Инженерно-геологическая практика

ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ПРАКТИКА

 

Под общей редакцией профессора А.Я. Гаева

Методические разработки для студентов высших учебных заведений, обучающихся по специальности Автомобильные дороги

 

 

 

 

Оренбург 2012

УДК

ББК

Г

Авторы: А.Я. Гаев, Т.И. Якшина; под общей редакцией проф. А.Я. Гаева

Г	Инженерно-геологическая практика: методические разработки для студ. спец. Автомобильные дороги/Под общ. ред. А.Я. Гаева; Оренбургский. ун-т. – Оренбург, 2012. – 64 с. ISBN

 

Авторы акцентируют внимание на основных вопросах практики инженерно-геологических и геоэкологических исследований и изысканий, имеющих немаловажное значение при решении вопросов дорожного строительства. Характеризуются условия и излагаются вопросы и методики проведения учебной практики. Геологическая среда рассматривается в качестве объектов проявления геодинамических процессов с неодинаковой устойчивостью к природным и техногенным воздействиям.

Охарактеризованы вопросы инженерно-геологических изысканий, важные при строительстве автомобильных дорог и мостовых переходов. Приводится описание геологических объектов и маршрутов, освоение которыми призвано ускорить усвоение студентами программного материала.

Методические разработки предназначены для студентов и специалистов, занимающихся проблемами геологии и геоэкологии в дорожном строительстве.

 

Печатается по решению Ученого совета Архитектурно-строительного факультета

Оренбургского университета

 

Рецензенты: кафедра физической географии Оренбургского государственного педагогического университета;

Доктор геолого-минералогических наук В.Г. Гацков

 

 

ISBN	© Авторы А.Я. Гаев, Т.И. Якшина, 2012. © Редакция А.Я. Гаева, 2012

 

ВВЕДЕНИЕ

Строитель автомобильных дорог для успешной работы по избранной специальности, наряду с глубокими теоретическими знаниями технических и специальных наук, должен обладать необходимыми умениями и навыками работы в полевых геологических условиях при обследовании, изучении и освоении застраиваемых территорий. Чтобы эффективно применять свои знания по геологии, строитель должен уметь выполнять характерные практические измерения и описывать геологические обнажения и выработки нулевого цикла, применять современные методики исследования, иметь опыт производственной деятельности и организаторской работы. Дисциплины по геологии и наукам о Земле являются одними из основных видов подготовки строителя, в ходе которой осуществляется широкое ознакомление с особенностями строения верхних слоев земной коры, рельефа, гидрографической сети осваиваемой территории, приобретение навыков работы в различных геологических и природных условиях. Основной целью учебной инженерно-геологической практики является:
1) углубление знаний, полученных студентами при изучении теоретических основ дисциплин из цикла наук о Земле, на лабораторных занятиях при определении минералов, горных пород, геодезических измерений и вертикальной планировки территории застройки, а так же подготовки к последующему изучению технико-экономических и геоэкологических дисциплин;
2) выработка профессиональных навыков оценивать геологические объекты и экзогенные геологические процессы и их возможное воздействие на строительные объекты на застраиваемой территории;
З)овладение методами и приемами ведения полевых инженерно-геологических работ и необходимых научных исследований в условиях застраиваемой территории;
4)привитие навыков рационального, бережного отношения к природному комплексу.

5) закрепление знаний по описанию образцов горных пород и минералов, ознакомление с геологическими и географическими атласами, картами и схемами, с приемами обобщения инженерно-геологических материалов с использованием опубликованной и фондовой литературы, составлением строительной документации;

6) приобретение первых навыков самостоятельной практической и научно-исследовательской работы.

Основными задачами учебной практики по инженерной геологии являются составление литолого-стратиграфических разрезов, изучение тектонического строения района, палеогеографических условий осадконакопления и определение инженерно-строительных свойств отложений.

Районы строительства в Оренбуржье расположены в пределах исторической границы между Европой и Азией. Они приурочены к юго-восточной окраине Восточно-Европейской платформы, к зоне сочленения Волго-Уральской антиклизы, Прикаспийской синеклизы и Предуральского краевого прогиба. Это переход Нижнесакмарско-Уральского сыртово-увалистого района в Предуральский долинно-террасовый район. По г. Оренбургу проходит северная граница развития солянокупольных структур Волго-Уральской антиклизы. Восточная часть области приурочена к структурам Уральской горно-складчатой области с исключительно сложными и изменчивыми инженерно-геологическими условиями. Возраст горных пород, слагающих земную кору региона, от архейско-протерозойского в кристаллическом фундаменте платформы и осадочных отложений венда-рифея и палеозоя до мезо-кайнозоя и четвертичного возраста. На платформе на земную поверхность выходят отложения перми, триаса, юры, мела, неогена, четвертичной системы, а на горно-складчатом Урале ‒ преимущественно вулканогенно-осадочные и изверженные породы девона и нижне-каменноугольного возраста. На платформе имеет место широкий спектр осадочных пород: обломочные, хемогенные, органогенные. Среди обломочных пород распространены брекчии, конгломераты, гравелиты, песчаники, алевролиты. аргиллиты. Хемогенные породы представлены отложениями каменной соли, гипса, ангидрита, доломита, известняка. Органогенные породы сложены преимущественно известняками-ракушечниками. Осадочные толщи представлены континентальными, прибрежно-морскими, морскими, лагунными и русловыми фациями. Исключительно разнообразен состав минералов магматических, осадочных и метаморфических пород. Но студенту-строителю автомобильных дорог предлагается освоить и знать только ту небольшую группу минералов, которые входят в состав строительных материалов и с которыми он столкнется в своей работе. Это менее 0,01 всех известных минералов. Однако без их знаний невозможно стать профессионалом в такой непростой области, как строительство автомобильных дорог.

В районе Оренбурга и на северо-востоке области имеется большое число древних и современных горных выработок (карьеров и скважин по добыче полезных ископаемых), а также целый ряд интересных выходов коренных горных пород — гора Арапова, Виселичная, Гребени, Палатка, Рублевая, Сырт, Боевая, Ханская, пещера «Подарок» и т.д. В Оренбуржье имеются живописные долины рек Сакмары, Урала, Салмыша, Бердянки. При строительстве в их пределах необходимо знать не только инженерно-геологические условия, но и весь природный комплекс, чтобы не нанести ему ущерб неграмотными инженерными решениями и сохранить неповторимый дизайн, созданный природой. На востоке области расположена бессточная область с с живописными озерами Шелкар-Ега-Кара, Жетыколь и др. Сложность геологического строения, природных и техногенных условий учитывается при инженерно-геологических изысканиях, при определении их объема и применяемых методах. Весь этот комплекс вопросов и предлагается студенту закрепить в период учебной практики, начав закрепление материалов с темы «Минералы и горные породы».

 

МИНЕРАЛЫ.

 

Студенты специальности АД должны четко себе представлять, что дорожное строительство и вся хозяйственная деятельность человечества связана с верхней частью земной коры. Земная кора сложена горными породами, которые являются естественными образованиями, возникшими в определенных условиях, и представляющих собой закономерные агрегаты, или скопления минералов. Минералы – это химические соединения или отдельные химические элементы, возникающие в результате естественных физико-химических процессов, протекающих в земной коре. Наука, занимающаяся изучением минералов, называется минералогией, а наука о горных породах – петрографией.

Классификация минералов

 

Количество минералов в земной коре превышает 2000, но только малая часть их из числа породообразующих, распространена широко. Это, прежде всего, обусловлено неравномерным распределением в земной коре различных химических элементов, входящих в состав минералов.

Исследования ученых показали, что главную роль в составе земной коры играет кислород, на долю которого приходится 49,13% (по весу). Далее следует кремний – 26%, алюминий – 7,45%, железо – 4,2%, кальций – 3,25%, натрий – 2,4%, магний – 2,35%, калий – 2,35% и водород – 1%. На долю всех остальных химических элементов приходится только 1,9%.

Все минералы по химическому составу подразделяются на несколько классов. Классы в свою очередь подразделяются на подклассы, а последние – на группы минералов. Ниже рассматриваются лишь немногие наиболее распространенные минералы по следующим классам: самородные элементы, сульфиды, галоидные соединения, окислы и гидроокислы, соли кислородных кислот (сульфаты, карбонаты, фосфаты, силикаты) и органические соединения.

Самородные элементы. К классу самородных элементов относится сравнительно небольшое количество минералов: алмаз, графит, сера, медь и некоторые другие элементы. Эти минералы не имеют широкого распространения и не являются породообразующими. Они возникают в различных геологических условиях и часть их характеризуется высокой устойчивостью в природных условиях. Каждый из самородных минералов состоит из одного химического элемента (таблица 3).

Окислы и гидроокислы. Минералы класса окислов распространены в природе очень широко и принимают большое участие в строении земной коры. Общее количество окислов в литосфере составляет около 17%. В том числе на долю кремнезема приходится 12,3%, на долю железа – 3,9%, остальную часть составляют окислы алюминия, марганца, хрома, титана, и других элементов.

Наиболее распространенными минералами класса окислов являются: кварц, магнетит, гематит, корунд, лимонит (табл. 3).

Сульфиды. Эти сернистые соединения тяжелых металлов с серой очень широко распространены и играют важную роль в народном хозяйстве, являясь рудными минералами. Многие сульфиды образуются путем непосредственного выделения из магмы, ее горячих растворов и при возгонах, реже возникают экзогенным путем и в процессе метаморфизма. Наиболее распространенные минералы из этого класса – пирит, халькопирит, галенит (табл. 3).

Галоидные соединения. К классу галоидных минералов относятся соединения хлористо-фтористо-йодистоводородных кислот. Количество этих минералов в природе невелико, однако они имеют широкое распространение и являются породообразующими. Галоиды распространены преимущественно в верхней части земной коры – в зоне проявления экзогенных процессов, представляют важное сырье для химической, пищевой промышленности и сельского хозяйства. Наиболее распространенными являются галит, сильвин, флюорит (табл. 1.3).

 

Таблица 1.3. Классификация, диагностика и применение минералов.

№ п.п.	Наименование минерала.	Внешние диагностические признаки.	Применение.
I. Самородные.
1.	Графит С	От железно-черного до стально-серого, черта черная, блеск металловидный, твердость 1, пачкает руки.	Полиграфическая промышленность, карандаши, формовочный материал в металлургии, в реакторах, электродах, красках, смазке.
2.	Сера S	От желтой до серой и черной, блеск жирный, черты не дает, легко плавится и загорается, спайность несовершенная, специфический запах.	Серная кислота, спички, порох, краски, в медицине, сельском хозяйстве.
II. Окислы и гидроокислы.
3.	Кварц SiO2	От бесцветного до молочно-белого и черного, блеск стеклянный, твердость 7, излом неровный, раковистый.	Радиотехника, оптика, поделочный камень (цветные разновидности), стекло, керамика, строительный материал.
	Магнетит Fe3O4	Железно-черный, черта черная, блеск металловидный, магнитит, уд. вес 5, непрозрачен, излом неровный, твердость 6.	Руда железа.
	Гематит Fe2O3	От вишнево-красного до железно-черного и стально-серого, черта вишнево-красная, непрозрачен, блеск металловидный, уд. вес 5-5,3.	Производство охр, красок, руда железа.
	Лимонит Fe2O3·nH2O	Охристо-желтый, от бурого до черного, черта бурая, блеск металловидный, уд. вес 4-4,5, излом неровный, землистый, образует натечные формы.	Химия, краски, руда железа.
	Корунд Al2O3	Голубовато-синевато-серый, твердость 9, уд. вес 4, блеск стеклянный, излом ровный ступенчатый.	Абразивные материалы, прозрачные разности – в ювелирном деле.
III. Сульфиды.
	Пирит FeS2	Белый и латунно-желтый, черта черная и зеленовато-черная, блеск металлический, уд. вес 5, твердость 6, спайность отсутствует.	Серная кислота, попутно источник элементов-примесей меди, цинка, золота, кобальта и др.
	Халькопирит CuFeS2	Латунно-желтый, с побежалостью синевато-фиолетовой и др., отличающей его от пирита, блеск металлический, уд. вес 4, твердость 3-4, черта черная с зеленоватым оттенком.	Руда меди.
	Галенит PbS	Свинцово-серый, черта черная, блеск металлический, уд. вес 7,6, твердость 2-3, спайность весьма совершенная по кубу.	Руда свинца.
IV. Галоиды.
	Галит NaCl	Соленый, черты не оставляет, блеск стеклянный, твердость 2, уд. вес 2,2, спайность весьма совершенная, излом ровный, легко растворяется.	Пищевая, химическая промышленность.
	Сильвин КСl	Горько-соленый, черты не оставляет, блеск стеклянный, твердость 2, уд. вес – 1,9, спайность весьма совершенная, излом ровный, легко растворяется.	Производство удобрений, химия, медицина.
	Флюорит CaF2	Бледно-зеленый, голубоватый, фиолетовый, окраска исчезает при нагревании и появляется вновь при рентгенооблучении, блеск стеклянный, твердость 4, уд. вес 3, спайность совершенная, излом ровный.	Металлургия, химия (плавиковая кислота, фтористые соединения), керамическая промышленность (для изготовления глазури и эмалей).
V. Карбонаты.
	Кальцит (известковый шпат) CaCO3	Белый, бесцветный, черта бесцветная, блеск стеклянный, твердость 3, уд. вес 2,6-2,8, спайность весьма совершенная, излом ровный, обнаруживает двойное лучепреломление и явление люминесценции, вскипает с 10% НСl.	Цемент, известковые строительные растворы, оптика, химия, металлургия, полиграфическое производство, ювелирное дело, медицина.
	Доломит CaMg(CO3)2	Белый, серый с оттенками, блеск стеклянный, твердость 4, уд. вес 2,8-2,9, полупрозрачный, спайность совершенная, излом неровный, вскипает с 10% НСl в порошке.	Строительный и огнеупорный материал, металлургия (флюс), химия.
	Магнезит MgCO3	Белый, сероватый, пятнистый, черту не оставляет, блеск стеклянный, полупрозрачный, твердость 4-4,5, уд. вес 3, спайность совершенная, вскипает с горячей 10% НСl, внешне похож на мрамор.	Огнеупоры, особые сорта цемента, электротехническая, бумажная, сахарная, резиновая промышленность.
	Малахит CuCO3 Cu(OH)2	Зеленый, узорчато-полосчатый, черта бледно-зеленая, блеск от стеклянного до матового, непрозрачен, твердость 3,5-4, уд. вес 4, спайности нет, излом раковистый, дает натечные формы.	Поделочный камень, мелкие и землистые разности – в красочном производстве.
	Азурит (медная лазурь) 2CuCO3 Cu(OH)2	Голубой до темно-синего, черта голубая, блеск стеклянный, в тонком срезе слабо просвечивает, твердость 3,5-4, уд. вес 3,8, спайность средняя, излом неровный зернистый.	Руда меди.
VI. Сульфаты.
	Гипс CaSO4·2H2O	Бесцветен с оттенками, черта белая, блеск от стеклянного до матового, твердость 2, уд. вес 2, спайность весьма совершенная, излом ровный, ступенчатый, зернистый, занозистый.	Производство вяжущих материалов, поделка, лепка, лакокрасочная промышленность, медицина.
	Ангидрит CaSO4	Белый с голубоватым, синеватым, розоватым оттенками, черты не дает, блеск от стеклянного до алмазного, твердость 3, уд. вес 3, спайность совершенная, хрупкий, в изломе образует зернистую неровную поверхность.	Вяжущие вещества, серная кислота, хорошие разности – поделочный камень.
VII. Фосфаты.
	Апатит Ca5(PO4)3[F, Cl]	Белый с оттенком, черты не оставляет, блеск стеклянный, полупрозрачный, твердость 5, уд. вес 3,2, излом неровный, зернистый.	Удобрения, фосфорная кислота, в оптическом и керамическом производстве.
VIII. Силикаты.
	Оливин [Mg, FeJ2·SiO4]	Желтый, зеленоватый, прозрачный, черты не дает, блеск стеклянный, твердость 6,6-7, уд. вес 3,3-3,5, спайность слабая, хрупкий.	Огнеупорный кирпич, ювелирное дело.
	Пероксен-авгит Ca(Mg, Fe, Al)[(SiAl)2C6]	Черный, блеск стеклянный, черта белая, твердость 5-6, уд. вес 3,2-3,6, спайность средняя, кристаллы изометрической формы, образует зернистые массы.	Составляет большую часть основных магматических пород, используемых в строительном деле в виде щебня, камня, каменного литья (базальт), поделочного материала (габбро).
	Роговая обманка (группа амфиболов)	Черная, темно-бурая, темно-зеленая, черта белая, зеленоватая, блеск стеклянный, твердость 5,5-6, уд. вес 3,3, спайность совершенная, образует удлиненные призматические или игольчатые кристаллы.	Входит в состав магматических и метаморфических пород, используемых как строительный камень и щебенка.
	Тальк (мыльный камень) Mg3[Si4O10](OH)2 или 3MgO·4SiO2·H2O	Бледно-зеленый, белый, черта белая, блеск жирный, стеклянный с перламутровым отливом, твердость 1, уд. вес 2,7-2,8, спайность весьма совершенная.	Медицина, химия, красочная, электротехническая, полиграфическая промышленность.
	Мусковит (калиево-алюминиевая слюда) K·Al2[Al·Si3O10][OH]2	Бесцветен, прозрачен, черты не оставляет, блеск стеклянный, спайность весьма совершенная, твердость 2-3, уд. вес 3.	Радио- и электропромышленность. Слюдистый порошок идет для изготовления огнестойких строительных материалов, красок, керамики.
	Биотит (магниево-железистая слюда) K(Mg,Fe)3[Si3AlO10][OH,I]2 или K2O·6[Mg,Fe]·O·Al2O3· ·6SiO2·2H2O	Черно-бурый, черный, непрозрачный или полупросвечивает, блеск стеклянный, твердость 2-3, уд. вес 3, спайность весьма совершенная.	Электроизолирующий материал.
	Серпентин (змеевик) 3MgO·2SiO2·2H2O или Mg6[Si4O10][OH]8	Темно-зеленый, буровато-зеленый, черта бледно-зеленая, блеск жирный или матовый, твердость 2,5-3, уд. вес 2,6, спайность проявляется слабо, нередки прожилки асбеста и зеркала скольжения.	Облицовочный камень.
	Асбест (горный лен) 3MgO·2SiO2·2H2O	Зеленовато-желтый, золотистый, блеск шелковистый, твердость 2-3, уд. вес 2,6-2,8, спайность весьма совершенная, волокнистый, длина волокон иногда достигает 160 мм, высокая прочность на разрыв (соизмерима стали).	Асбоцементные изделия (трубы, плиты, черепица и т. д.), огнеупорные ткани, радио и электропромышленность.
	Каолинит Al4[Si4O10][OH]8	Белый с оттенками, блеск матовый, твердость 1, уд. вес 2,6, жирный на ощупь, землистый, жадно поглощает воду, мокрый очень пластичен.	Керамика, фарфор, строительное дело, бумажное и красочное производство.
	Лабрадор Ab50·An50 – Ab30·An70	Темно-серый с голубовато-сиреневым отливом, черты не дает, блеск стеклянный, твердость 6, уд. вес 2,6, спайность совершенная, излом ровный ступенчатый.	Поделочный и облицовочный камень.
	Ортоклаз (калиевый полевой шпат) K(Al·Si3·O8)	Светло-розовый, черты не дает, блеск стеклянный, твердость 6, уд. вес 2,6, спайность совершенная, излом ровный ступенчатый, просвечивает по краям.	Стекольная и керамическая промышленность.
IX. Органические соединения.
	Нефть, асфальт, озокерит, торф, уголь бурый и каменный, антрацит.	-	Топливное, химическое производство, асфальт – в строительстве.

 

 

Соли кислородных кислот. Под этим названием рассматриваются классы минералов следующих кислородных солей: угольной (карбонаты), серной (сульфаты), фосфорной (фосфаты) и кремниевой (силикаты) кислот.

Карбонаты. Минералы класса карбонатов встречаются в природе очень часто и широко распространены преимущественно в верхней части литосферы. Они характеризуются рядом присущих им особенностей: имеют невысокую твердость, обычно не более 5, высокое двупреломление и реагируют с соляной кислотой – “вскипают”. При действии 5% – 10%-ным раствором соляной кислоты реакция идет следующим образом:

 

CaCO₃ + 2HCl = CaCl₂ + 2H₂CO₃;

H₂CO₃ = H₂O + ↑CO₂.

 

Интенсивность реакции у разных минералов различная и зависит от степени измельчения минерала и температуры соляной кислоты. Среди минералов этого класса можно выделить безводные и водные карбонаты. Наиболее распространенными из них являются безводные – кальцит, арагонит, доломит, магнезит, сидерит и водные – малахит и азурит (табл. 3).

Сульфаты. Минералы класса сульфатов представляют собой соли серной кислоты. Они пользуются большим распространением и часто встречаются в природе, однако число устойчивых и широко распространенных минералов этого класса сравнительно невелико. К их числу относятся: гипс, ангидрит и другие (табл. 3).

Фосфаты. К этому классу относится небольшое количество минералов, представляющих собой соединения ортофосфорной кислоты H₃PO₄. Эти минералы играют важную роль как породообразующие и имеют большое значение для сельского хозяйства, где они используются в качестве удобрений. Среди них наиболее распространенным является апатит (табл. 3).

Силикаты. Из всех известных в настоящее время минералов силикаты являются наиболее распространенными. Они составляют около 75% вещественного состава земной коры. Ими образована большая часть изверженных, осадочных и метаморфических горных пород, многие из них являются ценным минеральным сырьем, без которого невозможно развитие многих отраслей современной промышленности и техники. Состав большинства силикатов является очень сложным – они представляют соли кремнистых кислот:

ортосиликаты – соли кислоты H₄SiO₄

метасиликаты – соли кислоты H₂SiO₃

пиросиликаты – соли кислоты H₆SiO₇

Нами приводится описание лишь наиболее распространенных силикатов (табл. 3).

Полевые шпаты. являются наиболее распространенными минералами из группы силикатов, они образуют свыше 50% вещественного состава земной коры (по весу), что составляет около 60% массы изверженных пород; 30% –метаморфических и 12% – осадочных. Главнейшими полевыми шпатами являются плагиоклазы – натриево-кальциевые и ортоклаз-калиевый полевой шпат (табл. 3).

Плагиоклазы (натриево-кальциевые полевые шпаты) представляют собой ряд изомерных смесей твердых растворов^х) двух составляющих частей: альбитовой (Ab) – Na(AlSi₃O₈) и анортитивой (An) – Ca(Al₂Si₂O₈). В природе существуют все разновидности непрерывно меняющегося состава изоморфного ряда – от альбита Ab до анортита An. Отдельные разности плагиоклазов в изоморфном ряду распределяются так:

Ab, % An, %

Альбит…………………………… 10-90 0-10

Олигоклаз……………………….. 90-70 10-30

Андезин…………………………. 70-50 30-50

Лабрадор……………………….... 50-30 50-70

Битовнит……………………….... 30-10 70-90

Анортит…………………………. 10-0 90-100

х) Изоморфизм – свойство элементов заменять друг друга в химических соединениях родственного состава. Явление изоморфизма свойственно твердым растворам.

 

Таким образом, содержание кремнекислоты в плагиоклазах неодинаковое и уменьшается от альбита к анортиту. На этом основании все плагиоклазы делятся на кислые (альбит, олигоклаз), включающие от 0 до 30% изоморфной примеси анортита, средние (андезин) – с изоморфной примесью анортита от 30 до 60% и основные (лабрадор, битовнит, анортит), в которых анортит составляет 60-100%.

В плагиоклазах всегда содержится некоторое количество примесей K₂O, BaO, SrO, FeO, Fe₂O₃ и других соединений.

Физические свойства. Цвет плагиоклазов белый, серовато-белый, иногда слегка зеленоватый, черта белая, блеск стеклянный, все они просвечивают по краям, твердость 6-6,5, удельный вес 2,6, спайность совершенная, излом ступенчатый ровный. Встречаются в виде сплошных масс, представляющих собой зернисто-кристаллические породы, наблюдаются в виде друз и агрегатов.

Исходя из особенностей оптических свойств, выделяются следующие разновидности плагиоклазов: 1) лунный камень – кислый плагиоклаз, обладает нежным серебристо-синеватым отливом, напоминающим лунный свет; 2) авантюрин или солнечный камень – кислый плагиоклаз, обладает красноватым, искристо-золотистым отливом; 3) лабрадор – средний или основной плагиоклаз, обнаруживает на плоскостях спайности переливающийся фиолетовый отсвет, иризацию.

Происхождение. Магматогенное (образуется при кристаллизации кислой магмы, богатой кальцием и натрием в интрузиях и жилах) и метаморфогенное (в процессе регионального метаморфизма при образовании кристаллических сланцев). В строительном деле наиболее широко из плагиоклазов применяется лабрадор (табл. 3).

Органические соединения. Органические соединения отличаются от неорганических своим происхождением, химическим составом, физическими свойствами и кристаллическим строением. Основными среди них являются: нефть, асфальт, озокерит, антрацит, каменный и бурый угли и торф, которые рассматриваются в составе горных пород.

 

Порядок определения минералов

ГОРНЫЕ ПОРОДЫ

Учебная коллекция

Вулканогенные

18. Туф 19. Пемза

ОСАДОЧНЫЕ ПОРОДЫ

 

Рыхлые 1. Щебень 2. Галька 3. Дресва 4. Гравий 5. Песок	Сцементированные 6. Брекчия 7. Конгломерат 8. Гравелит 9. Песчанник
Глинистые 11. Глина 12. Аргиллит Хемогенные 13. Галит 14. Гипс 15. Ангидрит 16. Доломит 17. Магнезит 18. Известняк 19. Боксит Биогенные (органогенные) 20. Известняк 21. Диатомит 22. Уголь Смешанного происхождения 23. Мергель 24. Опока 25. Трепел 26. Супесь 27. Суглинок

Смешанного происхождения.

Наименование	Происхождение	Состав	Практическое применение
мергели	хемогенно-обломочные	карбонатно-глинистые	Основное сырье для цементной промышленности. В мегелях развиваются суффозионно-карстовые процессы, осложняющие строительство.

Каустобиолиты.

 

К каустобиолитам или «горючим камням» относятся горючие ископаемые, органогенные породы, состоящие в основном, из углерода или смесей углеводородов. По составу, свойствам и условиям образования выделяются сапропелевые, гумусовые породы и нефтяные породы.

Сапропель – мягкая однородная или микро слоистая, жирная на ощупь масса органического вещества с содержанием углерода до 60-70%.Образование сапропеля происходит на дне озер и болот за счет разложения, без доступа воздуха, остатков водорослей и др. организмов.

Горючие сланцы – глинистые, мергелистые или известковые породы буровато- серого и зеленовато – серого цвета, тонкослоистые, с большим содержанием органического вещества(от 20 до 60%).

Торф представляет собой бурую и черную, рыхлую пористую породу, состоящую из не полностью разложившихся растительных остатков. Содержание достигает 55-60%. Образование торфа происходит в болотах и заболоченных озерах под действием биохимических процессов и в условиях затрудненного доступа кислорода.

Ископаемые угли. К ним относятся плотные темноокрашенные породы, образовавшиеся в процессе разложения и обугливания остатков древесной растительности.

Бурые угли представляют собой плотную породу темно бурого или черного цвета, обычно с матовым блеском, с землистым иногда раковистом изломом. Содержание углерода в породе достигает 60-75%. На фарфоровой пластинке бурые угли оставляют бурую черту. а водный раствор едких щелочей окрашивают в бурый цвет. Бурые угли с хорошо сохраняющимся строением и наружным видом древесины получили название лигнитов.

Каменные угли - плотные породы черного цвета с содержанием углерода от 75 до 92%, с хорошо выраженной слоистостью, с жирном блеском.

Антрацит представляет собой плотную твердую породу серовато-черного цвета, с высоким содержанием углерода (от 91 до 97%), с неровным раковистым изломом, с сильным полуметаллическим блеском. Руки не пачкает, на фосфорной пластине оставляют черную черту.

Нефть - горная жидкая порода, масляниста, преимущественно черного или темно – бурого цвета, иногда бесцветная, с характерным запахом, сложного химического состава. Представляет собой смесь углеводородов метанового нефтяного и ароматического рядов. Составом углеводородов определяется тип и свойства нефтей: парафиновые- светлые и легкие, нафтеновые- темные и тяжелые.

Нефть скапливается в пористых или трещиноватых осадочных породах.

Битумы является полупродуктом окисления нефтей. Наиболее распространенными являются озокериты и асфальты.

Озокерит или горный воск. Представляет собой буровато желтую, или бурую породу, состоящую из углеводородов парафинового ряда с незначительной примесью жидких и газообразных компонентов. При температуре 58-85 градусов порода плавиться.

Асфальт- (горная смола)-плотная, твердая, вязкая порода, буровато- черного или черного цвета, с сильным смолянистым блеском, с крупно-раковистым изломом. Он легко плавиться, загорается, имеет смолистый запах. По составу представляет смесь смол(40-50%), масел (до 40%) и асфальтов.

Породы смешенного происхождения.

В строительном деле из осадочных пород смешенного происхождения наибольшее применение имеет мергели.

 

Мергели.

Мергели породы, состоящие из кальцита и на 30-50% из глинистых частиц. Внешне они мало отличны от известняков, главным их признаком является реакция с соляной кислотой, после которой на поверхности мергеля остается пятно, возникшее в связи с концентрацией на месте реакции глинистых частиц.

Мергели служат основным сырьем для цементной промышленности.

 

Полезные ископаемые

На территории практики имеются месторождения нефти и газа, известня­ков, песчано-гравийной смеси, песка строительного, гипса, минеральных ле­чебных вод, пресных подземных вод, а также проявления медистых песчаников, фосфоритов, залежи каменных солей и т.д.

Северная часть района практики находится в Восточно-Оренбургском неф­тегазоносном районе, южная — в Соль-Илецком. В пределах последнего выяв­лено уникальное Оренбургское нефтегазоконденсатное месторождение.

Площадь полевой практики относится к перспективным на медистые пес­чаники. Здесь имеется целый ряд проявлений меди (горы Гребени. Верблюжья. Сверчки. Виселичная. Рублевая, Палатка и т.д.). Представлены они сероцвет-ными песчаниками и известняками. Мощность рудоносных пластов 0,2—2,0 м. Медные руды вкрапленные, реже прожилково-вкрапленные с повышенным со­держанием серебра, галлия, рения, иттрия. Основной рудный минерал — халь­козин, встречаются борнит, ковелин, халькопирит, реже малахит, азурит, ку­прит. Содержание меди 0,3—2,0%, иногда до 15%.

Из твердых полезных ископаемых следует отметить проявления золота, свинца, ртути, бария, выявленные в шлихах.

Из строительных материалов в районе имеется ряд месторождений и про­явлений известняков (Сакмарское — участок горы. Арапова, участок горы Гре­бени. Нежинское, Джуан-Тюбинское. горы Верблюжья, Маяк и т.д.). Приуро­чены они к антиклиналям или соляным куполам и связаны с калиновской сви­той. Мощность пластов 15—20 м.

Имеется ряд месторождений песчано-гравийной смеси: Дворики. Южные Дворики. Сакмарское, Нежинское и т.д. Связаны они с аллювиальными отло­жениями низкой поймы рек Салмыш, Сакмара, Урал. Мощность залежей 5—15 м, вскрыши 2—5 м.

Из прочих ископаемых следует отметить месторождения и проявления гип­са (Нежинское, Джуан-Тюбинское). Приурочены они к апикальным частям со­ляных куполов.

Площадь района практики перспективна на каменные и калийные соли. Здесь выявлено ряд проявлений каменной соли, полигалитов, сильвинитов, бо­ратов (Гребени, Нежинское, Джуаи-Тюбинское). Приурочены они к соляным поднятиям, брахиантиклиналям, диапировым поднятиям. Это штоки размером 0,5 2 км. Глубина залегания кровли более 150 м. Прослежены они до 1500 и более метров. Содержание NaCl до 98%. Запасы превышают 1 млрд. т. Полигалиты и другие виды солей представлены пропластками. Из разрабатываемых месторождений следует назвать Илецкое месторождение каменной соли, разра­батываемое шахтным способом.

Западная часть территории практики примыкает к обширной зоне различ­ных минеральных вод: промышленных бромных (Восточно-Оренбургское), ле­чебных («Ростошинское» — Феодосийский тип, «Дубовая роща» — Минский тип и т.д.).

Здесь же имеется зона месторождений пресных подземных вод, используе­мых⁷ для целей водоснабжения (Сакмарский водозабор, Ново-Сакмарский в ле­вобережье реки Сакмара, Центрально-Уральский, Южно-Уральский. Черноре-ченский- в правобережье реки Урал, Ивановский, Дедуровский — в левобережье реки-Урал).

 

Геоэкологические условия

Из факторов, определяющих геоэкологические условия района полевой практики, следует отметить интенсивность экзогенных геологических процес­сов, защищенность подземных вод от последствий техногенной деятельности, повышенное содержание экологически опасных химических элементов в исход­ных природных средах. Экзогенные процессы в пределах территории практики имеют широкий спектр. Плоскостному смыву подвержена основная часть пло­щадей, занятых водоразделами и их склонами. Эти же площади подвержены и линейной эрозии. Протяженность овражно-балочной системы достигает здесь нескольких сот километров. Боковая эрозия наиболее интенсивно проявляется в долинах рек Салмыша, Сакмары, Урала. К отрицательным природным фак­торам следует отнести также имеющиеся здесь оползни, карстовые просадки, засоленность почв и грунтов.

В целом интенсивность экзогенных процессов достигает 25%, что позволяет отнес