Органогенные породы. К ним относятся породы, в образовании которых приняли участие животные или растительные организмы. Большинство населяющих моря и океаны организмов, как крупных, так и микроскопических, имеют скелет. Материалом для него служат растворенные в морской воде углекислый кальций и окись кремния. После отмирания организмов скелетные образования падают на морское дно, где образуют осадки. Известковая и кремнеземистая масса претерпевают там сложные изменения (перекристаллизацию, уплотнение, химическое взаимодействие и т. п.), постепенно превращаясь в сцементированную горную породу.
В процессе образования органогенных горных пород можно выделить ряд этапов.
Уже в процессе накопления осадков имеет место частичное уплотнение их, а в нижней части осадочной толщи — даже не которая цементация. Примером этого вида образований могут служить скопления ракушки или малопрочного известняка-ракушечника, встречающиеся слоем до 5 м и более вдоль берегов Азовского, Черного и Каспийского морей.
При последующих стадиях формирования породы происходят сложные изменения в накопившемся материале: содержащийся в раковинах углекислый кальций частично кристаллизуется в форме минерала кальцита, связывая при этом отдельные элементы породы. Наряду с этим происходит разложение остатков органического вещества, заполнение одних пустот и образование других.
В дальнейшем органогенная порода претерпевает изменения, связанные с внутренним взаимодействием составных частей породы и перекристаллизацией всей массы. В результате эгнх процессов порода становится более прочной. Перечисленные процессы протекают весьма медленно и часто исчисляются" десятками и сотнями миллионов лет.
Из органогенных пород наибольшее значение как каменные дорожно-строительные материалы получили известняки и доломиты.
Известияки. Они представляют собой горную породу, главной составной частью которой является углекислый кальций. Последний может находиться в кристаллическом состоянии (кальцит) или же в форме массы, внешне лишенной кристаллического строения и остатков скелетных частей организмов.
Кроме СаСОз в известняках могут содержаться примеси глины, песка, окиси кремния, MgCOs и органических веществ.
По содержанию в породе различного рода примесей различают следующие виды:
Различные примеси оказывают существенное влияние на свойства известняков: их прочность, водопоглощение, морозостойкость и др.
Чистые разновидности известняков обычно имеют белый цвет; примеси глины и окислов железа делают их серыми, желтыми, розовыми и даже красными. Темно-серый или черный цвет обусловливается присутствием углистых или битуминозных веществ. Примесь глины повышает водопоглощение и снижает морозостойкость известняков. Примеси углекислого магния и окиси кремния часто весьма благоприятно сказываются на строительных свойствах породы, так как при этом возрастают ее' прочность и устойчивость против атмосферных воздействий. В особенности это относится к кремнистым известнякам.
Чистые известняки и песчанистые известняки в куске вскипают от действия 10%-ной соляной кислоты при комнатной температуре. Глинистые известняки вскипают слабо, а кремнистые и доломитовые вскипают лишь в порошке при нагревании.
Известняки могут иметь самое разнообразное строение и сложение. По этим признакам их делят на следующие разновидности.
Кристаллические, или мраморовидные, в которых простым глазом можно различить кристаллы известкового шпата (кальцита).
Плотные, в которых составляющие породу зерна совершенно неразличимы невооруженным глазом.
Пористые, в которых содержится большое количество видимых пустот. Различают мелкопористые и крупнопористые (дырчатые) известняки, когда в породе имеются отдельные весьма крупные пустоты.
Землистые, или меловидные, обычно мягкие, легко истирающиеся; к ним относится также мел.
Раковистые, содержащие некоторое количество хорошо сцементированных раковин. Если же порода состоит из слабо сцементированных раковин или из их обломков, то такой известняк называют ракушечником.
Большое разнообразие известняков по их составу и сложению обусловливает значительные колебания их основных физико-механических свойств в следующих пределах:
Наибольшей прочностью и морозостойкостью обладают плотные кремнистые, доломитовые и чистые разновидности известняков. Мраморовидные известняки того же химического состава обладают большой прочностью, однако они могут быть пронизаны скрытыми трещинами, что приводит к их разрушению под действием мороза за сравнительно короткий промежуток времени.
Наименьшей прочностью и морозостойкостью отличаются глинистые и меловидные известняки, а также известняки-ракушечники.
Необходимо отметить относительно небольшую твердость известняков, обусловливающую большое истирание их в дорожных покрытиях, а также способность прочно сцепляться с битумами
и другими органическими вяжущими материалами. Последнее является важным положительным свойством известняков.
Из всех каменных горных пород на территории СССР известняки наиболее распространены и поэтому они получили весьма широкое применение в строительстве дорог, мостов и зданий.
Доломиты. Доломиты представляют собой плотные, иногда кристаллические горные породы, состоящие в основном из минерала доломита (СаСО3 • MgCO3). По внешнему виду и физико-механическим свойствам доломиты близки к доломитовым известнякам, с которыми они связаны постепенными переходами.
При действии соляной кислоты доломиты вскипают только лишь в порошке при нагревании. Твердость доломитов несколько выше известняков —3,5—4,0. Все сказанное о свойствах и применении в строительстве прочных известняков в равной степени относится к доломитам. Они также используются в цементной промышленности для изготовления магнезиальных цементов.
Мергели — это породы, состоящие из смеси углекислого кальция (кальцита) и глины. Содержание СаСО3 в мергеле в среднем составляет 50—60%. При содержании СаСО3 в количестве 25—50% породу называют глинистым мергелем.
Мергели образуются в морских бассейнах, лагунах и пресноводных озерах, т. е. в местах одновременного отложения карбонатного и глинистого материала. По физико-механическим свойствам мергели близки к глинистым известнякам. Применяются в качестве сырья для изготовления цемента в цементной промышленности.
Опоки. Сцементированные горные породы, состоящие в основном из аморфного кремнезема (SIO2 • яН2О), называют опоками. Их образование происходит на дне морей, подобно образованию известняков. Опоки образуются из кремневых панцирей диатомовых водорослей. Они характеризуются очень малой объемной массой (1,1 —1,8 г/см3) и большим объемом тончайших пор (20—45%), размер которых настолько мал, что они че видны невооруженным глазом. При погружении куска опоки в воду выделяется большое количество пузырьков воздуха; иногда при этом порода растрескивается и распадается на обломки.
Опоки обычно имеют желтую окраску с серым или зеленым оттенком. Прочность опок при сжатии колеблется в пределах 3 • 106—25 • 106Па. Все виды опок неморозостойки.
Опоки характеризуются хрупкостью, раковистые изломом, а также своей химической активностью, которая выражается в том, что они могут вступать в химическое взаимодействие с гашеной известью.
По химическому составу и происхождению к опокам близка порода, называемая трепелом. Трепел имеет такую же, как и опоки, окраску, но отличается от них рыхлым землистым сложением. Как опоки, так и трепел широко применяются в цементной, лакокрасочной, нефтяной, пиротехнической и других видах промышленности.
Опоки и трепел в СССР весьма распространены. Широкой полосой залегают они вдоль всего восточного склона Уральского хребта. Месторождения этих пород известны также в Поволжье, в районе Брянска и в других местах.
Химические породы. Породы этой подгруппы образовались в результате выпадения осадков из солевых растворов вследствие повышения их концентрации либо химического взаимодействия между различными солями. К этим породам относится гипс, известковый туф, оолитовый известняк и др.
Гипс представляет собой горную породу, состоящую из мелкокристаллического или волокнистого минерала того же наименования (CaSO4 • 2Н2О). Цвет гипса — белый, желтый, серый, розовый. Характеризуется незначительными твердостью (1,5— 2,0) и прочностью.
Безводный природный гипс называется ангидритом. Он отличается от гипса несколько большей твердостью (3,0—3,5). Гипс и ангидрит служат сырьем для изготовления вяжущих материалов— алебастра, гипсо-ангидритового цемента и др., а также применяются в химической промышленности.
Известковый туф —крупнопористая горная порода, со-, стоящая почти целиком из углекислой извести, образовался путем выделения углекислой извести из горячих источников при выходе их на поверхность и охлаждении.
Оолитовый известняк представляет собой породу, состоящую из мелких округленных зернышек кальцита, сцементированных естественным кальцитовым цементом. Строительные качества оолитовых известняков невысокие. Они неморозостойки и характеризуются прочностью при сжатии порядка Па.
§ 11. Метаморфические горные породы
Под метаморфизмом горных пород принято понимать совокупность процессов в недрах земли, приводящих к коренным изменениям горных пород, к превращению их в новые породы в результате длительного действия на них большого давления, высокой температуры, горячих газов и паров.
Метаморфизму (изменению) при указанных выше условиях подвергаются все горные породы — осадочные, изверженные (магматические) и ранее образовавшиеся метаморфические.
Под влиянием больших давлений на глубине происходит образование новых минералов, а также изменяется сложение горных пород. В известных случаях породы приобретают так называемое сланцеватое сложение, характеризуемое тем, что зерна минералов принимают вытянутую или сплющенную форму в виде тонких лент (полос).
|
Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 |
