Лабораторная работа №2

Относительная устойчивость главных породообразующих минералов при выветривании и характеристика растворимости

Лабораторная работа №1

Обучающихся по направлению

130400 "Горное дело"

Изучение породообразующих минералов

Задание 1

Оборудование

1. Коллекция минералов

2. Таблицы определители минералов

3. Шкала Мооса, фарфоровая пластина, стекло для определения твердости минералов, соляная кислота, компас.

В соответствии с вариантом найти в коллекции образцы минералов. Определить главные физические свойства минералов по их диагностическим признакам, используя таблицы определителей минералов.

Установить, в составе каких горных пород изучаемые минералы встречаются как породообразующие? Дать сравнительную оценку их устойчивости при выветривании и растворимости, используя данные, приведенные в таблице.

Устойчивость при выветривании	Растворимость в воде
Нерастворимые	Слаборастворимые	Среднерастворимые	Сильнорастворимые
Весьма устойчивые	Кварц, корунд, тальк кремень, каолин, графит, хлорит, лимонит, монтмориллонит, гранат, турмалин,	–	–	–
Устойчивые	Мусковит, альбит, ортоклаз	Кальцит, доломит
Умеренно устойчивые	Биотит, авгит, биотит, пироксен	–	Гипс, ангидрит, асбест	–
Неустойчивые	Оливин, лабрадор, пирит, сера, глауконит	–	–	Галит, сильвин

Пример ответа: минерал альбит (натровый плагиоклаз) относится к классу силикатов, группа полевых шпатов. Образуется при кристаллизации кислой или средней магмы и в процессе гидротермальной метаморфизации силикатных и алюмосиликатных минералов. В воде не растворим. При выветривании устойчив, но менее устойчив, чем кварц. Как главный породообразующий минерал входит в состав магматических (граниты, риолиты и др.), осадочных (пески, песчаники) и метаморфических (гнейсы) пород.

Варианты заданий к лабораторной работе №1

Вариант	Минералы	Вариант	Минералы
	Кварц, мусковит		Мусковит, галит
	Оливин, доломит		Роговая обманка, гипс
	Роговая обманка, галит		Биотит, кальцит
	Ортоклаз, гипс		Кварц, тальк
	Ангидрит, авгит		Лабрадор, галит
	Мусковит, пирит		Сера, магнетит
	Гипс, роговая обманка		Биотит, кварц
	Доломит, биотит		Каолинит, ортоклаз
	Сера, кварц		Серпентинит, кальцит
	Магнетит, кальцит		Авгит, оливин
	Оливин, лимонит		Кремень, тальк
	Каолинит, лабрадор		Серпентинит, роговая обманка
	Тальк, ортоклаз		Оливин, гипс
	Серпентинит, хлорит		Хлорит, лимонит
	Пирит, кремень		Ангидрит, хлорит

Изучение горных пород в соответствии с ГОСТ 25100– 95 «Грунты. Классификация»

Задание 1

Оборудование

1. Коллекция горных пород

2. Шкала Мооса, фарфоровая пластина, стекло для определения твердости минералов, соляная кислота.

3. Нормативная документация - ГОСТ 25100– 95.

В соответствии с вариантом выбрать в коллекции горные породы. Как классифицируются данные горные породы (табл. 1) по происхождению и по содержанию кремнезема (SiO₂)? Какими основными признаками они характеризуются. В чем их сходство и различие? К какому классу, группе, подгруппе и типу относятся данные горные породы согласно ГОСТ 25100-95? Из ГОСТа 25100-95 выписать в таблицу 2 нормативные характеристики изучаемых почво-грунтов.

Таблица 1

Варианты заданий

Вариант	Горные породы	Вариант	Горные породы
	Диорит, обсидиан		Базальт, дунит
	Пегматит, риолит		Андезит, габбро
	Лабрадорит, сиенит		Пегматит, андезит
	Диорит, риолит		Перидотит, трахит
	Пироксенит, аплит		Диабаз, аплит
	Сиенит, андезит порфировый (порфирит)		Гранит, обсидиан
	Диорит, базальт		Лабрадорит, риолит
	Гранит, риолит порфировый (кварцевый порфир)		Сиенит, базальт
	Андезит, пегматит		Обсидиан, сиенит
	Перидотит, гранит		Диабаз, обсидиан
	Риолит, диабаз		Дунит, гранит
	Андезит порфировый (порфирит), дунит		Базальт, перидотит
	Габбро, аплит		Андезит, дунит
	Риолит порфировый (кварцевый порфир), дунит		Аплит, перидотит
	Трахит, пироксенит		Диабаз, лабрадорит

Пример ответа: гранодиорит, трахит порфировый (бескварцевый порфир).

Гранодиорит – плутоническая (интрузивная) кислая порода, содержание SiO₂ > 65 %; имеет полнокристаллическую структуру и массивную текстуру.

Трахит порфировый (бескварцевый порфир) – вулканическая (эффузивная) средняя порода, содержание SiO₂ – 52–65 %; имеет порфировую структуру и массивную текстуру.

Сходство – обе породы прочные, слабо выветриваются, с массивной текстурой. Различие – генезис, структура, состав и содержание SiO₂.

Согласно ГОСТ 25100-95 пироксенит относится к классу скальных грунтов, группа – скальные, подгруппа – магматические интрузивные, тип – силикатные ультраосновные.

Разновидность грунта с указанием (предела прочности на одноосное сжатие Rc, МПа, плотности сухого грунта ρd, г/см3; пористости n, %; коэффициента выветрелости скальных грунтов Кwr, д. е.; коэффициента размягчаемости Ksof, д. е.; степени растворимости qsr, г/л; коэффициента фильтрации k, м/сут.) определяется из приложений Б, В, Г ГОСТ 25100-95.

Наименование и плотность грунтов приведена в приложении I лабораторной работы №2

Классификационные и другие параметры скальных грунтов занести в таблицу 2

Таблица 2 - Классификационные параметры скальных грунтов

Подвид	Rc, МПа	ρd, г/см3	n, %;	Кwr, д. е.;	Ksof, д. е	qsr, г/л	k, м/сут
Пироксенит

Задание 2

Укажите генетический тип осадочных горных пород (табл. 3) – обломочные, хемогенные, биогенные. К какому классу, группе, подгруппе и типу относятся данные горные породы согласно ГОСТ 25100-95? Какие виды природных цементов встречаются? Составьте последовательный ряд по мере возрастания прочности природных цементов (самый слабый→самый прочный).

Таблица 3

Варианты заданий

Вариант	Горные породы	Вариант	Горные породы
	Гипс, торф		Алевролит, песок
	Глина, доломит		Доломит, песчаник
	Галит, трепел		Галька, опока
	Суглинок, мергель		Известняк плотный, ангидрит
	Песок, ангидрит		Торф, известковый туф
	Брекчия, галит		Щебень, конгломерат
	Трепел, дресва		Аргиллит, супесь
	Мергель, трепел		Брекчия, суглинок
	Мел, известняк ракушечник		Песок, известковый туф
	Оолитовый известняк, гипс		Известняк ракушечник, глина
	Монтмориллонит, мел		Ангидрит, суглинок
	Песчаник, аргиллит		Битуминозный известняк, мел
	Мергель, алевролит		Суглинок, песчаник
	Мел, опока		Трепел, галька
	Конгломерат, ангидрит		Глинистый сланец, песок

Пример ответа: дресвелит – терригенная сцементированная крупнообломочная осадочная порода, образовавшаяся в результате цементации дресвы – рыхлой породы с преобладанием угловатых обломков размером от 2 до 10 мм. В промежутках между обломками могут присутствовать песчаный или глинистый заполнитель и цементирующие компоненты. Структура грубообломочная, текстура беспорядочная.

Согласно ГОСТ 25100-95 дресвелит относится к классу скальных грунтов, группа – скальные, подгруппа – осадочные, тип – силикатные.

Разновидность грунта с указанием (предела прочности на одноосное сжатие Rc, МПа, плотности сухого грунта ρd, г/см3; пористости n, %; коэффициента выветрелости скальных грунтов Кwr, д. е.; коэффициента размягчаемости Ksof, д. е.; степени растворимости qsr, г/л; коэффициента фильтрации k, м/сут.) определяется из приложений Б, В, Г ГОСТ 25100-95.

Наименование и плотность грунтов приведена в приложении I лабораторной работы

Классификационные и другие параметры грунтов занести в таблицу 4

Таблица 4 - Классификационные параметры грунтов

Вид грунта	Подвид	Rc, МПа	ρd, г/см3	n, %;	Кwr, д. е.;	Ksof, д. е	qsr, г/л	k, м/сут
Песчаный
Глинистый
Крупнообл.

Задание 3

Поставьте в соответствие метаморфическим породам (табл. 5) те осадочные, магматические или метаморфические, из которых они могли образоваться. Укажите тип метаморфизма, характер происшедших изменений.

Таблица 5

Варианты заданий

Вариант	Горные породы	Вариант	Горные породы
	Песчаник, филлит, алевролит, кварцит		Тальковый сланец, гранит, дунит, слюдяной сланец
	Амфиболит, тальковый сланец, перидотит, диорит.		Гнейс, гранит, филлит, аргиллит
	Сиенит, хлоритовый сланец, мрамор, известняк		Аргиллит, скарн, слюдяной сланец, доломит
	Доломит, амфиболит, габбро, мрамор		Глина, филлит, песчаник, кварцит
	Слюдяной сланец, песчаник, роговик, яшма		Габбро, серпентинит, дунит, хлоритовый сланец
	Березит, мергель, гранит, гнейс		Глинистый сланец, мрамор, кварц-серицитовый сланец, известняк
	Мергель, филлит, супесь, амфиболит		Серпентинит, гнейс, перидотит, конгломерат
	Сиенит, серпентинит, гнейс, тальковый сланец		Лиственит, песчаник, дунит, кварцит
	Мрамор, филлит, доломит, слюдяной сланец		Аплит, серпентинит, березит, лиственит
	Амфиболит, яшма, трахит, песчаник		Дунит, гнейс, глина, тальковый сланец
	Известняк, кварц-серицитовый сланец, аргиллит, скарн		Хлоритовый сланец, диорит, филлит, алевролит
	Гнейс, песок, гранит, кварцит		Доломит, хлоритовый, сланец, мрамор, габбро
	Кварцит, андезит, песчаник, амфиболит		Мергель, гнейс, сиенит, амфиболит
	Аплит, диорит, березит, амфиболит		Глинистый сланец, слюдяной сланец, гранит, филлит
	Перидотит, слюдяной сланец, тальковый сланец, песчаник		Серпентинит, конгломерат, перидотит, гнейс

Пример ответа: Базальт, слюдяной сланец, гранит, эклогит.

Базальт → эклогит; гранит → слюдяной сланец.

Слюдяной сланец может быть продуктом среднетемпературного регионального метаморфизма гранитов (эпидот-амфиболитовая фация). Происходит рассланцевание породы, коренным образом меняется текстура (массивная → сланцеватая) и структура (полнокристаллическая → лепидобластовая).

Выполнить классификацию изучаемых грунтов и определить нормативные характеристики по ГОСТ 25100 – 95

Разновидность грунта с указанием (предела прочности на одноосное сжатие Rc, МПа, плотности сухого грунта ρd, г/см3; пористости n, %; коэффициента выветрелости скальных грунтов Кwr, д. е.; коэффициента размягчаемости Ksof, д. е.; степени растворимости qsr, г/л; коэффициента фильтрации k, м/сут.) определяется из приложений Б, В, Г ГОСТ 25100-95.

Наименование и плотность грунтов приведена в приложении I лабораторной работы №2

Классификационные и другие параметры грунтов занести в таблицу 6

Таблица 6 - Классификационные параметры грунтов

Подвид	Rc, МПа	ρd, г/см3	n, %;	Кwr, д. е.;	Ksof, д. е	qsr, г/л	k, м/сут

Приложение 1

Дата добавления: 2017-02-01