Гірські породи і мінерали

Гірські породи це речовини, які складають земну кору. Вони розрізняються за умовами утворення, структурними, фізичними і хімічними властивостями. Найбільш розповсюджена класифікація за умовами утворення гірських порід, згідно з якою існують 3 основні групи: вивержені (магматичні), осадові і метаморфічні.

1. Вивержені або магматичні (первинні) породи з’явились внаслідок охолодження і твердіння магми в надрах земної кори або на поверхні землі. Вони існують у масивному (скельному) або обломковому (пухкому, сипкому) вигляді.

Масивні глибинні (інтрузивні) породи утворилися внаслідок повільного охолоджування магми на великій глибині при значному тиску верхніх шарів. Ці умови сприятливі для зростання кристалів.

Тому такі породи характеризуються великою об’ємною масою, високою міцністю (R_ст=1000-3500 кг/см²) і морозостійкістю, теплопровідністю і малим водопоглинанням. Приклад таких порід: граніт, сієніт, діорит, габро, лабрадорит.

Масивні породи, що вилились (ефузивні), формувалися на невеликій глибині або, навіть, на поверхні землі при відсутності тиску і швидкому охолодженні магми. В таких умовах розплав застигав у вигляді аморфної скловидної або дрібнокристалічної структури. Породи, що вилилися, за властивостями близькі до глибинних, хоча їхня міцність, звичайно, дещо нижче (R_ст =400-3300 кг/см²). До цієї групи відносять базальти, діабази, порфіри, андезит.

Обламкові породи, що вилилися, пухкі і зцементовані утворилися при виверженнях вулканів. Деякі з них - пористі - результат взаємодії часток магми з газами і парами. Якщо вони відкладалися у вигляді уламків, виникали пухкі відкладення: пемзи, вулканічні піски і попели. Якщо вони злежувались з часом або потрапляли до розплавленої магми, то формувалися зцементовані породи: вулканічні туфи, траси.

2. Осадовіпороди утворилися внаслідок хімічних, фізико-механічних і біохімічних процесів в поверхневій зоні земної кори. Звичайно вони складаються з кремнезему в кристалічній і аморфній формі і водних алюмосилікатів, сульфатів, карбонатів. Їх класифікують за способом осадження на хімічні осади, механічні та органогенні відкладення.

Хімічні осади сформувались за рахунок кристалізації солей з водних розчинів в замкнутих водосховищах. Це гіпс, доломіт, магнезит.

Механічні відкладення утворились внаслідок накопичування продуктів руйнування або вивітрювання гірських порід (глина, пісок, гравій, щебінь). А в деяких випадках за рахунок взаємодії з природними в’яжучими виникли зцементовані осадові породи: піщаники, конгломерати, брекчії.

Органогенні відкладення - вапняки, крейда, діатоміт, трепел - з'явилися внаслідок накопичування з наступним ущільненням і цементацією залишків флори і фауни (водоростей, коралів, губок, раковин, скелетів).

3. Метаморфічні породи сформувалися з вивержених і осадових порід внаслідок їхнього перетворення під дією високих температур і великих тисків. В цих умовах змінювалися: структура, мінералогічний і хімічний склад порід. В будівництві частіше застосовуються такі метаморфічні породи як мармури, кварцити, гнейси, глинисті сланці.

Гірські породи являють собою механічне поєднання одного або декількох мінералів.

Мінерали - це речовини (хімічні елементи або хімічні сполуки), однорідні за хімічним складом, будовою і фізичним властивостям, з яких формуються гірські породи. Мінерали в більшості своїй - тверді тіла кристалічні або аморфні. Прикладами твердих мінералів є: b-кварц (SiO₂); каолініт (Al₂O₃×SiO₂×2H₂O); кальцит (CaCO₃); магнезит (MgCO₃); гіпс (CaSO₄×H₂O) тощо. До рідких мінералів відносяться вода і ртуть. На сьогоднішній день зареєстровано більш 5000 найменувань мінералів.

Кожний мінерал має тільки йому притаманні ознаки, за якими його надійно відрізняють від інших. До цих ознак відносяться: форма, хімічний склад, будова, щільність, механічні властивості (твердість, міцність, спайність), оптичні властивості (колір, блиск, прозорість, світлозаломлення тощо), теплові, електричні і магнітні властивості.

В природі практично немає хімічно чистих сполук. У більшості своїй тверді та рідкі мінерали містять різноманітні домішки. Але на зміну складу мінералів з однаковою структурою впливають не стільки механічні домішки, скільки ізоморфізм - здатність елементів замінювати один одного в хімічних сполуках з рівноформним (спорідненим) складом. Прикладом ізоморфізму є мінерал олівін, в якому атоми магнію і заліза взаємо заміщують один одного.

Існує і зворотне ізоморфізму явище, коли речовини однакового хімічного складу утворюють мінерали з різними структурами. Це явище носить назву поліморфізму (багатоформності). Так, наприклад, кварц має дві модифікації альфа і бета, карбонат кальцію - теж дві: кальцит і арагоніт, хоча їх хімічні формули однакові: в разі альфа- і бета- кварцу - SiO₂, а в разі кальциту і арагоніту - CaCO₃.

Щодо розповсюдженості в природі мінерали ділять на породоутворюючі, рудоутворюючі, другорядні (зміст яких у породі не перевищує 1 %) і рідкі.

Дата добавления: 2015-08-18