Klasifikace hornin | Adresář

Zemská kůra se skládá z hornin různého původu a složení. Horniny jsou minerální hmota víceméně stálého složení a struktury, která tvoří nezávislá geologická tělesa tvořící zemskou kůru. Podle původu se rozlišují tři velké skupiny hornin: vyvřelé, sedimentární a metamorfované.

Vyvřelé (nebo vyvřelé) horniny vzniklý v důsledku ochlazování a tuhnutí roztaveného magmatu stoupajícího z hlubin země.

V důsledku ochlazování magmatu, které se nedostalo na zemský povrch, vznikaly hluboko uložené vyvřeliny – žuly, diority, granodiority, syenity. Magma, které se vylilo na povrch země během sopečných erupcí, po ochlazení vytvořilo vyvřelé horniny – čediče, diabasy, porfyry, tufy a pemzu.

Sedimentární horniny rozšířený v horních částech zemské kůry. Tyto horniny jsou produktem destrukce jiných hornin a také výsledkem životně důležité činnosti organismů a vypadávání materiálů jakéhokoli původu ze vzduchu nebo vodního prostředí. Sedimentární horniny se v závislosti na podmínkách jejich vzniku dělí do tří skupin: klastické, chemické a organogenní.

Klastické horniny vznikly v důsledku mechanické destrukce jiných pod vlivem větru, vody, denních a sezónních výkyvů teploty vzduchu. Klastické horniny zahrnují drcený kámen, oblázky, štěrk a písek. V přirozených podmínkách mohou být volné klastické horniny vázány částicemi jílu a jiných hornin, čímž vznikají stmelené klastické horniny. Patří mezi ně pískovce, prachovce, slínovce, slepence a další horniny.

Sedimentární horniny chemického původu vznikly v důsledku oddělení krystalů různých minerálů z vodných roztoků a jejich vysrážením na dně nádrží. Mezi takové horniny patří kamenná sůl, anhydrid, sádra atd.

Sedimentární horniny organického původu vznikly ze zbytků dávné vegetace a živých organismů – jsou to uhlí, vápenec, dolomit, rašelina.

Metamorfované horniny vzniklé z vyvřelých nebo sedimentárních hornin ve velkých hloubkách, když jsou vystaveny vysokým teplotám a tlakům. Mezi metamorfované horniny patří břidlice, ruly, křemence a mramory.

Historie Země je rozdělena do několika velmi dlouhých epoch, z nichž každá se skládá z několika geologických období (jejich trvání se odhaduje na miliony let).

Svrchní vrstva zemské kůry má pokryv tenkých sedimentů z období čtvrtohor, zastoupených hlínami, písčitými hlínami, jíly a jinými sypkými horninami. Dále sem patří morénové nánosy vzniklé z úlomků hornin transportovaných a uložených starými ledovci (balvany, suť, písek), glaciolakustrinní nánosy vzniklé po tání ledovců na dně jezer (střídání pískových a jílových vrstev).

Ložiska produktů zvětrávání hornin, která se vyskytují v místě jejich původního vzniku, se nazývají eluviální. Mezi takové horniny patří např. gruss – slabě stmelený hrubozrnný materiál, který je produktem zvětrávání žuly. Klastické uloženiny v údolích a. Říční koryta vytvořená z volných produktů zvětrávání hornin se nazývají aluviální. Jsou zastoupeny štěrkem a oblázky, pískem různé velikosti, jíly a hlínami (jíly s příměsí písku). Sedimenty vzniklé nahromaděním volných produktů zvětrávání odplavených z horských svahů atmosférickými vodami se nazývají koluviální. Horniny charakterizované absencí vrstevnatosti, nízkou soudržností a přítomností velkého množství velkých pórů (makroporézní) jsou klasifikovány jako spraš.

V důsledku lidské činnosti se v místech jeho sídel vytvořila kulturní vrstva, jejíž mocnost ve velkých městech dosahuje 10 m.

Každý typ horniny má své vlastní vzorce výskytu. Sedimentární horniny se často vyskytují ve vodorovných nebo nakloněných vrstvách. Vrstva (obr. 3) je ploché geologické těleso, jehož mocnost (tloušťka) je mnohonásobně menší než velikost jeho distribuční plochy. Pro určení polohy útvaru v prostoru byly zavedeny koncepty ložních prvků (obr. 4). Úderová čára je čára průsečíku povrchu formace s vodorovnou rovinou.

Dip line je čára ležící na povrchu formace a kolmá na čáru úderu. Úhel dopadu je úhel mezi povrchem formace a vodorovnou rovinou. Úhel dopadu se pohybuje od 0 (pro horizontálně se vyskytující vrstvy) do 90? (pro vrstvy umístěné svisle).

Rýže. 3. Řez sedimentárních hornin:
1 – střecha formace; 2 – vodorovná vrstva; 3 – půda formace; 4—komprese formace; 5 – formace inflace; 6 – čočka

Rýže. 4. Schémata pro určení polohy nádrže v prostoru:
a – prvky šikmého útvaru; b – vystavení formačních vrstev povrchu svahu; 1 – vrstva s úhlem dopadu a; 2-podmíněná vodorovná rovina; 3-čára úderu formace; 4 — linie ponoru formace (šipka ukazuje směr poklesu)

Rýže. 5. Příklady horninových zlomů:
a – reset; b – tah; v – směna

Pod vlivem procesů probíhajících v útrobách Země dochází ke změnám primární formy výskytu hornin, nazývaných tektonické poruchy (obr. 5). Tektonické poruchy vedou ke vzniku vrás a trhlin ve vrstvách. Záhyb, který je konvexní směrem nahoru, se nazývá antiklinála a záhyb, který je konvexní směrem dolů, se nazývá synklinála.

Tektonické trhliny (poruchy) způsobují vážnější potíže při těžebních operacích, protože zlomové zóny jsou tvořeny vysoce rozlámanými nebo rozdrobenými nestabilními horninami. Při otevření zlomů pracovními poruby se často prudce zvýší přítoky vody do důlních děl a může dojít i k výronům hornin.

Pro snadnější pochopení rozmanitosti hornin a identifikaci příčin rozdílů v jejich vlastnostech je vhodné využít klasifikaci hornin, která vychází z jejich původu (geneze). Principy takové klasifikace navrhl M. V. Lomonosov a v moderní podobě ji zdokonalili ruští vědci F. R. Levinson-Lessing, A. P. Karpinsky a další Genetická klasifikace hornin zohledňuje podmínky jejich vzniku a tedy vlastnosti hornin.

V souladu s touto klasifikací se rozlišují následující typy hornin: ohnivý — primární, vznikající při ochlazování magmatu; sedimentární – sekundární, vzniklá v důsledku zvětrávání vyvřelých hornin; metamorfický — sedimentární a vyvřelé horniny, které změnily svou strukturu a vlastnosti v důsledku dlouhodobých fyzikálních a chemických procesů probíhajících pod vlivem vysokých tlaků, teplot a mineralizovaných vod v zemské kůře.

Vyvřelé skály

Žula

Žula – zrnito-krystalická hornina, složená ze tří minerálů: křemene (20. 40 %), živců (40. 70 %) a slídy (5. 20 %); někdy je slída nahrazena rohovcem.

Konstrukční vlastnosti granitů (v průměru) jsou následující: hustota – 2600. 2700 kg/m; pevnost v tlaku je 100. 250 MPa a pevnost v tahu, stejně jako jiné kamenné materiály, je 20. 30krát nižší; díky nízké pórovitosti a nízké absorpci vody (1000); jejich chemická odolnost je rovněž vysoká; žuly jsou tvrdé horniny (tvrdost vyšší než 6).

Barva žul je dána barvou živce a je nejčastěji šedá, růžová a tmavě červená. Žuly jsou dobře leštěné a získávají dekorativní vzhled. Žula se široce používá pro opláštění budov a inženýrských staveb (nábřeží, mosty atd.), podlahy veřejných budov a monumentální sochařství.

syenity

syenity – analogy žuly, ale bez křemene (vytvořeného ze středního magmatu); vlastnosti a použití jsou stejné jako u žuly.

Diorité

Diorité – tmavě šedá jemně krystalická hornina, sestávající převážně z živců (asi 75 %) a tmavě zbarvených minerálů. Hustota – 2800. 3000 kg/m3. Má zvýšenou rázovou pevnost. Používá se na obklady a při stavbě silnic (dlažební kostky atd.).

Gabbro

Gabbro – hrubokrystalická hornina vytvořená z bazického magmatu; sestává z živců (asi 50 %) a tmavě zbarvených minerálů (augit, rohovec aj.). Hustota – 2900. 3300 kg/m3; mezní pevnost v tlaku – 200. 350 MPa. Stejně jako žula se i gabro vyznačuje vysokou mrazuvzdorností a odolností vůči povětrnostním vlivům.

Barva – tmavě šedá, tmavě zelená až černá. Gabbro je vysoce leštěné a má krásnou texturu. Jedna z odrůd gabra – labradorit – je velmi dekorativní díky duhovému živci, který obsahuje.

Vyvřelé husté horniny mají slabě krystalizovanou nebo sklovitou strukturu. Řada vyvřelých hornin se vyznačuje porfyrickou strukturou (obr. 4.2, b), kdy jsou krystaly nějakého minerálu zasazeny do obecné amorfní hmoty. Vyvřelý analog žuly – křemenný porfyr – má tedy inkluze křemenných krystalů, analog dioritu – porfyrit – má inkluze živců. Některé druhy porfyru jsou velmi dekorativní.

Čedič

Čedič – analog gabra – nejběžnější vyvřelina; v závislosti na podmínkách vzniku má sklovitou nebo kryptokrystalickou strukturu. Barva čediče je tmavě šedá až černá. Z hlediska fyzikálních a mechanických vlastností je čedič podobný gabru a dokonce ho předčí v pevnosti (Lszh dosahuje 500 MPa). Čediče jsou velmi tvrdé, ale křehké horniny, což ztěžuje jejich zpracování.

Husté extrudované horniny jsou méně dekorativní a méně odolné vůči povětrnostním vlivům než jejich hluboko uložené protějšky. Používají se především jako drť do betonu, výplň železničních tratí apod. Čedič se také používá jako surovina pro lití kamene a výrobu vysoce kvalitní minerální vlny.

Vyvřelé porézní horniny vznikly přímo při sopečných erupcích. Primárními produkty erupce jsou sopečný popel, písek a pemza; časem mohly cementovat a tvořit tufy.

Sopečný popel a písek

Sopečný popel a písek – práškové částice, které mají sklovitou strukturu, díky čemuž mohou ztvrdnout přidáním vápna nebo cementu a někdy i samy o sobě. Používají se jako aktivní přísada do pojiv (poprvé byly použity ve starém Římě – popel z Vesuvu – aby bylo vápno odolné vůči vodě).

Kamenný kámen

Kamenný kámen – velmi porézní lehká hornina ve formě kusů o rozměrech 5. 100 mm. Hustota pemzy v kuse je 500. 1000 kg/m. Vysoká poréznost (až 80 %) způsobuje nízkou tepelnou vodivost (0,14. 0,23 W/(m * K)). Pevnost pemzy v tlaku není vysoká – 2. 4 MPa, ale to stačí na výrobu lehkého betonu na bázi pemzy. Kromě toho se pemza používá v mleté ​​formě jako přísada do cementů a jako brusný prášek.

Sopečné tufy

Sopečné tufy – hornina vzniklá ze sopečného popela, který se stal monolitickým v důsledku slinování hmoty udržující vysokou teplotu nebo v důsledku přirozeného cementování. Sopečný tuf je porézní hornina (P = 30. 60 %) s nízkou hustotou 800. 1800 kg/m3. Póry tufu jsou většinou uzavřené, což určuje jeho vysokou mrazuvzdornost. Pevnost v tlaku závisí na pórovitosti a je 2…20 MPa. Tepelná vodivost tufu je 1,5. 2 krát nižší než u cihel. Barva tufů je rozmanitá, ale ne jasná, ale matná; hlavní odstíny: červenooranžová až hnědofialová. Největší ložiska tufu, vzniklá činností dnes již vyhaslé sopky Ararat, se nacházejí v Arménii.

Tufy se používají jako obkladový materiál a v oblastech s velkými usazeninami – jako účinný materiál pro pokládku stěn. Vzhledem k nízké tvrdosti tufu se z něj přímo v lomu řežou stěnové kameny mechanizovanou metodou (obr. 4.3). V jemně mleté ​​formě se tuf používá jako přísada do cementu.

Tufová láva je druh sopečného tufu, který vzniká, když popel a pemza padají do ohnivé tekuté lávy. Strukturou, vlastnostmi a oblastmi použití je tufová láva podobná sopečnému tufu, ale díky většímu podílu uzavřených pórů je odolnější.

Sedimentární horniny

Sedimentární horniny V závislosti na původu je obvyklé dělit na: – mechanické srážení, na jejichž vzniku hrály hlavní roli fyzikální a mechanické procesy (vystavení vodě, mrazu, zahřívání a chlazení atd.); přitom se zpravidla neměnilo minerální a chemické složení původních hornin; — organogenní sedimenty, které vznikly ze zbytků (kosterní části) živých organismů, obvykle mořské fauny (mušle, korály apod.); — chemogenní srážení, vznikající v důsledku rozpouštění primárních hornin a následné krystalizace z vodných roztoků.

Mechanické sedimentární horniny mohou být volné (štěrk, písek, hlína) a cementované – stejné volné sedimenty, jejichž částice jsou slepeny přírodním cementem (brekcie, slepence, pískovce). Uvolněné mechanické sedimentární horniny: hlína, písek.

Je třeba zdůraznit důvody, proč je převládajícím minerálem písek křemen. Při zvětrávání žuly se křemen ukazuje jako nejtvrdší a chemicky odolný minerál, který nepodléhá destrukci, ale ničí slabší sousední minerály (živec, slída atd.). Jeho zrna se při pohybu větrem nebo vodou jen mírně válejí.

Neméně běžné než písek jsou volné sedimentární horniny jíl, protože zdrojem jeho vzniku jsou nejběžnější minerály vyvřelých hornin – živce.

Vlivem mineralizovaných podzemních vod a tlaku nadložních hornin mohou být cementovány volné sedimentární horniny, které tvoří tzv. cementované sedimentární horniny: pískovce, brekcie a slepence.

Pískovec

Pískovec sestávají ze zrn křemenného písku stmeleného přírodním cementem, např. uhličitan vápenatý, vodný oxid křemičitý, sádra atd. K cementování dochází postupným ukládáním tmelící látky z vody na zrnka písku (jako vodní kámen v kotli). Pískovce se podle cementové hmoty nazývají vápnité, křemičité atd. Jejich barva závisí na barvě cementové hmoty.

Ve stavebnictví se nejvíce používají dosti voděodolné vápnité a křemičité pískovce. Vápenaté pískovce jsou snadněji zpracovatelné, křemičité pískovce jsou pevnější a odolnější.

Hustota pískovců je 2300. 2500 kg/m, pevnost od 10 do 100 MPa. Pískovce se pro stavbu budov používají již od starověku, protože se těží mnohem snadněji než vyvřelé horniny a jejich vlastnosti jsou docela dobré. Je zde mnoho známých architektonických památek: katedrály a zámky (například hrad Windsor – sídlo anglických králů), postavené z pískovce. V současné době se pískovce používají na základy, opěrné zdi, chodníky a zvláště odolné – na obklady; Kromě toho se z pískovců vyrábí drť na beton a povrchy vozovek.

Konglomeráty a brekcie

Organogenní sedimentární horniny se skládají především z uhličitan vápenatý CaC03 a méně často z amorfního oxidu křemičitého Si02. Hlavními horninami této skupiny jsou vápence různých typů, využívané lidmi k nejrůznějším účelům již od starověku.

Vápence jsou husté

Vápence jsou husté – na Zemi rozšířená hornina sestávající především z kalcit CaC03; kromě kalcit obsahují nečistoty magnezitu, jílu a oxidu křemičitého. Barva vápence v závislosti na nečistotách: bílá, světle šedá, šedo-krémová nebo nažloutlá.

Hustota vápenců je 2000. 2600 kg/m, jejich pevnost v tlaku je srovnatelná s pevností betonu a je 10. 100 MPa. Tvrdost je nízká – 3,5, což usnadňuje těžbu a zpracování vápence. Mrazuvzdornost vápence výrazně závisí na pórovitosti, stupni cementace a přítomnosti nečistot a vyžaduje neustálé sledování. Absolutně nejsou odolné vůči kyselému prostředí.

Vápenec

Vápenec – jedna z nejdůležitějších hornin pro stavitele. Dlouho se používaly pro stavbu budov a jejich opláštění (vzpomeňte si na slova „Bílý kámen Moskva“), základy byly vyrobeny z vápence. Nejběžnějším drceným kamenem pro betonové a silniční povrchy je vápenec a nakonec vápenec je surovinou pro výrobu vápna a cementu.

Mramorové vápence

Mramorové vápence – přechodné horniny z hustých vápenců do kuličky. Mají větší hustotu (až 2700 kg/m) a pevnost (60. 150 MPa) než běžný vápenec.

Vápencová skořápka

Vápencová skořápka – porézní hornina skládající se z lastur a schránek měkkýšů stmelených vápencovým cementem. Hustota skořápkové horniny je 900. 2000 kg/m, pevnost v tlaku je 0,5. 15 MPa. Má nízkou tepelnou vodivost a snadno se piluje. Používají se ve formě kamenů a bloků jako místní zdicí materiál. Jako obkladový materiál se používají dekorativní druhy mušlí.

Мел

Мел – zemitá hornina, skládající se z drobných úlomků schránek a koster mořských mikroorganismů, je téměř čistý kalcit CaCO03. Používá se při výrobě vápna, cementu, skla a díky vysoké disperzi k přípravě barev a tmelů.

Diatomity a tripoly

Diatomity a tripoly – volné zemité horniny bílé, šedé nebo nažloutlé barvy, sestávající převážně z amorfního oxidu křemičitého Si02 * 20HXNUMX; vzhledově i fyzikálními vlastnostmi podobný křídě. Vznikly ze zbytků drobných řas, ale i pazourkových koster mořské mikrofauny (rozsivky, radiolariáni aj.) s příměsí jílu a bahna. Postupem času se pod tlakem nadložních vrstev hornin zhutňují diatomity a tripoly a přeměňují se v hustou, odolnou horninu, kterou je těžké nasáknout vodou – opoku.

Diatomit a tripoli obsahují až 75. 95 % aktivního oxidu křemičitého, proto se používají jako hydraulická přísada do pojiv. Používají se také při výrobě tepelně izolačních materiálů.

Chemogenní sedimentární horniny vznikly především odpařováním vod obsahujících minerální soli. Pro stavebníky jsou zajímavé sírany a uhličitany vápníku a hořčíku: sádrovec, anhydrit, vápenatý tuf, magnezit a dolomit.

opuka

opuka vzniká v důsledku srážení CaCOe ze zdrojů podzemní vody s oxidem uhličitým. Tufy jsou porézní a mají porézní strukturu. Snadno se pilují a používají se pro vnitřní obklady místností, zlepšují jejich akustické vlastnosti. Pro tyto účely se stal oblíbeným druh tufu — travertin.

Magnezit

Magnezit – hornina tvořená převážně minerálem magnezit MgC03. Používá se k výrobě žáruvzdorných materiálů a hořčíkových pojiv.

Dolomity

Dolomity – hornina tvořená převážně minerálem dolomitem CaC03 * MgC03, s příměsí jílu, oxidů železa atd. Strukturou a fyzikálními vlastnostmi se dolomit blíží hustému vápenci: рт = 2200. 2800 kg/m; Dszh = 50. 200 MPa. Proto se používá jako stavební kámen a drcený kámen na beton.

Sádra

Sádra – hornina obvykle bílé nebo šedé barvy, sestávající ze stejnojmenného minerálu CaS04 -2H20. Ve stavebnictví se používá jako surovina pro výrobu sádrových pojiv. Pro svou nízkou tvrdost se používá k výrobě drobných kamenických řemesel.

Anhydrit

Anhydrit – hustá hornina tvořená převážně anhydritovým minerálem CaS04. Barva plemene je bílá s modrým nebo šedým nádechem. Používá se k výrobě pořadačů a pro výzdobu interiérů a sochařské práce. Na čerstvém vzduchu rychle eroduje a mění se v omítku.

metamorfované horniny

Horniny nacházející se v zemské kůře mohou v průběhu času výrazně měnit svou strukturu a vlastnosti, aniž by se zásadně změnilo jejich chemické složení. Důvodem těchto změn je vliv tlaku, zvýšených teplot a mineralizovaných vod. Vyvřelé i sedimentární horniny mohou metamorfovat. Pozoruhodným příkladem metamorfózy je přeměna masivní vyvřelé horniny peridotitu na vrstevnatý horninový serpentinit, který obsahuje jemnovláknitý minerál azbest. Mezi metamorfované horniny, které stavitele zajímají, patří mramor, křemenec, břidlice a rula.

Kuličky

Kuličky – metamorfované vápence, sestávající z pevně srostlých krystaly kalcitu (CaCO03), někdy s příměsí dolomitu (CaC03 * MgC03). Krystaly v mramoru jsou navzájem pevně spojeny bez cementové hmoty. Stalo se tak v důsledku obrovského mnohostranného tlaku na vápence za podmínek zvýšených teplot. Mramorový má vysokou hustotu (2600. 2800 kg/m) a pevnost (RQX = 30. 100 MPa); nasákavost mramoru je menší než 1%. Při tom všem není tvrdost mramoru vysoká – 3,5, což usnadňuje jeho zpracování.

Kuličky Mohou být buď čistě bílé, nebo různé barvy s charakteristickým „mramorovým“ vzorem. Barva mramoru se vysvětluje pronikáním mineralizovaných vod do vápence při procesu metamorfizace, ze kterého následně krystalizují minerály, které mramor barví – nečistoty: hematit, limonit, chlorit aj. Další vlastnost odlišuje mramor od vápenců: mramory jsou dobře leštěné. Mramory jsou široce používány pro dokončovací práce budov a veřejných staveb.

Křemence

Barva kvarcitů je bílá, červená, tmavě třešňová. Používají se v kritických částech budov a konstrukcí, k opláštění, dále ve formě drceného kamene na beton a surovin pro výrobu žáruvzdorných materiálů.

Ruly

Ruly – vrstevnatá hornina vzniklá v důsledku rekrystalizace žul a jiných vyvřelých hornin pod jednoosým tlakem. Proto mají ruly vrstevnatou (břidlicovou) strukturu, což usnadňuje jejich těžbu a zpracování, ale snižuje jejich odolnost proti povětrnostním vlivům. Ruly jsou rozděleny do vrstev slídy.

Břidlice

Břidlice vzniklé z jílů v důsledku rekrystalizace za podmínek jednoosého tlaku a zvýšených teplot. Břidlice jsou tmavě šedé barvy a snadno se rozdělují na ploché dlaždice. Takové tašky, nazývané břidlice (z německého schiefer – břidlice), se používají jako odolná střešní krytina. Mnoho architektonických památek v Evropě má břidlicové střechy. V současné době se břidlicové střechy staly oblíbenými při stavbě chat.

UZSM

• zaměstnanci ÚZSM
• Smlouva o používání internetového zdroje
• Portlandské cementy všech značek