Как образовались горные породы, из чего? От каких воздействий разрушаются плотные скальные породы?

Природные каменные материалы очень широко применяются в строительстве, благодаря своим высоким и разнообразным строительным качествам и почти повсеместному распространению.

Природные каменные материалы получают из горных пород. Горная породой называется минеральная масса (агрегат минералов) состоящая в основном из одного минерала (мономинеральная порода) или нескольких минералов (полиминеральная порода). Образовались горные породы в результате разнообразных геологических процессов, протекавших при различных физико-химических условиях. В зависимости от условий образования их делят на три генетические группы:

· Первичные — изверженные (магматические), образовавшиеся из расплавленной силикатной массы (магмы) на некоторой глубине (породы глубинные, или интрузивные) или при излиянии ее на поверхность в виде лавы (породы излившиеся, или эффузивные).

К глубинным (интрузивным) породам относят гранит, диорит, сиенит, габбро, лабрадорит; к излившимся (эффузивным) породам — липарит, перлит, обсидиан, пехштейн, андезит, порфирит, трахит, базальт, диабаз и др.

· Вторичные — осадочные, представляющие большей частью продукты разрушения ранее существовавших горных пород, отложившихся в водных бассейнах или на поверхности суши, а также образовавшиеся из продуктов жизнедеятельности организмов.

К ним относят механические (обломочные) породы (глина, песок, гравий, валуны) и сцементированные (песчаники).

· Метаморфические горные породы образовались при глубоком преобразовании изверженных или осадочных горных пород влиянием высоких температур и давлений, а иногда и химических воздействий. Как правило, получаемые в результате метаморфизма породы более плотны, чем исходные осадочные. В большинстве случаев они имеют слоистую структуру, что снижает строительно-технические свойства получаемых каменных материалов.

Для первой и третьей группы общее, то, что они имеют некоторые общие породообразующие минералы — минералы, входящие в качестве постоянных существенных компонентов в состав горных пород. Для магматических пород характерны: кварц, полевые шпаты, слюды и др., а для метаморфических пород характерны: кварц, полевые шпаты, хлориты, слюды, пироксены, амфиболы, гранат, и др.

Осадочные горные породы образовались в результате выветривания изверженных (первичных) горных пород. По характеру образования и составу их делят на: химические, органогенные и механические.

Механические отложения (обломочные породы) образовались в результате накопления рыхлых продуктов распада горных пород. Часть из них подвергалась в дальнейшем цементированию глинистым веществом, железистыми соединениями, карбонатами, образуя плотные осадочные породы — конгломераты, брекчии. Для осадочных пород характерны: кальцит, доломит, глинистые минералы и др.

Разрушаются плотные скальные породы в результате выветривания. Выветривание — совокупность физических, химических и биохимических процессов преобразования горных пород и слагающих их минералов. Происходит за счет действия различных факторов — влияния колебаний температуры, воздействия атмосферы, воды и живых организмов на горные породы и т. д.

При механическом выветривании раздробление пород происходит вследствие тектонических процессов, деятельности воды, ветра, льда, под влиянием силы тяжести и других причин.

Химическое выветривание связано с тем, что многие минералы, вступают в различные химические реакции. Объём их при этом увеличивается, и горная порода разрушается. Основными факторами этого типа выветривания являются атмосферная и грунтовая вода, свободные кислород и углекислота, растворённые в воде органические и некоторые минеральные кислоты. К процессам химического выветривания относятся окисление, гидратация, растворение и гидролиз. Химическое разложение протекает одновременно с механическим раздроблением.

Существует два вида физического выветривания — температурное и морозное. Температурное выветривание протекает под влиянием колебаний температуры, вследствие чего минералы, слагающие породы, испытывают попеременно то сжатие, то расширение. Это приводит к образованию трещин и в конечном итоге к разрушению пород. Особенно активно температурное выветривание в районах с континентальным климатом, где отмечается огромная разница суточных и сезонных колебаний температур.

Морозное выветривание широко распространено в умеренном поясе и наиболее интенсивно протекает весной и осенью, когда дневные температуры положительны, а ночные отрицательны. Вода, попадающая днём в трещины горных пород, ночью замерзает и увеличивает свой объём, что влечёт за собой расширение трещин и дальнейшее разрушение вмещающей породы.

Биологическое выветривание производят живые организмы (бактерии, грибки, вирусы, роющие животные, низшие и высшие растения и т. д.). Гранитный камень разрушается от выветривания и действия агрессивных веществ (растворов солей, кислот, газов, продуктов жизнедеятельности мхов, лишайников и т. д.).

От внешних воздействий естественные каменные материалы защищают флюатированием — пропитывание камня раствором соли кремнефтористоводородной кислоты. Так же поверхность камня можно пропитать полимерами и гидрофобными составами, что предотвращает проникновение влаги в пористый камень и повышает его морозостойкость. Хорошо сохраняется полированный и шлифованный камень, а так же после термической обработки.