МЕТАМОРФИЧЕСКИЕ ГОРНЫЕ ПОРОДЫ.



ИЗУЧЕНИЕ ПОРОД ПО ОБРАЗЦАМ

Цель лабораторной работы – первое знакомство с метаморфическими горными породами, их текстурно-структурными свойствами, минеральным составом, позволяющими отличать их от пород других генетических типов (магматических и осадочных). Кроме того, предполагается научить обучающихся разделять продукты разных типов метаморфизма (регионального, контактового и дислокационного) и, при возможности, восстанавливать их исходный состав (эдукт).

Используемый материал – коллекция образцов наиболее характерных и распространенных метаморфических горных пород, 10,0% соляная кислота, учебная литература, методические указания к самостоятельной работы обучающегося по дисциплине «Геология» по направлению «Строительство.

Содержание лабораторной работы:

1. Знакомство по учебной литературе со сведениями о наиболее распространенных метаморфических горных породах (самостоятельная работа, конспект).

2. Изучение текстурно-структурных особенностей и состава о.г.п.

3. Работа с учебной коллекцией.

4. Определение разновидностей о.г.п.

 

Для получения зачета по теме обучающийся должен знать:

1. Знать краткие сведения об основных факторах метаморфического процесса и типах метаморфических пород.

2. Представить конспект о теме.

3. Определить контрольные образцы и дать им краткие описания.

Порядок проведения лабораторной работы

1 Ознакомиться с основными свойствами метаморфических горных пород

2 По выданным преподавателем образцам изучить внешние признаки метаморфических горных пород

3 Используя сведения о метаморфических породах определить наименование выданных преподавателем образцов горных пород, заполнить таблицу 6.

 

Таблица Форма описания метаморфических горных пород

Наиме- нование Тип (по происхо-ждению) Цвет Структура Текстура Мине-ральный состав Особые свойства, признаки Формы залегания Приме-чания
1 2 3 4 5 6 7 8 9
                 

 

Методика выполнения лабораторных работ

 

Выполнение лабораторных работ проводится в определенной последовательности: вначале изучаются текстуры пород, позволяющие устанавливать тип метаморфизма, затем структурные особенности, по которым восстанавливают термодинамические условия его проявления (фации - для продуктов регионального метаморфизма), наконец уточняют диагностику минерального состава, что позволяет судить об исходной породе (эдукте).

Описание пород, таким образом, ведется в последовательности: цвет породы, текстура, структура, минеральный состав (при возможности - относительное содержание). По совокупности всех описанных признаков обучающийся должен определять тип метаморфизма, фациальный уровень (Р-Т- условия), а в некоторых случаях - предположить возможный состав эдукта.

В течение всей своей геологической жизни, начиная с момента образования, исходные (первичные) горные породы испытывают воздействия высокой температуры, давления, химически активных веществ, которые приводят к изменениям в их структуре, текстуре, минеральном составе и свойствах. Изменениям, превращениям, преобразованиям, по-гречески "метаморфус", подвергаются магматические, осадочные и собственно метаморфические горные породы. Таким образом, под метаморфизмом понимают структурное, текстурное и минералогическое приспособление исходных горных пород к изменяющимся термодинамическим условиям (воздействие высоких давлений, температур, химически активных веществ) в различные периоды их геологической жизни.

Метаморфические горные породы образуются в земной коре из магма­тических и осадочных горных пород путем их глубокого изменения и пре­образования под влиянием высокой температуры, давления, горячих раство­ров и газовых компонентов; при этом происходит сложный процесс пере­кристаллизации минералов и горных пород, замещение одних веществ дру­гими, разрушение старых структур и образование новых и т. п. Сами мета­морфические породы также могут быть вновь перекристаллизованы, если они попадают в соответственные термодинамические условия.

Структура. В процессе перекристаллизации вещества исходной породы в твердом состоянии возникают вторичные, характерные для метаморфи­ческих горных пород структуры, называемые бластическими структурами. При полной перекристалли­зации исходного вещества метаморфические горные породы приобретают структуру, называемую кристаллобластической.

Имеются метаморфические горные породы, характеризующиеся непол­ной перекристаллизацией вещества и сохранением следов прежней струк­туры исходных горных пород. В этом случае для обозначения новой струк­туры прибавляют слово «бласто» к названию первоначальной структуры: бластогранитовая структура, бластопорфировая структура и т. д.

Текстура. Для метаморфических горных пород характерны сланцева­тая, полосчатая, очковая, массивная и другие текстуры (в зависимости от характера пространственного расположения составных частей породы). При сланцеватой текстуре зерна минералов, входящих в состав данной породы, имеют пластинчатую и удлиненную форму и располагаются взаимно-параллельно. При полосчатой текстуре наблюдается чередование более или менее тонких параллельных полос различного минералогического состава, отличающихся часто и по цвету.

Очковая текстура отличается наличием «очков» - округлых или несколь­ко удлиненных образований среди остальной мелко- и тонкозернистой массы породы.

Различают несколько видов метаморфизма.

Контактный метаморфизм—на контакте внедрившейся магмы с вмещаю­щими горными породами. Здесь изменение горных пород происходит под влиянием теплового воздействия высокотемпературного (свыше 1000°) расплава магмы, газообразных компонентов магмы (пневматолитовый ме­таморфизм) и горячих растворов (гидротермальный метаморфизм).

Региональный метаморфизм проявляется на огромных площадях в по­движных зонах земной коры (геосинклиналях) под влиянием высокой тем­пературы и большого давления.

Динамометаморфизм или дислокационный метаморфизм обусловли­вается односторонним давлением, которое испытывают породы под влиянием тектонических движений.

Текстура грунта – пространственное расположение слагающих грунт элементов (сланцеватость, полосчатость, трещиноватость, слоистость и др.). Текстура при определении метаморфических горных пород является наиболее важным диагностическим признаком.

Сланцеватая текстура – это когда горная порода состоит как бы из скрепленных между собой пластинок, где пластинчатые, игольчатые и имеющие другую форму зерна минералов располагаются по параллельным плоскостям. Толщина пластинок может быть разной – толстой, тонкой и поэтому выделяют толстосланцеватую, тонкосланцеватую, слоисто- сланцеватую текстуры. Образец с такой текстурой раскалывается по плоскостям, которые называют плоскостями сланцеватости. Сланцеватая текстура характерна для целой группы регионально-метаморфических грунтов – сланцев. Различают сланцы по минеральному составу – сланцы глинистые, тальковые, талько-хлоритовые и др.

Плойчатая текстура является производной от сланцеватой текстуры. В изломе образца горной породы видны складки, плойки – следы медленного деформирования грунтов со сланцеватой текстурой под действием тектонических сил, чаще всего она наблюдается у глинистых и слюдяных сланцев.

Полосчатая текстура, когда в образце видны полосы различной окраски. Границы между полосами выражены менее четко, в этом ее отличие от образцов со слоистой текстурой, наличие сланцеватости при этом необязательно. Такую текстуру имеют гнейсы, змеевики, ожелезненные кварциты (джеспилиты), иногда амфиболиты. Как разновидность полосчатой текстуры выделяют очковую текстуру, когда в полосах видны локальные утолщения (линзы, очки), что наблюдается у некоторых гнейсов и узловатых (пятнистых) сланцах.

Пятнистая текстура определяется кучным размещением минералов (пятнами, узлами) по общему однородному фону породы, она характерна для узловатых (пятнистых) сланцев, яшм и мраморов.

Узорчатая текстура – когда по всему образцу видны узоры из разноцветных пятен, полос, линий, она характерна для яшм и некоторых мраморов.

Однородная (массивная) текстура характерна для роговиков, скарнов, 10 кварцитов, мраморов.

Пористой текстуры у метаморфических горных пород не бывает, т. к. они образуются при действии значительных по величине напряжений, при которых все поры смыкаются.

                                            

Принятые сокращения

стр. – структура;

текст. – текстура;

мин. состав – минеральный состав;

отл. признаки – отличительные признаки.

Сланцы – группа метаморфических горных пород, названных по сланцеватой текстуре; различаются друг от друга по минеральному составу, см. описания ниже; тип по вещественному составу – силикатные.

Сланец глинистый – название по сланцеватой текстуре горной породы и преобладанию глинистых минералов.

Цвет: серый, коричневый, темно-серый до черного; имеет различные оттенки и интенсивность окраски.

Стр.: скрытокристаллическая.

Текст.: тонко-, толстосланцеватая, слоистосланцеватая, иногда плойчатая.

Мин. состав: преимущественно состоит из глинистых минералов (стекло не царапают, скользят по стеклу); присутствие кварца, полевого шпата и других твердых минералов обнаруживается по отдельным царапинам на стекле при общем скольжении образца по стеклу; присутствие карбонатов определяется по реакции с разбавленной соляной кислотой (HCl).

Отл. признаки: блеск по поверхностям сланцеватости матовый, тусклый; прочность и твердость низкие, легко раскалывается по плоскостям сланцеватости; наличие сланцеватости – от слоистых аргиллитов и алевролитов; матовый блеск на плоскостях сланцеватости – отличие от филлитов.

Происхождение: образуются глинистые сланцы в мезозоне из дисперсных осадочных глинистых грунтов.

Применение: в строительстве применяются повсеместно как материал подсыпок и насыпей; некоторые сланцы имеют специальное применение, например, сланцы с тонкосланцеватой текстурой используются в виде материала кровли – сланцы кровельные, а сланцы с большим содержанием минерала графита в виде минерального сырья – сланцы графитовые.

 

По минеральному составу и другим признакам выделяют следующие разновидности сланцев глинистых:

сланец битуминозный – имеет черный цвет из-за большого содержания битума; при нагревании в пламени издает неприятный запах;

сланец графитовый – имеет темно-серый цвет из-за большого содержания графита (мягкий, пачкает руки, жирный на ощупь, оставляет черту темно-серого цвета на бумаге, см. описание минерала графит);

сланец известковистый – глинистый сланец с содержанием от 5 до 20 % кальцита (реагирует с HCl).

сланец кремнисто-глинистый – отличается от глинистого сланца повышенным содержанием кремнезема и поэтому обладает большей прочностью и твердостью (царапает стекло); текстура толстосланцеватая; используется повсеместно как материал подсыпок и насыпей;

сланец кровельный – цвет от темно-серого до черного; на плоскостях сланцеватости имеет слабый блеск; текстура тонкосланцеватая; раскалывается на тонкие, но большие по площади пластины; используется как кровельный материал;

сланец углистый – цвет от темно-серого до черного (большое содержание углистого вещества); слабо пишет на бумаге (черта темно-серая, черная).

Сланец слюдяной – название дано по сланцеватой текстуре и минеральному составу (по преимущественному содержанию различных слюд); тип по вещественному составу – силикатные.

Цвет: различный, зависит от сочетания цветов слюд.

Стр.: от тонко- до крупночешуйчатой.

Текст.: сланцеватая, плойчатая.

Мин. состав: состоит преимущественно из слюд – биотита (черная слюда), мусковита (светлая слюда), серицита (тонкочешуйчатая слюда), других слюд.

Отл. признаки: блеск по плоскостям спайности от шелковистого, перламутрового до серебристого – отличие от сланцев глинистых и филлита; большее количество слюд, чем кварца – отличие от гнейсов.

Происхождение: образуются в мезозоне из дисперсных осадочных глинистых горных пород, а также из кислых и средних интрузивных магматических горных пород.

Применение: в дорожном строительстве иногда находит применение в виде щебня.

 

По минеральному составу выделяют следующие разновидности сланцев слюдяных:

сланец биотитовый – слюда в сланце преимущественно в виде биотита (черная слюда);

сланец мусковитовый – слюда в сланце преимущественно в виде мусковита (светлая слюда);

сланец двуслюдяной – слюды в сланце представлены по количеству примерно одинаково, биотитом и мусковитом;

сланец серицитовый – слюда в сланце представлена преимущественно в виде серицита, являющегося разновидностью мусковита; кристаллы серицита смотрятся в виде слабо различимых тонких чешуек; цвет белый, серый с желтоватым или зеленоватым оттенком; блеск на плоскостях сланцеватости от шелковистого до серебристого; почти полностью состоит из серицита, мало глинистых минералов, более сильный блеск – отличие от филлитов; царапает гипс, на ощупь не жирный – отличие от сланцев тальковых;

сланец слюдисто-хлоритовый – отличается от других слюдяных 20 сланцев присутствием минерала хлорита (слабо-зеленоватая окраска).

Сланец пятнистый (узловатый) – название по сланцеватой текстуре и по наличию пятен (узлов) новообразованных минералов.

Цвет: разнообразный, чаще от коричневого до темно-серого.

Стр.: скрытокристаллическая или тонкозернистая с кристаллами минералов в местах расположения пятен (узлов).

Текст.: сланцеватая, пятнистая.

Мин. состав: в основном состоят из глинистых минералов, в пятнах присутствуют образовавшиеся при повышенных температурах минералы в виде графита, гематита, магнетита и др.

Отл. признаки: в пятнах (узлах) тонкозернистой, скрытокристаллической основной массы глинистых минералов выделяются другие минералы в виде кристаллов; наличие пятен (узлов) и сланцеватая текстура – отличие от сланцев глинистых.

Происхождение: образуются из аргиллитов, сланцев глинистых в контактовом ореоле интрузивных массивов магматических горных пород; непосредственно на контакте возникают роговики, в удалении от контакта роговики сланцеватые, на границе ореола сланцы пятнистые.

Применение: см. сланец глинистый.

Сланец тальковый – название по сланцеватой текстуре и по преимущественному содержанию минерала талька.

Цвет: белый, желтоватый или зеленоватый.

Стр.: скрытокристаллическая, тонкозернистая.

Текст.: сланцеватая.

Мин. состав: состоит преимущественно из минерала талька (светлая окраска, белая черта, жирный на ощупь, мягкий – царапается ногтем); иногда присутствует кварц (редкие царапины на стекле), кальцит (реакция с соляной кислотой), хлорит (зеленоватая окраска).

Отл. признаки: очень мягкий, царапается ногтем, жирный на ощупь – отличие от сланцев глинистых, хлоритовых, а также от серпентинитов и аргиллитов; если кроме талька много минерала хлорита (зеленоватый оттенок), выделяют сланец талько-хлоритовый.

Происхождение: образуется при изменении в мезозоне интрузивных магматических горных пород.

Применение: в строительстве не применяется, ценное минеральное сырье.

 

Сланец хлоритовый (зеленый) – название по сланцеватой текстуре и по преимущественному содержанию минерала хлорита; второе название дано по зеленой окраске минерала хлорита.

Цвет: зеленый или темно-зеленый.

Стр.: скрытокристаллическая, иногда видны кристаллы отдельных минералов, чаще рудных.

Текст.: сланцеватая.

Мин. состав: состоит преимущественно из минерала хлорита и талька, присутствие последнего ощущается при прикосновении к образцу – слегка жирный на ощупь.

Отл. признаки: зеленоватая окраска, серо-зеленая черта, твердость 2.5; при значительном содержании минерала талька – сланец хлорито-тальковый; при значительном содержании слюды – сланец хлорито-слюдяной.

Происхождение: образуется из ультраосновных интрузивных магматических пород, главным образом из оливинитов.

Применение: в строительстве не применяется.

Гнейсы – метаморфические горные породы, состоящие преимуществен­но из полевых шпатов и кварца. Присутствует один или несколько цвет­ных минералов. Характерной особенностью гнейсов является полосчатая текстура с более или менее параллельными слоями, иногда сланцеватая и очковая текстуры. Они образуются как при метаморфизме осадочных пород – пара­гнейсы, так и при метаморфизме магматических пород – ортогнейсы.

Мрамор – метаморфическая крупно-, средне- и мелкозернистая полно­кристаллическая горная порода, представляющая собой перекристаллизо­ванный известняк и состоящая из кальцита. Чистые разности мрамора отличаются белым цветом. Разнообразные примеси к кальциту вызывают различную окраску – серую, желтоватую, розоватую и другие.

Название от греческого "мраморос"; тип по вещественному составу – карбонатные.

Цвет: разнообразный, нередко яркий и пестрый.

Стр.: мелко-, средне-, крупнозернистая, реже тонкозернистая.

Текст.: однородная, полосчатая, пятнистая, узорчатая.

Отл. признаки: реагирует с соляной кислотой – в куске (из минерала кальцита), в порошке (из минерала доломита), в порошке при нагревании (из минерала магнезита); полнокристаллическая структура – отличие от известняков, мергелей, доломитов; не царапает стекло – отличие от кварцитов, яшм, гнейсов.

Происхождение: образуется в условиях высоких температур в зоне контакта с магмой из осадочных сцементированных карбонатных грунтов, чаще из известняков.

Применение: ценный строительный материал; в строительстве и архитектуре применяется как декоративный камень для скульптур, монументов, облицовки стен и цоколей, в виде мраморной крошки при отделке различных поверхностей, включая полы; в дорожном строительстве используется при изготовлении минерального порошка как составной части асфальтобетонов.

Кварциты – метаморфическая зернистая горная порода, состоящая из прочно сцементированных зерен кварца. Образуется при метаморфизации кварцевых песков и песчаников.

 

Яшма – название от арабского «яшб»; тип по вещественному составу – силикатные.

Цвет: различный, чаще красноватый, зеленоватый, нередко пестрой 22 окраски (ситцевые, парчовые, брекчиевидные, пейзажные и др.).

Стр.: скрытокристаллическая.

Текст.: однородная, полосчатая, пятнистая, иногда сланцеватая (горные породы с такой текстурой называют сланцы яшмовидные).

Мин. состав: основные минералы – кварц, опал, халцедон и др.

Отл. признаки: плотная, крепкая, твердая горная порода (царапает стекло); излом не раковистый – отличие от роговиков; кристаллы не различимы невооруженным глазом – отличие от кварцитов.

Происхождение: образуется в месте контакта с магмой кремнистых осадочных грунтов.

Применение: в строительстве широко применяется как декоративный материал; в камнерезной промышленности используется при изготовлении ювелирно-поделочных камней; сланцы яшмовидные используются как щебень в дорожном строительстве.

 

Таблица 5 – Основные метаморфические породы

 

Окраска Основной минеральный состав Диагностические признаки Порода
Пестрая полосчатая Полевой шпат, кварц, слюда (чаще биотит), роговая обманка, пироксенит Плотная, полосчатая или оч­ковая текстура. Минераль­ный состав сходен с соста­вом гранита Гнейс (ортогнейс обра­зуется из магматичес­ких пород, парагнейс – из осадочных)
Желтоватая, бордово-коричневая и др. Кварц и примеси Большая твердость (7),  жир­новатый блеск, иногда рако­вистый излом Кварцит
Белая, серая, желтая, оранже­вая, желтая, красная и др. Иногда с прожилками другого цвета Кальцит, доломит к при­меси   Кристаллическая структура, ре­акция с соляной кислотой образца (кальцит) или порошка (доломит) Мрамор кальцитовый или доломитовый  
Серебристо-серая или темно-серая Мусковит,     серицит, кварц, биотит Сланцевая плотная текстура обилие слюды Слюдяной сланец
Темно-зеленая Хлорит и примеси (тальк и др.) Сланцеватая текстура  преобладание темно-зеленого цвета Хлоритовый сланец
От светло-зеленой до белой Тальк к примеси (хлорит и др.) Сланцеватая текстура  преобла­дание чешуйчатого жирного на ощупь талька Тальковый сланец
Темная, черная Графит и примеси Сланцеватая текстура преобла­дание графита с металловидным блеском Графитовый сланец

 

Вопросы для самоконтроля

 

1. Какие геологические процессы обусловили образование метаморфических горных пород?

2. Каково применение метаморфических горных пород в разных отраслях производства?

3. Назовите характерные признаки метаморфических пород.

4. Что такое метаморфизм?

5. Назовите факторы и типы метаморфизма?

6. Назовите основные разновидности метаморфических пород?

7. Назовите особенности текстуры и структуры метаморфических пород?

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

А) Основная литература

1. Сергеев, Е. М. Инженерная геология [Текст]: учебник для вузов / Е. М. Сергеев. – М: Альянс, 2011

2. Швецов, Г. И. Инженерная геология, механика грунтов, основания и фундаменты [Текст]: Учеб. / Г. И. Швецов. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Высш. шк., 1997.

3. Ананьев, В. П.Инженерная геология: Учебник / Ананьев В.П., Потапов А.Д., Юлин А.Н. - 7-е изд., стер. - М.: НИЦ ИНФРА-М, 2016. - 575 с. – Режим доступа: http://znanium.com/bookread2.php?book=487346

4. Инженерная геология [Текст]: учебник для студ. вузов, обуч. по строительным спец.: рек. М-вом образования и науки РФ / В. П. Ананьев, А. Д. Потапов. - 6-е изд., стер. - М.: Высш. шк., 2009.

5. Ананьев, В. П. Инженерная геология и гидрогеология [Текст]: Учебник / В. П. Ананьев, Л. В. Передельский. - М.: Высш. шк., 1980.

6. Ананьев, В. П.Специальная инженерная геология [Электронный ресурс]: учебник/ В. П. Ананьев , А. Д. Потапов , Н. А. Филькин - М.: НИЦ ИНФРА-М, 2016. - 263 с – Режим доступа :http://znanium.com/bookread2.php?book=487350

7. Добров, Э. М. Инженерная геология [Текст]: учеб. пособие / Э. М. Добров. - 2-е изд., стер. - М.: Академия, 2008.

8. Передельский, Л. В. Инженерная геология [Текст]: учеб. пособие / Л. В. Передельский, О. Е. Приходченко. - 2-е изд., доп. и перераб. - Ростов н/Д: Феникс, 2009.

9. Добров, Э. М. Инженерная геология [Электронный ресурс]: учеб. пособие для студ. вузов, обучающихся по спец. "Автомобильные дороги и аэродромы" направления подготовки "Транспортное строительство" : допущено УМО по образованию / Э. М. Добров. - М.: Издательский центр "Академия", 2008. - 219 с. – Режим доступа: http://biblio.bsau.ru/metodic/18233.djvu

10. Короновский, Н. В. Геология [Текст]: учебник для студ. вузов, обуч. по экологическим спец.: допущено УМО по образованию / Н. В. Короновский , Н. А. Ясаманов - 5-е изд., стер. - М.: Академия, 2008. - 446 с.

Б) Дополнительная литература

1. Вознесенский Е.А., Королев В.А., Трофимов В.Т. Грунтоведение. - М.: МГУ, Наука. 2005. - 1024с.

2. Толстой, М.П., Малыгин В.А. Геология и гидрогеология. М.: Недра,1988.

3. Пособие к лабораторным занятиям по общей геологии: Учеб. пособие для вузов / В.Н. Павлинов, А.Е. Михайлов, Д.С. Кизевальтер и др. – 4-е изд., перераб. и доп. – М.: Недра, 1983. – 161 с.

4. Кац, Д. М. Основы геологии и гидрогеология [Текст]: учебник / Д. М. Кац. - М. : Колос, 1981.

5. Короновский Н.В., Ясаманов Н.А. Геология: учебник для экологических специальностей вузов. - М: Академия. 2006. - 448с.

6. Милютин А.Г. Геология. - М.:Высшая школа. 2008. - 448с.

7. Караулов В.Б., Никитина М.И. Геология: основные понятия и термины. Справочное пособие. – Едиториал УРСС, 2007. - 152с.

8. Кашперюк П.И., Потапов А.Д., Глумова Г.М., Юлин А.Н. Инженерная геология и геоэкология. Учебное пособие. – М.: МГСУ, 2007. - 150с.

9. Предельский Л.В., Приходченко О.Е. Инженерная геология. - Р.-Д.: Феникс. 2009. - 460с.


Дата добавления: 2019-01-14; просмотров: 20; ЗАКАЗАТЬ РАБОТУ