Контрольная работа по «Геология и литология»

Лёсс. Название от нем. Loss — обрыв, в связи со способностью породы образовывать специфические формы рельефа — устойчивые отвесные обрывы, глубокие каньоны с вертикальными стенками. Синоним — алеврит, (от греч. asupov — мука). 
Характерные признаки. Пылеватая порода (мелкозем), состоящая из неразличимых невооруженным глазом обломочных частиц размером 0,1—0,05 мм. Неслоистый. Легкий, пористый. Светло-желтый или светло-бурый. Очень мягкий, легко истирающийся пальцами в тонкий порошок; при этом присутствие песчинок не чувствуется. На ощупь сухой (не жирный Лёсс распространен на огромных территориях, окаймляющих среднеазиатские пустыни. В юго-западной и южной части Европейской России он залегает в виде мощного пласта непосредственно под почвой. Легко определяется по указанным выше физическим свойствам, поведению в воде и взаимодействию с НСl. Практическое значение. Почва, образующаяся на лёссе, обладает при искусственном орошении большой плодородностью. Высокая пористость лёсса, его свойство впитывать воду и превращаться в подвижную массу, способную течь (плывун) вызывают большие затруднения при строительстве зданий и подземных сооружений (тоннели метрополитена и т. п.) в увлажненном лёссовом грунте.

Ряд сцементированных пород

 Песчаники — это сцементированные пески. Цементация происходит либо в процессе окаменения осадка (отложения минеральных веществ из воды, пропитывавшей рыхлый песчаный слой), и тогда песчаники залегают слоями, либо позднее, в связи с проникновением поверхностных или глубинных вод по трещинам и порам в песке. Мелкообломочный характер, преимущественно высокая крепость — главные отличительные особенности песчаника вообще. Разновидности определяются по минеральному составу обломков и цемента. Отличие от кварцита — см. кварцит. Граувакки легко можно спутать с некоторыми разновидностями вулканических туфов. Практическое значение. Кварцевые песчаники служат материалом для производства динаса — огнеупорного кирпича, для обкладки внутренних стенок электрометаллургических, мартеновских, коксовых и стекловаренных печей; флюсом при выплавке меди и никеля; сырьем для получения ферросилиция, карбида кремния (карборунда) и силумина (сплава алюминия и кремния). В строительстве песчаники используются как облицовочный материал, бутовый камень, щебень. Из них же изготовляются жернова, точильные камни. Слои слабо сцементированных и трещиноватых песчаников нередко бывают водоносными, а в районах распространения нефти служат ее главными естественными вместилищами (коллекторами). Нахождение битуминозных песчаников — один из признаков нефтеносности района. С грубозернистыми песчаниками (кварцевыми, аркозовыми, глауконитовыми) иногда ассоциируют небогатые окисные и карбонатные марганцевые руды. Они представляют собой черные плотные либо рыхлые и пористые породы с обильными округлыми пустотами, в которых заключены зерна кварца, слабо сцементированные окислами и гидроокислами марганца. Суммарное содержание окислов марганца достигает 10—20%.

Алевролит — сцементированная осадочная горная порода, сложенная более чем на 50% частицами алевритовой разности (0,01-0,1 мм или 0,005-0,05 мм). Используется в качестве сырья для производства цемента (глинистый компонент) и керамзита

Группа Глинистых Пород

Эти породы — наиболее распространенные представители подотдела и одни из самых распространенных осадочных пород вообще; они слагают более 50% площади, занятой осадочными породами. Глинистые породы состоят из частиц размером менее 0,01—0,001 мм и имеют землистый облик. Их текстура массивная однородная либо слоистая. Слоистость бывает параллельной, реже линзовидной и прерывистой. Состав обычно смешанный (полимиктовые), реже с преобладанием одного минерала (олигомиктовые). Главные минералы: каолинит, галлуазит, гидрослюды и монтмориллонит. Меньшее распространение имеют глины, содержащие нонтронит, аллофан, палыгорскйг, бейделлиг и др. Характерные примеси: глауконит, хлорит, гидроокислы железа, алюминия, кремния. Минеральный состав глинистых пород может быть определен в первом приближении по их физическим свойствам. Различия в физических свойствах позволяют выделить две подгруппы: пластичных и непластичных глинистых пород. Главные свойства первых, неодинаково проявленные у различных представителей, следующие: способность впитывать воду (липнут к языку) и быстро (в период до получаса) размокать в воде, превращаясь в пластическую массу; способность вследствие поглощения воды увеличиваться в объеме (разбухать), приобретать липкость, а при высыхании уменьшать объем (испытывать воздушную усадку); свойство поглощать различные химические элементы; огнеупорность — способность давать при прокаливании прочный камнеподобный черепок и выдерживать высокую температуру (до 1600—1700° С) не сплавляясь. В зависимости от температуры плавления глины бывают огнеупорными (свыше 1580°), тугоплавкими (1350—1580°) и легкоплавкими (ниже 1350°). Непластичные глинистые породы перечисленными свойствами, за исключением огнеупорности, не обладают.

Аргиллит. Порода камнеподобная, очень плотная. Твердость средняя. Отдельность остроугольно-кусковатая с неровным, чаще раковистым или яшмовидным изломом либо скорлуповатая, тонкоплитчатая и листоватая, часто непараллельная слоистости. Плитчатые аргиллиты называют иногда глинистыми сланцами. Состав смешанный (полимиктовый) или преимущественно гидрослюдистый. Цвет разнообразен; типичны преимущественно темные тона до черного в связи с примесями углистого вещества. 
Условия образования и нахождения. Продукт наиболее полного старения, уплотнения и окаменения первоначально гелеподобных богатых водой осадков. Эти процессы наиболее активно происходили в обстановке смятия горных пород в складки и горообразования. Аргиллиты широко распространены в горных странах и примыкающих к ним областях. 
Диагностика. Темная окраска, характер отдельности и излома, средняя твердость. Не размокает в воде. Не горит (отличие от горючего сланца). Практическое значение. Не имеет. Иногда служит материалом для изготовления рядовых огнеупорных изделий.

Известняк. Структура крайне разнообразна, служит основой для выделения большого количества разностей известняка. Текстура однородная, слоистая, иногда пористая, кавернозная и др. Порода состоит из кальцита, редко — арагонита. Обычные примеси: доломит, кремнистое вещество, песчанистый и глинистый материал, битумы. Повышение их содержания в известняке ведет к образованию породы смешанного состава: соответственно доломитового, кремнистого, песчанистого известняка., мергеля, битуминозного известняка и т. д. Менее характерные примеси: углистое вещество, глауконит, пирит, марказит, лимонит и др. Многие известняки содержат остатки раковин или иных скелетов морских организмов. Порода каменистая, прочная, иногда бывает землистая, слабо связанная (мел). Твердость средняя (нож оставляет заметную царапину). Излом неровный. В воде не размокает. Цвет обычно белый, светло-серый, реже темно-серый и черный — вследствие примеси углистого вещества или битума, желто-бурый — в связи с примесью гидроокислов железа, зеленоватый — из-за примеси глауконита. Бурно растворяется в НС1 (вскипает). Главнейшие разновидности известняка: 
1. Органогенный известняк состоит в основном из целых раковин или их обломков (детрита), сцементированных карбонатным веществом. Представителями органогенных известняков, в частности, являются: известняк-ракушечник — легкий, пористый или ноздреватый, белый, желтый или серый, почти целиком сложенный крупными (0,5—2 см) раковинами моллюсков или обломками таких раковин 1щ, рифовый известняк — чрезвычайно богатый и разнообразный в отношении остатков фауны: кораллов (сноповидные агрегаты более или менее тонких трубочек с многочисленными поперечными перегородками), мшанок (колонии из множества ячеек размером до 3 мм, объединенных единым стволом; отпечатки имеют форму мелкой сетки), морских лилий (цилиндрические членики — части бывшего стебля со следом осевого канала в центре), раковин двустворчатых моллюсков и др.; нуммулитовый и фузулиновый известняк состоящий из раковин древних простейших организмов: уплощенных округлых раковинок нуммулитов и удлиненных, веретенообразных раковинок фузулин. 
2. Мел — микрозернистая (размер зерен менее 0,01 мм), тонкопористая порода. Состоит из мельчайших, видимых лишь Под микроскопом зерен кальцита и обломков скелетов моллюсков и водорослей, иногда с примесью глинистых минералов (мергелистый мел) или обломочных зерен кварца (песчанистый мел), которые обнаруживаются лишь после полного растворения кусочка мела в HG1.

3. Оолитовый  известняк (синоним — икряной  камень) — агрегат сферических  или эллипсоидальных оолитов  кальцита размером от долей  миллиметра до 2—2,5 мм, сцементированных  скрытокристаллическим карбонатным  веществом (оолитовая структура). Оолиты  имеют концентрически-зональное, реже  радиально-лучистое строение, причем  в центре каждого из них  находится мельчайший обломок  раковины, песчинка или зерно  кальцита. 
4. Известковый туф (синоним — травертин) — микрозернистая, пористая, ноздреватая неслоистая порода, нередко содержащая отпечатки листьев и стеблей наземных растений. 
Известняки распространены практически повсеместно, за исключением областей Западной Сибири и Забайкалья. Органогенные известняки широко известны в Крыму, на Черноморском побережье Кавказа и в Приуралье (рифовые); мел — в Воронежской, Курской, Белгородской и примыкающих областях Украинской ССР, в Среднем и Низшем Поволжье; известковые туфы—в районах Пятигорска, Еревана и др. Области применения известняков следующие: строительный камень для изготовления стеновых блоков, плит, ступеней и облицовки; бутовый камень и щебень для дорожного строительства; наполнитель бетона (щебень и крошка, образующаяся при распиловке известняка); флюс в черной и цветной металлургии (вещество, способствующее разжижению шлаков и понижению температуры их плавления); сырье для производства извести, цемента и других вяжущих растворов, а также многих химических продуктов; добавка в стекольном производстве, из-за которой стекло становится химически и термически стойким и прочным; наполнитель для некоторых сортов бумаги; литографский камень в полиграфической промышленности для печатания многоцветных рисунков, марок, карт и т. п.; абразивный материал для тонкой шлифовки и полировки металлоизделий; сырье для производства зубного порошка, минеральной ваты, красок, замазок и т. д.; технологическое сырье в пищевой (сахарной) промышленности; минеральная добавка в корм скота и птицы. Молотый известняк используется для известкования почв.

Метаморфические горные породы

Основные отличительные особенности метаморфических пород следующие: присутствие специфических минералов, свойственных только метаморфическим породам (кордиерит, андалузит, дистен, силлиманит, некоторые гранаты, пироксены ряда диопсид-геденбергит, волластонит, эпидот-цоизит, некоторые амфиболы, серпентин, тальк, хлорит и др.); ярко выраженная, за отдельными исключениями, параллельная текстура (кристаллизационная сланцеватость, или гнейсовидностъ) и своеобразные — так называемые кристаллобластовые — структуры, возникающие при процессах перекристаллизации. Метаморфизм происходит на различных глубинах в земной коре в интервале температур от 100 до 900° под давлением от 100 до 10 тыс. атм, которое создается весом вышележащих толщ горных пород. В процессах метаморфизма принимают участие водные растворы, содержащие углекислоту, щелочные металлы и другие летучие и хорошо растворимые минеральные вещества. 
В областях регионального метаморфизма в полной мере проявляется роль как температуры, так и давления. В ореолах контактового метаморфизма особенно ярко выражена роль теплового воздействия интрузивных тел. В зонах дислокационного метаморфизма (динамометаморфизма), наоборот, подчеркнуто действие давления. Повышение температуры и давления способствует образованию минералов, содержащих меньше воды, относительно более тугоплавких и плотных (тяжелых). Такой метаморфизм называется прогрессивным. Одно из его крайних проявлений представляют собой процессы гранитизации, состоящие в плавлении метаморфизованных осадочных и магматических пород и их преобразовании в породы, по составу и структуре близкие к гранитам. Изменения в метаморфических толщах, имеющие обратное направление, менее широко распространены в природе. Они именуются регрессивным (ретроградным) метаморфизмом, или диафторезом. Метаморфические преобразования охватывают целые толщи, сложенные комплексом разнообразных, например глинистых, песчаных и карбонатных пород. Характер минералов - новообразований в каждой из них, естественно, различен и связан с химическим составом исходной породы..

Мрамор и кристаллический известняк. Структура кристаллически-зернистая, гранобластовая, иногда порфиробластовая. Размер тесно сросшихся минеральных зерен — от долей миллиметра (мелкозернистые) до 1 см, реже до 3—5 см (средне-и крупнозернистые мраморы). Текстура однородная (массивная), полосчатая, брекчиевидная либо более сложная, пятнистая. Порода состоит главным образом из кальцита и (или) доломита. Их количественные соотношения определяют видовую принадлежность мрамора (кальцитовый мрамор, доломитовый мрамор, разновидности смешанного состава). Широко распространены породы, обладающие пестрой, пятнистой окраской в связи с разнообразием структуры, изменчивым содержанием примесей и обилием жилок кальцита. Блеск стеклянный, искристый (у средне- и крупнозернистых мраморов) или матовый. Твердость средняя. Кальцитовый мрамор бурно растворяется в НС1 (вскипает). Чистые мраморы — хорошие электроизоляторы. Продукт регионального или контактового метаморфизма карбонатных осадочных пород (известняков, Доломитовых известняков и доломитов). При выветривании изменяется подобно известняку. Встречается совместно с амфиболитами, гнейсами и кристаллическими сланцами. Отличия от известняков: кристаллически-зернистое строение, отсутствие остатков фауны, ассоциация минералов-примесей, свойственных метаморфическим Породам. Отличие кальцитовых мраморов от доломитовых. Характерно вскипание под воздействием НС1. Практическое значение. Один из лучших облицовочных и декоративных материалов, прекрасно полирующийся. Используется для изготовления плит, ступеней, памятников. Из чистых разновидностей мрамора выпиливаются электроизоляционные доски и щитки. Сырье для производства угольной кислоты и извести. Редко встречающийся абсолютно белый или равномерно и бледно окрашенный желтоватый и розоватый мрамор ценится как скульптурный камень.

Гнейс. Структура полнокристаллическая, мелко-, средне- или грубозернистая (гранобластовая) или чешуйчато-зернистая (лепидогранобластовая). Текстура сланцевая, параллельно-полосчатая. Состоит из полевого шпата (преимущественно плагиоклаза) и кварца, содержания которых варьируют в широких пределах. Второстепенные (5—20%) минералы гнейсов — биотит, роговая обманка, пироксен, гранат, дистен, силлиманит, графит и др. Они могут присутствовать раздельно или в сочетаниях и играют роль видового признака гнейса. Породы твердые, приближающиеся по этому признаку к гранитам, но менее крепкие из-за тонко- или толстоплитчатой отдельности и сланцеватости. Цвет обычно серый от светлого до темного или светло-розовый. Ржаво-бурый оттенок появляется при разложении темноцветных минералов и развитии гидроокислов железа. По набору темноцветных минералов среди парагнейсов различают биотитовые гнейсы, гранато-биотитовые, дистено-гранато-биотитовые, амфибо- ловые (роговообманковые) или амфиболо-биотитовые гнейсы и иавестково-силикатные кристаллические породы. Изменения гнейсов, а также и кристаллических сланцев под воздействием глубинных относительно более низкотемпературных послемагматических растворов и эманации (регрессивный метаморфизм, диафторез) выражаются в замещении пироксена, амфибола, граната биотитом и хлоритом; биотита, дистена, силлиманита и др.— мусковитом. Мусковитизация ведет к образованию разновидностей гнейсов, называемых двуслюдяными. В условиях выветривания гнейсы, так же как и кристаллические сланцы, разрушаются аналогично гранитоидам. От кристаллических сланцев отличается по минеральному составу: в гнейсах обязательно присутствие полевого шпата и несколько меньшее, чем в сланцах, содержание слюд. Практическое значение. Материал для изготовления тротуарных плит, бутового камня и щебня. В некоторых случаях с гнейсами (биотитовыми, гранато-биотитовыми и др.) связаны месторождения графита, который встречается в виде мелкочешуйчатой вкрапленности; его содержание колеблется от 1 до 15%, в среднем порядка 6%.

Кварцит. Структура кристаллически-зернистая, обычно мелкозернистая до афанитовой. Текстура слоистая, иногда косослоистая. Порода в основном состоит из кварца; возможные минералы-примеси: мелкочешуйчатый мусковит, биотит или хлорит, роговая обманка, гематит или магнетит, графит, мелкие кристаллы граната, иногда полевой шпат, редко — дистен или силлиманит и др. Присутствие этих минералов в заметном количестве определяет видовую характеристику кварцитов. Цвет светло-серый и серый. Яркую темно-малиновую, красновато-коричневую, розоватую окраску придает примесь гематита или лимонита, тонкие пленки которых обволакивают зерна кварца (шокшинский кварцито-песчаник). Порода очень крепкая: временное сопротивление сжатию 1000—1400 .кг/см2 и более. Твердость высокая: на свежей поверхности слабую царапину может оставить кварц или еще более твердый минерал. Излом раковистый или занозистый. Кварциты, бедные минералами-примесями, высокоогнеупорны. Температура их плавления 1750—1760°С. Наиболее распространены слюдистые, полевошпатовые, графитовые и роговообманковые разновидности кварцита. От песчаника отличается более высокой твердостью, отсутствием структуры обломочных пород (различить песчинки и цемент невозможно) и характером излома. Порода раскалывается как одно целое, тогда как в песчаниках раскол происходит по границам зерен кварца. 
Практическое значение. Свободные от примесей кварциты используются подобно кварцевым песчаникам для изготовления динаса и в качестве флюса в цветной металлургии; в химической промышленности они применяются как кислотоупорный материал, в строительстве — как материал для изготовления облицовочных плит, брусков, бутового камня, щебня. Красный кварцито-песчаник Шокшинского месторождения ценится как высокосортный облицовочный и декоративный камень.