меньшими (до 100 км2) размерами; лакколитов — грибообразных тел, соединяющихся подводящими каналами с очагами магмы, и жил — плитообразных тел, образованных внедрением магмы в трещины пород.

Типичными формами излившихся пород являются потоки, покровы и купола (конусы). Потоки представляют собой плоские тела, вытянутые в направлении движения жидких лав. Покровы имеют равновеликие Длину и ширину и образуются при массовых трещинных излияниях лав на больших площадях. Купола — конусообразные массы излившихся пород, приуроченных к месту поверхностного излияния.

Остывание магматических массивов сопровождается значительным сокращением их объема с появлением многочисленных, закономерно расположенных трещин, разбивающих массив на отдельные блоки различной величины и формы — отдельности. Установление направления трещин отдельности имеет большое практическое значение при разработке магматических пород: оно облегчает их добычу, упрощает механическую разделку пород и вместе с тем эти трещины в известной степени ограничивают возможность использования их трещиноватых разновидностей в строительных целях, так как они становятся досадными дефектами изготовляемой штучной продукции.

Глубинные породы имеют высокие показатели прочности, средней плотности, а также незначительную пористость, с которой связаны весьма низкое водопоглощение, высокие теплопроводность и морозостойкость. Из этой группы рассматриваются граниты, сиениты, диориты, габбро, перидотиты и пирокеениты, расположенные в порядке уменьшения в них кремнезема.

Сиениты — средние породы, содержащие до 65% SiCh. В отличие от гранитов в них отсутствует свободный кварц. Сиениты содержат до 50—70% кислых полевых шпатов (чаще ортоклаз) и около 25% цветных минералов (роговая обманка и биотит). Из-за отсутствия кварца они являются более мягкими и одновременно более вязкими породами вследствие значительного содержания роговой обманки.

Сиениты окрашены обычно в светлые серые, розоватые или зеленоватые тона, имеют среднезернистую структуру и массивную однородную текстуру. Их предел прочности при сжатии составляет 150—180 МПа, а средняя плотность — 2600—2800 кг/см3. В связи с отсутствием кварца они обрабатываются и полируются лучше гранитов. Сиениты встречаются реже, что снижает их значение как строительного камня.

Диориты являются средними (60—65% SiCh) породами, состоящими из средних плагиоклазов (до 75%) и роговой обманки (25%), наряду с которой могут присутствовать авгит, биотит. Окраска диоритов темно-серая, темно-зеленая до черной. Они характеризуются полнокристаллической равномерно-зернистой структурой и массивной текстурой, высокой прочностью при сжатии (180—300 МПа), большими плотностью и средней плотностью (до 2900 кг/м3), повышенной ударной вязкостью и достаточной устойчивостью к выветриванию, хорошей полируемостью. Эти свойства позволяют использовать диориты в качестве материалов, противодействующих различным вибрационным воздействиям (подпорные камни, фундаменты мостовых сооружений и др.), а также применять как ценный декоративный материал. Месторождения этих пород сравнительно редки и известны на Украине, Кавказе, Урале, в Средней Азии и реже в Крыму.
Габбро — основные породы, содержащие от 40 до 52% Si02. Из них наиболее распространенными являются массивные полнокристаллические породы серого, темно-серого и темно-зеленого цвета, сложенные примерно равными количествами основного плагиоклаза и диаллага (разновидности авгита). Разновидности габбро, состоящие почти из одного основного плагиоклаза Лабрадора (более 85%), называются лабрадоритами. Они имеют серую и черную окраску с красивыми переливами в синих и зеленых тонах за счет иризации (отражения световых лучей от внутренних плоскостей спайности этого минерала), благодаря чему являются ценным декоративным и облицовочным материалом.

Габбро — тяжелые породы с почти одинаковыми истинной плотностью и средней плотностью около 3100 кг/м3, прочностью при сжатии 200—280 МПа, отличающиеся высокой вязкостью, которая затрудняет их обработку. Месторождения габбро широко Распространены в Карелии, на Кольском полуострове, Украине и др.

Перидотиты и пироксениты — ультраосновные бесполевошпатовые полнокристаллические породы, содержащие менее 40% SiCh и сходные по своим свойствам. Постоянными минеральными компонентами перидотитов являются оливин (30-—70%), авгит и гиперстен, а пироксениты состоят почти целиком из последних. Обе породы часто содержат примеси рудных минералов, повышающих их среднюю плотность (3000—3400 кг/м3). Отличаются крупно- и среднезернистой структурой и массивной текстурой. Высокая твердость этих пород затрудняет разработку месторождений, а высокая вязкость осложняет их обработку, вследствие чего они применяются в качестве материалов особого назначения в специальных гидротехнических и других сооружениях, для внутренних интерьеров гражданских зданий, а также как поделочный и художественный материалы.

Излившиеся породы являются аналогами глубинных по составу, но сильно отличаются от них структурными особенностями и текстурой. Наличие неполнокристаллической и стекловатой структур, а также немассивной, часто пористой текстуры неблагоприятно отражается на стойкости их к выветриванию и стабильности прочностных показателей. Однако среди них обнаруживается немало плотных и прочных разновидностей, широко применяемых в строительстве: кварцевые порфиры и липариты, бескварцевые порфиры (ортофиры) и трахиты; порфириты и андезиты; диабазы и базальты, расположенные в приведенном порядке по тому же признаку уменьшения кремнезема, что и в группе глубинных пород.

Кварцевые порфиры и липариты — излившиеся аналоги гранитов. Кварцевые порфиры относятся к древним, а липариты — к нововулканическим породам. От гранитов они отличаются порфировой структурой с наличием в мелкозернистой или стекловатой массе породы вкрапленников — крупных кристаллов кислого полевого шпата и реже кварца.

Цветные силикаты наблюдаются в виде мелких чешуек биотита или тонких иголочек роговой обманки. Кварцевые порфиры окрашены в красновато-бурые тона и являются плотными породами со средней плотностью 2400—2600 кг/м3.

Предел прочности при сжатии изменяется у них от 130? до 180 МПа в зависимости от содержания кварца и вулканического стекла, значительно повышаясь при увеличении первого и одновременном снижении второго в массе породы. От количества, размеров и степени разрушения вкрапленников зависит пористость пород, с которой связаны величина их водопоглощения и морозостойкости.

Липариты — более легкие и пористые по сравнению с кварцевыми порфирами породы белого, светло-серого цвета, содержащие небольшие вкрапления кислого ортоклаза и среднего плагиоклаза, а также повышенное количество нераскристаллизованного вулканического стекла. Обе эти породы применяют для изготовления тесаного камня, бута, щебня и др. Декоративный вид и способность полироваться позволяют применять некоторые разновидности липаритов наравне с гранитами для отделочных работ. Месторождения этих пород имеются на Кавказе (Армения), Урале, в Средней Азии, а также в Казахстане.

Бескварцевые порфиры (ортофиры) и трахиты являются соответственно древними и молодыми излившимися аналогами сиенитов. У ортофиров сильно изменен минеральный состав в связи с появлением в нем вторичных минералов: каолинита, карбонатов, хлоритов и др., которые уплотняют породу, заполняя ее пустоты, и способствуют образованию вторичной микрозернистой структуры.

Бескварцевые порфиры окрашены в серовато-зеленый или красновато-бурый цвета. Трахиты — пористые и сильно шероховатые породы белой, серой, желтоватой окраски с ясно выраженной порфировой структурой.

Соотношение вкрапленников (кислый полевой шпат) и вулканического стекла в породе сильно варьируется: встречаются плотные зернистые разновидности со средней плотностью от 2200 до 2600 кг/м3 и вместе с тем сильнопористые, напоминающие пемзу. Высокая пористость трахитов способствует их быстрому выветриванию. Они менее прочны, быстро истираются и маломорозостойкие.

Предел прочности при сжатии обеих пород невысок и составляет 60—70 МПа. Их используют для изготовления бута, щебня, колотой и тесаной шашки, а также как кислотоупорные материалы. Красивые разновидности ортофиров (алтайские) применяют для отделочных работ. Эти породы хорошо поддаются обработке, но не полируются и быстро истираются. Их месторождения известны на Кавказе (Армения, Пятигорск), на Урале, Алтае, в Казахстане и др.

Порфириты и андезиты — плагиоклазовые излившиеся аналоги диоритов соответственно древне- и нововулканического возраста. Отличаются пористой текстурой и порфировой структурой с вкрапленниками плагиоклазов или роговой обманки, повышенной выветрелостью и наличием вторичных силикатов — серицита, хлорита и др.

Заполняя поры пород, они окрашивают их в сероватые и зеленоватые тона, вследствие чего порфириты называют зеленокаменными породами. Свежие порфириты являются плотными породами со средней плотностью до 2500—3000 кг/м3 и пределом прочности при сжатии 160—250 МПа.

Андезиты — менее выветрившиеся серые, желтовато-серые или буроватые пористые породы, сложенные авгитом или роговой обманкой и средним плагиоклазом— андезином, которые встречаются в виде вкрапленников в основной массе плотной или пористой мелкозернистой породы. Порфириты и андезиты достаточно плотные (2700—3100 кг/м3) и прочные породы, с пределом прочности при сжатии от 140 до 250 МПа.

Широкий разброс ее значений зависит от пористости. Высокие показатели прочности относятся главным образом к плотным роговообманниковым и авгитсодержащим разновидностям андезитов. Обе породы используют как дорожный камень; пористые легкие разновидности андезитов идут на изготовление стенового материала, из плотных андезитов получают кислотостойкие материалы. Красивые разновидности порфиритов применяют для отделочных работ. Порфириты распространены на Кавказе, Урале, в Средней Азии, на Алтае, Дальнем Востоке, а андезиты — на Украине, Кавказе, в Восточной Сибири.

Особой разновидностью вулканических стекол является пемза, образовавшаяся при быстром остывании средних и кислых лав на поверхности воды или влажной почвы, сопровождаемом бурным выделением паров и газообразных компонентов. Она отличается высокой пористостью (до 60—80%) и легкостью (средняя плотность в пределах 300—900 кг/м3), малым пределом прочности при сжатии (от 1,5 до 6 МПа) и теплопроводностью 0,12—0,20 Вт/(м-К). Пемза негигроскопична, характеризуется достаточной морозо- и огнестойкостью. Используется как заполнитель в легких бетонах и гидравлическая добавка в производстве цемента. Месторождения ее известны на Северном Кавказе, в Армении, Средней Азии и на Камчатке.

К вулканогенным породам относят рыхлые вулканические пеп-лы, пески и сцементированные — вулканические туфы, туфовые лавы.

Вулканические пеплы — мелкие порошкообразные массы частиц неправильной формы, выброшенные во время извержений и осевшие на поверхности лавовых потоков, а также вокруг вулканических конусов. Они состоят из мельчайших обломков вулканического стекла и кристаллических зерен некоторых минералов, особенно кварца. Размеры частиц вулканических пеплов колеблются от 0,1 до 2 мм.

В пеплах содержится свыше 65% частиц мельче 0,15 мм преимущественно кремнистого состава. Рыхлые массы, сложенные более крупными частицами (до 5 мм), называются вулканическими песками. Вулканические пеплы являются активными минеральными добавками при производстве цементов. Их месторождения распространены в Крыму (Карадаг).

Туфовые лавы образуются при быстром вспенивании изливающихся лав при резком падении давления и одновременном примешивании к ней разнообразного вулканического материала. Количественное соотношение лавы и твердого обломочного материала в ней варьирует в широких пределах с образованием многочисленных разновидностей, различных по составу, строению, окраске и физико-механическим свойствам. Как и вулканические туфы, они обладают большой пористостью и стекловатой структурой. Представителем этих пород может служить артикский туф — декоративный и стеновой материал розово-фиолетового цвета со средней плотностью 750—1400 кг/м3 и плотностью около 2,6 г/см3, пористостью от 45 до 70% и теплопроводностью 0,55—0,62 Вт/(м-К).

Вулканические туфы и лавы отличаются стойкостью к выветриванию, малой теплопроводностью, хорошей морозостойкостью, легко обрабатываются, но не полируются. Прочность их составляет 5—20 МПа, а более плотных — до 50 МПа. Употребляются в качестве стенового материала, бутового камня. Отходы от их разработки используют как заполнитель в легких бетонах. Месторождение туфовых лав находится в Армении.

Осадочные породы представляют особый интерес для строителей, так как служат основаниями и средой для различных сооружений и повсеместно доступны в качестве строительных материалов. Они имеют вторичное происхождение, поскольку исходным материалом для их формирования являются продукты разрушения ранее существовавших пород. Процесс образования осадочных пород протекает по схеме: физическое и химическое выветривание пород, механический и химический перенос, отложение и накопление продуктов их разрушения и, наконец, уплотнение и цементация рыхлого осадка с превращением его в породу. .Все осадочные породы имеют одинаковые формы залегания в виде пластов, с которыми связаны их характерные текстурные признаки — слоистость и пористость. Последняя особенно важна, так как оказывает большое влияние на физико-механические свойства пород: прочность, среднюю плотность, водопоглощение, морозостойкость, механическую обработку и др.

Осадочные породы отличаются многообразием структур (рис. 8.5) и текстур с широким варьированием формы, размеров частиц и их соотношения у различных представителей. Для них характерно большое разнообразие минеральных компонентов, более простых по химическому составу, и являющихся преимущественно осадочными новообразованиями, совпадающими по составу с некоторыми магматическими минералами. Среди породообразующих минералов встречаются осажденные из водных растворов карбонаты, сульфаты, водный кремнезем; вторичные (глинистые) продукты выветривания материнских пород — каолинит, монтмориллонит; слюдистые минералы, гидроксиды А1 и Fe; реликтовые минералы, сохранившиеся без изменения, — магматический кварц, полевые шпаты, а также обломки пород различного генезиса и остатки организмов. Некоторые представители осадочных пород растворяются в воде, например каменная соль (галит), гипс, известняки.

По условиям образования осадочные породы делятся на три группы: обломочные, химические и органогенные. Между ними существуют переходные разновидности смешанного генезиса.

Породы обломочного (механического) происхождения являются продуктами механического разрушения каких-либо материнских пород и сложены преимущественно обломками устойчивых к выветриванию минералов и пород. Они разделяются по крупности обломков на грубообломочные, среднеобломочные (песчаные), мелкообломочные (пылеватые) и тонкообло-мочные (глинистые). Среди них только глинистые породы являются продуктами химического разложения материнских пород, остальные же породы сложены обломками, не подвергшимися существенному выветриванию. Независимо от размеров частиц обломочные породы могут быть рыхлыми или сцементированными.

К рыхлым грубообломочным породам относятся разновидности с окатанной и угловатой формой, образовавшиеся в результате накопления крупных обломков. Среди них выделяют обломки размером 1000—100 мм, называемые валунами (окатанные) или глыбами (угловатые); 100—10 мм — галькой (окатанные) или щебнем (угловатые); 10—1 мм — гравием (окатанные) или дресвой (угловатые).

Валуны (валунный камень) состоят из грубоокатанных обломков, обработанных и перенесенных водой или ледником. По генезису валунный камень может быть ледниковым, речным, морским, озерным. Более мелкие его разновидности размером 120—300 мм называют булыжным камнем. Крупный валунный камень, поступающий на строительство, нуждается в предварительной переработке на штучный материал — шашку, бутовый камень и др.

Глыбы, щебень идресва представляют собой скопления угловатых обломков скальных пород, разнородных по минеральному составу. Эти отложения особенно характерны для пустынных и полярных районов с интенсивно протекающими процессами физического выветривания. Они достаточно широко распространены в средней и северной полосе европейской части нашей страны.

Песчаные (среднеобломочные) породы представляют собой рыхлую смесь зерен с размерами от 1 до 0,1 мм. Их принято разделять по крупности зерен на крупнозернистые с диаметром частиц от 1 до 0,5 мм; среднезернистые — 0,3—0,5 мм; мелкозернистые — от 0,25 до 0,1 мм. Пески состоят преимущественно из кварца, наиболее устойчивого к химическому выветриванию минерала.

Чистые кварцевые пески светлой окраски являются мономинеральными породами. Смешанные (полимиктовые) пески состоят из смеси минералов, в которых кроме кварца находятся полевые шпаты, слюды, амфиболы и др.

Среди них наибольшее распространение имеют аркозовые пески красного или серого цвета, преимущественно кислого полевошпатового состава, с небольшой примесью кварца и других минералов. Наибольшей чистотой и однородностью зерен отличаются морские и золовые отложения; морские и речные пески имеют окатанную, а ледниковые — угловатую, наиболее благоприятную для строительных целей форму зерен.

Вредной примесью к пескам являются глинистые и пылеватые фракции (0,05—0,005 мм). При оценке качества песка как строительного материала учитывают его минеральный и гранулометрический составы, форму зерен, пористость, коэффициент фильтрации и др. Плотность песков составляет 2,64 г/см3, а средняя плотность — 1800 кг/м3. Они служат главным сырьем для получения керамики, динаса, стекол, бетонов и растворов, кирпича; используются для дорожных покрытий, в абразивном производстве. Распространены повсеместно.

Они отличаются просадочностью, легко размокают в воде. Используются в цементной промышленности как добавка в бетоны, в производстве кирпича, черепицы и др. Распространены в европейской части нашей страны, на юге Украины, в Средней Азии, южной Сибири.

Глинистые (тонкообломочные) породы состоят более чем наполовину из мельчайших (менее 0,01—0,001 мм) чешуеобразных частиц глинистых минералов, среди которых не менее 25% имеют размеры менее 0,001 мм. Глины образуются при выветривании полевошпатовых и некоторых других силикатных пород и состоят преимущественно из глинистых минералов типа каолинита, монтмориллонита и гидрослюд с примесью кварца, слюды, вторичного кальцита, опала и др. Большинство глин — полиминеральные, однако среди них имеются наиболее ценные мономинеральные: каолинитовые и монтмориллонитовые разновидности. Главным фактором при применении глин в строительстве и производстве строительных материалов является их минеральный состав.

Полиминеральные глины — сырье для производства кирпич-но-черепичных изделий, грубой керамики, глинозема, огнеупоров и т. д.

Каолинитовые глины сложены в основном каолинитом и сравнительно свободны от примесей оксидов железа. Они представляют собой белые тонкозернистые, жирные на ощупь малопластичные породы, являющиеся продуктами разложения (гидролиза) алюмосиликатов диссоциированной водой, содержащей свободные ионы водорода и растворенную СО2.

Каолинитовые глины относятся к континентальным отложениям и образуются в условиях кислой среды. Они используются в произ-водстве фарфорофаянсовых изделий, цемента, шамота. Месторождения каолинитовых глин находятся на Урале, Украине, в Сибири и др.

Монтмориллонитовые глины появляются при разложении вулканических пеплов в щелочной среде. Среди них выделяются сильно набухающие в воде натровые глины с преобладанием катиона Na над катионами Са, Mg и К и неразбухающие кальциевые — с преобладанием Са над катионами Na и Mg.

К первым относятся бентониты и флоридины, породы белой, серовато-белой, розоватой и другой окраски, характерная особенность которых — сильное набухание при увлажнении с увеличением объема примерно в 16 раз и более и высокая адсорбционная способность. Большинство этих глин обладает резко выраженной пластичностью при затворении водой, сохраняя при высыхании приданную им форму, а после обжига образуют камневидные массы. С увеличением в глинах механических примесей пластичность их быстро снижается. Монтмориллонитовые глины являются замечательными адсорбентами, так как обладают высокой поглотительной способностью. Их месторождения имеются в Крыму, Приднепровье, Закарпатье, Средней Азии, Грузии.

Сцементированные обломочные породы образовались путем цементации рыхлых пород разнообразными химическими веществами. Наиболее прочным является кремнеземистый цемент (вторичный кварц, опал, халцедон), менее прочны железистый (лимонит), карбонатный (кальцит) цементы, малой цементирующей способностью отличается глинистый цемент. Ниже приводится описание главных представителей этой группы.

Брекчии — компактные породы, состоящие из угловатых обломков дресвы или щебня, сцементированных каким-либо цементом. Петрографический состав этих обломков отличается однородностью. Угловатая форма обломков обеспечивает хорошее сцепление их с природными цементами, поэтому брекчии, при некоторых видах цементов, имеют достаточно высокую прочность и используются как отделочные камни. Брекчии имеют ограниченное распространение.

Конгломераты — сцементированные природным цементом скопления гальки, гравия, мелких валунов и др., отличающиеся от брекчии пестротой петрографического состава, широким диапазоном прочности (от 5 до 160 МПа) и изменением средней плотности в интервале 1500—2900 кг/м3. По сравнению с брекчиями конгломераты отличаются меньшей прочностью, так как окатанный обломочный материал довольно слабо связывается с цементом. Практическое значение этих пород невелико, однако их характерная структура (вяжущее + рыхлый материал) является прототипом самой распространенной структуры ИСК. Слабо сцементированные их разновидности используют для получения балласта, а красивые — как отделочные, декоративные камни. Мощные отложения конгломератов известны в Крыму и Средней Азии.

Песчаники образуются путем цементации зерен песка при просачивании через них разнообразных минеральных растворов. В зависимости от разновидности цементов различают кремнистые, известковые, железистые, гипсовые, глинистые, битуминозные и другие виды песчаников. Их прочность определяется видом природного цемента, характером его сцепления с зернами песка, плотностью породы.

Она колеблется в пределах от 1 до 150 МПа и выше, а средняя плотность — от 1900 до 2800 кг/м3. Наиболее прочными (100—150 МПа и более) являются кремнистые песчаники со средней плотностью до 2800 кг/м3. Малой прочностью отличаются глинистые песчаники, легко разрушающиеся при насыщении водой или циклическом замораживании и оттаивании; известковые песчаники неводостойкие.

В битуминозных песчаниках битум, пропитывающий толщи пород, составляет до 20% их массы. Окраска песчаников зависит от цемента: кремнистые и известковые имеют белые и светлые тона, железистые — желтые и красноватые и т. д. Их применяют для получения стенового камня, бута, щебня, а также декоративного отделочного материала. Разновидности песчаников, содержащие не менее 97% кремнезема, идут на изготовление кислотоупорных материалов и сырья, для получения огнеупоров, абразивов и др., используются в сооружениях. Широко распространены в Карелии, на Украине, в Поволжье и др.

Породы химического происхождения (хемогенные) образовались в результате выпадения из истинных и коллоидных водных растворов различных веществ. Важное значение имеют слаборастворимые и подвижные соединения карбонатов Са и Mg, а также легкорастворимые сернокислые и галоидные соединения — гипсы и ангидриты, осаждающиеся при испарении пересыщенных растворов в замкнутых морских бассейнах или озерах, к которым относятся отложения плотных и оолитовых известняков и известковых туфов, магнезита.

Важным структурным признаком этих пород являются форма и размеры зерен с характерным для них появлением ооли-тов — скорлуповатых зерен округлой или эллипсоидальной формы размером от 1 до 5 мм и сферолитов — кристаллических агрегатов игольчатого строения, а также зернистых структур. Текстуры химических пород аналогичны обломочным. Окраска их разнообразна и зависит от примесей. Ниже приводится описание пород этой группы.

К карбонатным породам относятся микрозернистые (афанито-вые) известняки, а также мономинеральные породы, сложенные кальцитом, с зернистой или кристаллической структурой, пористой или кавернозной текстурой; в зависимости от текстуры средняя плотность известняков изменяется в пределах 2600—2000 кг/м3, снижаясь до 1000 кг/м3 у сильнопористых и кавернозных разновидностей. Пористость прочно сцементированных известняков не превышает десятых долей процента, а у слабосцементированных — достигает 15—20% и выше. Окраска их разнообразна: белая, серая, желтоватая— до черной в зависимости от примесей. Месторождения хемогенных известняков известны в европейской части нашей страны, в Крыму, на Кавказе и др. Используют их в строительстве.
Оолитовые известняки сложены оолитами кальцита, равномерно погруженными в цементирующую массу углекислого кальция или, реже, глины и плотно соприкасающимися между собой. Они — пористые, малоустойчивые к выветриванию и недостаточно морозостойкие породы. Прочность наиболее плотных их разновидностей мала и составляет всего 16—20 МПа. Применяют их для изготовления воздушной и гидравлической извести, цемента и др. Широко распространены в Крыму, Молдавии, на Урале, Кавказе и др.

Известковые туфы — высокопористые, ноздреватые породы, сложенные кальцитом, выпадающим из холодных и горячих углекислых источников при выходе их на поверхность земли. Они отличаются легкостью, небольшой средней плотностью (до 1650 кг/м3) и малой прочностью, обычно около 10 МПа, хотя у плотных разновидностей (травертино), образовавшихся из горячих источников, она может достигать 80 МПа. Из известковых туфов получают известь, применяют их в производстве цемента, а также в качестве стенового, декоративного материала (травертино) и в строительстве. Их месторождения известны в районе Санкт-Петербурга, Крыму, на Кавказе (Пятигорск).

Магнезиты — светлоокрашенные породы, состоящие из минерала магнезита. Прочность и плотность их выше, чем у известняков, но в природе они встречаются реже. Магнезиты являются сырьем для производства огнеупорных изделий, а скрытокристалличе-ские разновидности — плотностью 2,9—3,0 г/см3 — для изготовления минеральных вяжущих (каустического магнезита) и изделий на их основе. Наша страна богата крупными месторождениями высококачественного магнезита, главнейшие из которых находятся на Южном Урале, Дальнем Востоке и др.

Сульфатные породы. Главными представителями их являются гипс и ангидрит — мономинеральные породы зернисто-кристалли-ческой структуры, сложенные минералами одноименного названия с возможными небольшими примесями глины, песка, органических веществ и др. Гипсы имеют светлую (белую, желтую, серую до темной)окраску, в зависимости от примесей характеризуются пределом прочности при сжатии около 80 МПа и средней плотностью 2200 кг/м3.

Ангидриты — более плотные породы с пределом прочности при сжатии 60—80 МПа и средней плотностью от 2800 до 2900 кг/м3. Гипс и ангидрит служат сырьем для производства вяжущих, а на их основе — гипсобетонных изделий; применяются как стеновой материал, а также для внутренней отделки зданий. Месторождения их известны в европейской части нашей страны на Средней Волге, в Башкирии, на Урале, в Средней Азии, на Украине, в Донбассе, на Кавказе и др.

Породы органогенного происхождения образовались при непосредственном или косвенном участии организмов, способных извлекать из растворов или морских вод необходимые для их жизнедеятельности соединения и концентрировать их в твердых частях тела. Для этих пород характерны цельнораковинные (биоморфные) и органогенно-детритовые структуры, состоящие из обломков раковин. Из этой группы рассматриваются породы кремнистого (силициты) и карбонатного составов.

Кремнистые породы сложены опалом, минералами группы халцедона и осадочным кварцем. Они образуются в холодных морях, реже в озерных водоемах при непосредственном участии диатомовых водорослей, радиолярий, губок и других организмов, концентрирующих в своих скелетах опал. Среди них выделяют пластовые породы и конкреционные, сложенные кремнистыми желваками (конкрециями), которые встречаются реже первых и часто рассеяны в других породах — известняках, глинах. Главными представителями пластовых пород являются диатомиты, трепелы, опоки и яшмы, образующие отложения большой мощности.

Диатомиты — белые или желтоватые рыхлые породы, состоящие из мельчайших слабосцементированных кремнистых скорлупок — диатомей. Макроскопически они похожи на мел, от которого отличаются отсутствием реакции вскипания с НС1 и повышенной гидрофильностью. Диатомиты —- легкие (средняя плотность 400—950 кг/м3), не тонущие в воде с высокой (до 90—92%) пористостью породы.

Трепелы — светлоокрашенные рыхлые, легкие и пористые опаловые породы, внешне неотличимые от диатомитов, одинакового с ними химического и минерального состава и несколько большей средней плотностью (500—1300 кг/м3). По физико-химическим свойствам они близки между собой: высокопористы, огнеупорны и кислотоупорны, плохо проводят звук и теплоту, отличаются большим водопоглощением, используются как адсорбенты, изоляционные, фильтрующие, шлифующие строительные материалы. Крупные месторождения диатомитов и трепелов имеются в европейской части нашей страны, Поволжье, а также в Грузии, на Украине.

Опоки представляют собой сцементированные кремнистым веществом трепелы или диатомиты. Состоят они из опалового кремнезема, количество которого варьируется за счет непостоянного содержания в их составе примесной глины. Опоки — крепкие и очень легкие, сильнопористые породы палевого, светло-желтого, серого всех оттенков до черного цвета.

Некоторые их разновидности внешне сходны с трепелами и диатомитами (мягкие опоки), другие же являются камнеподобными, твердыми и плотными породами. Средняя плотность опок колеблется от 1200 до 1500 кг/м3 и находится в соответствии с их высокой пористостью (до 30—40%). Они имеют низкий предел прочности при сжатии — до 1—3 МПа, и, как правило, не морозостойкие. Применяются в качестве стенового материала, заполнителей в легких бетонах, дорожного материала, сырья для получения белых вяжущих веществ и различных добавок. Крупные месторождения опок находятся в районах Средней и Нижней Волги, на Урале.

Яшмы сложены микрозернистым (скрытокристаллическим) халцедоном Si02 и отличаются полосчатой темно-красной, желтовато-зеленоватой или черной окраской. Являются очень твердыми, крепкими, однородными тонкозернистыми породами и используются в качестве прочного декоративного и поделочного материала. Они широко распространены на Урале, Тянь-Шане и других древних складчатых областях.

Кремни (конкреционные силициты) встречаются в разнообразных вмещающих породах в виде пластов, линз, желваков и состоят из опала и халцедона, иногда с примесью кварца. Наиболее распространены однородные, очень твердые микрозернистые, часто полосчатые, серого, красноватого, черного цвета кремни. Они используются исключительно как абразивный материал.

Среди осадочных пород органогенного происхождения значительное место занимают каустобиолиты — горючие полезные ископаемые: каменный уголь, жидкая нефть, горючие газы, торф и др! Все они являются продуктами жизнедеятельности организмов (главным образом растений), создающих совершенно новое вещество из газов атмосферы и воды за счет энергии Солнца (фотосинтеза, см. 7.2).

Для образования этого нового вещества служат либо органическое вещество растений — древесины, корней, листьев, плодов, клеточной ткани, споры, кожицы (кутикулы) высших растений и их смолистых выделений, либо продукты их разрушения, либо органическое вещество простейших животных. Изменение таких органических веществ с превращением в ископаемую горючую породу происходит в условиях свободного доступа кислорода, вследствие чего протекают не только процессы окисления (горения), но и переход этого органического вещества в газ (истлевание).

В условиях когда отсутствует свободный доступ кислорода и не имеется, следовательно, горения, например процессы протекают под толстым слоем застойной воды, органическое вещество (водоросли, мелкие животные) накапливается и медленно разлагается или гниет. Происходит восстановление и обогащение водородом с переходом вещества в битум или сапропель (гнилой ил), а в последующий период времени — формирование углей, горючих сланцев и нефти. Из ископаемых сапропелитов наиболее распространены горючие сланцы — темные, тонкослоистые плиточные породы, легко загорающиеся, с резким запахом жженной резины. Они состоят из 50—60% и более горючего вещест-ва (остатков водорослей и однородной разложившейся массы).

Остальная часть горючих сланцев — неорганическая, преимущественно кремнеземистая или карбонатная. В отличие от других пород, именуемых сланцами (глинистыми, слюдистыми и др.) и относящихся к горным породам метаморфического происхождения, горючие сланцы не являются следствием метаморфизма пород и, как отмечалось выше, имеют тонкослоистую и плиточную текстуры, т. е. название «сланцы» условное, по некоторому отдаленному сходству с ними.

Горючие сланцы не используют как топливо вследствие большой их зольности. Они подвергаются перегонке на газ с получением побочного продукта в виде сланцевого дегтя, используемого в строительстве.

Органические остатки (в основном растений) в болотах или в других непроточных водоемах (озерах) постепенно превращаются в торф, что является первой стадией углеобразования; торф в дальнейшем переходит в бурый, а затем и в каменный уголь. Содержание свободного углерода постепенно увеличивается с уменьшением количества других элементов (кислорода, водорода, азота и др.). Наиболее богат углеродом антрацит.

Богатейшие залежи бурых и каменных углей встречаются среди толщ осадочных пород всех геологических систем, начиная с девонской. Для строительных целей используются побочные продукты — дегти и смолы при коксовании и газификации каменных и бурых углей.

К группе осадочных пород относятся также некоторые горные породы, пропитывающиеся в природных условиях битумом или нефтью, именуемые как асфальтовые или битумные породы — известняки, песчаники, мергали и др. Они служат для получения природного битума и порошкообразного материала (асфальтового порошка).

Смешанные породы представляют собой смеси карбонатных и глинистых пород, к которым относятся доломиты и мергели. Д о-ломитами называют породы, состоящие преимущественно из минерала, одноименного с породой, т. е. доломита, в котором содержится до 46% магнезита. Макроскопически они похожи на известняки и опознаются по реакции «вскипания» с НС1 (но только подогретой).

Окрашены в белый, серый, желтый цвета. При выветривании доломиты покрываются рыхлым желтовато-серым налетом (доломитовой мукой). В природе имеются залежи и доломитовой муки, например, на Верхней Волге, во Владимирской области. Для доломитов характерны сахаровидные, зернистые, плотные структуры и разнообразные, от плотной до пористой (кавернозной) и, часто, трещиноватые текстуры.

Камневидные доломиты характеризуются средней плотностью от 2700 до 2900 кг/м3 и пределом прочности при сжатии 60—150 МПа, которые изменяются в более узких пределах, чем у известняков. Они более твердые и плотные породы, но при нагревании диссоциируют раньше известняков. Доломиты применяют наравне с известняками как строительный камень (плиты, бут, щебень) и сырье для производства вяжущих веществ (каустический доломит, доломитовая известь), а также при получении огнеупоров и теплоизоляционных материалов, стекла и т. п. Месторождения доломитов известны в Московской области, Поволжье, на Урале, Северном Кавказе, в Крыму и др.

Мергели содержат от 25 до 75% СаСОз и являются переходными между карбонатными и глинистыми породами. При содержании 25—50% глины в составе известняков образуются собственно мергели, которые с повышением содержания глины до 50—75% переходят в глинистые мергели, а при последующем ее увеличении превращаются в известковистые глины.

В составе мергелей вместо кальцита могут находиться доломит и кремнезем, образуя, соответственно доломитовые и кремнеземистые мергели. Мергели — тонкозернистые, однородные по структуре, желтые, серые, темно-серые, неустойчивые к химическому выветриванию породы с физико-химическими свойствами, зависящими от содержания глины.

Средняя плотность их составляет 1900—2500 кг/м3, а предел прочности при сжатии — 60 МПа. Они быстро диагностируются с помощью НС1 — бурно вскипают с образбванием на поверхности породы грязного пятна, чего не наблюдается при аналогичной реакции у известняков. . Мергели являются лучшим сырьем для производства цементов, и на их базе работают крупнейшие комбинаты (Новороссийск, Амвроси-евка и др.). Их месторождения широко распространены в пределах Русской равнины, на Украине. Особенно ценными являются мергели черноморского побережья Кавказа, залегающие мощными пластами между Новороссийском и Геленджиком.

Метаморфические (вторичные) породы образовались под воздействием высоких температуры й давления, химически активных газообразных веществ и горячих растворов, циркулирующих в породах. Воздействию этих факторов, особенно проявляющихся при тектонических процессах, подвергаются как магматические, осадочные, так И ранее метаморфизованные породы.

Результат такого воздействия — изменение структурных и текстурных свойств, а иногда и химического состава пород. Минеральный состав метаморфических пород сходен с составом материнских пород, но наряду с первичными минералами: кварцем, полевыми шпатами, амфиболами, слюдами — появляются вторичные, характерные только для метаморфических пород: гранаты, хлориты, серпентин и др.

Они имеют кристаллически-зернистую (кристаллобластовую) структуру с вытянутой формой частиц и разнообразные виды текстур. Наиболее типичными текстурами являются сланцеватая с параллельным расслоением в одном направлении чешуйчатых, листоватых, пластинчатых минералов; полосатая (гнейсовая) с линейным расположением чередующихся полос различного минерального состава, а также массивная текстура, развивающаяся при перекристаллизации однородных первичных пород без изменения расположения их зерен (рис. 8.6). Формы залегания метаморфических пород соответствуют формам залегания материнских магматических и осадочных пород. К наиболее распространенным метаморфическим породам относятся гнейсы, кристаллические сланцы, кварциты и мраморы.

Гнейсы — светлоокрашенные серые, красноватые и других оттенков кристаллически-зернистые породы, образующиеся при метаморфизме кислых магматических и осадочных пород. Среди них различают ортогнейсы, появившиеся из гранитных или кислых порфировых, и парагнейсы — результат метаморфизма осадочных пород: аркозовые песчаники, рыхлые скопления кварца, полевого шпата, слюд и др.

Ортогнейсы по минеральному составу сходны с гранитами, но отличаются от них слоистой или полосатой текстурой, с которой связано появление анизотропии и ухудшение свойств породы. Тонкослоистые гнейсы не отличаются морозостойкостью и сравнительно быстро выветриваются. При этом разрушение происходит еще быстрее, если они содержат пирит.

Средняя плотность их составляет 2400—2800 кг/м3, а наибольший предел прочности при сжатии (перпендикулярно слоистости) изменяется от 100 до 200 МПа и уменьшается в параллельном направлении примерно в 2 раза. Слоистость облегчает добычу и переработку гнейсов, но при этом образуется нежелательная лещадность щебня. Они используются в виде облицовочных плит, для кладки фундаментов, в качестве мостильного и бутового камня и др. Гнейсы являются самыми распространенными метаморфическими породами. Их месторождения известны в Карелии, на Кольском полуострове, в Восточной Сибири, Средней Азии, на Украине, Кавказе и др.

Кристаллические сланцы образуются из магматических или осадочных пород путем метаморфизации. Наиболее сильно изменяются глины, которые уже при слабом влиянии метаморфизма превращаются в глинистые сланцы, а с дальнейшим его усилением претерпевают полную перекристаллизацию и переходят в филлиты — темно-серые и красноватые тонкосланцеватые породы, состоящие из вторичного кварца, серицита и хлорита. Они отличаются способностью раскалываться на ровные тонкие пластинки и, обладая достаточной плотностью, вязкостью, твердостью и водостойкостью, используются как местный кровельный материал. Филлиты имеют предел прочности при сжатии 50—240 МПа, плотность — около 2,7 г/см3 и пористость — 0,3—3%.

При дальнейшем повышении давления и температуры филлиты преобразуются в другие разновидности сланцев: слюдяные, хлоритовые, тальковые и т. д. Особое место занимают шунгитовые сланцы — древние (докембрийские) метаморфизованные осадочные породы плотной структуры, сложенные шунгитовым (аморфным графитовым) веществом. Они окрашены в темно-серый иногда черный цвета, отличаются средней плотностью 2700—2900 кг/м3, прочностью при сжатии 140—300 МПа, а при изгибе — .35—55 МПа и водопоглощением до 0,16—0,38%.

Особо ценным свойством этих пород является их способность превращаться в легкий пористый заполнитель — шунгизитовый гравий. При этом наиболее активное и полное вспучивание при обжиге проявляется У шунгитовых пород, содержащих 1,2—5% шунгитового вещества с частицами размером около 0,02 мкм, равномерно распределенного в кварц-плагиоклазхлоритовой силикатной массе. В последней хлорит может заменяться слюдой или же хлорит и слюда могут присутствовать одновременно. Особенностью шунгизитового гра-вия является наличие стекловатой структуры и исключительная инертность по отношению ко всем агрессивным средам.

Шунгитовые сланцы применяют в качестве сырья для получения шунгизитового гравия, черного цемента, красок, добавок при изготовлении силикатного кирпича, штучных плит для полов, плинтусов, а также как декоративный и скульптурный материалы. Шунгитовые сланцы добывают в Карелии. Различные разновидности других кристаллических сланцев встречаются во многих районах Сибири, Урала, Кавказа.

Мраморы возникают в природе в результате перекристаллизации известняков и доломитов преимущественно под влиянием ди-намотермального метаморфизма с преобладанием температурного фактора. Чаще всего они появляются на контакте карбонатных пород с интрузиями и представляют собой равномерно-зернистые массивные или слоистые породы, окрашенные в разнообразные цвета от светлых до черных с различными оттенками в зависимости от содержания примесей.

К главным породообразующим минералам относятся кальцит (легко вскипающие от НО мраморы) и доломит (плохо вскипающие мраморы), с возможными примесями, в том числе кварца. Особенно вреден пирит, легко разлагающийся на воздухе с образованием H2SO4 и сильно ухудшающий физико-механические свойства мрамора и его окраску.

Средняя плотность мрамора 2600— 2800 кг/м3, а предел прочности прц сжатии достигает 100—120 МПа. Доломитовый мрамор значительно тверже и прочнее кальцитового. Мраморы хорошо обрабатываются — пилятся, шлифуются и полируются, слабо сопротивляются выветриванию, особенно влиянию агрессивной воды, содержащей растворенную углекислоту. Их применяют для внутренних отделочных работ, а в виде крошки — при приготовлении цветных штукатурок, облицовочного декоративного бетона. Месторождения мрамора находятся в Карелии, на Урале, в Сибири, на Украине, Кавказе.

Источник: stroy-spravka.ru