Опишите минералы (кальцит) и породы (опока, мергель, кварцит) , отвечая на вопросы, помещенные в примечаниях к таблицам

Название происходит от лат. calx — жженая известь. Для кальцита характерны зернистые агрегаты, друзы кристаллов, натечные образования пещер (сталактиты, сталагмиты и др.), конкреции, жилы, отложения горячих источников. Самые большие скопления кальцита представлены пластами известняка, в котором он является основным компонентом. Этот кальцит первоначально накапливался на дне древних морей одним из трех способов: 1) путем извлечения растворенного карбоната кальция организмами, строящими из него раковины и скелеты; 2) посредством химического осаждения; 3) в результате осаждения зерен, вымытых в результате эрозии более древних известняков. Карбонат кальция — обычное соединение, растворенное в циркулирующих грунтовых (подземных) водах, куда он попадает в процессе выщелачивания из жильного кальцита и известняков. Этот карбонат кальция может быть переотложен в виде кальцита в пещерах, жилах и полостях, в качестве цемента между зернами пород и в виде известкового туфа вокруг горячих источников и гейзеров. Карбонатные песчаники имеют и первично-осадочное происхождение. Кальцит часто встречается как компонент гидротермальных жил и изредка как акцессорный минерал в щелочных пегматитах. Крупные скопления он образует в массивах карбонатитов. Оптический кальцит, восполняющий миндалины основных лав (траппов), — широко распространенный минерал. По частоте встречаемости он уступает только кварцу.

При прокаливании кальцита происходит выделение углекислого газа, при этом получается негашеная известь CaO₃. После смешивания с водой она превращается в гашеную известь Ca (OH)₂. Породы, содержащие кальцит, издавна прокаливали для получения строительной извести, используемой в производстве строительного раствора и цемента. Исландский шпат используется в оптоэлектронных и оптических системах. Во многих поляризационных микроскопах для получения поляризованного света раньше использовались двупреломляющие призмы Николя из исландского шпата.

Опока. Общими инженерно-геологическими особенностями опок являются: 1) высокая пористость; 2) большая влагоемкость; 3) сравнительно высокая прочность в сухом состоянии и значительное ее падение при водонасыщении; 4) слабая морозоустойчивость.

Характерной чертой опок является именно их чрезвычайно слабая морозоустойчивость. Уже после 2−4 циклов попеременного замораживания и оттаивания образцы разрушаются. Это может быть объяснено лишь большой влагоемкостью опок (до 50−70%). Кроме того, нужно отметить, что хотя поры в опоках открытые и сообщаются друг с другом, водопроницаемость опок ничтожна (возникающий в опоках естественного отложения коэффициент фильтрации, равный 5 м/сут.), связан исключительно с трещиноватостью пород массива.

Мергель. Это известково-глинистая порода, у которой глинистые частицы сцементированы карбонатным материалом. Распределение глинистого и карбонатного вещества в мергеле чаще всего равномерное. Обычно под мергелем понимают такую породу, у которой содержание CaCO₃ колеблется в пределах 25−30%. При большом содержании CaCO₃ порода получает название мергелистый известняк, а при меньшем — глинистый мергель. Эти типы пород связывают мергель, с одной стороны, с известняком, с другой — с глинами. Мергель способен набухать благодаря содержащемуся в нем глинистому веществу, при этом все мелкие трещины, по которым возможна циркуляция воды, закрываются и тем самым прекращается фильтрация воды сквозь мергелистые толщи. Набухание мергеля главным образом зависит от соотношения в породе карбонатной и глинистой составляющих. Физико-механические свойства мергелей в связи с содержанием карбонатов и степени их дисперсности определяются в весьма широком диапазоне измерения. На природных скосах и откосах искусственных выемок мергели быстро выветриваются, разрушаются, формируя весьма подвижные плитчатые осыпи. Мергель, в связи с уникальностью состава (карбонаты + глина), практически без дополнительного обогащения, дает возможность использовать его в качестве природного сырья для производства цемента.

Кварцит. Метаморфическая горная порода, состоящая в основном из кварца, крепкий и прочный кварцевый песчаник с кремнистым цементом, белый до светло-серого, очень трудный для обработки. Генезис — диагенез или метаморфизм кварцевого песка. Прочность на сжатие 100—450 МПа, твёрдость по шкале Мооса — 7, огнеупорность до 1770 °C. Состав: кварц 70−80%, слюда, плагиоклазы, тальк и т. д. Применяют для изготовления динаса и как флюс (в металлургии); кислотоупорный материал, строительный (в том числе декоративный) камень. Применяется в виде щебня в строительстве, для покрытия полов, добавок к бетону.