Przegląd ważniejszych skał okruchowych

Skały sypkie i spoiste :

• RUMOSZE – skały składające się z ostrokrawędzistych okruchów frakcji kamienistej lub żwirowej. Właściwości mechaniczne rumoszy zależą przede wszystkim od rodzaju skały macierzystej i stopnia zwietrzenia okruchów. Obecnie stosunkowo często wykorzystuje się rumosze do budowy nasypów drogowych i hydrotechnicznych.

• ŻWIRY – skały składające się z otoczaków frakcji kamienistej lub żwirowej. Żwiry wykorzystuje się jako kruszywo do produkcji betonów, podbudowy dróg, jak również do budowy nasypów. Ich własności mechaniczne zależą od składu petrograficznego, składu granulometrycznego, stopnia obtoczenia i kształtu otoczaków oraz od stopnia zwietrzenia. W formach akumulacji lodowcowej spotyka się żwiry z domieszkami drobniejszych frakcji, które noszą w takim przypadku techniczną nazwę pospółek.

• PIASKI – powszechnie występująca w Polsce skała sypka. Skład mineralny piasków zależny jest przede wszystkim od rodzaju skał, które występują na obszarze działania czynnika transportującego ziarna (np. dorzeczu rzeki). Zależy on również w pewnym stopniu od długości transportu, gdyż w miarę przemieszczania materiału skalnego, niektóre minerały ulegają znacznie szybszemu rozdrobnieniu lub zmianom chemicznym. Do stosunkowo szybko zanikających w czasie transportu minerałów można zaliczyć kalcyt, biotyt i skalenie. Dobrze znosi transport — m.in. dzięki swej odporności na wietrzenie chemiczne — kwarc. Również charakter powierzchni ziaren piasku może zależeć od czynnika transportującego.

• Muły – skały o frakcji pyłowej, których sedymentacja odbywała się w wodzie. Przeważnie warstwowane, mogą zawierać części organiczne, częściowo zwęglone, nadające skale zabarwienie od jasnoszarego do prawie czarnego.

• Lessy – skała zbudowana głównie z frakcji pyłowej osadzonej przez wiatr na lądzie, w warunkach stepowych. Zgeneralizowany skład mineralny lessu wg. Roniewicza przedstawia się następująco:

- kwarc -do 80%,

-minerały ilaste -do 2 %,

-węglany (głównie kalcyt) -do 20%

-związki żelaza -do 6%.

• Iły pstre (poznańskie) — to osad dużego słodkowodnego zbiornika, jaki istniał na obszarze Polski w epoce Pliocenu (stąd jeszcze jedna nazwa tych iłów).

• Iły warwowe (wstęgowe) — Iły warwowe są skałą dość powszechnie występującą na terenie prawie całej Polski (poza obszarem Karpat). Liczne zakłady ceramiki budowlanej w rejonie Warszawy, np. Zielonka, Baniocha, Gołków, Mochty, eksploatują iły warwowe jako surowiec. Podobnie na obszarze całego Mazowsza spotykamy cegielnie eksploatujące lokalne złoża, w których występują iły warwowe. Iły warwowe jako podłoże budowlane należy traktować z pewną rezerwą. W stanie suchym stanowią stosunkowo dobre podłoże, należy jednak pamiętać o możliwości ich pęcznienia przy nawilgoceniu, jak również o możliwości stosunkowo dobrej filtracji wody w kierunku poziomym, równolegle do warstewek.

• Gliny – ze względu na genezę gliny możemy podzielić na: mady (aluwialne), zwałowe (lodowcowe, morenowe) i zwietrzelinowe.

• Gliny aluwialne (mady) są osadem powstającym na tarasach zalewanych przez rzeki przy wysokich stanach wód (w czasie powodzi). Ich skład granulometryczny ogranicza się w zasadzie do trzech frakcji: iłowej, pyłowej i piaskowej. Jest to skała odznaczająca się stosunkowo dużą porowatością ,a w związku z tym i dużą ściśliwością. Może zawierać domieszki częściowo rozłożonych elementów organicznych, które zabarwiają ją na różne odcienie koloru brunatnego do prawie czarnego. Może być utworem warstwowanym.

• Gliny zwałowe, określane również przymiotnikami: lodowcowe lub morenowe, powstają przez wytapianie materiału skalnego z lodowca, podczas jego „wycofywania się". Występują w formie moreny dennej. Charakterystyczne cechy gliny zwałowej to: brak warstwowania, obecność wszystkich frakcji, w tym głazów o ciężarze niekiedy wielu ton oraz obecność w grubych frakcjach skał pochodzenia skandynawskiego. Gliny zwałowe możemy spotkać na obszarze prawie całej Polski, z wyjątkiem najwyżej wzniesionych pasm górskich. W zasięgu zlodowaceń środkowopolskiego i bałtyckiego, tworzą one rozległe, niemal ciągłe pokrywy.

• Gliny zwietrzelinowe powstają w wyniku jednoczesnego działania wietrzenia mechanicznego i chemicznego na skałę litą. Glinę zwietrzelinową z punktu widzenia geologiczno-inżynierskiego należy oceniać podobnie jak glinę zwałową. Własności mechaniczne tej skały polepszają się w miarę wzrostu zawartości grubych okruchów, które tworzą rodzaj „szkieletu" mogącego przenosić znacznie większe obciążenia niż frakcje drobniejsze. Gliny zwietrzelinowe pokrywają stosunkowo duże powierzchnie na obszarze Karpat fliszowych. Ponadto możemy spotkać je w postaci płatów w rejonie Gór Świętokrzyskich, w Jurze Krakowsko - Częstochowskiej i w Sudetach.

Skały scementowane

• Brekcje -skały składające się z ostrokrawędzistych (nieobtoczonych) okruchów frakcji kamienistej lub żwirowej. Występują lokalnie w różnych regionach Polski najczęściej w bezpośrednim sąsiedztwie skały macierzystej, z której powstały.

• Zlepieńce -ten typ skał powstaje w wyniku cementacji otoczaków o frakcji kamienistej lub żwirowej.

• Piaskowce -skały te dość powszechnie występują na terenie Polski. Ich własności mechaniczne zależne są od składu mineralnego ziaren i od rodzaju lepiszcza. Najlepsze własności mechaniczne i odporność na wietrzenie wykazują piaskowce, w których dominuje kwarc, a lepiszcze jest krzemionkowe.

-Piaskowiec szydłowiecki (z okolic Szydłowca)

-Piaskowiec wąchocki (tumliński)

-Piaskowce fliszowe

• Iłołupki, łupki ilaste – najliczniej występują w Karpatach fliszowych lecz można je spotkać również w Górach Świętokrzyskich, a także w Tatrach. Iłołupki są słabiej zdiagenezowane od łupków ilastych. Skały rzadko znajdujące zastosowanie. Na obszarze Karpat stosuje się je w niektórych przypadkach do wykonywania tzw. ekranów wodoszczelnych w budownictwie hydrotechnicznym.

Skały piroklastyczne

• Skały piroklastyczne tworzą się w wyniku erupcji wulkanicznych, w czasie których zastygająca lawa może ulec rozdzieleniu na fragmenty, a skały starsze, przez które w kominie wulkanicznym przebija się lawa mogą ulec pokruszeniu i wyrzuceniu przez krater z wulkanu. Wyróżniamy:

- bomby wulkaniczne (do kilkudziesięciu cm), lapille (o średnicy ziaren orzecha włoskiego), piaski i popioły wulkaniczne, pyły wulkaniczne, brekcją wulkaniczną, tuf wulkaniczny.

Skały chemiczne

Skały chemiczne powstają przeważnie w wyniku wytrącania się związków chemicznych z wody. W tej grupie spotyka się stosunkowo najwięcej skał monomineralnych. Ze względu na typy związków chemicznych budujących skały chemiczne można je podzielić na następujące podgrupy:

• węglanowe,

• krzemionkowe,

• solno-gipsowe,

• żelaziste,

• fosforanowe.

• Wapienie -zbudowane są zasadniczo z kalcytu, jakkolwiek mogą w nich występować domieszki np. minerałów ilastych (wapienie margliste) lub dolomitu (wapienie dolomityczne). Wapienie pochodzenia chemicznego występują w trzech odmianach: wapień zbity (pelityczny), wapień oolitowy, martwica wapienna.

Skały krzemionkowe

skały krzemionkowe to krzemienie, zbudowane z kwarcu, chalcedonu lub opalu. Krzemienie są rozmaicie zabarwione, przy czym układ barw może być pasiasty lub plamisty. W Polsce najwięcej krzemieni spotykamy w wapieniach jurajskich na obrzeżu Gór Świętokrzyskich i w Jurze Krakowsko-Częstochowskiej. Przy rozkruszaniu skał wapiennych stanowić mogą poważne utrudnienie w technologii ze względu na swoją twardość. Krzemienie są wykorzystywane w przemyśle ceramicznym; podejmowano próby wykorzystywania zmielonych krzemieni w przemyśle chemicznym jako prawie czystej krzemionki.

Skały solno-gipsowe

Minerałami budującymi tę grupę skał są chlorki i siarczany. Skały zbudowane z chlorków to: sól kamienna, w której głównym minerałem jest halit oraz sole potasowo-magnezowe, składające się z chlorków oraz siarczanów potasu i magnezu.

• Siarczany w grupie skał solno-gipsowych reprezentowane są przez gips (CaSO4 * 2H2O) i anhydryt (CaSO4). Bardzo drobno-krystaliczny, biały gips nosi nazwę alabastru.

Skały żelaziste

• Z polskich skał żelazistych na uwagę zasługują syderyty. Głównym ich minerałem jest syderyt (FeCO3). W Polsce syderyty występują podobnie jak krzemienie w postaci bulastych skupień (sferosyderyty) w otoczeniu innych skał. W niektórych przypadkach mogą zawierać dość znaczną domieszkę minerałów ilastych (tzw. syderyty ilaste). Dość powszechnie występuje ponadto w Polsce skała żelazista zwana rudą darniową.

Skały organogeniczne

A) Skały zoogeniczne

Węglanowe -w większości są to sedymenty powstające w wyniku gromadzenia się na dnie zbiorników wodnych twardych części niektórych zwierząt żyjących w zbiorniku np.: kreda pisząca.

Krzemionkowe -tę grupę skał reprezentuje radiolaryt.

Ropa naftowa i surowce bitumiczne -są to skały, których głównymi składnikami są węglowodory.

B) Skały fitogeniczne

Węglanowe -wapienie fitogeniczne są skałą stosunkowo rzadko występującą na terenie Polski. Struktura i tekstura takich wapieni, w których zachowują się wyraźne formy organiczne pozwalają je odróżnić od wapieni pochodzenia chemicznego.

Krzemionkowe -skały organogeniczne krzemionkowe reprezentuje ziemia okrzemkowa, zbudowana ze szkielecików jednokomórkowych roślin-okrzemek, żyjących w wodach chłodnych mórz i jezior.

Torfy i węgle -skały należące do tej grupy powstają w wyniku zwęglania w różnym stopniu części roślinnych.

Węgle brunatne – ta odmiana węgli zbudowana jest przeważnie ze stosunkowo słabo zwęglonych drzew i torfów.

Węgle kamienne – skały te są najbogatszą w czysty węgiel odmianą naturalnego paliwa stałego. Składają się z silnie zwęglonych (przemacerowanych) części roślin drzewiastych.

Sapropele – osady jeziorne, składające się z gnijących części roślin z domieszką substancji ilastej i węglanu wapnia. Często spotykaną odmianą sapropelu jest gytia — osad zawierający rozpoznawalne części roślinne, głównie planktonu.

Skały osadowe typu mieszanego

W Polsce są one wykorzystywane jako materiał kamienny lub jako surowiec dla przemysłu cementowo wapienniczego.

Margiel — skała składająca się w ok. 50% z węglanu wapnia, pochodzącego z wytrącania się z wody morskiej i w ok. 50% z minerałów ilastych, doprowadzonych z lądu przez rzeki uchodzące do morza. Jest to zatem skała będąca na pograniczu skał chemicznych i okruchowych. Opoka to skała składająca się z krzemionkowych igieł gąbek (element organogeniczny) oraz z węglanu wapnia, wytrącającego się z wody.