Гнейс – видоизмененная горная порода с чередующимися светлыми и темными полосами, линзами. Это очень древняя порода, которая, по мнению некоторых ученых, образовалась в период перехода оболочки земли из расплавленного состояния в твердый массив. Другие эксперты считают ее результатом извержения и последующего видоизменения с приобретением слоистости. Еще один вариант ее происхождения – кристаллизация осадочных пород после их отложения. Сегодня ученые сходятся на том, что по способу образования существует три разновидности гнейсов – метаморфические, магматические и осадочные.
 

Морфологические признаки

Цвета

Серый, серо-бурый, бурый, коричневатый, с красноватыми оттенками.

Структура

Структура гранобластовая или порфиробластовая, текстура – сланцеватая или полосчатая. По структурным и текстурным признакам различают следующие типы гнейсов: очковые, листовые, ленточные, норитовые, нефелиновые.

Минеральный состав

По минералам, преобладающим в составе породы, гнейсы различают на следующие типы: биотитовые, мусковитовые, двуслюдяные, пироксеновые, анортитовые.

Химический состав

• Оксид кремния – до 72%;
• оксид алюминия – до 18%;
• оксид натрия – до 6%;
• оксид железа – до 5%;
• оксид кальция – до 4%;
• оксид магния – до 1,5%.

Физико-химические характеристики

• Плотность – 2,6-2,9 т/м3;
• пористость – до 3%;
• предел прочности на сжатие – до 300 МПа.

Месторождения 

Разработка гнейсов осуществляется в карьерах. Крупные месторождения разрабатываются в государствах Скандинавии, Канаде, Украине. В России наиболее крупные разработки ведутся в Карелии, Ленинградской и Мурманской областях.

Практическое использование

Области применения сокращает сланцеватость породы, которая снижает устойчивость к циклам замораживания/оттаивания и прочность в направлении слоистости. Но, поскольку гнейсы не расщепляются по плоскостям слоистости, как большинство метаморфических пород, они достаточно широко используются в гражданском, промышленном, дорожном строительстве.

Основные сферы использования породы:

• Гнейсовые щебень и бут используются при строительстве зданий, для создания дорожного покрытия, при благоустройстве ландшафта.
• Гнейсы, а особенно эстетичные гнейсо-граниты, применяются для создания декоративных покрытий фасадов, лестниц, полов, печей.
• Гнейсовый бут, полученные раскалыванием по слоям, используется при отделке набережных, каналов, для мощения тротуаров.

Кварцит – метаморфическая порода с кристаллически-зернистой структурой, зерно – мелкое. Состоит в основном из кварца. Обычно является продуктом метаморфизма кварцевых песчаников, порфиров и других магматических пород. В геологической практике кварцитами могут называть породы с высокой плотностью и прочностью, в составе которых имеются любые виды кремнеземов.

Морфологические признаки

Основной минерал – кварц. Кварцевые зерна макроскопически неразличимы, сливаются в сплошную массу. Минералы-примеси: биотит, мусковит, хлорит, роговая обманка, графит, мелкокристаллический гранат, полевой шпат. Чаще всего встречаются полевошпатовые, графитовые, слюдистые и роговообманковые виды кварцита. Железистые разновидности могут быть золото- и платиноносными.

Кристаллически-зернистая структура, с мелким зерном. Текстура – слоистая, вариант – косослоистая.

Цвет

Стандартные цвета кварцита – светло-серый и серый. При наличии примесей гематита и лимонита, обволакивающих кварцевые зерна, порода может иметь розоватую, малиновую, красно-коричневую окраску.

Физические свойства

Твердость – высокая. Неявные царапины на породе оставляет кварц и минералы с более высокой твердостью. Временное сопротивление сжатию – 1000-1400 кгс/см².

Кварциты с минимальным содержанием примесей обладает высокой огнеупорностью. Они имеют температуру плавления – +1750…1760°C.

Происхождение и распространение

Кварцитовая порода – продукт метаморфизма песчанистых и кремнистых пород. Существуют промежуточные породы – кварцито-песчаники, совмещающие характеристики и признаки кварцитов и песчаников. Кварциты располагаются слоями разной толщины, в том числе очень значительной, перемежаются с гнейсами и сланцами.

 

Области применения

Обширная область применения кварцитов – производство динаса (кислого огнеупорного кирпича). Лучшее сырье при производстве динаса – породы с большим количеством аморфной кремниевой кислоты. Кварцитовые породы с низким содержанием примесей применяют:

• в цветной металлургии в качестве флюса;

• в химической индустрии;

•  в строительстве.

 

Кварцит, состоящий из кварцевых зерен с волнистым погасанием, отличается высокой твердостью, затрудненной обрабатываемостью, но хорошей способностью к полировке поверхности. В строительстве и архитектуре этот материал используется как облицовочный и декоративный камень, в том числе для сооружения ритуальных объектов.

Мрамор (в переводе с греческого это слово означает «сияющий камень») – метаморфическая горная порода с кристаллической структурой. Основной, и иногда единственный, породообразующий минерал – кальцит. Продукты метаморфизации известняков называют кальцитовыми мраморами, доломитов – доломитовыми мраморами.

Морфологические признаки

Цвета

Большинство видов мрамора – пестроокрашенные, имеют уникальный рисунок. Цветовая гамма зависит от примесей, присутствующих в породе. Графит обуславливает черный цвет, хлорит – оттенки зеленого, оксиды и гидрооксиды железа – красные и желтые тона.

Структура и текстура

Мрамор с мелкозернистой структурой хорошо полируется с образованием гладкой и красивой поверхности. Породы с грубым зерновым составом отличаются спайностью зерен.

Минералогический состав

В состав кальцитового мрамора входят:

• кальцит CaCO3 –  до 99%;
• доломит MgCO3 – до 4%;
• следы оксида железа Fe2O3 и кремнезема SiO2.

В состав доломитового мрамора входят:

• кальцит – примерно 50%;
• доломит – до 40%;
• кремнезем – до 25%.

Физические и химические характеристики

• Плотность – 2,6-2,9 т/м3;
• сопротивление на сжатие – до 250 МПа;
• твердость по Моосу – 3-4;
• водопроницаемость – до 0,5%;
• пористость – до 3,5%.

При контакте с разбавленной соляной кислотой бурно вскипает. Мрамор часто путают с кварцитами и яшмой, отличающимися более высокой твердостью.
 

Месторождения

Крупнейшее месторождение мрамора в России расположено в Красноярском крае. Здесь добывается более 20 видов этой породы самых разных окрасов. Материал белого цвета добывают на Урале, черного – в Першинском месторождении в Ржевском районе, уникального сиреневого – в Свердловской области, желтого – на Октябрьском карьере. Карельский камень с розоватыми прожилками применялся при проведении отделочных работ в питерских соборах. На Байкале разрабатывают мраморные породы красновато-розовых тонов, в Дальневосточном регионе – зеленые.

За пределами России этот камень добывают на месторождениях, расположенных в Армении, Узбекистане, Грузии, Таджикистане, Греции. Великолепный скульптурный мрамор, обеспечивающий хорошую обрабатываемость, разрабатывают в Карраре (Италия). 

Области применения

Мрамор, благодаря уникальным декоративным и эксплуатационным характеристикам, хорошей обрабатываемости, востребован:

• при проведении фасадных отделочных работ;
• в качестве облицовочного материала для отделки станций метро, вестибюлей;
• мраморный щебень – как заполнитель декоративных бетонов;
• при изготовлении изделий ритуального назначения;
• при выполнении скульптурных и других художественных работ;
• в электротехнической и стекольной индустриях.

Тальк – самый мягкий минерал, силикат со слоистой структурой, жирноватый на ощупь, обладающий выраженным перламутровым блеском,. Его эталонная твердость по шкале Мооса составляет всего единицу. Этот минерал возник в результате воздействия на доломиты воды из горячих источников.

 

Морфологические признаки

Цвета

Основной цвет – белый, возможные оттенки – яблочно-зеленые, серебристые, желтые. Блеск – жирный, перламутровый. На истонченных краях минерал просвечивает. При плавлении на краях камней образуется белая эмаль.

 

Структура

Структура – кристаллическая, часто – ромбическая. Минерал залегает листовыми пластами с выраженными зернами.

В соответствии со структурой и минеральными добавками различают некоторые отдельные виды этого минерала:

Минессоаит – магний изоморфно замещено железом, цветовая гамма – коричневая.

Виллемсеит – магний изоморфно замещен никелем. Оттенки – в зелено-голубой цветовой гамме.

Стеатит – плотный и массивный минерал.

Агалит – тальк, имеющий длинноволокнистое строение. Волокна, похожие на асбестовые, могут располагаться параллельно или спутано.

Физико-химические характеристики

Тальк – химически сложный гидрированный силикат магния. Его характеристики:

• отсутствие собственного запаха;

• отсутствие растворимости в воде;

• отсутствие взаимодействия с кислотами;

• хорошая впитываемость влаги и посторонних запахов;

• низкая теплопроводность;

• низкая твердость и плотность;

• устойчив к высоким температурам, при сильном нагреве (до +900°C) превращается в очень твердый материал.

При добавлении воды мелкодисперсный тальковый порошок в воде образует взвесь.

 

Месторождения

Тальк в месторождениях, расположенных повсеместно, соседствует с хлоритом, клинохлором, серпентинитом, тремолитом, минералами из групп амфиболов и пироксенов.

К уникальным относятся бразильские месторождения, в которых встречаются крупные тальковые кристаллы с кварцевой коркой. Размер таких кристаллов – до 50 мм. Наиболее крупные месторождения этого минерала расположены в России, Канаде, США, Франции. Места добычи талька в РФ: Средний Урал, Восточный Саян, Западное Прибайкалье.

 

Области применения

Тальк широко применяется еще с древних времен для изготовления амулетов, икон, печатей. Сегодня этот минерал востребован:

• в фармацевтике – для изготовления присыпок, используемых в дерматологии, в качестве связующего вещества в таблетках;

• в промышленных отраслях – в качестве смазки и присадок в маслах;

• в пищевой индустрии – пищевой тальк имеет код E553b;

• для предотвращения слипания изделий из резины;

• для облицовки помещений саун;

• при возведении печей;

• при производстве косметических средств.