logo
UMKD

2.1 Изучение свойств породообразующих минералов

Оборудование и материалы: молоток, стальные иглы, лупа, шкала твердости, металлическая линейка, 10% - раствор соляной кислоты, набор минералов.

Проведение испытаний. Изучение свойств имеющихся набор минералов пользуясь учебником. Сравнение по внешним признакам исследуемых образцов с эталонным (цвет, блеск, структуру) и ориентировочно дать название исследуемому минералу. Для проверки предварительных выводов определяют твердость минерала, при помощи шкалы твердости Мооса.

Таблица 2.1Шкала твердости минералов

Показатель

твердости

Минерал

Характеристика твердости

1

Тальк

Легко чертится ногтем

2

Гипс

Ноготь оставляет черту

3

Кальцит

Легко чертится стальным ножом

4

Плавиковый шпат

Чертится стальным ножом под небольшим давлением

5

Апатит

Чертится стальным ножом при сильном нажиме, стекло не чертит

6

Ортоклаз (полевой шпат)

Слегка царапает стекло, стальной нож черты не оставляет

7

Кварц

Легко чертит стекло, стальной нож черты не оставляет

8

Топаз

9

Корунд

10

Алмаз

Таблица 2.2Характеристика минералов горных пород

Минерал

Структура

Твер-дость

Цвет

Плот- ность г/см3

Другие характерные признаки

Условия нахождение в природе

Каолин

Амфорная, зернистая

1

Белый, желтоватый

2,5

Излом землистый, материал легко рассыпается

В чистом виде

Гипс

Кристалли-ческая, зернистая; бывает пластинчатой и волокнис-той

1,5-2

Белый, желтоватый

розовый

2,2

Прозрачные кристаллы, материал иногда волокнистый, хрупкий

То же

Мусковит

Кристалли-ческая, листовая

1,5-2,5

Серебристый, белый, светло-желтый

2,8

Расщепляется на тончайшие прозрачные листочки большой упругости

В граните , гнейсе

Кальцит

Кристаллическая, и зернисто кристаллическая

3

Белый, серый, желтый

2,6

Прозрачен; при ударе распадается на ромбические кристаллы, вскипает в холодном растворе соляной кислоты

В известняках, мраморе и других карбонатных породах

Доломит

Кристаллическая

3,5

Белый, серый

2,8

В растворе соляной кислоты вскипает только в порошко-образном состоянии при подогреве

То же

Авгит

То же

5-6

Черный и темно-зеленый

3,4

Просвечивается; блеск стеклянный

Магматических породах

Роговая обманка

То же

5-6

Черный, зелено-бурый

3,1

Отчетливая спайность в одном направлении

То же

Ортоклаз

То же

6

Белый, серый, розовый, красный

2,5

На плоскостях спайности стеклянный блеск

В граните, сиените, гнейсе

Кварц

То же

7

Бесцвеный, белый, серый, черный, фиолетовый

2,6

Излом раковистый, острый

В граните, гнейсе, песчанике

Твердость определяют следующим образом. На гладкой поверхности исследуемого образца минерала пробуют нанести черту каждом из минералов, указанных в шкале, начиная с самого мягкого. При этом устанавливают, какой минерал оставляет черту – царапает исследуемый образец. Например, исследуемый минерал чертится апатитом, а оставляет черту (царапину) на плавиковом шпате, то его твердость соответствует 4. чтобы иметь достоверные данные о твердости минералов необходимо испытать не менее трех отдельных образцов, сделав для каждого образца по три определения.

Некоторые минералы могут иметь близкую по значению твердость и мало различаться по внешним признакам, например кальцит и гипс или ангидрит. В этом случае на образец из капельницы капают 10% -ный раствор соляной кислоты. При этом карбонаты (например, кальцит) «вскипают», выделяя углекислый газ. Значение прочности плотности и другие сведения о минералах можно получить из таблиц.

Значение прочности, плотности и другие сведения о минералах можно получить из Таблицы 3.1.2. Данные лабораторных испытаний а также сведения о минералах занести в журнал лабораторных работ.

2. Изучение свойств горных пород

Оборудование и материалы: молоток, стальные иглы, лупа, шкала твердости, металлическая линейка, 10% - раствор соляной кислоты, набор горных пород.

Проведение испытаний. Для горных пород большое значение имеет их петрографическая характеристика, которая дает возможность не только установить вид горной породы и составить предварительное суждения о ее качестве, но и дополняет результаты лабораторных испытаний сведениями о таких важных свойствах, как степень однородности выветрелости породы, строение, сложение характеристика рисунка, характер раскола и др.

Цвет породы, его однородность и блеск дают возможность установить вид минералов, составляющих горную породу. Содержание в горной породе минералов карбонатной группы определяют действием 10%-ного раствора соляной кислоты, которая вызывает «вскипание» на поверхности образца породы, содержащего углекислый кальций. Используя данные, приведенные в таблице 3, можно определить минералогический состав исследуемой горной породы.

Затем осмотром свежего излома определяют строение (структуру) и сложение (текстуру) породы.

По содержанию минералов, их цвету и структуре можно установить вид горной породы, затем ориентировочно и ее свойства. В том случае, когда имеются образцы известных горных пород, в журнале для лабораторных работ заполняют таблицу, занося в нее основные свойства горной породы.

Таблица 2.3Основные показатели свойств некоторых горных пород

Порода

Цвет

Минералы, входящие в состав породы. Структура породы.

Объемная масса, кг/м3

Предел прочности при сжатии, МПа

Гранит

Серый, голубовато-серый, розовый и темно-красный

Кварц, полевой шпат, слюда. Кристаллическая

2500-2800

100-200

Диорит

Серо-зеленый до темно-зеленого

Полевой шпат, роговая обманка, иногда кварц. Кристаллическая

2700-2900

150-300

Габбро

Серый до черного

Полевой шпат, авгит, оливин, слюда. Кристаллическая

2800-3100

200-250

Лабродорит

Темный

Полевой шпат, авгит, оливин, лабрадор. Кристаллическая

200-2900

150-250

Диабаз

Серый до темно-серого

Ролевой шпат, авгит. Мелкозернистая, кристаллическая

2800-2900

200-300

Базальт

Темный, черный

Полевой шпат, авгит. Скрыто-кристаллическая

2900-3300

200-400

Известняк

Серый, желтый

Кальцит. Плотная аморфная, частично кристаллическая

1800-2000

50-150

Песчаник

Белый до темного

Кварц. Зерна кварца соединены глиной, известью, кальцитом, кремнеземом и др.

2300-2600

80-300

Мрамор

Белый, розовый до черного

Кальцит и доломит. Зернисто-кристаллическая

2600-2800

100-300

Кварцит

Белый до темно-вишневого

Кварц. Зерна кварца соединены природными цементами

2500-2700

300-400