Уголь это какая горная порода по происхождению: Каменный уголь – это минерал или горная порода, каково его происхождение?

Классификация горных пород.

Классификация горных пород. Породообразующие минералы и их влияние на устойчивость камня к внешним агрессорам. Технические характеристики камня.

Основные виды горных пород. Возможность их использования при облицовке фасадов натуральным камнем.

При облицовке фасадов и интерьеров, внешних и внутренних покрытий, необходимо учитывать происхождение, химико-минералогический состав и технические характеристики натурального камня. Корректный выбор камня с необходимыми техническими характеристиками повлияет на срок службы изделий из него, снизит затраты на обслуживание и сохранит эстетические свойства в течение длительного времени.

Состав и строение горных пород зависят от формирующих их геологических процессов. В соответствии с главными геологическими процессами, различают три генетических типа горных пород:

1. Магматические. Эта группа делится на два вида: эффузивные и интрузивные. Эффузивные породы (излившиеся, изверженные) образуются при изливании магмы на поверхность земли и дна океана. К этой группе относятся базальты, диабазы, порфиты и др. Интрузивные или глубинные породы образуются при медленном остывании магмы и под большим давлением в глубинах земной коры и мантии. К этой группе относятся граниты, лабрадориты, габбро.

2. Осадочные. Образуются в результате переотложения продуктов выветривания и разрушения различных горных пород, химического и механического выпадения осадка из воды, жизнедеятельности организмов или всех трех процессов одновременно. К этой группе относятся известняки, песчаники, доломиты и др.

3. Метаморфические. Образованы путем преобразования магматических, осадочных и самих метаморфических горных пород под воздействием высокой температуры, давления и различных химических процессов. К этой группе относятся мраморы, кварциты, сланцы и др.

Каждая группа горных пород имеет свой химико-минералогический состав, что определяет устойчивость породы к различным внешним воздействиям. Горные породы по химико-минералогическому составу подразделяются на сульфатные, силикатные и карбонатные породы.

1. Силикатные породы, где основой является диоксид кремния, – это в своем большинстве изверженного или магматического способа образования породы, такие как гранит, габбро, базальт и другие. Среди осадочных пород – силикатными являются песчаники, а среди метаморфических – кварциты, сланцы и гнейсы.

2. К сульфатным породам относятся породы метаморфического происхождения, например мраморы.

3. Карбонатные породы – это в основном осадочные породы, например известняки и травертины.

Химико-минералогический состав породы необходимо учитывать при использовании камня на внешних работах, например при облицовке фасадов зданий. Цокольную часть, стилобаты и любые другие элементы, имеющие непосредственный контакт с дождевой водой, снегом, льдом и химией следует выполнять из силикатных пород, например из гранита. Поля стены, декоративные элементы фасада выше цоколя можно выполнить из любой из вышеперечисленных пород, например из известняка или того же гранита. Камень дольше сохранит свои технические и эстетические свойства, при использовании системы креплений на относе с воздушной прослойкой (вентилируемый фасад).

Помимо химико-минералогического состава, на устойчивость горной породы воздействию окружающей среды влияют физико-механические свойства камня. Таким образом, гранит, относящийся к устойчивым силикатным породам, может иметь низкие физико-механические свойства и возможности его использования будут ограниченными.
Физико-механические характеристики различных горных пород могут иметь широкий диапазон, например магматические породы, имеют плотность от 2500 до 3200 кг/м3, осадочные от 2000 до 2900 кг/м3 и метаморфические от 2500 до 3000 кг/м3. При этом твердость и прочность камня не всегда находятся в прямой зависимости. По плотности камня не следует судить о его прочности. Иногда, очень твердые породы, такие как габбро и сиенит, довольно хрупки, что не позволяет делать из них сложные элементы сооружений.

Прочность горных пород зависит от их структуры и силы межзерновых связей. По прочности горные породы можно разделить на высокопрочные с пределом прочности при сжатии более 40 Мпа, средней прочности (10-40Мпа) и низкой прочности с (0,4-10Мпа).
Структура камня и сила его межзерновых связей имеет прямое отношение к его морозостойкости. Морозостойкость камня – это способность материала в насыщенном водой состоянии выдерживать многократное попеременное замораживание и оттаивание без видимых признаков разрушения и без допустимого понижения прочности. При контакте камня с водой происходит его насыщение, при температурах ниже нуля вода замерзает в порах, увеличиваясь в объемах примерно на 9%. Лед, образующийся в порах материала, постепенно разрушает структуру камня, а количество выдерживаемых камнем подобных циклов зависит от прочности его межзерновых связей.

Резюмируя, можно заключить, что при выборе камня для отдельно взятого проекта необходимо учитывать химико-минералогический состав камня для различных элементов здания, физико-механические характеристики, которые прописаны в строительных нормах региона строительства, в том числе учитывая тип изделий, уровень загрязнения и другие аспекты. В соответствии с действующими СНиП II-22-81 «Проектирование и применение панельных и кирпичных стен с различными видами облицовок» рекомендуется применять следующие породы для облицовки отдельных частей зданий:

• Цоколя, порталов: гранит, габбро, лабрадорит, базальт, диабаз;
• Поля стены: мрамор, известняк, туф, доломит, песчаник, травертин.
• Отдельно стоящих конструкций (ограждения балконов, парапетов и др.) – гранит.

Технические характеристики облицовочных плит из природного камня должны удовлетворять требованиям ГОСТ 9479, ГОСТ 9480, ГОСТ 23342.

Перейти к следующей статье: Визуальный аспект. Оценка декоративности породы. Селекция по цвету. Виды обработки.

Узнать о следующем семинаре для архитекторов и дизайнеров на тему облицовочного камня можно по e-mail: [email protected] или отправив сообщение здесь.

Камни, которые могут вас заинтересовать:

Проекты, которые могут вас заинтересовать:

Горные руды — techade.ru

Добыча полезных ископаемых осуществляется несколькими способами в зависимости от условий залегания горных пород. В основном различают добычу полезных ископаемых из карьеров и горных рудников (шахт).  Сами горные породы по происхождению подразделяются на:

1. Магматические, или изверженные (глубинные или излившиеся) породы, образовавшиеся в результате застывания силикатного расплава – магмы.
2. Осадочные горные породы – процесс образования которых основан на осаждении неорганических и органических веществ в дне водных бассейнов и на поверхности земли (к примеру: уголь, торф, нефть).
3. Метаморфические – кристаллические горные породы, образовавшиеся в результате изменения магматических или осадочных пород под воздействием температуры, давления и других параметров.

В свою очередь изверженные горные породы делятся на глубинные, излившиеся и обломочные.  

I Глубинные горные породы

— образовались в результате отстаивания  магмы в недрах земной коры, данный процесс протекает очень медленно, под давлением. В таких условиях расплав полностью кристаллизуется, вследствие чего образуются крупные зерна минералов. Гранит, диорит, сиенит и габбро – самые распространенные глубинные породы.

Гранит состоит из кварцевых зерен, зерен полевого шпата, слюды или железисто-магнезиальных силикатов. Средняя плотность 2.6 г/см3. К главным свойствам гранита относят морозостойкость, малая истираемость, гранит легко шлифуется и полируется, что служит причиной широкого использования данного минерала в строительной промышленности. Из гранита изготавливают облицовочные плиты, архитектурно-строительные изделия, лестничные ступени, щебень и др.

Сиенит состоит из полевого шпата, слюды и роговой обманки. Плотность 2.7 г/см3 . Данные минерал обрабатывается легче чем гранит и применяется в тех же целях и направлениях.

Диорит состоит из плагиоклаза, авгита, роговой обманки и биотита. По плотности мало чем отличается от гранита и сиенита. Устойчив к выветриванию, характеризуется малой истираемостью, применяется для изготовления облицовочных материалов, в дорожном строительстве.

Габбро – кристаллическая порода, состоящая из плагиоклаза, авгита и оливина. Средняя плотность 3.1 г/см3 . Применяется для облицовки цоколей, устройства полов и др.

II  Излившиеся горные породы 

— сформировались в процессе остывания магмы на небольших глубинах или на поверхности земли. К таким породам относятся порфиры, диабаз, трахит, андезит, базальт.

Порфиры очень схожи с гранитом, сиенитом и диоритом. Применяются для изготовления щебня и для декоративно-поделочный целей.

Диабаз – аналог габбро. Используется для наружной облицовки зданий, в изготовление бортовых камней. Имеет невысокую температуру плавления — 1200 – 1300 С, поэтому применяется для каменного литья.

Трахит – аналог сиенита, представляет собой тонкопористую породу. Средняя плотность 2.2 г/см3. Обычно применяется в качестве крупного заполнителя для бетона.

Андезит – аналог диорита. Андезит часто используется в качестве кислотостойкого материала.

Базальт – аналог габбро. Характерна стекловидная или кристаллическая структура.

III  Обломочные породы

– это выбросы вулканов, для которых характерна стекловидная пористая структура, сформировавшаяся в результате быстрого остывания на поверхности земли. Подразделяются на рыхлые и цементированные. Рыхлые – это вулканические пеплы, песок и пемза. Пеплы – вулканические порошкообразные, частица размером до 1 мм. Частицы с размерами более 1 мм называют песком. Пеплы – неотъемлемая добавка для вяжущих или связующих смесей. 

Пемза – состоит из вулканического стекла и представляет собой пористую породу ячеистое строение. Имеет низкий коэффициент теплопроводности. Также применяется для заполнения легких бетонов, а также в качестве активной минеральной добавки для извести.

Вулканические туфы – цементированная, пористая горная порода, образовавшаяся при процесса уплотнения вулканических пеплов и песков. Средняя плотность 1.25-1.35 г/см3. К метаморфическим горным породам относят гнейсы, глинистые сланцы, кварцит и мрамор.

С точки зрения горноперерабатывающей и металлургической промышленности данные породы представляют собой «пустую породу», в сростках с которой находятся металлы, условно говоря металлы скрыты внутри таких сростков. Для раскрытия сростков на предварительных стадиях обогащения используют процессы измельчения, дробления и грохочения. Также руда может быть представлена как смесью различных минералов, так и химическими соединениями металлов с горной породой, что требует дополнительных методов обработки первичного сырья для дальнейшего обогащения.

Антрацит, Битум, Кокс, Картины, Формирование, Использование

Битуминозный уголь: Битуминозный уголь обычно представляет собой полосчатую осадочную породу. На этом фото видны яркие и тусклые полосы угольного материала, ориентированные горизонтально поперек образца. Яркие полосы представляют собой хорошо сохранившийся древесный материал, такой как ветки или стебли. Тусклые полосы могут содержать минеральный материал, смытый в болото ручьями, древесный уголь, образовавшийся в результате пожаров в болоте, или разложившиеся растительные материалы. Этот образец имеет диаметр примерно три дюйма (7,5 сантиметра). Фото Геолого-экономической службы Западной Вирджинии.

Что такое уголь?

Уголь представляет собой органическую осадочную породу, которая образуется в результате накопления и сохранения растительных материалов, обычно в болотистой среде. Уголь является горючей породой и, наряду с нефтью и природным газом, входит в тройку наиболее важных видов ископаемого топлива. Уголь имеет широкий спектр применения; наиболее важное использование для производства электроэнергии.

Углеобразующие среды: Общая схема болота, показывающая, как глубина воды, условия сохранения, типы растений и продуктивность растений могут различаться в разных частях болота. Эти вариации дадут разные типы угля. Иллюстрация Геолого-экономической службы Западной Вирджинии.

Торф: Масса недавно скопившихся до частично обугленных растительных остатков. Этот материал находится на пути к превращению в уголь, но его источник растительных остатков все еще легко узнаваем.

Наборы камней и минералов: Получите набор камней, минералов или ископаемых, чтобы узнать больше о материалах Земли. Лучший способ узнать о горных породах — это иметь образцы для тестирования и изучения.

Как образуется уголь?

Уголь образуется в результате скопления растительных остатков, обычно в болотистой среде. Когда растение умирает и падает в болото, стоячая вода болота защищает его от гниения. В болотных водах обычно не хватает кислорода, который вступает в реакцию с растительными остатками и вызывает их разложение. Недостаток кислорода позволяет растительным остаткам сохраняться. Кроме того, насекомые и другие организмы, которые могут питаться растительными остатками на суше, плохо выживают под водой в среде с недостатком кислорода.

Для образования толстого слоя растительных остатков, необходимого для образования угольного пласта, скорость накопления растительных остатков должна быть больше, чем скорость разложения. Как только образуется толстый слой растительных остатков, его необходимо засыпать отложениями, такими как ил или песок. Обычно их смывает в болото разлившаяся река. Вес этих материалов уплотняет растительные остатки и способствует их превращению в уголь. Около десяти футов растительных остатков уплотнятся до одного фута угля.

Растительные остатки накапливаются очень медленно. Таким образом, накопление десяти футов растительных остатков займет много времени. Пятидесятифутовому растительному остатку, необходимому для образования угольного пласта толщиной в пять футов, потребуются тысячи лет, чтобы накопиться. В течение этого длительного времени уровень воды в болоте должен оставаться стабильным. Если вода станет слишком глубокой, растения болота утонут, а если не поддерживать водный покров, растительные остатки сгниют. Для формирования угольного пласта необходимо поддерживать идеальные условия идеальной глубины воды в течение очень длительного времени.

Если вы проницательный читатель, вы, вероятно, задаетесь вопросом: «Как пятьдесят футов растительных остатков могут скапливаться в воде глубиной всего в несколько футов?» Ответ на этот вопрос является основной причиной того, что образование угольного пласта является весьма необычным явлением. Это может произойти только при одном из двух условий: 1) повышение уровня воды, точно соответствующее скорости накопления растительных остатков; или 2) опускающийся ландшафт, который идеально соответствует скорости накопления растительных остатков. Считается, что большинство угольных пластов сформировались в условиях № 2 в условиях дельты. В дельте большое количество речных наносов откладывается на небольшом участке земной коры, и вес этих наносов вызывает проседание.

Для образования угольного пласта идеальные условия накопления растительных остатков и идеальные условия оседания должны иметь место на ландшафте, который поддерживает этот идеальный баланс в течение очень долгого времени. Легко понять, почему условия для образования угля возникали лишь небольшое количество раз в истории Земли. Образование угля требует совпадения крайне маловероятных событий.

Ранг (от низшей 9от 0010 до наивысшего)	Недвижимость
Торф	Масса недавно скопившихся до частично обугленных растительных остатков. Торф представляет собой органический осадок. Захоронение, уплотнение и углефикация превратят его в уголь, в скалу. Он имеет содержание углерода менее 60% в пересчете на сухую беззольную основу.
Бурый уголь	Бурый уголь — уголь низшего ранга. Это торф, который превратился в камень, и этот камень представляет собой буро-черный уголь. Бурый уголь иногда содержит узнаваемые растительные структуры. По определению он имеет теплотворную способность менее 8300 британских тепловых единиц на фунт без содержания минеральных веществ. Он имеет содержание углерода от 60 до 70% в пересчете на сухую беззольную массу. В Европе, Австралии и Великобритании некоторые лигниты с низким уровнем содержания называются «бурыми углями».
Полубитумный	Полубитуминозный уголь представляет собой лигнит, подвергшийся повышенному уровню органического метаморфизма. Этот метаморфизм вытеснил часть кислорода и водорода из угля. Эта потеря дает уголь с более высоким содержанием углерода (от 71 до 77% в пересчете на сухую беззольную массу). Полубитуминозный уголь имеет теплотворную способность от 8300 до 13000 британских термальных единиц на фунт без содержания минеральных веществ. По теплотворной способности он подразделяется на полубитуминозный А, полубитуминозный В и полубитуминозный С.
Битумный	Битуминозный уголь – самая распространенная марка угля. На его долю приходится около 50% угля, добываемого в США. Битуминозный уголь образуется, когда полубитуминозный уголь подвергается повышенному уровню органического метаморфизма. Он имеет содержание углерода от 77 до 87% в пересчете на сухую беззольную основу и теплотворную способность, которая намного выше, чем у лигнита или полубитуминозного угля. По содержанию летучих битуминозные угли подразделяются на низколетучие битуминозные, среднелетучие битуминозные и высоколетучие битуминозные. Битуминозный уголь часто называют «мягким углем»; однако это обозначение является термином непрофессионала и имеет мало общего с твердостью породы.
Антрацит	Антрацит – уголь высшей марки. В отличие от других видов угля, он обычно считается метаморфической породой. Он имеет содержание углерода более 87% в пересчете на сухую беззольную массу. Антрацитовый уголь обычно имеет самую высокую теплотворную способность на тонну без содержания минеральных веществ. Его часто подразделяют на полуантрацит, антрацит и метаантрацит на основе содержания углерода. Антрацит часто называют «каменным углем»; однако это термин для непрофессионала, и он имеет мало общего с твердостью породы.

Уголь антрацит: Антрацит – уголь высшего сорта. Он имеет яркий блеск и ломается полураковистым изломом.

Что такое Уголь «Ранг»?

Растительные остатки являются хрупким материалом по сравнению с минеральными материалами, из которых состоят другие горные породы. Поскольку растительные остатки подвергаются воздействию тепла и давления захоронения, они меняют свой состав и свойства. «Степень» угля является мерой того, насколько сильно произошли изменения. Иногда для этого изменения используется термин «органический метаморфизм».

По составу и свойствам угли относятся к ранговой прогрессии, соответствующей степени их органического метаморфизма. Базовая прогрессия рангов представлена ​​в таблице здесь.

Лигнит: Уголь низшего ранга — «лигнит». Это торф, спрессованный, обезвоженный и литифицированный в горную породу. Он часто содержит узнаваемые растительные структуры.

Каково использование угля?

Производство электроэнергии является основным видом использования угля в Соединенных Штатах. Большая часть угля, добываемого в США, транспортируется на электростанции, измельчается до очень мелких частиц и сжигается. Тепло от горящего угля используется для производства пара, который включает генератор для производства электроэнергии. Большая часть электроэнергии, потребляемой в США, производится за счет сжигания угля.

Угольная электростанция: Фотография электростанции, на которой сжигается уголь для производства электроэнергии. Три больших дымовых трубы представляют собой градирни, в которых вода, используемая в процессе производства электроэнергии, охлаждается перед повторным использованием или выбросом в окружающую среду. Выбросы, вытекающие из крайней правой трубы, представляют собой водяной пар. Продукты сгорания от сжигания угля выбрасываются в высокую тонкую трубу справа. В этом пакете находятся различные химические сорбенты для поглощения загрязняющих газов, образующихся в процессе сгорания. Правообладатель иллюстрации iStockphoto / Michael Utech.

Уголь

имеет множество других применений. Он используется в качестве источника тепла для производственных процессов. Например, кирпичи и цемент производятся в печах, нагреваемых струей пылевидного угля. Уголь также используется в качестве источника энергии для заводов. Там он используется для нагрева пара, а пар используется для привода механических устройств. Несколько десятилетий назад большая часть угля использовалась для отопления помещений. Некоторое количество угля все еще используется таким образом, но теперь вместо него используются другие виды топлива и электроэнергия, произведенная на угле.

Производство кокса остается важным видом использования угля. Кокс получают путем нагревания угля в контролируемых условиях без доступа воздуха. Это отгоняет некоторые летучие вещества и концентрирует углерод. Затем кокс используется в качестве высокоуглеродистого топлива для обработки металлов и других целей, где требуется особенно горячее пламя.

Уголь

также используется в производстве. Если уголь нагревают, образующиеся газы, смолы и остатки можно использовать в ряде производственных процессов. Пластмассы, кровельные покрытия, линолеум, синтетический каучук, инсектициды, лакокрасочные материалы, лекарства, растворители и синтетические волокна — все они включают некоторые соединения, полученные из угля. Уголь также может быть преобразован в жидкое и газообразное топливо; однако это использование угля в основном носит экспериментальный характер и осуществляется в небольших масштабах.

Найдите другие темы на Geology.com:

Горные породы: Галереи фотографий изверженных, осадочных и метаморфических пород с описаниями.	Минералы: Информация о рудных полезных ископаемых, самоцветных материалах и породообразующих минералах.
Вулканы: Статьи о вулканах, вулканических опасностях и извержениях в прошлом и настоящем.	Драгоценные камни: Красочные изображения и статьи о бриллиантах и ​​цветных камнях.
Общая геология: Статьи о гейзерах, маарах, дельтах, разломах, соляных куполах, воде и многом другом!	Геология Магазин: Молотки, полевые сумки, ручные линзы, карты, книги, кирки, лотки для золота.
	Алмазы: Узнайте о свойствах алмаза, его многочисленных применениях и открытиях алмазов.

УГОЛЬ