Контрольная работа по "Геологии"

ЛИСТ ЗАМЕЧАНИЙ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Задание 1

 

Кратко охарактеризуйте  физические свойства и химический состав минералов: Ортоклаз и Лимонит. Назовите горные породы, в которых они содержатся.

 

Ортоклаз —породообразующий минерал из группы полевых шпатов. Другие названия минерала и его разновидностей: ледяной шпат, рыбий глаз, гиалофан, аглаурит, санидин, аглаирит.

Физические свойства:

1. Цвет – свойство минерала, которое в значительной степени предопределяется химическим составом – светлый.
2. Цвет черты – цвет, оставляемый минералом при царапании им поверхности фарфоровой пластинки – белый.
3. Излом - называется вид поверхности, получаемой при разламывании минерала не по плоскости спайности – ровный.
4. Прозрачность – способность минерала пропускать через себя свет – непрозрачный.
5. Блеск – создается светом, отраженным от гладкой поверхности минерала – жирный, стеклянный.
6. Удельный вес – 3,2-4,35 г/см³.
7. Твердость – способность одного минерала царапать другой. Степень твердости – по Шкале Маоса 6.
8. Спайность – способность минерала раскалываться по определенным плоскостям – совершенная, то есть при ударе минерал раскалывается по спайности, и обломки внешне напоминают самостоятельные кристаллы.

Химическая формула  , состав: Окись калия (К₂О) 16,9%, окись алюминия (А1₂Оз) 18,4%, двуокись кремния (Si0₂) 64,7%,.

Горные породы, содержащие ортоклаз – гранит, кварцевый порфир, липарит, диорит, сиенит, андезит, трахит, гранодиорит,

 

 

Лимонит – (бурый железняк), агрегат или смесь нескольких минералов, гидроксидов железа с преобладанием гетита.

1. Цвет минерала - темный - красновато-бурый или ржаво-коричневатый, черта желтовато-коричневая.
2. Цвет черты – желто-бурый до красно-бурого.
3. Излом – землистый.
4. Прозрачность –непрозрачный.
5. Блеск- тускло- металлический до алмазного.
6. Удельный вес- 2,7-4,3 г/см³.
7. Твердость  по шкале Маосса- 1-4.
8. Спайность – весьма несовершенная (при ударе минерал раскалывается с раковистым изломом) или отсутствует.

Химическая формула  . Окись железа (Fe₂O₃) 86—89%, вода (Н₂О) 10—14% .

Встречается в виде мелко- или скрытокристаллических плотных  сталактитоподобных выделений или  землистых масс. Образуется как вторичный  продукт в результате окисления и гидратации первичных минералов, содержащих железо. Встречается также в качестве природного железистого цемента, связующего зерна минералов в осадочных породах, особенно в песчаниках. Железо, растворенное в морской воде при ее испарении или при участии железобактерий, отлагается в виде пластов осадочных лимонитов – оолитовых бурых железняков. Железобактерии распространены также в торфяных болотах. Если водотоки, дренирующие территории, где в изобилии присутствуют окисленные минералы железа, впадают в болото, происходит накопление лимонитовой болотной руды.

 

 

 

 

 

 

 

Задание 2

 

Приведите классификацию  горных пород по происхождению. Дайте  подробную характеристику указанной  горной породы – осадочные несцементированные крупнообломочные и песчаные.

 

По происхождению горные породы разделяют на три группы: изверженные, осадочные, метаморфические.

- Изверженные породы образовались непосредственно из магмы (расплавленной массы преимущественно силикатного состава), в результате ее охлаждения и застывания. В зависимости от условий застывания различают глубинные и излившиеся горные породы.

Глубинные возникли в  результате постепенного остывания  магмы при высоком давлении внутри земной коры. В этих условиях составляющие магмы кристаллизовались, благодаря  чему образовались массивные плотные породы с полнокристаллической структурой: граниты, сиениты, лабрадориты и габбро.

Излившиеся породы образовались в результате вулканического извержения магмы, которая быстро остывала на поверхности  при низкой температуре и давлении. Времени для образования кристаллов было недостаточно, поэтому породы этой группы имеют скрыто или мелкокристаллическую структуру и большую пористость: порфиры, базальты, вулканические туфы, пеплы и пемзы.

- Осадочные горные породы называют вторичными, поскольку они образовались в результате разрушения изверженных пород или из продуктов жизнедеятельности растений и животных организмов. Один из способов формирования этих горных пород – химические осадки, образующиеся в процессе высыхания озер и заливов. В результате в осадок выпадают различные соединения, которые со временем превращаются в травертин, доломит. Общая особенность этих пород – пористость, трещиноватость, растворяемость в воде.

К обломочным осадочным  породам относятся сцементированные отложения (песчаники, брекчии, конгломераты) и рыхлые (пески, глины, гравий и щебень). Сцементированные отложения образовались из рыхлых. Например, песчаник – из кварцевого песка с известковым цементом, брекчия – из сцементированного щебня, а конгломерат – из гальки. Еще известны породы органического происхождения – известняки и мел. Они образуются в результата жизнедеятельности животных организмов и растений.

Метаморфические породы образовались путем превращения изверженных и осадочных горных пород в новый вид камня под воздействием высокой температуры, давления и химических процессов. Среди метаморфических пород различают массивные (зернистые), к которым относятся мрамор и кварциты, а также сланцеватые – гнейсы и сланцы.

 

Для грунтов осадочного происхождения есть своя классификация  по группам: пылеватые и глинистые (глины, супеси, суглинки), обломочные несцементированные (щебень, гравий, галька, песок), осадочные  сцементированные (алевролиты, конгломераты, песчаники), осадочные хемогенные и биогенные (доломиты, известняки, кремнистые породы, мел), а также грунты особого состава, свойств и состояния (ил, торф).

Осадочные несцементированные (рыхлые) крупнообломочные и песчаные осадочные горные породы представляют собой скопление продуктов выветривания скальных горных пород. По происхождению рыхлые обломочные горные породы могут быть: речные или аллювиальные (русловые, пойменные, дельтовые осадки), водно-ледниковые, озерные и морские (прибрежные и глубинные), ветровые или эоловые.

По крупности окатанных обломков рыхлые осадочные горные породы делят на валуны, гальку, гравий и песок.

Валунный камень –  грубоокатанные, округлой формы, обломки  магматических горных пород размером более 100мм. Качество валунного камня  обуславливается петрографическим составом породы, крупностью и формой обломков, а также степенью выветривания. Валуны размером до 25см применяют для дорожных работ без дополнительной обработки..Боле крупные используют для получения каменного материала (щебня) путем раскалывания и дробления.

Галька- представляет собой  окатанные водой обломки горных пород размером от 100 до 70(40) мм. Гальку применяют для устройства основания, дренажей, дробят и используют как  щебень.

Гравий- рыхлое скопление  окатанных обломков  исходных горных пород размером от 70 до5мм. В месторождениях   карьерный гравий может залегать в виде сплошных скоплений, отдельных слоев, линз, гнезд и содержать          различное количество примесей в виде галечников, пека глинистого вещества. Наиболее загрязнен примесями моренный гравий. Лучшей разновидностью гравия считается ледниковый, который менее окатан. Гравий применяется для изготовления железобетонных изделий, в дорожной строительстве и как фильтрующий материал.

Песок – рыхлая зернистая  порода, образовавшаяся в результате естественного разрушения горных пород, крупностью зерен 0,14-5мм. В песке иногда имеются более мелкие частицы – пылеватые и глинистые. В зависимости  от минералогического состава различают пески: кварцевые, полевошпатные, известняковые, ракушечные. Наиболее прочными являются кварцевые пески. Песок применяется для приготовления строительных растворов, цементно и асфальтобетонов, для устройства дренажей. Является сырьем для производства силикатных изделий, керамики, стекла.

 Глыбы, щебень, и дресва - скопления угловатых неокатанных обломков размером от 100 (глыбы) до 2 мм (дресва). Их образование связано с механическим разрушением горных пород.

                              

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Задание 3

 

 

Опишите геологические  процессы и явления (выветривание), методы борьбы с отрицательным влиянием их на инженерно-геологические свойства грунтов или инженерные сооружения.

 

Выветривание горных пород и минералов - это процесс  разрушения и химического изменения  горных пород под влиянием температуры, химического и механического воздействия на них атмосферы, воды и организмов.

Различают три типа выветривания: физическое, химическое, биологическое.

Физическое выветривание - это процесс механического раздробления горных пород без изменения химического состава образующих их минералов. 
Физическое выветривание активно протекает при больших колебаниях суточных и сезонных температур, например в жарких пустынях, где поверхность почвы иногда нагревается до 60 - 70°С, а ночью охлаждается почти до 0°С. Процесс разрушения усиливается при конденсации и замерзании воды в трещинах горных пород, поскольку, замерзая, вода расширяется на своего объема и с огромной силой давит на стенки. В сухом климате аналогичную роль играют соли, кристаллизующиеся в трещинах горных пород. Так, соль кальция CaSO₄, превращаясь в гипс (CaSO₄ - 2H₂O), увеличивается в объеме на 33%. В результате от породы, разбитой сетью трещин, начинают отпадать отдельные обломки, и с течением времени ее поверхность может подвергнуться полному механическому разрушению, что благоприятствует химическому выветриванию.

Химическое выветривание - это процесс химического изменения  горных пород и минералов и  образования новых, более простых  соединений в результате реакций  растворения, гидролиза, гидратации и  окисления.

Важнейшими факторами  химического выветривания являются вода, углекислый газ и кислород. Вода выступает в роли активного  растворителя горных пород и минералов, а растворенный в воде углекислый газ усиливает разрушающее действие воды.

Основная химическая реакция воды с минералами магматических пород - гидролиз - приводит к замене катионов щелочных и щелочноземельных элементов кристаллической решетки на ионы водорода диссоциированных молекул воды.

С деятельностью воды связана также гидратация - химический процесс присоединения воды к минералам. В результате реакции происходит разрушение поверхности минералов, что в свою очередь усиливает их взаимодействие с окружающим водным раствором, газами и другими факторами выветривания.

Реакция присоединения  кислорода и образования оксидов (кислотные, основные, амфотерные, солеобразующие) называется окислением. Окислительные процессы широко распространены при выветривании минералов, содержащих соли металлов, особенно железа.

В результате химического  выветривания изменяется физическое состояние минералов, разрушается их кристаллическая решетка. Порода обогащается новыми (вторичными) минералами и приобретает такие свойства, как связность, влагоемкость, способность к поглощению.

Биологическое выветривание - это процесс химического разрушения и химического изменения горных пород и минералов под влиянием организмов и продуктов их жизнедеятельности.

При биологическом выветривании организмы извлекают из породы необходимые  для построения своего тела минеральные  вещества и аккумулируют их в поверхностном горизонте породы, создавая условия для формирования почвы. Корни растений и микроорганизмы выделяют во внешнюю среду углекислый газ и различные кислоты (щавелевую, яблочную, янтарную, плавиковую, азотную, серную), которые разрушают минералы и усиливают процесс выветривания.

Большая роль в биологическом  выветривании монолитных пород принадлежит  лишайникам, которые разрушают породы как химически, выделяя углекислоту  и кислоты, так и механически, проникая гифами внутрь минералов и  трещин горных пород.

Животные в меньшей  степени, чем растения, влияют на горные породы. Однако и они разрушают  их путем механического разрыхления  и выделения продуктов жизнедеятельности.

 

Под влиянием агентов  выветривания горные породы разрушаются, в  результате чего получаются образования, отличающиеся от первоначальных пород другими физико-техническими свойствами. Такие образования носят название продуктов выветривания. При этом продукты выветривания, оставшиеся на месте  их первоначального образования называются элювием. Скорость выветривания разных пород различна. Магматические породы разрушаются гораздо медленнее, чем осадочные.

Элювий представляет собой материал различной прочности, в зависимости  от степени выветривания. Вследствие значительной пористости и неоднородности состава элювий дает неравномерную осадку под сооружением. Но при плотном сложении при прочной коренной породе элювий может служить надежным основанием сооружений.