- •Введение
- •1. Минералы
- •1.1. Общие понятия
- •1.2. Встречаемость минералов в природе
- •1.3. Кристаллы и минеральные агрегаты
- •1.4. Физические свойства минералов
- •1.4.1. Оптические свойства минералов
- •1.4.2. Механические свойства минералов
- •Шкала Мооса
- •1.4.3. Прочие свойства минералов
- •1.5. Генезис минералов
- •1.5.1. Эндогенное минералообразование
- •1.5.2. Экзогенное минералообразование
- •1.6. Классификация минералов
- •1.7. Краткая характеристика некоторых породообразующих и наиболее часто встречающихся минералов
- •1.7.1. Класс силикатов
- •1.7.2. Класс оксидов и гидрооксидов
- •1.7.3. Класс карбонатов
- •1.7.4. Класс сульфатов
- •1.7.5. Класс самородных элементов
- •1.7.6. Класс сульфидов
- •1.7.7. Класс фосфатов
- •1.7.8. Класс галоидов и солей
- •1.7.9. Класс органических соединений
- •1.8. Значение минералов в народном хозяйстве
- •1.9. Методические указания к работе с минералами
- •Описание минерала галит
- •2. Горные породы
- •2.1. Общие понятия
- •2.2. Классификация горных пород
- •2.3. Магматические горные породы
- •2.3.1. Структура и текстура магматических горных пород
- •2.3.2. Формы залегания магматических горных пород
- •2.3.3. Химико-минералогический состав магматических горных пород
- •Характеристика основных представителей магматических горных пород
- •2.4. Осадочные горные породы
- •2.4.1. Формы залегания осадочных пород
- •2.4.2. Наличие органических остатков
- •2.4.3. Структура и текстура осадочных горных пород
- •Структурно-текстурные признаки осадочных горных пород
- •2.4.4. Цвет осадочных горных пород
- •2.4.5. Обломочные осадочные горные породы
- •Классификация обломочных горных пород
- •2.4.6. Хемогенные и органогенные осадочные горные породы
- •Характеристика основных представителей хемогенных и органогенных осадочных горных пород
- •2.4.7. Практическое значение осадочных горных пород
- •2.5. Метаморфические горные породы
- •2.5.1. Типы метаморфизма
- •2.5.2. Структура и текстура метаморфических горных пород, их минералогический состав
- •Характеристика основных представителей метаморфических горных пород
- •2.6. Вулканогенно-обломочные горные породы
- •Классификация вулканогенно-обломочных горных пород
- •2.7. Порядок описания горных пород
- •Описание гранита
- •3. Стратиграфия и геохронология
- •3.1. Общие понятия
- •3.2. Относительная геохронология
- •3.2.1. Стратиграфическая и геохронологическая шкалы
- •Стратиграфических и геохронологических подразделений
- •Общая геохронологическая (стратиграфическая) шкала
- •Индексация отложений горных пород по генезису
- •3.3. Абсолютная геохронология
- •3.4. Стратиграфическая колонка
- •3.4.1. Порядок построения стратиграфической колонки
- •4. Геологические карты и разрезы
- •4.1. Общие понятия
- •4.1.1. Типы и виды геологических карт
- •4.1.2. Условные обозначения, используемые при составлении геологических карт
- •Цветовые обозначения стратиграфических подразделений
- •4.2. Геологический разрез
- •4.2.1 Техника построения геологического разреза
- •Данные бурения
- •5. Гранулометрический состав горных пород
- •5.1. Общие понятия
- •5.2. Методы определения гранулометрического состава
- •Классификация обломочных горных пород в зависимости от их гранулометрического состава
- •5.3. Обработка результатов анализа гранулометрического состава горных пород
- •Гранулометрический состав горных пород
- •Исходные данные для построения кумулятивной кривой гранулометрического состава горных пород
- •6. Химический состав подземных вод
- •6.1. Общие понятия
- •6.2. Обработка, систематизация и классификация химических анализов подземных вод
- •6.2.1. Типы химических анализов
- •6.2.2. Формы выражения результатов химических анализов вод
- •Пересчетные коэффициенты основных катионов и анионов
- •Результаты химического анализа подземных вод
- •6.2.3. Систематизация и классификация химических анализов подземных вод
- •Классификация вод по величине минерализации
- •Классификация природных вод по величине минерализации
- •Классификация вод по величине водородного показателя
- •Классификация природных вод по величине водородного показателя
- •Классификация вод по величине жесткости
- •Классификация природных вод по величине общей жесткости
- •Классификация о.А. Алекина
- •6.2.4. Способы выражения результатов химических анализов вод
- •Нормативы содержания химических веществ в воде
- •6.3.2. Оценка пригодности подземных вод для орошения
- •Типизация подземных вод по Стеблеру
- •6.3.3. Оценка подземных вод при строительстве
- •7. Гидрогеологические карты
- •7.1. Общие понятия
- •7.2. Карта гидроизогипс
- •Результаты одновременного замера уровней воды в водопунктах
- •7.3. Карта глубин залегания грунтовых вод
- •7.4. Карта минерализации и химического состава подземных вод
- •8. Методы определения коэффициента фильтрации горных пород
- •8.1. Общие понятия
- •Классификация горных пород по величине коэффициента фильтрации
- •8.2. Методы определения коэффициента фильтрации
- •8.2.1. Определение коэффициента фильтрации по эмпирическим формулам
- •8.2.2. Лабораторные методы определения коэффициента фильтрации
- •8.2.3. Полевые методы определения коэффициента фильтрации
- •Список литературы
- •Приложения
- •Продолжение приложения 1
- •Приложение 2
- •График – треугольник гранулометрического состава горной породы
- •Графики-треугольники химического состава воды
- •С Приложение 8 Приложение 8 хема расположения наблюдательных скважин
- •Содержание
- •410600, Саратов, Театральная пл., 1
1.5.2. Экзогенное минералообразование
Образование минералов в условиях земной поверхности может быть связанно с двумя процессами – либо с выветриванием, либо с осадочным процессом.
Выветривание представляет собой совокупность процессов физического разрушения горных пород и минералов и их химического преобразования под действием колебаний температур, воды, кислорода, углекислоты, жизнедеятельности животных и растительных организмов в поверхностных и приповерхностных условиях.
В зависимости от преобладания тех или иных факторов разрушения пород и минералов различают выветривание физическое, химическое и биологическое.
При физическом выветривании происходит только механическое разрушение горной породы или минерала, которое включает в себя простое дробление, обработку атмосферными осадками обломков горных пород или минералов, их перенос, отложение на новом месте. Этот процесс способствует выделению некоторых минералов из горных пород и накоплению их больших масс (например, таким путем образуется кварцевый песок).
При химическом выветривании изменяется химический состав горных пород и минералов. Химическому выветриванию подвержены неустойчивые в условиях земной поверхности горные породы и минералы (магматические, метаморфические и осадочные породы, в состав которых входят галоидные соединения и соли, а также карбонаты и сульфаты).
При химическом выветривании происходит растворение пород или минералов, гидролиз, гидратация и окисление.
Процессы эти часто взаимосвязаны. Так, в результате растворения горных пород различного состава происходит обогащение раствора определенными химическими элементами и соединениями. При достижении пересыщения концентрации рядом химических соединений или химических элементов происходит обратный процесс – кристаллизация определенных минералов из раствора. Таким путем образуется галит (каменная соль), мирабилит (глауберова соль), сильвин, гипс, ангидрит и другие минералы. Некоторые минералы переходят в другие минералы путем окисления, гидролиза или гидратации. В частности, пирит (FeS2) при соответствующих условиях переходит в лимонит (2Fe2O3∙H2O). Эти процессы протекают по следующей схеме: в результате гидратации ангидрит (CaSO4) может переходить в гипс (CaSO4∙2Н2О), гематит (Fe2O3) – в лимонит (2Fe2O3∙nH2O). Химическим путём образуется каолинит и опал в результате воздействия на полевые шпаты воды и углекислоты.
Химическое выветривание в зонах развития медных сульфидных месторождений, особенно если они залегают в известняках, приводит к образованию минералов малахита и азурита.
Биологическое (органическое) выветривание связано с жизнедеятельностью растений и животных организмов и воздействием на вмещающие породы продуктов их жизнедеятельности. Растения выделяют органические кислоты, которые способствуют растворению минералов и переходу их в другие минералы. Так, при образовании вивианита (Fe3[PО4]2∙8H2O) источником фосфора часто являются органические остатки.
Отмершие растительные и животные остатки подвергаются распаду. Некоторые продукты распада (богатые фосфором), взаимодействуя с минеральными массами, образуют новые минералы (фосфорит).
Интенсивность выветривания, особенно химического и биологического, зависит в очень сильной степени от климата и минерального состава пород.
Атмосферные осадки, просачиваясь в горные породы, вступают с ними в различные реакции. При этом растворимые соединения (соли калия, натрия, кальция) уносятся (выщелачиваются), а труднорастворимые соединения (кремния, железа, алюминия) – накапливаются и образуют кору выветривания, залегающую в виде покрова на неизмененных горных породах. Мощность кор выветривания может достигать десятков и первых сотен метров.
Кора выветривания интенсивно развита в тропических странах и слабее в средних широтах. Так, для влажного тропического климата характерно латеритное выветривание. В этом случае в коре выветривания образуются окислы алюминия и железа (Al2O3;Fe2O3). Если латериты содержат гидроокислы алюминия – их называют бокситами (Al2O3[OH]).
Для более умеренного климата характерно выветривание магматических и метаморфических пород, богатых алюмосиликатами, при котором происходит образование глинистого минерала – каолинита.
Главная роль в органическом выветривании принадлежит микроорганизмам, распространенным повсеместно. Они поглощают из пород химические элементы и соединения и выделяют их в виде отходов своей жизнедеятельности после отмирания, но уже в других соединениях. Таким образом, микроорганизмы способствуют переходу минеральных веществ в органические – из органических – в минеральные, обуславливая, непрерывный круговорот вещества в природе. В результате поверхностный слой обогащается органическим веществом, претерпевая биохимические преобразования и превращается в почву. Поэтому почву можно рассматривать как формирующуюся кору выветривания.