Контрольная работа по "Геологии"

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ  РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Южно-Уральский государственный  университет

Заочно инженерно-экономический факультет

 

 

 

 

 

Контрольная работа

по «Инженерной геологии»

Вариант №7

 

 

 

 

 

 

 

                                                                             Студент:  гр. ЗИЭФ-242

Конюхов Е.

 

Преподаватель: Подкорытова Л. С.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Челябинск 2013 г.

Задание №1

        Кварц (нем. Quarz) — один из самых распространённых минералов в земной коре, породообразующий минерал большинства магматических и метаморфических пород. Входит в состав других минералов в виде смесей и силикатов.

        Химическая формула: SiO₂ (диоксид кремния).

        Относится к тригональной кристаллической системе, но гексагональной сингонии, точечная группа D₃ (в обозначении Шёнфлиса) или 32 (в международном обозначении). 

         Кристаллы — шестигранные призмы, с одного конца (реже с обоих) увенчанные шести- или трёхгранной пирамидальной головкой, сочетающей грани двух ромбоэдров.

     В чистом виде кварц бесцветен или имеет белую окраску из-за внутренних трещин и кристаллических дефектов. 

        Растворяется в плавиковой кислоте и расплавах щёлочей.

Температура плавления 1713—1728 °C (из-за высокой вязкости расплава определение температуры плавления затруднено, существуют различные данные).

        Кварц – глава многочисленного семейства, число членов которого исчисляются сотнями. Среди них есть как кристаллические образования кремнезема, так и породы, пропитанные кремнеземом (кварцит, кремень, яшма, горный хрусталь, аметист и др.).

Классы	оксиды
Химическая формула	SiO2
Сингония	тригональная
Удельный  вес	2, 651 - 2, 68
Цвет	прозрачные и полупрозрачные окрашенные и неокрашенные кристаллы
Прозрачность	прозрачен  просвечивает  мутный  водяно-прозрачный
Излом	раковистый
Твердость	7

К выветриванию   устойчив

Применение  кварца

Ценное минеральное сырьё из кварца применяется:

• В оптических устройствах. Обладая наименьшим среди стёкол на основе SiO₂ показателем преломления (n_D = 1,4584) и наибольшим светопропусканием, особенно дляультрафиолетовых лучей применяется для изготовления линз из кваца в анастигматах, где требуется использование оптических материалов с большим диапазономкоэффициентов преломления.

         В настоящее время широкое применение линз из Кварца связано также с современным уровнем технологий получения и обработки твердых оптических материалов из кварца. Он незаменим в изготовлении оптических систем и элементов с широкими и новыми возможностями управлять электромагнитными излучениями в зоне от 2 мм - 760 нм видимого спектра излучения, в зоне 380 - 3 нм УФ-лучей;

• В генераторах ультразвука;
• В телефонной и радиоаппаратуре (как пьезоэлектрик);
• В больших количествах потребляется стекольной и керамической промышленностью (горный хрусталь и чистый кварцевый песок) Также применяется в производстве кремнезёмистых огнеупоров и кварцевого стекла;
• В ювелирном деле.

 

Гипс

Минерал -  класса сульфатов, Ca[SO₄]•2Н₂О.

В чистом виде содержит 32,56% СаО, 46,51% SO₃ и 20,93% Н₂О.

        Механические примеси главным образом в виде органического и глинистого веществ, сульфидов и др. Кристаллизуется в моноклинной сингонии. В основе кристаллической структуры — двойные слои из анионных групп (SO₄)^2-, связанных катионами Ca²⁺.

        Кристаллы таблитчатые или призматические, образуют двойники, так называемый ласточкин хвост. 

Спайность весьма совершенная.

 Агрегаты: зернистые, листоватые, порошковатые, конкреции, волокнистые  прожилки, радиально-игольчатые.

Чистый гипс — бесцветный и прозрачный, при наличии примесей имеет серую, желтоватую, розоватую, бурую до чёрной окраску.

 Блеск стеклянный. 

Твердость 1,5-2. 

Плотность 2300 кг/м³.

        В воде заметно растворим (2,05 г/л при 20°С). По происхождению главным образом хемогенный.

       Выпадает в осадок при t 63,5°С, а в растворах, насыщенных NaCl, — при температуре 30°С.

        При значительном повышении солёности в усыхающих морских лагунах и солёных озёрах вместо гипса начинает выпадать безводный сернокислый кальций — ангидрит, аналогичным образом ангидрит возникает при обезвоживании гипса. Известен также гидротермальный гипс, образующийся в низкотемпературных сульфидных месторождениях.

        Разновидности: селенит — полупрозрачные волокнистые агрегаты, отливающие в отражённом свете красивым шелковистым блеском; гипсовый шпат — пластинчатый гипс в виде прозрачных кристаллов слоистой структуры и др.  
        Качество гипсового сырья определяется в основном содержанием двуводной сернокислой соли кальция (CaSO₄•2Н₂О), которое в различных сортах гипсового камня изменяется от 70 до 90%.  
        Гипс применяется в сыром и обожжённом виде. 50-52% добываемого  гипсового камня используется для выработки гипсовых вяжущих веществ различного назначения (ГОСТ 195-79), получаемых обжигом природного гипса, 44% гипса — в производстве портландцемента, где гипс применяется как добавка (3-5%) для регулирования сроков схватывания цемента, а также для выпуска специальных цементов: гипсоглинозёмистого расширяющегося цемента, напрягающего цемента и др. 2,5% гипса потребляет сельское хозяйство при производстве азотных удобрений (сульфата аммония) и для гипсования засоленных почв; в цветной металлургии гипсование используется в качестве флюса, в основном при выплавке никеля; в бумажном производстве — в качестве наполнителя, преимущественно в высших сортах писчих бумаг.

 
Задание №2

Базальт

           Железосодержащий камень - излившаяся кайнотипная основная порода, эффузивный аналог Габбро. Окраска базальта тёмная до чёрной.

         Состоит главным образом из основного плагиоклаза, моноклинного пироксена, оливина, вулканического стекла и акцессорных минералов - магнетита, ильменита, апатита и др.

       Структуры базальта - интерсертальная, афировая, реже гиалопилитовая, текстуры - массивная либо пористая, миндалекаменная. B зависимости от крупности зерна различают: наиболее крупнозернистый - Долерит, мелкозернистый - анамезит, тонкозернистый - собственно базальт.

          Средний химический состав базальта по P. Дэли (%): SiO₂ - 49,06; TiO₂ - 1,36; Аl₂O₃ - 15,70; Fe₂O₃ - 5,38; FeO - 6,37; MgO - 6,17; CaO - 8,95; Na₂O - 3,11; K₂O - 1,52; MnO - 0,31; P2O5 - 0,45; H₂O - 1,62. Cодержание SiO₂ в базальте колеблется от 44 до 53,5%. По химическому и минеральному составу выделяют оливиновые ненасыщенные кремнезёмом (SiO₂ около 45%) базальты и безоливиновые или c незначительным содержанием оливина слабо пресыщенные кремнезёмом (SiO₂ около 50%) толеитовые базальты.

           Для базальта характерна столбчатая, реже шаровидная отдельность.

Плотность базальта 2520-2970 кг/м³.

          Высокая прочность базальта и относительно низкая температура плавления обусловили применение его в качестве строительного камня и сырья для Каменного литья и минеральной ваты. Базальт широко используется для получения щебня, дорожного (бортового и брусчатки) и облицовочного камней, кислотоупорного и щелочестойкого материала.

          Почва содержащая данную породу может служить основанием для строительства.

 

Ангидрид

Свойства  минерала

 

Форма выделения	толстостолбчатые кристаллы
Классы	cульфаты
Химическая формула	CaSO4
Сингония	ромбическая
Удельный  вес	2,9 — 3
Цвет	Серый, белый, бледно-синий, кобальтово-синий, фиолетовый, бледно-красный.
Цвет  черты	Белая
Блеск	стеклянный  жирный  перламутровый
Прозрачность	прозрачен  мутный
Спайность	cовершенная
Твердость	3  3,5  4
Хрупкость	Да
Дополнительно	Не плавится, в кислотах - в порошке растворяется в H2SO4  В воде растворяется очень плохо, в соляной кислоте не разлагается. Порошок растворяется в серной кислоте. Присоединяя воду, переходит в гипс.

Широко распространен  как породообразующий минерал, частый спутник гипса в залежах солей  и доломита.

         При строительстве следует учитывать что, сернистый ангидрид, содержащийся в воде, вступая в реакцию с цементом, образует сульфоамоминат кальция, который растворяет и разрыхляет бетон. Индикатор такого процесса - белый гипсовый налет с последующим отслоением бетона. Способ защиты - использование сульфатостойкого портландского цемента (например, марки М350). Именно поэтому нельзя чтоб почва содержащая данный компонент на прямую служила в качестве основания для сооружений.

 

Мрамор

Тип - метаморфическая горная порода, группа - контактового и регионального метаморфоза, состоящая только из кальцита CaCO₃. При перекристаллизации доломита CaMg(CO₃)₂ образуются доломитовые мраморы.

        Минеральный состав обычно содержит большое количество примесей других минералов(кварц, халцедон, полевой шпат, лимонит, гематит, пирит и др.) и органических соединений, которые различно влияют на его качество.

        Структура пород мрамора чаще всего гранобластовая

Окрас – белый, розовый, зеленый, лимонный, черный, с вкраплениями черных полос, красный.

Форма залегания – пласт.

Устойчивость к выветриванию – высокая.

       В строительной практике «мрамором» называют метаморфические породы средней твёрдости, принимающие полировку (мрамор,  мраморизованный известняк, плотный доломит, карбонатные брекчии и карбонатные конгломераты).

        Мрамор используется как штучный строительный камень для наружной облицовки и внутренней отделки зданий и в виде дроблёного и молотого камня, а также штучного (пильного) камня. Мраморная крошка и дроблёный песок используются при изготовлении каменной мозаики и штукатурки, в качестве заполнителей бетона. Мрамор используется также для создания мозаичных композиций, рельефов и круглых изваяний (преимущественно однотонный мрамор, большей частью белый, реже — цветной или чёрный).

        Также мрамор применяется для облицовки каминов и фонтанов, изготовления столешниц, лестничных маршей, полов, вазонов и балясин.

        В качестве  основания для сооружения он  может служить, так как очень  прочный, однако это не целесообразно  потому что данный материал  очень дорогой.

 

Задание №3.

Болотные отложения.

        Минеральные и органические осадки, накапливающиеся в болотах носят название болотные отложения. Среди болотных отложений преобладает торф, превращающийся со временем в гумусовые ископаемые угли. В торфяных болотах, питающихся не только атмосферной влагой, но и подземными водами, образуются небольшие стяжения карбонатов, железистых, фосфатных и других минералов. Происходит также разрушение одних (хлорит, монтмориллонит, гидрослюда) и новообразование других (вермикулит, каолинит, хлорит-вермикулит) глинистых минералов под влиянием продуктов распада растений-торфообразователей и жизнедеятельности болотных фитоценозов.

        Болотные отложения, образующиеся на избыточно увлажненных участках земной поверхности, является неблагоприятными для возведения зданий и сооружений.

        Болотные отложения представлены торфом, под которым на минеральном дне залегает сапропель. Торф характеризуется большой сжимаемостью (в 60 раз более высокой, чем песок и в 5 раз – чем глина). Во многих случаях высокая сжимаемость торфа исключает возможность возведения каких-либо сооружений или требует устройства искусственных оснований, таких как песчаные и гравийные подушки. Нередко приходится толщину болотных отложений прорезать сваями, заглубляя их в минеральное дно.

         Глубина болотных отложений имеет решающее значение для выбора типа фундамента и всей конструкции сооружения. По глубине болота подразделяются на мелкие (до 2м), средние (2-4м) и глубокие (>4м). При строительстве на мелких болотах, когда фундамент будет опираться на минеральное дно, наибольшее значение имеет рельеф дна болота. При значительных уклонах дна может произойти сползание фундамента.