Общие сведения о минералах. Практикум по инженерной геологии

ПРАКТИКУМ ПО ИНЖЕНЕРНОЙ ГЕОЛОГИИ

Методическое пособие

по выполнению практических и контрольных работ

для студентов дневного и заочного обучения

специальностей 2903, 2906, 2907

Одобрено редакционно-издательским советом

Саратовского государственного технического университета

Саратов 2004

ОБЩИЕ УКАЗАНИЯ

В соответствии с учебными планами и рабочими программами студенты строительных специальностей обязаны выполнить практические работы по разделам дисциплины “Инженерная геология”, связанные с изучением минералов и горных пород, геодинамических процессов, а также явлений природного и техногенного характера.

Пособие включает в себя практические работы по отдельным разделам курса, рассмотрены примеры выполнения заданий по минералогии и петрографии, сейсмологии и геотектонике, грунтоведению и гидрогеологии. Для закрепления полученных знаний представлены задания для самостоятельной проработки, а для студентов заочной формы обучения - задания для выполнения контрольных работ.

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 1

ПРИРОДНЫЕ МИНЕРАЛЫ

Цель работы: закрепление и углубление знаний по строению, происхождению и свойствам минеральных образований для решения инженерных вопросов рационального использования природного сырья и материалов в строительной практике.

Общие сведения о минералах

Минералами называют вещества, отличающиеся постоянством состава, строения и свойств, образующиеся в земной коре и на ее поверхности в результате протекания геохимических процессов. В земной коре содержится более 7000 разновидностей минералов, из них (около 50 наименований), слагающие основную массу горной породы и придающие ей определенные свойства, являются породообразующими, те минералы, содержание которых в породе не более 1 %, называют второстепенными.

Минеральные вещества классифицированы по ряду признаков:

· по происхождению - эндогенные, экзогенные, метаморфические;

· по агрегатному состоянию - твердые, жидкие, газообразные;

· по составу - элементарные и химические соединения по 10 классам;

· по внутреннему строению - с упорядоченной кристаллической структурой и беспорядочным аморфным расположением частиц.

Одна из основных классификаций минералов по химическому составу, предложенная С.Д. Четвериковым, предусматривает деление на классы (см. табл. 1.1).

Каждый минерал характеризуется определенными диагностическими характеристиками, по которым отличают его от других. К числу главнейших относят: морфологические (строение и форма минералов), оптические (цвет, блеск, прозрачность), механические (твердость, излом, хрупкость, вязкость, упругость, пластичность) и некоторые другие свойства (плотность, спайность).

Строение минералов. Минералы встречаются в природе в виде одиночных кристаллов (монокристаллов), закономерных сростков (двойники, тройники), а также в виде незакономерных сростков большого количества кристаллов-агрегатов. Одиночные кристаллы бывают изометрической формы (кубической - галенит и пирит, тетраэдрической - сфалерит, октаэдрической - магнетит, ромбоэдрической - кальцит); призматические, вытянутые в одном направлении (столбчатые, игольчатые, волокнистые - турмалин, берилл, пироксен, рутил); уплощенные, вытянутые в двух направлениях (пластинчатые, таблитчатые, листоватые, чешуйчатые - полевые шпаты, слюды, хлорит, графит).

В природе широко распространены агрегации минерального вещества разнообразных форм. Характеристики строения минералов и их агрегатов показаны в таблице 1.2.

Свойства минералов. Прозрачность - способность минералов пропускать через свой объем свет. Выделяют три группы минералов: прозрачные (кварц, мусковит), полупрозрачные (гипс, халцедон), непрозрачные (пирит, графит). Свет, проходящий через некоторые прозрачные минералы, поляризуется, у одних вызывая явление двойного лучепреломления (прозрачная разновидность кальцита - исландский шпат), у других - дисперсию (рубин, топаз, алмаз), у третьих - интерференцию (разновидности слюды и полевых шпатов). Ряд минералов за счет присутствия люминофоров способны люминесцировать - светиться под влиянием разного рода излучений (алмаз, кальцит, рубин).

Цвет (окраска) - специфическое свойство, обусловленное особенностями внутреннего строения минералов и входящих в его состав химических элементов - хромофоров. У некоторых минералов окраска всегда постоянна: у малахита - зеленая, у рубина - красная, у лазурита - синяя; у других она меняется за счет присутствия красящих примесей. Например, прозрачный кварц может быть окрашен в фиолетовый цвет примесью марганца или в желтый и розовый - примесью оксидов железа. Однако некоторые минералы, такие как лабродор, могут приобретать и несвойственную им ложную окраску в результате интерференции проходящих через кристаллы световых лучей. Важным приемом при диагностике минералов служит определение его цвета не только в естественных кристаллах и зернах, но и цвета его порошка - цвета черты, оставленной минералом на шероховатой (неглазурованной) фарфоровой пластинке. В тонком порошке обычно легче оценить истинную окраску минерала, однако это возможно у тех, у которых твердость ниже, чем у фарфора. В таблице 1.3 представлены характеристики цвета наиболее распространенных минералов, как в массе, так и в тонком слое.

Таблица 1.1

Дата добавления: 2015-07-08