Minerał – najmniejszy element skorupy ziemskiej z punktu widzenia geologii, pierwiastek, związek chemiczny, mieszanina związków chemicznych o stałym stanie skupienia powstały naturalnie (bez udziału człowieka)

Skała – zespół wielu minerałów powstających w sposób naturalny.

Skały możemy podzielić na:

1. Ze względu na budowę:

   1. Monomineralne (zbudowane z 1 minerału)

   2. Polimineralne (zbudowane z więcej niż 1 minerał)

2. Ze względu na sposób powstawania

   1. Magmowe (krzepnięcie magmy)

   2. Osadowe (osadzanie się w środowisku wodnym lub lądowym)

   3. Metamorficzne (przeobrażenie wcześniej istniejących skał)

Grunt budowlany – część skorupy ziemskiej współdziałająca z obiektem budowlanym stanowiąca jego element lub służąca jako tworzywo do wykonania z niego budowli ziemi.

Norma PN-86/B-02480

Grunty skaliste – skały lite (piaskowce, granity, wapienie), skały okruchowe (okruchy skalne powstające ze skał litych)

Minerały skałotwórcze – minerały wchodzące w skład skał.

Badanie makroskopowe – polega na badaniu podstawowych własności fizycznych i nie kiedy chemicznych minerałów (zazwyczaj bez użycia żadnych przyrządów)

Bada się takie cechy jak:

1. Barwa minerału – zależy od zdolności pochłaniania światła białego

2. Rysa – barwa proszku jaki został wydrapany, barwa sproszkowanego minerału jaki uzyskujemy poprzez pocieranie (zarysowanie). Minerały barwne mają stałą barwę rysy. Minerał zabarwiony ma zazwyczaj rysę białą lub biało-szarą, białą rysę mają również materiały bezbarwne.

3. Przezroczystość – Materiał może być: przezroczysty, półprzezroczysty, nieprzezroczysty

4. Połysk – jest związany z odbijaniem światła minerału. Rozróżniamy połysk: szklisty (minerały barwne), tłusty, perłowy (muskowit), jedwabisty (azbest, gips włóknisty)

5. Twardość minerałów – jest to opór jaki stawia minerał przy zarysowaniu jego powierzchni zaostrzonym przedmiotem. Do określenia twardości używa się tzw. Skalę Mohsa (od 1 do 10)
   1-talk, 2-gips, 3-kalcyt, 4-fluoryt, 5-apatyt, 6-ortoklaz, 7-kwarc, 8-topaz, 9-korund,
   10-diament

6. Łupliwość – zdolność minerałów do pękania wzdłuż powierzchni płaskich np. pod naciskiem lub uderzeniem.

• Doskonała łupliwość (pęka przy lekkim uderzeniu)

• Bardzo dobra łupliwość

• Dobra łupliwość

• Wyraźna łupliwość

• Niewyraźna łupliwość

Przełam – pękanie minerału w jednym lub kilku kierunkach wzdłuż nierównych powierzchni

• Muszlowy

• Równy – pęka powierzchniami zbliżonymi do powierzchni płaskich

• Nierówny

• Haczykowy

1. Postać skupienia

2. Pokrój kryształów

Skałotwórcze minerały główne:

1. Kwarc

2. Skalenie

3. Skaleniowce

4. Łyszczyki

5. Oliwiny

6. Pirokseny

7. Amfibole

Skały magmowe dzielimy na :

1. Głębinowe (plutoniczne)

2. Wulkaniczne (wylewne)

3. Żyłowe

Ze względu na skład skały magmowe dzielimy na:

1. Kwaśne (zawierają kwarc i skalenie)

2. Obojętne (zawierają skalenie)

3. Zasadowe (zawierają skalenie i skaleniowce, występują sporadycznie w Polsce)

Przez strukturę skały magmowej rozumie się stopień krystaliczności, wielkość i kształt kryształów oraz wzajemne stosunki między nimi.

Strukturę możemy podzielić:

1. Ze względu na stopień krystaliczności:

   1. Pełno krystaliczna

   2. Częściowo krystaliczna

   3. Szklista

2. Ze względu na wielkość składników:

   1. Jawnokrystaliczna

• Gruboziarnista ziarna>5mm

• Średnioziarnista ziarna: 2-5mm

• Drobnoziarnista ziarna<2mm

  1. Skrytokrystaliczna – nie można dojrzeć „gołym okiem” struktury ziarna

  2. Porfirowa – pomiędzy jawno- i skrytokrystaliczną

Tekstura skał dotyczy przestrzennego rozumienia składników i stopnia ich uporządkowania oraz stopnia wypełnienia przestrzeni skalnej.

Ze względu na stopień uporządkowania rozróżniamy tekstury:

• Bezładną

• Uporządkowaną (kierunkową)

Ze względu na stopień wypełnienia wyróżniamy teksturę:

• Zbitą (masywną)

• Porowatą (występują wolne przestrzenie)

Bezładna, zbita tekstura = skały głębinowe

Uporządkowana, porowata tekstura – skały wylewne

Skały magmowe:

• Wylewne (tekstury zbite, bezładne, mogą się zdarzyć porowate i uporządkowane)

• Żyłowe (trudne do rozpoznania, mogą mieć różne struktury, występują jawno krystaliczne, skrytokrystaliczne, porfirowe, tekstury masywne i nieuporządkowane)

• Głębinowe

Skały magmowe:

• Kwaśne (nadmiar krzemionki, SiO2, przejawia się występowanie kwarcu w ilości ponad 10% wszystkich składników skały, dominująca ilość skaleni 60%, kwarc 30%, 10% zawartość minerałów ciemnych )

• Obojętne (zawierają krzemionkę w równowadze, tzn. nie zawierają kwarcu nie wskazującego na nadmiar krzemionki, lub niedobór skaleniowców, dominujące minerały: skalenie, minerały ciemne 15%-40%): sjenit, trachit (kwarc do 10%)

Przegląd skał magmowych:

1. Skały kwaśne:

   1. Skały głębinowe:

      1. Granit (najpospolitszy). Ze względu na duże zróżnicowanie składników mineralnych zwłaszcza skaleni mówi się o rodzinie granitów. Granity są skałami o dużej zawartości krzemionki (SiO2 około 30%), obok kwarcu zawierają skalenie potasowe oraz w mniejszej ilości plagioklazy kwaśne i miki (zarówno biotyt i muskowit). Minerały ciemne występują w granitach w małych ilościach, głównie reprezentowane są przez: biotyt, rzadziej przez amfibol i piroksen. Ze względu na małą ilość minerałów ciemnych granity są skałami jasnymi. Struktura granitu: ziarnista (średnioziarnista, rzadziej gruboziarnista), Tekstura: zbita, nieuporządkowana. Łatwo odróżnić granity od innych skał magmowych. Granity występują głównie w dużych masywach skalnych a w Polsce w Sudetach i na przedgórzu Sudeckim oraz w Tatrach. (Masywy: Strzegom-Sobótka, Strzelim-Ziembice, Karkonosze, Kłodzko-Złotostocki, Łużycki, Tatr Wysokich[granit szary – tatryt]). Zastosowanie: w budownictwie lądowym i wodnym (budowa podkładów, nawierzchni drogowych, krawężników, płyt chodnikowych, kruszywo).

   2. Skały wylewne:

      1. Riolit - skład chemiczny podobny do składu granitu. Struktura: porfirowa, rzadziej skrytokrystaliczną. Tekstura: masywna, najczęściej bezładna. Ciasto skalne riolitów zbudowane jest z ortoklazu, plagioklazów kwaśnych i kwarcu. Barwa riolitów może być szara, biaława, różowa, czerwona, szaro fioletowa, szarozielona. Występowanie: głównie w Sudetach i w okolicach Krakowa. (Między Kłodzkiem, Wałbrzychem i Kamienną Górą oraz w okolicach Lwówka Śląskiego, Złotoryi i Jawora, w okolicach Krzeszowic). Zastosowanie: w budownictwie ogólnym i drogowym.

   3. Skały żyłowe:

      1. Pegmatyt, aplit – krystalizują z magm kwaśnych, uboższych w ciemne składniki mineralne w związku z tym są to skały z reguły jasne. Pegmatyty są to skały gruboziarniste natomiast aplity mają strukturę drobnoziarnistą lub skrytokrystaliczną. Aplity mają taki sam skład chemiczny jak pegmatyty.

2. Skały obojętne:

   1. Skały głębinowe:

      1. Sjenit – to skała o strukturze najczęściej średnioziarnistej i teksturze masywnej i bezładnej. Głównymi minerałami są skalenie (potasowe) oraz biotyt. Amfibole i Pirokseny występują w mniejszej ilości. Sjenity są skałami, które mogą zawierać niewielkie ilości kwarcu (do 10%). [stanowią przejście do granitów]. Barwa: czerwonawa, rzadziej szara. Sjenity nie tworzą masywów. Występowanie: między Kłodzkiem i Złotym Stokiem. Zastosowanie: w budownictwie ogólnym (na wszelkiego rodzaju wykładziny, do produkcji kruszywa)

      2. Dioryt – to skała o strukturze średnio i drobnoziarnistej, ma teksturę zbitą i bezładną. Zbudowany jest głównie z plagioklazów oraz amfiboli. Biotyt i pirokseny występują w mniejszej ilości. Sporadycznie może występować skaleń potasowy i kwarc. W zasadzie dioryty to skały bezkwarcowe o barwie szarej a przy większej zawartości minerałów ciemnych są skałami ciemnoszarymi lub prawie czarnymi. Podobnie jak Sjenity nie tworzą dużych masywów skalnych. Występowanie diorytów w Polsce związane jest ze sjenitami okolic Niemczy i Złotego Stoku i Kłodzka. Zastosowanie: w budownictwie drogowym na kamień łamany i tłuczeń drogowy, rzadziej są stosowane w budownictwie na okładziny. Są stosowane do produkcji kruszywa do betonów i nawierzchni bitumicznych.

      3. Gabro – to skała o strukturze gruboziarnistej. Tekstura: masywna, bezładna. Minerały: plagioklazy i pirokseny, podrzędnie występują amfibole i biotyt. Niektóre odmiany Gabra zawierają oliwin. Gabro jest skałą o barwie ciemnej, ciemno-zielonej. Występowanie: Masyw Ślęży, Nowa Ruda. Zastosowanie: jako tłuczeń drogowy, dodatek do nawierzchni drogowych.

   2. Skały wylewne:

      1. Trachit – wylewny odpowiednik Sjenitu. Posiadają strukturę porfirową, rzadko skrytokrystaliczną. Tekstura: zbita i najczęściej bezładna. W prakryształach występuje zazwyczaj skaleń potasowy. W cieście skalnym występuje skaleń potasowy i skaleń sodowy oraz w małych ilościach pirokseny, rzadziej biotyt i amfibole. Występowanie: W okolicach gór Kaczawskich. Zastosowanie: jako kruszywo.

      2. Andezyt – wylewny odpowiednik Diorytu, o strukturze porfirowej. Tekstura: zbita, nieuporządkowana. Na tle szarego lub ciemnoszarego ciasta skalnego które zbudowane jest z plagioklazów i częściowo z piroksenu tkwią czarne prakryształy amfiboli i piroksenów. Zastosowanie: do wyrobów krawężników, kostki, okładzin, kamienia łamanego i tłucznia oraz kruszywa.

      3. Bazalt – odpowiednik Gabra, o strukturze skrytokrystalicznej lub porfirowej. Tekstura: zbita, bezładna. Głównymi składnikami bazaltu są plagioklazy (labrador) oraz pirokseny. Mogą występować amfibole, biotyt i oliwin. Ciemnoszara bądź czarna barwa bierze się z rozproszonego magnetytu. W cieście skalnym tkwią prakryształy oliwinu lub piroksenu. Występowanie: dolny Śląsk na obszarze od zachodniej granicy państwa po okolice Opola. Zastosowanie: budownictwo drogowe do wyrobu kamienia kładowego oraz jako kruszywo. Można spotkać jako Diabaz który ma strukturę bardzo drobno krystaliczną, skrytokrystaliczną lub porfirową natomiast ma teksturę zbitą i bezładną, to jest twór geologiczny starszy oraz można spotkać Melafir – skała młodsza, o teksturze porowatej a strukturze skrytokrystalicznej.

   3. Skały żyłowe, nie mają zastosowania w budownictwie – nie omawiamy.

Skały osadowe:

• Okruchowe

• Chemiczne

• Organogeniczne

Sposób występowania skał osadowych: w postaci warstw.

Warstwa – formę występowania określonego rodzaju skały osadowej, na ogół o jednakowej miąższości na znacznej przestrzeni ograniczonej od góry powierzchnią zwaną stropem a od dołu spągiem. Odległość między stropem i spągiem mierzona prostopadle do obu powierzchni nazywamy miąższością rzeczywistą warstwy. Jeżeli miąższość warstwy jaką obserwujemy w wyniku przecięcia jej z powierzchnią terenu lub też na ścianie odkrywki tj. w przypadku powierzchni nie prostopadłej do stropu i strągu nazywamy miąższością pozorną.

Skały okruchowe (plastyczne) – są to skały powstające w wyniku nagromadzenia się okruchów skalnych w zbiorniku wodnym lub na lądzie. Do powstania skał okruchowych prowadzi kilka procesów: wietrzenie wcześniej istniejącej skały transport osadzenie się (segmentacja) diageneza (nacisk, konsolidacja). Minerały skałotwórcze: amfibole, pirokseny, minerały ilaste (minerały iłowe – powstają w wyniku wietrzenia chemicznego skaleni). Rozróżniamy skały: spoiste i sypkie.

Minerały ilaste: kaolinit, illinit, montmorillonit.

Szkodliwość minerałów ilastych: spójność, pęcznienie, skurcz.

Duża wilgotnośćpęcznienie, zanikają siły spójności
Wyparowanie wody bardzo szybkoskurcz, pękanie

Objętość minerałów ilastych może się zwiększyć 5-6 krotnie.

Obiekty inżynierskie posadowione na wysychającej warstwie iłu mogą również osiadać w sposób trudny do prognozowania. Pewna część skał okruchowych zawiera tzw. lepiszcze.

Strukturę można określić za pomocą kilku cech: wielkość ziarna (tzw. frakcja)
Frakcja – umowny przedział średnicy ziarna w milimetrach.

Analiza sitowa. Przesiewamy próbkę przez sito w stanie suchym o średnicy 0.002mm., 0.005mm., 2mm., 5mm.
Najgrubsza frakcja – kamienista, średnica powyżej 40mm. (rumosze, brekcje),
frakcja żwirowa – od 2-40mm. (żwiry, zwały glinowe, zlepieńce),
frakcja piaskowa 0.05 mm-2,00mm. (piaski, mady, piaskowce)
frakcja pyłowa 0.05-0.002mm. (pyły, less, muły, mady, mułowce)
frakcja iłowa – mniej niż 0.002mm. (iły, mady, iłowce, łupki ilaste)
Stopień selekcji: określa się za pomocą stanu składu granulometrycznego ( na podstawie krzywej uziarnienia)

Stopień obtoczenia – ocena organoleptyczna stopnia obtoczenia okruchów: ostrokrawędziste, słabo obtoczone, obtoczone, dobrze obtoczone.

Kształt ziarna – może być: dyskoidalny, sferoidalny, elipsoidalny, wrzecionowaty (w podstawie kwadrat, wyraźnie wyższy jest trzeci wymiar)

Warstwowanie:

• Równoległe

• Przekątne

• Krzyżowe

• Frakcjonarne

Podział skał okruchowych:

1. Sypkie - nie ma sił spójności,

2. Spoiste – są siły spójności, zawartość % frakcji iłowej decyduje, wyraźnie zaznaczoną spoistość mają iły i gliny.

3. Scementowane -

Glina – skała spoista składająca się z różnych frakcji ale zawierająca id 10 do 20% frakcji iłowej.
Gliny: aluwialnymi-madami, zwałowe-lodowcowe lub morenowe, zwietrzelinowe,