ОСНОВНЫЕ ИЗВЕРЖЕННЫЕ ПОРОДЫ

Технические свойства изверженных пород в значительной мере зависят от их химического состава. В зависимости от содержания кремнезем в свободном и химически связанном состоянии эти породы подразделяются на кислые (SiO₂>65%);средние (SiO₂ 55-65%) и основные (SiO₂<50%). Так как магма с одинаковым химическим составом могла отвердевать в глубине или изливаясь на поверхность, то каждой глубинной породе соответствует аналогичная излившаяся порода (табл. 2).

Из данных табл. 2 следует, что по мере увеличения основности горных пород, т.е. по мере переходов от гранита к габбро или от порфиров кдиабазам, средняя плотность, прочность, ударная вязкость возрастают, а цвет становится все темнее.

Глубинные породы

Представителями глубинных пород являются граниты, сиениты, диориты, габбро, лабрадориты.

Таблица 2

Основные характеристики глубинных горных пород и их аналогов – излившихся горных пород.

Граниты - это глубинные кислые магматические породы, наиболее распространенные на земле, они имеют ярко выраженное зернисто-кристаллическое строение. Породы группы гранитов — граниты, сиениты, диориты, габбро, лабрадориты, моноциты, тешениты, гранитогнейсы и др. - принадлежат к горным породам, образовавшимся в результате извержения магмы и ее внедрения в пустоты земной коры на значительной глубине. В результате медленного остывания под давлением вышележащей толщи земли эти породы хорошо выкристаллизовываются и имеют ярко выраженную полнокристаллическую. Текстура массивная с весьма незначительной пористостью, характеризующаяся параллельным расположением минеральных компонентов.

В граните даже невооруженным глазом можно различить три основных минерала: кварц (20-40%), полевые шпаты (40-70%) и слюды - биотит или мусковит (5-20%), иногда в его составе можно обнаружить роговую обманку и авгит, заменяющие слюду.

Цвет гранита в основном зависит от цвета полевого шпата и может меняться от светло-серого до темно-красного, а также иметь розовый, желтый, красный, зеленый, серый цвет. Структура ярко выраженная, полно кристаллическая. Основные свойства характеризуются следующими показателями: р_о=2,6-2,7 т/м³, R_сж=100-250 МПа, Тпл. W=0,1-0,8%, F=200 и более циклов. Лучше сопротивляются механическим воздействиям мелкозернистые граниты; они равномерно изнашиваются при истирании, устойчивее против выветривания и меньше - растрескивания при нагревании. Граниты хорошо шлифуются и обтесываются.

Граниты широко применяются в строительстве для получения щебня, изготовления высокопрочного и морозостойкого тяжелого и асфальтовых бетонов, облицовочных плит, ступеней, плит для полов, бутового камня для кладки стен и фундаментов. Гранит используют для облицовки гидротехнических сооружений, набережных, опор мостов, туннелей, цоколей и др. частей зданий, монументальных сооружений.

По величине зерен, составляющих породу минералов, различают три структуры: мелкозернистая с размерами зерен до 2 мм, среднезернистая — от 2 до 5 мм и крупнозернистая — свыше 5 мм. Размеры зерен сильно влияют на строительные свойства пород группы гранитов: чем мельче размеры зерен, тем выше прочностные характеристики и долговечность пород. Наиболее распространенной структурой гранита является равнозернистая. Эти породы плотны, прочны, декоративны, хорошо поддаются полировке; имеют обширную гамму цветов от черного до белого. Для гранитов характерна средняя плотность, равная 2,6-2,7 т/м³, и низкая пористость менее 1,5%. Предел прочности при сжатии составляет 90-250 МПа и выше, при растяжении, изгибе и срезе — от 5 до 10% от этого значения.

Текстура массивная. Высокие декоративные и прочностные качества гранита и значительная распространенность гранитных месторождений определяют широкое его применение в различных видах строительства, в монументальной архитектуре.

Облицовочным плитам из красного гранита можно придать специальные эксплуатационные свойства, например, снижать скольжение плит, применяемых для облицовки пола, лестничных маршей, придавая особую фактуру путем обработки поверхности терморезаками при высокой температуре. При этом происходит выплавление зерен полевых шпатов и формирование бугристой поверхности камня. Это снижает скользкость плит при их увлажнении во время или после дождя, и, в особенности, в зимнее время. Сравнение характера поверхности гранитных плит, полученных полировкой и термообработкой, показывает значительное различие их текстуры, связанное с большей контрастностью зерен на полированных плитах и различием насыщенности света.

Несмотря на свою выносливость, гранит со временем теряет блеск, а полированные поверхности стираются, поэтому уместно использовать мастики и полироли для гранита. Недостатком гранита является возможное наличие естественного радиоактивного фона. Из-за содержания в граните минералов с примесями редкоземельных элементов (церия, лантана и др.) камень обладает естественным радиоактивным фоном. В гранитах первого класса активность радионуклидов не должна превышать 370 Бк/кг, в этом случае гранит может использоваться без ограничений. К первому классу относят граниты «Калгуваара», «Суховяз», «Мансуровский» и габбро. Граниты с радиоактивностью 370-740 Бк/кг разрешены для использования в промышленности, дорожном строительстве и наружной облицовки жилых зданий. Минералы, относимые к третьей группе (при радиоактивности до 2800 Бк/кг), используют для дорожного строительства вне населенных пунктов. В любом случае компания, продающая гранитные породы, должна иметь свидетельство радиационного качества товара. Цена стандартной плиты гранита (300х300, 300х600, 400х400 мм) от 70 до 129 $/м².

Сиенит - полнокристаллическая глубинная порода. Состоит сиенит в основном из калиевых и натриевых полевых шпатов и тем неокрашенных минералов (роговой обманки, авгита, биотита), количество которых не превышает 15%. Кварц может присутствовать в незначительных количествах, что делает породу более легко обрабатываемой по сравнению с гранитом. Он лучше поддается обработке и полировке, обладает большей вязкостью, чем гранит. Структура у сиенита, также как и у гранита, полнокристаллическая, он и внешне напоминает гранит, но зернистость выражена менее отчетливо, а окраска его обычно несколько темнее. Средняя плотность 2,6-2,7 т/м³, предел прочности при сжатии составляет около 200 МПа, т.е. примерно как у гранита, но менее стоек к выветриванию. Пористость и водопоглощение сиенита незначительные.

Применяют сиениты наряду с гранитами, но с меньшими требованиями к прочности и стойкости против выветривания.

Диориты - состоят из полевых шпатов плагиоклазов (около 75%) и темноокрашенных минералов - роговой обманки, пироксена, амфибола, реже биотита и авгита. Если в породе присутствует кварц, то она называется гранодиоритом или кварцевым диоритом.Текстура массивная, реже полосчатая. По физико-техническим свойствам не уступает граниту, лучше раскалывается, но плохо принимает полировку. Цвет от красного до темно-зеленого, серый с зеленоватыми оттенками. Структура полнокристаллическая, ρ_о=2,8-3,0 т/м³, R_сж=150-280 МПа, W<1%, в среднем они выше, чем у гранитов и сиенитов. Диориты отличаются повышенной ударной вязкостью и устойчивостью против выветривания, имеют мелко-среднее зернистое строение, хорошо полируются. Их применяют в дорожном строительстве; реже для облицовки и архитектурных деталей; в облицовке конструкций, которые подвергаются истиранию и износу: плиты для мощения полов и улиц, ступени, бортовые камни, шашка, брусчатка и т.д.

Габбро–магматическая горная порода основного состава, содержащая примерно в равных количествах основной плагиоклаз (лабрадор), цветные минералы (пироксены, реже оливин и амфибол) и в небольших количествах рудные минералы. Собственно габбро состоит из плагиоклаза и моноклинного пироксена. Типичные габбро, застывшие на большой глубине, характеризуются примерно одинаковыми размерами кристаллов, слагающих их светлых и тёмных минералов. Мелко- и среднезернистый камень, серовато-черный, со слабо-зеленоватым оттенком, однотонный, в полированной фактуре черный. Структура: полнокристаллическая, равномерно кристаллическая, крупно- и среднезернистая. Текстура: массивная, иногда пятнистая, полосчатая. Цвет: чёрная, тёмно-зелёная, иногда пятнистая порода. Более темная порода по сравнению с диоритом. Присутствие темноцветных минералов делает эту породу очень вязкой и прочной. Структура полнокристаллическая, крупно- или- среднезернистая, ρ_о =2,9-3,3 т/м³, R_сж =200-350 МПа. Габбро - порода, имеющая высокую вязкость, стойкость против выветривания, трудно обрабатывается, дает хорошую долговечную полировку, широко используется для облицовки зданий, элементов дорожного покрытия и приготовления щебня.

Месторождения. Распространены в различных районах Великобритании, в Северной Америке и вдоль побережья п-ова Лабрадор (Канада), в ЮАР, Франции, Шотландии (Великобритания) и др.; крупные массивы габбро известны на Урале, Украине, Кольском полуострове, в Закавказье и др.

Широко применяются в качестве строительного и облицовочного камня высокой прочности, для наружной и внутренней облицовки, преимущественно в виде полированных плит (например, колонны здания библиотеки им. В.И. Ленина в Москве), для приготовления щебня и дорожного камня. Используется для изготовления монументов и памятников, устройства лестничных маршей, парапетов, настила полов, в том числе в местах с интенсивным движением людских потоков. Габбро иногда содержат скопления рудных минералов и в этих случаях могут использоваться как руды меди, никеля и титана.

Лабрадорит - назван по месту первой находки - на полуострове Лабрадор в Северной Америке. Кислотность: SiO₂ 45-52 % - основная горная порода. Химический состав: состоит преимущественно из плагиоклаза - лабрадора с незначительной примесью (не более 5-7 %) пироксенов и рудных минералов. Структура: полнокристаллическая, равномерно кристаллическая, крупнозернистая. Текстура - массивная. Плотность - 2,7 г/см³. Диагностика: синий отлив на гранях слагающих кристаллов. Лабрадорит отличается яркими переливами цветов: серого, голубого, зеленого и др. По цвету лабрадориты разделяются на темно-серые, до черного, с размером зерен до 10-12 см, имеющие синюю и золотистую ирризацию, и светло-серые, с размером зерен 1-3 см, часто с большим числом кристаллов, ирризирующих в голубых тонах. Лабрадорит хорошо полируется. Остальные свойства такие же, как у габбро.

Месторождения. Один из наиболее распространенных минералов группы плагиоклазов, встречается в изверженных породах основного состава (анортозитах, габбро и др.). Распространен в США, в Канаде (п-ов Лабрадор), Финляндии, на Украине.

Применяется как высококачественный облицовочный камень в основном в монументальной архитектуре, хотя некоторые образцы с яркой голубой и зеленой иризацией используются как декоративно-поделочные камни. Им облицованы многие станции Московского метрополитена и здания города (часть цоколя гостиницы «Москва», отделка Мавзолея и аллеи городов-героев в Александровском саду и др.), а также, например, колонны станции метро «Проспект Ветеранов» в Санкт-Петербурге. Чаще всего это лабрадориты Головинского и Турчинского месторождений Украины.