На какие классы подразделяются породообразующие минералы ? Охарактеризуйте их.

Породообразующие минералы

В природе насчитывается более 2000 минералов, но в образовании горных пород участвует лишь около 50, носят они название породообразующих. Каждый минерал характеризуется определенными химическим составом и физическими свойствами: плотностью, твердостью, проч­ностью, стойкостью, характером излома, блеском, цве­том и др.

 Большинство породообразующих минералов имеет кристаллическую структуру и обладает анизотропией свойств т.е. у анизотропных минералов физические свой­ства неодинаковы по различным кристаллографическим направлениям. Строительные свойства горных пород оп­ределяются химическим составом породообразующих ми­нералов и их основными физико-механическими свойст­вами,

Наиболее распространенный в земной коре минерал кварц — кристаллический кремнезем Si02 в природе встречается в виде самостоятельной породы (кварцевого песка) и в составе многих горных пород. Кварц—один из самых прочных, твердых и стойких минералов. Он не­прозрачен, часто имеет молочно-белый цвет, характери­зуется отсутствием спайности, т. е. под действием удара раскалывается не по определенным плоскостям, а дает раковистый излом произвольной формы. Истинная плот­ность его 2,65 г/см³, твердость 7 (по шкале твердости), предел прочности при сжатии превышает 1000 МПа. При обычной температуре кварц не реагирует с кислотами и щелочами. При 1710 °С кварц плавится, образуя после быстрого охлаждения кварцевое стекло. При выветри­вании магматических горных пород стойкие зерна квар­ца не разрушаются, а образуют кварцевый песок.

Полевые шпаты— довольно распространенные мине­ралы, участвующие в образовании многих горных пород, По химическому составу полевые шпаты представляют собой алюмосиликаты калия, натрия или кальция. Полевые шпаты характеризуются хорошо выраженной спай­ностью по двум направлениям. Из разновидностей поле­вых шпатов в природе различают: ортоклаз (прямораскалывающийся) К₂О× Al₂O₃×6SiO₂ плагиоклаз • (косораскалывающийся) в виде альбита Na₂O× Al₂O₃×6SiO₂ и анортита CaO Al₂O₃×2SiO₂. Цвет полевых шпатов от белого до темно-красного, истинная плотность 2.50—2,76 г/см³, твердость 6, предел прочности при сжатии от 120 до 170 МПа, температура плавления 1170—1550°С. Эти минералы обладают низ­кой атмосфероустойчквостью и при выветривании разру­шаются с образованием минерала каолинита, являюще­гося основной частью глинистых осадочных гсфных по­род. В чистом виде полевые шпаты применяют в ка­честве плавней при производстве керамических материа­лов.

Слюды по химическому составу являются слоистыми водными алюмосиликатами. В природе много разновид­ностей слюд, среди которых чаще всего встречаются био­тит и мусковит. Биотит не прозрачен, темного, даже чер­ного цвета с характерным металлическим блеском. Мус­ковит—прозрачная бесцветная слюда. Слюды имеют со­вершенную спайность, расщепляясь на тонкие гибкие пластинки. Истинная плотность 2.8—3.2 г/см³, твердость 2—3.

Большое содержание слюд придает горной породе слоистость, снижает ее прочность и стойкость, затрудня­ет полировку.

Железисто-магнезиальные минералы имеют темную окраску и носят название темноокрашенных. Наиболее распространенными породообразующими минералами яв­ляются роговая обманка, авгит и оливин. Истинная плот­ность их 3—3,6 г/см³, твердость 5,5—7,5. Минералы этой группы обладают высокими прочностью, ударной вязко­стью и атмосферостойкостью, эти же свойства они пере­дают н содержащим их магматическим горным породам.

Кальцит— известковый шпат СаСОз—часто встреча­ющийся минерал в осадочных горных породах. Он пред­ставляет собой прозрачный или бесцветный минерал, но может быть окрашен за счет примесей. Блеск кальцита стеклянный, истинная плотность 2,6—2,8 г/см³, твердость 3. Кристаллы кальцита обладают совершенной спайно­стью по трем направлениям. При действии соляной кис­лотой кальцит бурно «вскипает» с выделением углекис­лого газа. Присутствие кальцита в осадочных горных по­родах делает их ценным сырьем для производства минеральных вяжущих веществ.

Магнезит по химическому составу является карбона­том магния MgCO₃. В природе он менее распространен, чем кальцит. Магнезит белого цвета, часто с желтоватым оттенком, истинная плотность его 2,9—3 г/см³, твердость 3.5-4.5.

Доломит встречается в природе в виде двойной соли СаСОз×МgСОз. Он имеет серовато-белый цвет, иногда с желтоватым, зеленоватым или красноватым оттенками; истинная плотность его 2,8—2,9 г/см³, твердость 3,5—4.

Гипс по химическому составу представляет собой вод­ную сернокислую соль кальция CaS04-2H20. Кристаллы гипса имеют пластинчатое, волокнистое или зернистое строение. Гипс белого цвета, но может быть за счет при­месей окрашен в серый, желтый, красный и другие цве­та. Истинная плотность 2,3 г/см³, твердость 1,5—2, раст­ворим в воде. При нагревании двуводный гипс способен выделять кристаллизационную воду, переходя в полувод­ный или безводный гипс.

Каолинит —водный силикат алюминия—самый рас­пространенный минерал осадочных горных пород. Чистый каолинит белого цвета, однако, примеси придают ему раз­личные оттенки: желтоватый, бурый, зеленоватый и др. Истинная плотность 2,5—2,6 г/см³, твердость 1. Каолинит наряду с другими минералами входит в состав глин, из­вестняков, песчаников и других осадочных горных пород. Каолинит—ценное сырье для производства фарфоровых и фаянсовых изделий, а также огнеупорных материалов и изделий.

Задача № 50

Определить полные остатки на ситах, построить графики зернового состава и дать оценку состава щебня, если частные остатки на стандартных ситах, выраженные в %, соответственно равны:

А₂₀=5

А₁₀=29

А₅=43

А₃=20

Решение

Для примера предположим, что полный вес испытываемого щебня был равен 1,5 кг, тогда: