Are You suprised ?

Рис. 2.2 Микротвердомер ПМТ-3:
а – общий вид;
б – алмазная пирамида;
в – форма отпечатка;
г – трансформатор.

Чтобы иметь достоверные сведения о твердости минерала, необходимо испытать не менее трех отдельных образцов, сделав для каждого образца по три определения. Для минералов, мало различающихся по внешним признакам и имеющих близкую по значению твердость (например, кальцит, гипс, ангидрит), довольно эффективным является способ воздействия 10% раствором соляной кислоты. При этом карбонаты "вскипают", выделяя углекислый газ.

CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂

MgCO₃+2HCl=MgCl₂+H₂O+CO₂
По результатам петрографического анализа устанавливают названия минералов и их влияние на свойства различных горных породах.

Таблица 2.2

Основные породообразующие минералы.

№^п/п	Наименование минерала	Химический состав	Плотность г/см^3	Твердость по шкале Мооса	Цвет	Излом и спайность	Строение	Горные породы, в которых встречается
					Блеск
1	2	3	4	5	6	7	8	9
1	Кварц, горный хрусталь, дымчатый кварц	SiO2	2.65	7	Белый, молочный, бесцветный, дымчатый	Раковистый, спайность отсутствует	кристаллическое	Кварцит, гранит, песок
					Стеклянный, жирный
2	Опал	SiO2*nH2O	2.3	5.5	Белый, желтый, синий, бурый, полупрозрачный	Раковистый (скорлуповатый) излом, спайность отсутствует	Аморфное	Осадочные породы гидротермального происхождения
					Жирный с внутренним отражением, тусклый
3	Корунд	Al2O3	4.0	9	Голубовато-серый, коричневатый, красный	Неровный излом, спайность отсутствует	мелко-кристаллическое	Извер-женные породы
					Тусклый, яркий
4	Полевые шпаты	Ортоклаз K2O∙Al2O3∙ ∙6SiO2 Плагиоклаз Na2O*Al2O3* 6SiO2 Альбит и анортит CaO*Al2O3* 2SiO2	2.6	6	От светло-желтого до красного	Спайность совершенная, в двух плоскостях, расположенных под прямым углом и косым	призматическое	Кислые и нейтраль-ные извер-женные породы (лабрадорит)
					Перламутровый
5	Слюды, мусковит, биотит	KAl2[FеSi3O10] [OH]2 K(MgFe)3 [AlSi3O10] [OH,Fe]2	2,9	2,5-3	прозрачный	Спайность весьма совершенная в одной плоскости	слоистое	Извер-женные и осадочные породы
					Перламутровый
			3,15	- - -	Черный
					Перламутровый
6	Каолинит	Al2O3*2SiO2* 2H2O	2.5	1	Белый, желтоватый, сероватый, тусклый, матовый, жирный	Землистый излом, спайность у пластинок совершенная	Землистые массы, кристаллы редки	Осадоч-ные горные породы
7	Гипс	CaSO4*2H2O	2.3	1.5-2	Белый, желтоватый, розовый, блеск стеклянный	Спайность совершенная в одной плоскости	Зернисто-кристаллическое волокнистое кристаллическое	Гипс, селенит
8	Кальцит	CaCO3	2.7	3	Прозрачный или белый, блеск яркий	Спайность совершенная в трех плоскостях	кристаллическое	Известняк мрамор
9	Доломит	CaCO3*MgCO3	2.8	3.5	Белый, серый	Спайность несовершенная	кристаллическое	Доломит известняк мрамор

2.2. ИЗУЧЕНИЕ СВОЙСТВ ГОРНЫХ ПОРОД

Горные породы образовались в результате геологических, химических и других процессов, происходивших в земной коре в течение миллионов лет. От условий образования в значительной степени зависят физико-механические свойства горных пород.

Р
ИЗ ОСАДОЧНЫХ ПОРОД
ис. 2.3. Генетическая классификация горных пород.

Генетическая классификация горных пород представлена на рис. 2.3, в соответствии с ней породы делятся на три группы:

Магматические (первичные) породы образовались при извержении магмы из недр земли. При застывании магмы на разной глубине в земной коре образовались глубинные горные породы: граниты, сиениты, диориты, габбро и др. Они имеют плотное кристаллическое строение, так как остывание магмы происходило медленно и под большим давлением.
Гранит – зернисто-кристаллическая порода (рис.2.4), состоящая из трех основных минералов: кварца (20…40%), полевых шпатов (40…70%), слюды (5…20%); строительные свойства гранита очень высоки: плотность 2600…2700 кг/м³, предел прочности при сжатии – 100-250 МПа.

Рис. 2.4 Структура гранита под микроскопом (зернисто-кристаллическая).

Прочность при растяжении в30…40 раз ниже, чем при сжатии. Малая пористость и низкая водопроницаемость обуславливают высокую морозостойкость (F>1000). Они обладают высокой твердостью (>6 по шкале Мооса), химической стойкостью, обладают высокими декоративными свойствами, особенно после полировки. Серый, розовый, темно-красный цвет гранитов определяется прежде всего цветом полевого шпата. Применяют его для облицовки зданий и сооружений.

Сиенит – аналог гранита но в нем отсутствует кварц, его называют бескварцевым гранитом.
Диорит – мелко-кристаллическая порода темно-серого цвета, состоящая в основном из полевых шпатов (примерно 75%) и темноокрашенных минералов. Отличается повышенной прочностью, высокой ударной вязкостью, что обуславливает ее применение в дорожном строительстве.
Габбро – крупнокристаллическая порода темносерого, темнозеленого до черного цветов. Характеризуется высокой морозостойкостью, стойкостью против выветривания.
Излившиеся породы образовались при застывании магмы на поверхности: порфиры, диабазы, базальты и др. В результате извержения магмы вместе с парами и газами образовались пористые горные породы: вулканические пеплы, пемзы, рыхлые туфы.

Рис. 2.5 Структура излившихся пород под микроскопом (порфировая).

Излившиеся плотные породы имеют аморфную (стекловидную) или слабозакристаллизованную структуру. Для них характерна порфировая структура (рис.2.5), представляющая из себя вкрапления кристаллов в аморфной массе. Каждая излившаяся порода является аналогом глубинной породы:

• 
  кварцевый порфир – аналог гранита, имеет вкрапления кристаллов кварца, очень декоративен;
  
• 
  порфирит – аналог диорита, имеет вкрапления кристаллов полевых шпатов;
  
• 
  базальт – аналог габбро, имеет стекловатую или скрытокристаллическую структуру, прочность при сжатии достигает 500 МПа, очень твердый и хрупкий. Одна из самых распространенных излившихся пород, применяется для производства щебня, для каменного литья, получения минеральной ваты (базальтовое волокно).
  

Излившиеся пористые породы встречаются в виде порошкообразных, кусковых или сцементированных отложений. Вулканический пепел и песок состоят из мелких стеклообразных частиц, обладающих гидравлической активностью. Они используются как минеральные активные добавки при производстве вяжущих, в частности портландцемента. В Древнем Риме пепел вулкана Везувий применялся для повышения водостойкости бетонов на извести. Добавки из вулканических пород получили название «пуццолана» по названию местечка у подножия вулкана. Отсюда произошло название «пуццолановый цемент».
Пемза – пористая горная порода в виде кусков размером 5…100 мм, плотностью 500…1000 кг/м³. Высокая (до 80%) пористость обуславливает низкую теплопроводность – 0,14…0,23 Вт/(м^оС). Пемзу используют для производства легких бетонов, минеральных вяжущих и тд.