Пособие для руководителей геологических объединений. Подготовил педагог дополнительного образования Кузнецов Ю. Н
| Вид материала | Практическая работа |
- Кузнецов Юрий Николаевич педагог дополнительного образования гоудод то «оцдютур». Тула, 760.52kb.
- Кузнецов Юрий Николаевич педагог дополнительного образования гоудод то «Областной центр, 361.26kb.
- Вот и закончился фестиваль «Под парусом надежды» в г. Пензе, 7.19kb.
- Лоскутова Елена Игоревна, педагог дополнительного образования Сыктывкар 2009 пояснительная, 286.09kb.
- Методические рекомендации для руководителей туристско-краеведческих объединений Липецк, 149.83kb.
- Бутенко Людмила Алексеевна 2010 пояснительная записка, 285.68kb.
- В концепции дополнительного образования указывается, что педагог дополнительного образования, 90.13kb.
- Образовательной программы Воспитатель детей дошкольного возраста (педагог дополнительного, 113.38kb.
- Методическое пособие Музыкальный отдел Педагог дополнительного образования : Белякова, 487.48kb.
- Бабела Анна Васильевна, педагог дополнительного образования отдела туризма Сыктывкар, 130.45kb.
Государственное образовательное учреждение дополнительного образования детей Тульской области «Областной центр детско-юношеского туризма»
Изучение горных пород
Организация практической работы по определению горных пород.
Пособие для руководителей геологических объединений.
Подготовил педагог дополнительного образования Кузнецов Ю.Н.
Тула
2008
Практическая работа по определению горных пород.
Целью работы является приобретение навыков учащимися по определению горных порд.
При изучении горных пород задачами являются:
- Изучение структурно-текстурных особенностей и механических свойств горных пород;
- Усвоение методики диагностики горных пород различных генетических типов и классов.
Объектом изучения и исследований в настоящей лабораторно-практической работе являются коллекции горных пород магматического, осадочного и метаморфического типов.
Оборудование и материалы для определения горных пород: демонстрационная и рабочая коллекции с образцами пород, лупы с 10-кратным увеличением, 10% раствор HCI.
Изучение горных пород рассчитано на три занятия.
На первом – учащиеся изучают магматические горные породы из раздаточного набора, описывают их свойства.
В коллекции для изучения должны быть следующие магматические породы: дунит, пироксенит, габбро, диабаз, базальт, диорит, сиенит, трахит, гранит, пемза, обсидиан, вулканический туф.
На втором занятии определяют и описывают осадочные горные породы: щебень, дресва, галька, гравий, брекчия, конгломерат, песок (мелкозернистый, среднезернистый, крупнозернистый), песчаник, суглинок, глина, аргиллит, бурый железняк, яшмы, кремень, известняк, известняк-ракушечник, доломит, мергель, ангидрит, гипс, галитит, сильвинит.
На и третьем занятии определяют и описывают метаморфические породы: глинистые сланцы, гнейс, кварцит, мрамор, серпентинит.
Распознавание горных пород основывается на главных диагностических признаках, к которым относятся следующие свойства:
- МИНЕРАЛЬНЫЙ СОСТАВ – породообразующие минералы, слагающие горную породу.
- СТРУКТУРА – особенность строения горной породы, определяемая степенью кристаллизации, размерами и формой породообразующих минералов.
- ТЕКСТУРА – особенность сложения горной породы, определяемая пространственным расположением зерен тех же минералов, их взаимосвязью, наличием пор, пустот.
- ОКРАСКА горных пород, характеризуемая количественным соотношением цветных и светлоокрашенных минералов.
Все эти свойства определяются условиями образования горных пород и поэтому являются характерными для каждого генетического типа.
Для лучшего усвоения и сокращения затрат времени при изучении горных пород необходимо установить положение их в генетической классификации:
- Определить ГЕНЕТИЧЕСКИЙ ТИП изучаемых пород – МАГМАТИЧЕСКИЕ, ОСАДОЧНЫЕ, МЕТАМОРФИЧЕСКИЕ.
- Установить ГЕНЕТИЧЕСКИЙ КЛАСС:
- для магматических определить принадлежность горной породы к ИНТРУЗИВНЫМ или ЭФФУЗИВНЫМ образованиям;
- для осадочных – к ОБЛОМОЧНЫМ, ГЛИНИСТЫМ, ХЕМОГЕННЫМ или ОРГАНОГЕННЫМ.
- Определить принадлежность породы к внутренней классификации каждого генетического типа и класса, например, ПО СОДЕРЖАНИЮ КРЕМНЕЗЕМА для магматических, ПО СТРУКТУРЕ для осадочных и т.п., т.е., ОПРЕДЕЛИТЬ ГРУППУ ПОРОД.
Описание следует выполнять по единой схеме, в соответствии с которой последовательно указать:
- Название горной породы.
- Тип.
- Класс.
- Группа.
- Структура.
- Текстура.
- Минеральный состав.
- Другие внешние признаки.
- Условия образования, характерные формы залежей
- Практическое значение и свойства.
Предпочтительной формой отчета изучения горных пород является схема описания горных пород в виде таблицы. Форма таблицы предлагается ниже.
Магматические или изверженные горные породы образуются путем кристаллизации вещества магмы в недрах земной коры или при застывании лавы на поверхности. Медленный процесс остывания магмы на глубине способствует полной кристаллизации вещества; при этом возникают глубинные магматические породы зернистого строения. На поверхности Земли лава охлаждается относительно быстро и образовавшиеся при этом эффузивные породы содержат большое количество стекловатого нераскристаллизовашегося вещества и незначительную часть минералов кристаллического строения, сформировавшихся в недрах земной коры.
Излившиеся (эффузивные) породы по химическому составу аналогичны интрузивным породам, образовавшимся из той же первичной магмы, и называются излившимися аналогами глубинных пород.
Химическая классификация пород основывается на содержании в них кремнезема (SiO2). По этому признаку выделяются следующие четыре группы:
- ультраосновные породы, содержащие менее 45 %;
- основные 52 - 45 %;
- средние 55 - 52 %;
- кислые более 65 % .
Изменение химического состава магматических пород от ультраосновных к кислым вызывает изменение минералогического состава: темноцветные минералы (роговая обманка, пироксены, оливин) замещаются светлоокрашенными (плагиоклазами, калиевыми шпатами, кварцем). Поэтому такие магматические породы, как дунит, габбро имеют темную окраску; диорит и их аналоги - более светлую; сиениты и граниты - светлую окраску.
Плотность магматических пород также меняется, уменьшаясь от ультраосновных к кислым.
«Определение магматических горных пород».
| № п/п | Название горной породы | Генетический тип | Генетический класс | Структура | Текстура | Минеральный состав | Окраска | Условия образования | Формы залегания | Использо-вание |
Магматические породы | ||||||||||
| | Гранит «гранум» - зерно | Магматич. | Итрузив-ная | Средне-зернис-тая | Массив-ная | Кислая порода. Полевой шпат, кварц, слюда, (роговая обманка, мусковит, биотит) | Красная, розовая | При медленном охлаждении и кристаллиза-ции кислых магм в глубине земной коры | Батолиты, штоки, лакколиты, мощные жилы среди пород другого состава | В строи-тельстве, щебень и отделоч-ный камень |
| | Пемза | Магматич | Эффузив-ная | Стекло-ватая | Пористая и очень пористая | Вулканическое стекло, редко вкрапленники полевых шпатов. | Белая, желтова-тая, краснова-тая. | При быстром остывании лавовой пены | Совместно с вулканическим стеклом | Для шлифова-ния |
| | Обсидиан – вулкани-ческое стекло | Магматич | Эффузив-ная | Стекло-видная | Массив-ная | Обсидиан – вулканическое стекло кислого состава – более светлое, а основного состава более темное. Силикаты | Зеленова-тая, дымчато-бурая, краснова-тая со стеклян-ным блеском | При быстром застывании лавы | В краевых областях текущей лавы и в пустотах излившихся пород | В ювелирном деле. |
| | Вулкани-ческий туф | Магматич | Эффузив-ная пироклас-тическая (огненно-обломоч-ная) | Пепло-вый, песча-ный, лапил-лиевый мате-риал. | Рыхлая, сцементированная | Вулканическое стекло, кристаллы различных минералов и твердеющей лавы. | Темная | Пирокластический материал, падает на землю при вулканическом извержении и застывает в полете. На земле эти материалы становятся плотной сцементированной породой. | Туф из масс вулканическо-го пепла – час-тиц размером до 1мм, песка – размер облом-ков 1-2 мм. | В строи-тельстве |
| | Дунит – название от горы Дун в Новой Зеландии | Магматич | Интрузивная | Полнокристаллическая, средне-мелкозернистая | Массив-ная | Ультраосновная. 95% - оливин, небольшое кол-во магнентит, хромит | Темная: темно-зеленая, почти черная или желтова-то-зеле-ная | При медленном остывании магмы в глубинных условиях. | Штоки или образует отдельные зоны в глубинных частях интрузивных тел других пород | Для изготовления щебня. |
| | Габбро | Магматич | Интрузивная | Средне-зернис-тая | Массив-ная | Основная порода, плагиоклаз (лаб-радор) и пиро-ксен, может со-держать амфибол или оливин, редко – биотит.Темно-цветные минералы около 50 %. | Черно-зеленый. Вкрапленники по-левого шпата слабо разли-чимы. | Глубинная магматическая порода, образуется при медленном остывании магмы в земной коре. | Лополиты, штоки, линзы, мощные интрузивные залежи. | В строи-тельстве, мощении мостовых, при облицовке и изготов-лении памятни-ков. |
| | Диабаз | Магматич | Интрузивно-жильная | Мелко-скрыто зернис-тая | Массив-ная | Основные плагиоклазы (чаще лабрадор) и авгит, иногда оливин. Часто первичн. минер. превращены во вторичные: хлорит и кальцит, (с соляной кислотой в некоторых участках шипит). | Серо-зеленая, зеленова-то-черная. | При застывании основных магм близко от поверхности земли, т.е. полуглубинная магматическая порода. | Тела, параллельные наслоению вмещающих пород (силлов), или в виде секущих даек. | В строи-тельстве, отделке, для каменного литья, мощения улиц и на щебень. |
| | Базальт излившийся аналог габбро | Магматич | Эффузив-ная | Скрыто-зернис-тая и стекловатая | Массив-ная или миндалекаменная часто пузырча-тая или пористая | Основная порода, содержит основ-ные плагиоклазы Na, Ca от лабра-дорита до ано-рита. Темные – авгит, роговая обманка, оливин. | От серой до черной | При излиянии основной лавы на поверхность Земли. Изверженная порода. | Потоки, покровы, могут быть и жилы. | Сырье для каменного литья, полученияграну-лированного щебня, заменяет керамику, является кислото-упором. |
| | Диорит | Магматич | Интрузивная | Крупно- средне- мелко- зернис-тая | Массив-ная, редко гнейсо-видная | Средняя порода. Плагиоклазы: роговая обманка и авгит. Отличие от гранитов в низком содержанием калиевого полевого шпата. | Темно-серая, зеленова-то-серая, коричне-во-зеле-ная | Глубинная магматическая порода, при медленном остывании средних магм в толще земной коры. | Диоритовые тела, массивы меньше, чем гранитные. Небольшие штоки, лакколиты, дайки | Строительный материал – щебень. |
| | Сиенит – от города Сиена (ОАР) | Магматич | Интрузивная | Крупно-средне- мелко-зернис-тая | Массив-ная | Средняя порода щелочного ряда. Основа - калиевый полевой шпат (его больше, чем кислого плагиоклаза), присутствуют темноцветные минералы: в основном биотит, реже амфибол и изредка пироксен. Кварц представлен в несущественных количествах. | Белый, серова-тый, краснова-тый, красный, темно-серый. | Глубинная магматическая порода, которая медленно остывала, при этом минералы хорошо выкристаллизовались. | Массивы, штоки, лакколиты. | В строи-тельстве, для облицовки зданий. |
| | Трахит – по гречески – шероховатый. Изивший-ся аналог сиенита | Магматич | Эффузив-ная | Непол-нокрис-таллическая, порфировая | Пористая | Из калиевых шпатов или вулканического стекла. Вкрапленники: полевые шпаты, плагиоклазы роговая обманка, биотит, авгит. | Серая, желтая, краснова-тая | При излиянии средних магм на поверхность Земли | Потоки, покровы, купола | Строительный материал и частично как кислото-упоры. |
Осадочные горные породы образуются путем накопления (осаждения) и переработки продуктов разрушения магматических, метаморфических и более древних осадочных пород.
СОСТАВ осадочных пород различается рядом особенностей. В числе минералов входящих в их состав, следует различать две группы:
- унаследованные от исходной (материнской) породы;
- собственно осадочные минералы, к числу которых относятся халцедон, опал, каолинит, минералы класса карбонатов и т.д.
В осадочных породах присутствуют обычно остатки растений и животных.
Классифицируются осадочные породы по их происхождению и условиям образования.
ПО ПРОИСХОЖДЕНИЮ выделяют следующие генетические классы осадочных пород:
ОБЛОМОЧНЫЕ,
ГЛИНИСТЫЕ,
ХЕМОГЕННЫЕ,
ОРГАНОГЕННЫЕ.
Наибольшее распространение среди осадочных пород имеют глинистые, песчаные) и карбонатные.
- Обломочные породы.
| Структура | Размер обломков и зерен, мм | Рыхлые | цементированные | ||
| Угловатые | Окатанные. | Угловатые | 0катанные | ||
| Грубообломочные | 10 - 100 1 - 10 | Щебень Дресва | Галька Гравий | Брекчия Дресвит | Конгломерат Гравелит |
| Песчаная | 0,1- 1 | Песок | Песчаник | ||
| Пылеватая | 0,005-0,1 | Алеврит, лесс | Алевролит | ||
Определение осадочных горных пород
| № п/п | Название горной породы | Генетический тип | Генетический класс | Структура | Текстура | Минеральный состав | Окраска | Условия образования | Формы залегания | Использо-вание |
Обломочные осадочные породы | ||||||||||
| | Щебень -10 – 100 мм углова-тый | осадочная | обломоч-ная | грубо- обломочная, углова-тая | рыхлая, несцементирован-ная | Различный, в зависимости от материнской породы | Разная | В результате физического выветривания горных пород | Накопления в местах залегания первичной породы на склонах | При строительстве дорог, наполнитель бетона |
| | Галька - 10 – 100 мм окатанная | осадочная | обломоч-ная | грубо- обломочная, окатан-ная | рыхлая, несцементирован-ная | Различный, в зависимости от материнской породы (обычно состоит из устойчивых горных пород: гранит, кварцит, кремень, варц) | Разная | В результате переотложения и обработки угловатых обломков текучими водами или прибойными волнами морей | Пласты галек в ледниковых отложениях | При строительстве дорог, наполнитель бетона |
| | Гравий 1 - 10 мм окатан-ный | осадочная | обломоч-ная | грубо-обломочная | рыхлая, несцементирован-ная | Различный, в зависимости от материнской породы (обычно состоит из устойчивых горных пород: гранит, кварцит, кремень, кварц) | Разная | В результате переотложения и обработки угловатых обломков текучими водами или прибойными волнами морей | Пласты | При строительстве, как фильтрующий материал. |
| | Брекчия – 10 – 100 мм углова-тая, остро-угольная | осадочная | обломоч-ная | грубо-обломочная, об-ломки остро-уголь-ные. | Сцементированная | Различные | Разная | Обломки, сцементированные растворами солей в глинистых материалах. | Слои | Строительный и облицовочный камень |
| | Конгло-мерат - 10 – 100 мм окатан-ный | осадочная | обломоч-ная | грубо-обломочная, об-ломки окатанны. | сцементированная | Различные | Разная | В результате цементации галек (галечник) или гравия (гравелит) растворами солей в глинистых материалах | Слои | Строительство |
| | Песок - 0,1- 1 мм | осадочная | обломоч-ная | песча-ная | рыхлая | Мономинераль-ные пески на 95% состоят из зерен кварца. Полиминеральные пески содержат другие минералы | Разная, чистые кварце-вые пески – серо-белой окраски | Выветривание и перенос ветром, водой. | Слои, пласты | Строительство |
| | Песча-ник размер зерен 0,1- 1 мм | осадочная | обломоч-ная | песча-ная | сцементированная | Сходен с песками | Разная | Пески, цемент: кремнистый, (кварцевый), железистый (бурый железняк) и карбонатный. | Слои, пласты | Строительство |
| Глинистые осадочные породы | ||||||||||
| | Глина – коллоид-но-дисперс-ная плас-тичная порода размер частиц менее 0,005 мм | осадочная | глинис-тая | глинис-тая | слоистая | Поли и моно минеральный состав. Аллюмосиликаты и другие минералы | Разная | Образуются на дне морей, озер и болот в результате осаждения из коллоидных растворов, а также как остаточный материал (аллювий) при химическом выветривании глинозем содержащих пород. | Слои | Строительство, огнеупоры, абсорбенты, керамика, кислото-упоры, плитка |
| | Аргил-лит – уплотненная гли-нистая порода, размокает в воде | осадочная | глинис-тая | глинис-тая | слоистая | Разные глинистые материалы и тонкообломочные частицы кварца | Серая и темно-серая | Образуется при уплотнении и частичной цементации глин на значительной глубине в результате обезвоживании под влиянием мощной толщи горных пород | Распростране-ны в составе угленосных отложений | Большого практического значения не имеют |
| | Сугли-нок – размер частиц 0,005-0,05 мм | осадочная | смесь обломков и глинистых частиц | пылева-тая | массив-ная и пористая | Тонкозернистые частицы кварца и глинистые частицы (последние до 30%) | Бурая и красно-бурая | В результате выветривания, эоловых процессов и делювиального смыва минеральных частиц по склонам. Ледниковые, иловые, озерно-аллювиальные. | Слои, пласты. | Для производства кирпича |
| Хемогенные и органогенные породы | ||||||||||
| | Диато-мит | осадоч-ная. перекрис-таллизо-ванная | органогенная | тонко-цельно раковинная, ме-льайшие 0,15 -0,03 мм ракови-ны диа-томовых водорослей | пористая, слабосцементированная | кремнистая | белая или кремовая по цвету, очень легкая порода, похожа на мел (но не вскипает с HCI) | Образуются на дне озер и морей | Мощные слои и пачки в отложениях третичного возраста | |
| | Яшмы | осадочная | органогенная | тонкозернистая | плотная, массивная | Халцедон и кварц с остатками радиолярий. | Разная, иногда полосча-тая окраска | Возникли благодаря хемогенной садке кремне-зема в морях | Пласты | Декоративный камень для поделок |
| | Кремень | осадочная | коллоид-но-органогенная | мелкозернистая | массив-ная одно-родная | Выделяют опаловые кремни, халцедоновые, кварцевые и смешанные | Темный, черный, бурый | Кремнезем накапливается в морях, куда приносится из районов химического выветривания магматических пород другой источник кремневые ске-леты морской органики | Толщ не образует, желваки, линзы, стяжения и конкреции среди различных пород | Может использо-ваться как поделоч-ный ма-териал |
| | Извест-няк | осадочная | химичес-кие осадки, хемоген-ная | Мелко-Скрыто-зернис-тая | массив-ная, плотная | Кальцит | Белый, серый, бурый, розовый. | Морские осадки | Слои | Строительство, для производства карбида кальция, соды, едкого натра, для улучшения кислых почв. |
| | Извест-няк ракушеч-ник | осадочная | органо-генная | грубо-обломочная | рыхлая | Кальцит | Белый, серый, бурый, розовый. | Морские осадки | Слои | Строительство |
| | Доломит | осадочная | химичес-кая | мелко, средне и крупно-зернис-тая | массивная иногда микрослоистая и пористая | Из доломита (95%), примеси -. кальцит, гипс, ангидрит, кремнезем и др. | Светлая, буроватая | Химическим осаждением, доломитизация известняков. | Пласты и линзы | Получают огнеупоры, цемент, флюс в ме-таллургии |
| | Мергель | осадочная | химичес-кая | мелкозернистая | массивная | Тонкозернистый кальцит (редко доломит) и глинистые минералы, иногда кремнезем в виде опала, барит, пирит | Кремовая, красная, коричне-вая | В местах одновременного отложения глинистого и карбонатного материала, в озерно-морских условиях | Линзы и пласты. | В цементном производстве |
| | Ангид-рит | осадочная | химичес-кая | мелкозернистая | массивная | CaSO4 гипс-ангидрит, примеси глинистые частицы, пирит | Голубовато-серая, реже белая и краснова-тая | В морских заливах при испарении вод. | Тонкие прослои и линзы | Вяжущий материал при производстве цементов |
| | Гипс | осадочная | химичес-кая | мелко, средне, крупнозернистая | слоистая, реже массивная | CaSO4х 2Н2O гипс, примеси глинистые частицы | Белая, светло-белая, желтова-тая и розоватая | В морских заливах при испарении вод | Пласты и линзы, а также отдельные прослои и кристаллы. | Вяжущий материал при производстве цемен-тов, для изготовления сухой штукатур-ки |
| | Сильвии-нит и карналит | осадочная | химичес-кая | мелко, средне, крупнозернистая | слоистая, реже массивная | 15-40% сильвин и остальное галит; 20-50% галит и остальное карналлит | Оранже-вая, крас-но-бурая или мясо-красная, от гематита | В морских заливах при испарении вод | Пласты, линзы | Удобрение и др отраслях химичес-кой промышленности |
Определение метаморфических горных пород
Метаморфическими называют породы, которые образуются за счет изменения других пород под действием высоких давлений и температур. Наиболее характерны этим породам сланцы и гнейсы.
К сланцам относится весьма обширная группа пород разного состава, для которых характерна сланцеватая текстура. Минеральный состав сланцев определяется степенью метаморфизма и составом первичных материнских пород, из которых они возникли.
| № п/п | Название горной породы | Генетический тип | Генетический класс | Структура | Текстура | Минеральный состав | Окраска | Условия образования | Формы залегания | Использо-вание |
Метаморфические породы | ||||||||||
| | Глинис-тые сланцы | Метаморфическая | Контакт-ная, региональная | Пеллитовая | Сланцеватая | Различные: глини-стые минералы - аллюмосиликаты; слюдистые –биотит, мусковит, хлорит и т.д. | Разная: темная, серая, зеленова-то-бурая | Метаморфизм полиминераль-ных пород. | Пласты, слои, линзы. | Местный строитель-ный материал, кровельная плитка |
| | Гнейс – «гноец» - гнилой, быстро разрушающийся | Метаморфическая | Контакт-ная, региональная | Средне-зернис-тая | Прерывисто-полос-чатая «гнейсо-видная» | Соответствует составу гранита: кварц, полевой шпат, слюда, роговая обманка. | Серая, розовая, светлая, темная окраска | Парагнейсы – результат мета-морфизма оса-дочных пород. Ортогнейсы – результат мета-морфизма маг-матических пород (гранита) | Крупные массивы, линзы или плиты. | Низкосортный строи-тельный материал |
| Кварцит | Метаморфическая | Контакт-ная | Мелко-скрыто-зернис-тая | Массив-ная | Кварц с примесями | Разная, может быть с полосами. | Метаморфизм кварцевых песков, песча-ников или маг-матических по-род- порфиров. | Крупные пласты или линзы, слои, жилы. | Производство огнеу-порного кирпича, абразивов, облицовки |
| | Мрамор | Метаморфическая | Контакт-ная, региональная | Мелко-скрыто-зернис-тая | Массив-ная | Кальцит, реже доломит и примеси | Разной окраски иногда с полосами. | Метаморфизм, перекристаллизация извест- няков или доломитов | Линзовидные тела, слои. | Строительство, обли-цовочный материал |
| | Серпентинит | Метаморфическая | | Скрыто-зернис-тая, реже чашуйчато-зер-нистая | Полосча-тая, или пятнистая | Серпентин с прожилками хризотил-асбеста | Зеленая, желтова-то-зеле-ная, с прожилками свет-лого асбеста | Метаморфизм дунитов и перидотитов под действием летучих веществ, выделяющихся при кристалл-лизации магмы | Тонкие слои | Строительство, щебень |
Использованная литература.
Ананьев В.П., Передельский Л.В. Инженерная геология и гидрогеология. М.: Высшая школа, 1980.
- Изучение и определение горных пород. Лабораторные работы. Методические указания под ред. С.С. Кузнецова. ТПИ, 1989.
- Лапинская Т.А., Прошляков Б.К. Основы петрографии. – М.: Недра, 1974.
- Немец Ф. Ключ к определению минералов и пород. М., Недра, 1982.
- Пособие к лабораторным работам по курсу общей геологии под ред. В.М. Павлинова и др. – М.: Недра, 1983