Інженерно-геологічні особливості магматичних, метаморфічних, осадових гірських порід

Магматичні гірські породи, їх походження та класифікація, структура і текстура, форми залягання, види окремостей, будівельні властивості. Особливості осадових порід. Класифікація уламкових порід. Класифікація і характеристика метаморфічних порід.
Краткое сожержание материала:

Размещено на

Міністерство освіти і науки України

Національний університет «Львівська політехніка»

Реферат на тему:

«Інженерно-геологічні особливості магматичних, метаморфічних, осадових гірських порід»

Виконав:

Ст.гр. БД-26

Нарзикулов Б.В.

Прийняв:

Турба Ю.В.

Львів 2014



Зміст

ГІРСЬКІ ПОРОДИ

1. Магматичні гірські породи

1.1 Походження та класифікація

1.2 Структура і текстура

1.3 Форми залягання

1.4 Види окремостей

1.5 Будівельні властивості

2. Осадові породи

2.1 Походження осадових

2.2 Особливості осадових порід

2.3 Структура і текстура

2.4 Класифікація уламкових порід

2.5 Хімічні та змішані породи

2.6 Органогенні (біохімічні) породи

3. Метаморфічні гірські породи.

3.1 Особливості метаморфічних порід

3.2 Класифікація і характеристика метаморфічних порід



1. Магматичні гірські породи

1.1 Походження та класифікація

Налічується близько 600 видів та різновидів магматичних порід. Вони виникають при охолодженні розплавленої магми, що утворюється в земних надрах і являє собою силікатну за складом масу, насичену різноманітними газами та водяною парою. Розплавлена магма тріщинами та розломами проникає у напрямку поверхні землі. В одних випадках вона захолоняє в надрах і таким чином утворюються глибинні (інтрузивні) магматичні породи, в інших випадках вона досягає поверхні землі і таким чином утворюються виливні (ефузивні) магматичні породи; останні є аналогами глибинних.

Умови охолодження магми на глибині та на поверхні (чи близько до поверхні) Землі різні. Глибинні порода утворюються в умовах високого тиску, повільного та рівномірного охолодження. В цьому разі відбувається повна розкристалізація магми, утворюються щільні, масивні, повнокристалічні породи, що залягають великими масивами (граніт, габро).

Ефузивні магматичні породи формуються в умовах низького тиску і температури, при швидкому охолодженні та виділенні газових компонентів. Магма не повністю кристалізується, виникають породи з великою кількістю аморфного скла, нерідко з великою пористістю (базальт, пемза). Ефузивні породи, що утворилися в палеозойській ері і раніше, називають стародавніми (палеотипними), а в більш пізній час - молодими (кайнотипними). В палеотипних породах відбулися вторинні процеси, хімічні реакції, що призвели до появи вторинних мінералів (приміром, хлориту у складі діабазів).

Магматичні породи класифікуються також за вмістом двоокису кремнію SiO2. Якщо у їх складі SiO2 >75% вони ультракислі, 65…75% - кислі, 52…65% - середні, 40…52% - основні,SiO2< 40% - ультраосновні. Цей розподіл магматичних порід за вмістом кремнезему має певне практичне значення: породи з невисоким вмістом SiO2 мають більшу питому вагу, нижчу температуру плавлення, краще поліруються. При зменшенні вмісту SiO2 забарвлення змінюється від світлого до темного, поступово зникає вільний кварц і збільшується вміст піроксенів, підвищується в'язкість порід.

До складу магматичних порід входить велика кількість первинних мінералів (польові шпати, амфіболи, піроксени, кварц, слюди), що утворилися ендогенним шляхом, а також зустрічаються вторинні мінерали (карбонати, глинисті), які виникли з первинних мінералів при їх вивітрюванні. Кількість цих мінералів свідчить про ступінь вивітрилості порід.

1.2 Структура і текстура

Властивості порід в значній мірі залежать від внутрішньої будови та складу їх. В зв'язку з цим виникає необхідність у вивченні структури та текстури гірських порід.

Структура інтрузивних магматичних порід завжди кристалічно-зерниста; вона буває:

· - рівномірнозерниста: крупнозерниста (розмір зерен більш ніж 5 мм), середньозерниста (1…5 мм), та дрібнозерниста (менше 1мм)

· - порфироподібна - коли серед маси дрібних чи середнього розміру зерен зустрічаються значно крупніші (порфирові вкраплення).

Структура ефузивних порід буває:

· порфирова - серед аморфного вулканічного скла зустрічаються окремі зерна мінералів;

· прихованокристалічна, коли вкраплені у вулканічне скло зерна дуже малі за розміром;

· склувата - зерна мінералів відсутні, порода складена вулканічним склом.

Текстура магматичних порід буває:

· масивна - рівномірне, щільне розміщення зерен мінералів в масиві гірської породи;

· смугаста - чергування смуг із різним мінеральним складом, кольором або різною структурою;

· шлакова - порода містить в собі великі пори, пустоти, залишені пухирцями газів, що виділялися з лави;

· плямиста - на фоні однорідної маси вирізняються плями іншого кольору;

· очкова - плями мають округлу форму;

· флюїдальна - зерна зорієнтовані в напрямку потоку.

1.3 Форми залягання

порода гірський осадовий уламковий

Ефузивні магматичні породи залягають у вигляді різноманітних потоків, покривів та куполів залежно від рельєфу місцевості та складу магми.

Форми залягання інтрузивних порід розподіляються на січні та згідні. До січних відносять батоліти, жили, штоки, дайки і гарполіти. До згідних - лаколіти, лопотіти (див. рис. 1).

Батоліт - це велика магматична інтрузія, площа якої перевершує 100 км2, в плані батоліт має овальну форму, подекуди з нього можуть виступати куполи.

Гарполіт у розтині має серпоподібну форму, у плані - овальну.

Шток - частіше невеликого розміру інтрузія стовпоподібної або неправильної форми.

Дайка - плитоподібна за формою, стрімкопадаюча інтрузія, має невелику товщину і значну протяжність.

Лаколіт - це інтрузія грибоподібної форми, розміром до 10 км2; магматичний розплав проникає в міжшаровий простір, злегка підіймаючи верхні шари гірських порід.

Лополіт - блюдцеподібне магматичне утворення, що залягає узгоджено із тими породами, що вміщують його.

Сіл - жила пластова, утворена внаслідок проникнення магми між шарами осадових порід таким чином, що підошва жили є покрівлею нижнього шару, а покрівля являє собою підошву верхнього шару. Особливістю сілу є зберігання постійної потужності - від кількох см до десятків метрів.

Рисунок 1 - Форми залягання магматичних гірських порід:

1 - батоліт; 2 - лаколіт; 3 - жила; 4 - шток; 5 - дайка; 6 - лавовий покрив; 7 - вулканічний конус; 8 - осадові гірські породи.

1.4 Види окремостей порід

При охолодженні магми зменшується її об'єм, що призводить до виникнення тонких тріщин в масивах гірських порід. Такі тріщини розділяють породу на блоки певної форми, які називаються окремостями. Приміром, гранітам притаманна матрацеподібна окремість, діоритам - кульова, базальтам - стовпчаста.

Вид окремостей має значення при розробці гірських порід, він в деякій мірі полегшує видобуток, розколювання та обробку матеріалу. Стовпчаста окремість базальту, приміром, сприяє видобутку та застосуванню його для брукування шляхів.

1.5 Будівельні властивості

Невивітрілі магматичні породи мають високі будівельні властивості, обумовлені мінеральним складом та жорсткими кристалізаційними зв'язками між окремими зернами. Найміцнішими є породи, з дрібнозернистою і рівномірнозернистою структурою та масивною текстурою. Меншу міцність мають породи крупнозернисті, з порфировою та склуватою структурою. Смугаста текстура полегшує розробку гірської породи, але знижує її якість.

Значна частина магматичних порід, що залягають близько від поверхні Землі, зазнають значних змін внаслідок фізичного (розтріскування) та хімічного (хімічні реакції) вивітрювання. Так утворюється рапаківі („гнилий камінь”) та каолініти.

Міцність магматичних порід оцінюють межею міцності при стисканні зразків. Так, для гранітів, сієнітів. вона дорівнює 1200ј2500 кг/см2, для діоритів, андезитів - 1500ј3000 кг/см2, для габро, діабазів, базальтів - 2500ј5000 кг/см2. Але слід враховувати, що в природних умовах, в масивах гірські породи звичайно розбиті системою тріщин, що значно знижують міцність.

В цілому на оцінку надійності магматичних гірських порід впливає ступінь їх вивітрілості, наявність тріщинуватості, форми залягання, структура, текстура т. ін.



2. Осадові породи

Осадові гірські породи є вторинними породами. Вони утворюються на поверхні землі, де під впливом води, повітря, живих організмів і сонячної енергії постійно змінюється поверхневий шар літосфери, руйнуються первинні гірські породи і мінерали. Продукти руйнування транспортуються на схилах під впливом сили тяжіння, переносяться вітром або водою, осідають із водяних розчинів.

2.1 Походження осадових порід

Зміна форми залягання, мінерального складу та місця залягання гірської породи під впливом фізичних та біологічних чинників називається вивітрюванням. Виділяють три типи вивітрювання гірських порід: фізичне, хімічне та біологіч...