title-icon Статьи о ремонте
title-icon
» » Межминеральные (структурные) связи игорных породах

Межминеральные (структурные) связи игорных породах

Межминеральные связи в горных породах осуществляются с помощью поверхностных и объемных сил или же тех и других совместно.
Природа поверхностных сил такова. Атомы в кристаллической решетке минералов испытывают значительные силы притяжения от атомов, находящихся в объеме минерала. В поверхностном слое эти силы не компенсированы с внешней стороны. Вследствие этого поверхностные слои минералов обладают избыточной энергией. Она известна как поверхностная энергия.
Удельная плотность поверхностной энергии зависит от индивидуальных кристаллохимических особенностей минералов и в первую очередь от атомного (ионного) состава поверхностного слоя и ретикулярной плотности этого слоя. Она прямо пропорциональна удельной поверхности минеральных зерен. Степень реализации этой энергии в энергию межминеральных связей прямо пропорциональна удельной площади микроконтактов минеральных зерен и обратно пропорциональна четвертой степени расстояния между ними.
При непосредственном, истинном контакте, когда ширина зазора между зернами по площадкам микроконтактов близка к межатомным расстояниям в кристаллических решетках минералов, устанавливаются прочные и жесткие связи кристаллизационной природы. Породы в этом случае обладают свойствами, присущими твердым телам.
При большем отдалении минеральных зерен межминеральные связи кристаллизационной природы вытесняются связями цементационными и водноколлоидной природы. В первом случае прочность межзерновых связей приближается к прочности связей кристаллизационной природы, но она зависит от химического состава и сродства цементирующего вещества и вещества минеральных составляющих, а также от типа цементации. Связи водноколлоидной природы присущи высоко дисперсным минеральным системам, к которым относятся глинистые породы. Для них характерна высокая удельная поверхность твердой (минеральной) фазы и соответственно высокая плотность удельной поверхностной энергии, в существенной мере израсходованная на формирование ионно-гидратной оболочки минеральных частиц. Истинные контакты в них вытеснены контактами ионно-гидратных пленок (пластинизированные контакты). В результате жесткие и прочные связи в данных породах полностью или частично вытеснены связями эластичными, прочность которых на несколько порядков ниже прочности связей кристаллизационной природы и цементационных.
У минеральных систем, состоящих из обломочных компонентов с малой удельной поверхностью частиц и соответственно малой плотностью поверхностной энергии, роль поверхностных сил в межминеральных связях исчезающе мала. Взаимодействие обломочных составляющих в таких системах осуществляется посредством сил трения по площадкам микроконтактов и зацепления (статического сопротивления изменению первоначального положения частиц), т. е. силами механической природы. Породы с таким типом межминеральных связей представляют собой род сыпучих тел. Таковы раздельнозернистые породы.
Таким образом, главные черты горных пород как физических тел в основном определяются природой межминеральных структурных связей.

title-icon Подобные новости