- •1. Галогенез — понятие. Обстановка развития. Основные этапы солеотложения. Соли, их минеральный состав.
- •Происхождение
- •2. Структуры осадочных пород - определение. Главные группы. По каким признакам подразделяется каждая из них?
- •3. Глинистые коры выветривания. Условия формирования, мощности. Зональность (на гранитном субстрате).
- •4. Катагенез. В каких условиях развивается? Чем выражаются катагенетические превращения?
- •5. Химическое выветривание. В чем оно выражается? Какие химические и структурные превращения происходят в ряду мусковит — гидромусковит- каолинит.
- •6. Галогенез — понятие. Обстановка развития процесса. Основные этапы солеотложения. Соли- минеральный состав.
- •7.Структуры биогенных пород. Минеральный состав биогенных пород.
- •8. Вулканический тип литогенеза; характеристика, распространение на
- •9. Как действует механизм физической дифференциации осадочного вещества, к образованию каких групп пород он приводит?
- •10. Гумидный тип литогенеза, его характеристика. Какие генетические типы пород при этом возникают?
- •11. Как действует механизм химической дифференциации осадочного вещества? к образованию каких пород она приводит?
- •12. Диагенез. Характеристика. Диагенетические минералы, причины их возникновения.
- •13. Как действует механизм биологической дифференциации осадочного вещества? Какие минералы и породы при этом образуются?
- •14. Реликтовые минералы осадочных пород (перечень, условия сохранения на разных ступенях литогенеза, роль в осадочных породах).
- •15. Генетическая классификация осадочных пород. По какому признаку классифицируются осадочные породы м.С. Швецовым? Какие классы осадочных пород при этом выделяются?
- •16. Осадочная горная порода - определение. Формы геологических тел осадочных пород.
- •17. По каким признакам систематизируются обломочные породы? Какие группы их выделяются?
- •18. Какие виды осадочных пород используются в строительной индустрии (для производства каких стройматериалов?)?
- •19. По каким признакам систематизируются хемогенные породы? Какие группы хемогенных пород выделяются?
- •20. Какие осадочные породы используются для нужд агропромышленного комплекса? Где именно?
- •21. По каким признакам систематизируются биогенные породы? Привести примеры.
- •22.Основные источники материала для формирования осадочных пород.
- •Составные части осадочных пород
- •23. Что такое полимиктовые обломочные породы? Какие среди них образуются группы? Какова геологическая обстановка их образования?
- •24. Текстуры осадочных пород.
- •27. Структурные признаки обломочных пород, примеры структур обломочных пород.
- •28. Формы локализации полезных компонентов в осадках и осадочных породах.
- •29. В какой последовательности изучаются и описываются обломочные породы?
- •30. Бокситы. Минеральный состав. Условия образования. Формы залегания. Практическое использование.
- •31. Кремнистые биогенные породы. Какими породообразующими организмами они формируются? Какие при этом образуются породы?
- •32. Сульфатные породы. Минеральный состав. Условия образования. Формы залегания. Практическое использование.
- •33. Условия растворения и выпадения в осадок карбонатных минералов (кальцита, доломита)? Структурные признаки карбонатных первично-осадочных пород.
- •35. Биогенные карбонатные породы. Какими организмами они образуются? По каким признакам определяются скелеты этих организмов? Структурные разновидности.
- •36. Соли. Минеральный состав. Условия образования соляных месторождений. Практическое использование.
- •37. Какие осадочные породы являются полезными ископаемыми? Где они используются?
- •38. Литология. Краткая история возникновения науки. Ее цели и задачи.
- •39. Глинистые минералы (общие свойства). Чем объясняется влагоемкость глин? Их сорбционные свойства.
- •40.Формы транспортирования продуктов физического выветривания.
- •41. Глины. Минеральный состав. Генетические группы. Структуры и текстуры глин.
- •42. Слойчатость и сланцеватость осадочных пород.
- •43. Известняки. Минеральный состав. Генетические группы. Структуры известняков.
- •44. Текстуры осадочных пород. Понятие. Группа текстур.
- •45. Аридный тип литогенеза, его характеристика. Какие при этом возникают осадки? Распространение зон аридного литогенеза на земной поверхности.
- •46. Структуры осадочных пород. Группы структур.
- •47. Нивальный (ледовый) тип литогенеза, его характеристика. Какие при этом возникают осадки. Распространение на земной поверхности?
- •48. Структуры осадочных пород. Группы структур.
- •49. Принципы, подходы и виды классификаций осадочных пород.
- •55.Стадиальный анализ. Его значение для изучения осадочных пород.
- •56. Классификация структур карбонатных пород.
- •57. Методы петрографического изучения осадочных пород, порядок их описания и наименования.
- •58.Смешанные породы. Распространение в литосфере. Принципы классификации.
39. Глинистые минералы (общие свойства). Чем объясняется влагоемкость глин? Их сорбционные свойства.
Глинистые минералы. В осадочных породах глининстые минералы распространены широко. Они составляют большую и сложную группу слоистых и слоисто-ленточных силикатов и алюмосиликатов. Структура их слоистая или слоисто-ленточная. Отдельные слои образованы связанными между собой тетраэдрами и октаэдрами. В вершинах тетраэдров располагаются ионы кислорода, в центре — кремния (иногда алюминия в четверной координации). В вершинах октаэдров располагаются ионы кислорода и гидроксила, в центре —
алюминия, железа, магния (шестерная координация). Октаэдрические слои могут быть полностью заселены (триоктаэдрические) и частично — из каждых трех заселены два (диоктаэдрические). Эти слои образуют двухслойные (один слой тетраэдров и один слой октаэдров) и трехслойные (два слоя тетраэдров с заключенным между ними слоем октаэдров) пакеты. Связь между слоями осуществляется через кислород и гидроксил, являющиеся общими вершинами тетраэдров и октаэдров. Пространственная решетка каолинита представляет собой набор двухслойных пакетов толщиной (межплоскостное расстояние) 0,71—0,72 нм. Базальные отражения 001 первого порядка 0,71 -—0,72, второго — 0,355—0,360, четвертого — 0,1775—0,1800 нм.
У гидрослюды решетка состоит из набора трехслойных пакетов толщиной 1,0—1,02 нм. Базальные отражения ОО1 первого порядка 1,00—1,02, второго — 0,50—0,51, четвертого — 0,250—0,255 нм.
Пространственная решетка монтмориллонита образована трехслойными пакетами, между которыми заключены слои воды и обменных катионов. Содержание последних может сильно изменяться, поэтому и межплоскостное расстояние у монтмориллонита изменяется в широких пределах — от 0,96—1,001 нм при отсутствии воды и обменных катионов до 1,7—1,8 нм и более при высоком содержании воды и обменных катионов (среднее значение при нормальной влажности примерно равно 1,40—1,50 нм).
Наряду с обычными глинистыми минералами существуют более сложные образования — смешанно-слойные сростки минералов. Пространственная решетка таких сростков состоит из пакетов, принадлежащих различным минералам: монтмориллониту и хлориту (У=2,80 нм), гидрослюде и каолиниту (й=1,70 нм), монтмориллониту и каолиниту (с1 = 2,10—2,30 нм) и др. Эти минеральные образования представляют собой своеобразные «гибриды» и рядом ученых рассматриваются как эпитаксические срастания. В изучении их особенно большое значение имеет рентгеновский анализ — единственный метод, позволяющий выявлять эти сростки.
По происхождению глинистые минералы могут быть как аутиген-ными, так и аллотигенными образованиями. Из-за высокой степени ■ дисперсности диагностика их затруднительна обычными методами кристаллооптического и химического анализа. Изучение глинистых минералов при массовой работе петрографа должно быть комплексным с применением оптического, хроматического и капельного анализов. Параллельно некоторая часть образцов должна изучаться точными методами: рентгеновским, термическим и электронномик-роскопическим. Сводка оптических и некоторых других свойств глинистых минералов дана в табл. 72—74.
Общими чертами всех глинистых минералов являются: 1) незначительные размеры их кристалликов; 2) химический состав (АI2О3, SiO2, Н2О, иногда К, причем АI и Si в некоторых минералах замещаются другими элементами, особенно Мg, Fе); 3) пластинчатая или чешуйчатая форма, обусловленная строением решетки, и 4) некоторые оптические свойства — невысокие показатели преломления, большей частью немного более высокие, реже немного более низкие, чем у канадского бальзама; у кристаллических—моноклинная сингония.
Твердость (2,5) и уд. вес (2,40—2,59) определены точно только для каолинита. Цвет у каолинита и галлуазита белый (бесцветный), у других минералов этой группы иногда наблюдается желтоватая, красноватая, синеватая или зеленоватая окраска.
СВОЙСТВА ГЛИНИСТЫХ ПОРОД
Зная факторы, определяющие свойства глинистых пород, и методы оценки минерального состава и микроструктуры, попытаемся объяснить природу некоторых важных и весьма специфических свойств глин, имеющих большое значение в жизни людей.
Набухаемость
Под набухаемостью понимают способность глинистых пород увеличивать объем в процессе взаимодействия с водой или водными растворами. Процесс набухания сопровождается увеличением влажности, объема породы и возникновением давления набухания.
Набухаемость глинистых пород является их важным свойством, которое необходимо учитывать при проведении строительных работ и эксплуатации инженерных сооружений. Недооценка набухающей способности глин может привести к серьезным последствиям и авариям. Объясняя природу набухания глин, следует отметить, что этот процесс проходит в две стадии: первая стадия - адсорбционное или внутрикристаллическое набухание, вторая - макроскопическое или "осмотическое" набухание. На первой стадии глинистая порода впитывает влагу за счет адсорбции молекул воды поверхностью глинистых частиц и межслоевыми промежутками кристаллической решетки глинистых минералов. Эта стадия практически не влияет на изменение объема породы. На второй стадии набухания поглощение влаги осуществляется с помощью осмотического давления. Оно возникает вблизи поверхности глинистых частиц за счет избыточной концентрации многочисленных обменных катионов отдиссоциированных (отошедших) с поверхности глинистых частиц в раствор. Основное увеличение объема набухающей глины происходит именно на этой макроскопической стадии.
Величина и характер набухания глинистых пород определяются многими факторами, основными из которых являются минеральный состав, дисперсность и структура. Наибольшим набуханием обладают глинистые породы, в составе которых имеются глинистые минералы с подвижной кристаллической структурой (например, монтмориллонит), наименьшим - минералы с более жесткой кристаллической структурой (каолинит). Сильное влияние на набухание глин оказывает и их структура, при этом определяющее значение имеет характер структурных связей.
Глинистые породы, обладающие преимущественной ориентацией структурных элементов, характеризуются ярко выраженной анизотропией набухания. Наибольшее набухание отмечается в направлении, перпендикулярном ориентации частиц. В ходе процесса набухания происходит существенная перестройка исходной микроструктуры глинистой породы.
Особую трудность представляет рассмотрение прочностных свойств глинистых пород в связи с их специфическим поведением при взаимодействии с водой. Хорошо известна потеря прочности при увлажнении глин, когда они из плотных и высокопрочных пород превращаются в пластичные или жидкотекучие тела.