Отличительные особенности строения континентальной и океанической земной коры.

Ответы на экзамен «Геология»

Отличительные особенности строения континентальной и океанической земной коры.

Одной из отличительных особенностей Земли является наличие на ее поверхности материковых массивов и океанических впадин. Строение земной коры под материками и океанами различается. Это различие сформировалось в результате вертикальных и горизонтальных движений земной коры.

Материковая кора более толстая, чем океаническая.

Многие ученые считают, что сначала на Земле образовалась кора только океанического типа. Затем, под влиянием внутренних процессов Земли, на поверхности образовались складки, сформировавшие горы и желоба. Постепенно толщина коры увеличивалась и появились выступы материков.

Большинство ученых считает, что материки двигаются вместе с литосферными плитами. Если посмотреть на западное побережье Африки и восточное побережье Южной Америки, то можно отметить, что они подходят друг к другу, как отдельные части целого. Считается что миллионы лет назад на Земле был один материк — Пангея. Затем материк распался на части, которые стали перемещаться друг от друга.

Классификация экзогенных геологических процессов.

Экзогенные процессы- это процессы, происходящие под влиянием текучих вод (реки, ледники, сели), вечной мерзлоты, ветра.

Экзогенные- геологические процессы, обусловленные внешними по отношению к Земле источниками энергии (преимущественно солнечное излучение) в сочетании с силой тяжести. Э. п. протекают на поверхности и в приповерхностной зоне земной коры в форме механического и физико-химического её взаимодействия с гидросферой и атмосферой. К ним относятся: Выветривание, геологическая деятельность ветра (эоловые процессы, Дефляция), проточных поверхностных и подземных вод (Эрозия, Денудация), озёр и болот, вод морей и океанов (Абразия), ледников (Экзарация). Главные формы проявления Э. п. на поверхности Земли: разрушение горных пород и химическое преобразование слагающих их минералов (физическое, химическое, органическое выветривание); удаление и перенос разрыхлённых и растворимых продуктов разрушения горных пород водой, ветром и ледниками; отложение (аккумуляция) этих продуктов в виде осадков на суше или на дне водных бассейнов и постепенное их преобразование в осадочные горные породы (Седиментогенез, Диагенез, Катагенез). Э. п. в сочетании с эндогенными процессами участвуют в формировании рельефа Земли, в образовании толщ осадочных горных пород и связанных с ними месторождений полезных ископаемых. Так, например, в условиях проявления специфических процессов выветривания и осадконакопления образуются руды алюминия (бокситы), железа, никеля и др.; в результате селективного отложения минералов водными потоками формируются россыпи золота и алмазов; в условиях, благоприятствующих накоплению органические вещества и обогащенных им толщ осадочных горных пород, возникают горючие полезные ископаемые.

Все многообразие ЭГП объединено в семь групп, обусловленных:
1) климатическими и биологическими факторами;
2) энергией рельефа (силой тяжести);
3) поверхностными водами;
4) подземными водами;
5) действием ветра;
6) промерзанием и оттаиванием горных пород;
7) выработкой подземного пространства.
Классы выделяются по механизму воздействия основных агентов (условий); типы – по основным формам проявления ЭГП, а генетические виды отражают специфические особенности проявления процессов.

Классификация геологической деятельности ветра (разрушительной и созидательной).

Геологическая деятельность ветра заключается в разрушении горных пород, переносе и отложении продуктов разрушения. Рыхлый материал, отложенный ветром, называется эоловым, а деятельность ветра – эоловой деятельностью. Ветер действует на суше практически повсеместно, но с наибольшей силой – в пустынных и степных областях.

Разрушительная деятельность ветра выражается в дефляции и коррозии.

Дефляция - выдувание и развевание рыхлых продуктов разрушения. Разрушительная сила ветра возрастает во много раз от присутствия в атмосфере механических примесей – пыли, мелких, а иногда и крупных песчинок и частиц породы. Размер переносимых ветром частиц породы зависит от его скорости: чем больше скорость ветра, тем большего размера обломки породы он поднимает и переносит. Эти обломки обтачивают, царапают, шлифуют встречающиеся на пути ветра выступы горных пород, ускоряя их разрушение. Эта деятельность обломков, переносимых ветром, называется коррозией.

Процессы дефляции и коррозии протекают одновременно, но не всегда с одинаковой силой.

Созидательная деятельность ветра. Благодаря переносу частиц песка и неровностям в рельефе, песок задерживается и образует вблизи этих неровностей песчаные холмы или барханы и дюны.

Дюны, барханы или их гряды являются результатом аккумулятивной деятельности ветра.

Мелкие песчинки и пыль нередко выносятся ветром из центральных районов пустынь в окраинные участки, где они, выпадая, покрывают травянистую растительность и образуя со временем своеобразную породу – лёсс (пылеватая, плотная карбонатная порода, является наиболее благоприятной материнской породой для образования черноземов).

Магматические горные породы

представляют собой естественные минеральные агрегаты, формирующиеся в литосфере или на поверхности Земли в ходе различных геологических процессов. Строение горных пород характеризуется структурой и текстурой.

Магматические горные породы ( вместе с метаморфическими породами) слагают основную массу земной коры. В основе классификации магматических горных пород лежит их химический состав. Учитывается прежде всего содержание оксида кремния, по которому магматические породы делятся на четыре группы:

1) ультраосновные породы, содержащие менее 45 % SiO2, (в строении земной

коры играют незначительную роль, все ультраосновные породы обладают большой плотностью (3, 0-3, 4), обусловленной их минеральным составом).

2) основные - 45-52%, (широко распространены в земной коре, особенно их эффузивные разновидности (базальты- черные или темно-серые вулканические породы, залегают в виде лавовых потоков и покровов), и габбро - глубинные интрузивные породы).

3) средние -52-65 % (характеризуются большим содержанием светлых минералов, чем цветных, из которых наиболее типична роговая обманка, также выделяются темно окрашенные минералы: диориты - глубинные интрузивные породы, излившимися аналогами диоритов являются широко распространенные андезиты, обладающие обычно порфировой структурой).

4) кислые - более 65 % (характерно наличие кварца, кроме того, в значительных количествах присутствуют полевые шпаты - калиевые и кислые плагиоклазы).

Одни из самых распостраненных кислых пород - граниты - глубинные интрузивные породы, обладающие полнокристаллической, обычно среднезернистой, реже крупно- и мелкозернистой структурой. Их породообразующие минералы - кварц (около 25-35 % ), калиевые полевые шпаты (35-40 %) и кислые плагиоклазы (около 20-25 %), из цветных минералов - биотит, в некоторых разностях частично замещающийся мусковитом. Излившимся аналогом гранитов являются риолиты.

В зависимости от условий, в которых происходило застывание магмы,

магматические породы делятся на ряд групп:

- породы глубинные, или интрузивные, образовавшиеся при застывании магмы на глубине,

и породы излившиеся, или эффузивные, связанные с охлаждением магмы, излившейся на поверхность, т.е. лавы.

Структуры осадочных пород

Структура осадочных пород характеризует их зернистость. Визуально можно выделить зернистые и однородные породы. В первом случае мы можем определить размеры зерен, размер преобладающей фракции, а также форму зерен и их соотношение. Впрочем, человеческий глаз воспринимает величины лишь до 0, 1 мм. Соответственно, более тонкие фракции таким методом выделить невозможно. Поэтому принято говорить о преобладающем размере зерен. По данному признаку выделяются три группы:

Яснозернистые (зерна видны невооруженным глазом).

Скрытозернистые (воспринимаются глазом как сплошные и бесструктурные).

Незернистые (совершенно неразличимы без специальных приборов).

Другая классификация предлагает более точное разделение – на основе кластической структуры обломочных пород. Такая структура предполагает следующие разновидности:

грубообломочные (зерна размером 2-2, 5 мм);

среднеобломочные (зерна от 2, 5 до 0, 05 мм);

мелкообломочные (зерна размером менее 0, 05 мм).

Форма зерен также является критерием структурного разделения пород. Различают следующие типы структур:

Гипидиоморфный: зернами являются кристаллы, образовавшиеся из раствора. Последовательность выделения кристаллов здесь выражена степенью идиоморфизма: ранние более идиоморфны, поздние приспосабливаются к промежуткам.

Гипидиобластовый: это вторичный тип, возникающий при метасоматозе или перераспределении вещества в твердой породе. Это промежуточная структура.

Гранобластовый (при листоватой или волокнистой форме кристаллов - лепuдобластовый и фuбробластовый): кристаллы породы неправильны. Они образуются при бластезе⁴. Структура, опять же, вторична. Она свойственна всем метаморфическим породам (гнейсам, сланцам, амфиболитам и т.д.).

Механоконформный: следствие механического взаимодействия зерен под давлением вышележащих слоев. Так, более менее крепкие, но пластичные зерна могут «приспособиться» к более крепким, прилегая к ним промежутков. Прочные же зерна начинают вдавливаться в пластичные.

Неконформнозернистый. Основной признак – несоответствие контуров находящихся рядом зерен. Как следствие – образование пустот (пористость породы). Позже эти пустоты могут заполниться цементом. В отличие от механоконформного типа структуры, здесь зерна не приспособлены друг к другу.

В зависимости от формы и способа образования зерен принято выделять следующие типы неконформных структур:

Цельноскелетные биоморфные: раковинные и биогeрмные (коралловые, строматолитовые и т.д.). Такие структуры характерны захоронениям скелетов прикрепляющихся организмов.

Сфероaгрегатные: структурными элементами служат сферические тела - мелкие кристаллы и аморфные образования оолитовой, бобовой, конкреционной, желваковой, окатышевой и других форм. В основном это карбонатные, фосфатные, алюминиевые, железные и некоторые прочие породы.

Обломочные, или кластические: породы, имеющие такую структуру, состоят из обломков кристаллов, стекла, органических остатков. Контуры зерен ясно указывают на то, что это - обломки (например наличие поверхности дробления). Такой структурой обладают все обломочные породы, а также многие глинистые, фосфоритовые, карбонатные, и другие породы. Порядка 60% всех осадочных пород имеют обломочную структуру.

Текстуры осадочных пород

Основной критерий выделения текстур осадочных пород – слоистость (накопление осадка во время изменения материала в направлении, параллельном или перпендикулярном поверхности напластования). Слой (пласт) – это плоское геологическое тело, сложенное относительно однородной породой. Оно ограничено поверхностями напластования, расположенными сверху и снизу. Соответственно, слоистость характеризует перемещение в рамках поверхности наслоения.

Выделяются следующие типы слоистости:

1. Градационная (образуется в условиях достаточной глубины залегания породы под водой; формирование текстуры происходит при массовой подаче разнозернистого осадочного материала в верхние слои воды. При осаживании этого материала более крупные и тяжелые частицы оказываются на дне первыми; они формируют базальный слой градационной серии пород. Более мелкие частицы оседают выше).

2. Прослоевая (возникает в прослоях воды, отличных от основной водной массы. К таким прослоям относятся глинистые примазки или микрослоечки алеврита и песка в глине, а также микрослоечки планктонных форм).

3. Переслаивательная (возникает при определенной толщине прослоя; происходит переход от текстуры породы к текстуре толщи. Меняется окраска слоев. Так, например, темно-серые глины в породе могут чередоваться со светлыми песками.

Волго-Уральская провинция.

Вторая по значению нефтяная провинция – Волго-Уральская. Она расположена в восточной части Европейской территории Российской Федерации, в пределах республик Татарстан, Башкортостан, Удмуртия, а также Пермской, Оренбургской, Куйбышевской, Саратовской, Волгоградской Кировской и Ульяновской областей. Нефтяные залежи находятся на глубине от 1600 до 3000 м, т.е. ближе к поверхности по сравнению с Западной Сибирью, что несколько снижает затраты на бурение. Волго-Уральский район дает 24% нефтедобычи страны.

Подавляющую часть нефти и попутного газа (более 4/5) области дают Татария, Башкирия, Куйбышевская область. Добыча нефти ведется на месторождениях Ромашкинское, Ново-Елховское, Чекмагушское, Арланское, Краснохолмское, Оренбургское и другие. Значительная часть нефти, добываемая на промыслах Волго-Уральской нефтегазоносной области, поступает по нефтепроводам на местные нефтеперерабатывающие заводы, расположенные главным образом в Башкирии и Куйбышевской области, а также в других областях (Пермской, Саратовской, Волгоградской, Оренбургской).

Основные нефтяные компании работающие на территории Волго-Уральской провинции: ЛУКОЙЛ, Татнефть, Башнефть, ЮКОС, ТНК.

Тимано-Печерская провинция.

Третья по значимости нефтяная провинция – Тимано-Печерская. Она расположена в пределах Коми, Ненецкого автономного округа Архангельской области и частично на прилегающих территориях, граничит с северной частью Волго-Уральского нефтегазоносного района. Вместе с остальными Тимано-Печерская нефтяная область дает лишь 6% нефти в Российской Федерации (Западная Сибирь и Урало-Поволжье – 94%). Добыча нефти ведется на месторождениях Усинское, Харьягинское, Войвожское, Верхне-грубешорское, Ярегское, Нижне-Омринское, Возейское и другие. Тимано-Печорский район, как Волгоградская и Саратовская области, считается достаточно перспективным. Добыча нефти в Западной Сибири сокращается, а в Ненецком автономном округе уже разведаны запасы углеводородного сырья, соизмеримые с западносибирскими. По оценке американских специалистов, недра арктической тундры хранят 2, 5 млрд. тонн нефти.

Почти каждое месторождение, а тем более каждый из нефтегазоносных районов отличаются своими особенностями по составу нефти и поэтому вести переработку, используя какую-либо “стандартную” технологию нецелесообразно. Нужно учитывать уникальный состав нефти для достижения максимальной эффективности переработки, по этой причине приходиться сооружать заводы под конкретные нефтегазоносные области. Существует тесная взаимосвязь между нефтяной и нефтеперерабатывающей промышленностью. Однако развал Советского Союза обусловил появление новой проблемы – разрыв внешних хозяйственных связей нефтяной промышленности. Россия оказалась в крайне невыгодном положении, т.к. вынуждена экспортировать сырую нефть ввиду дисбаланса нефтяной и нефтеперерабатывающей промышленности (объем переработки в 2002 году составил – 184 млн. тонн), в то время как цены на сырую нефть гораздо ниже, чем на нефтепродукты. Кроме того, низкая приспособляемость российских заводов, при переходе на нефть, которая ранее транспортировалась на заводы соседних республик, вызывает некачественную переработку и большие потери продукта.

25. Методы определения возраста геологических тел и восстановления геологических событий прошлого.

Геохроноло́ гия (от др.-греч. γ ῆ — земля + χ ρ ό ν ο ς — время + λ ό γ ο ς — слово, учение) — комплекс методов определения абсолютного и относительного возраста горных пород или минералов. В число задач этой науки входит и определение возраста Земли как целого. С этих позиций геохронологию можно рассматривать как часть общей планетологии.

Палеонтологический метод Научный геохронологический метод, определяющий последовательность и дату этапов развития земной коры и органического мира, возник в конце XVIII в., когда английский геолог Смит в 1799 г. обнаружил, что в слоях одинакового возраста всегда содержатся ископаемые одних и тех же видов. Он также показал, что остатки древних животных и растений размещены (с увеличением глубины) в одном и том же порядке, хотя расстояния между местами, где они обнаружены, очень большие.

Стратиграфический метод Стратиграфический метод основан на всестороннем изучении расположений геологических (культурных) слоёв относительно друг друга. По тому, выше или ниже тех или иных слоёв расположен исследуемый участок горных пород, можно выяснить его геологический возраст.

Заводнение

О третичных методах чуть позже, а пока посмотрим, что происходит в пласте при закачке воды, и почему при этом не вытесняется 100% геологических запасов нефти.

В пласте-коллекторе, помимо нефти, изначально содержится также и значительное количество так называемой связанной воды. Обычное соотношение этих жидкостей по объёму — 70% нефти и 30% воды. Нефть и вода в пласте не смешиваются, в каждой отдельно взятой поре между ними есть чёткая граница. При этом вода обычно как бы обволакивает зерна горной породы, а нефть находится в центральных частях пор и непосредственно с горной породой нигде не соприкасается.

В процессе добычи нефти связанная вода поначалу никуда не течёт, она неподвижна, в силу химической и физической связи с частицами горной породы. Но, поскольку в пласт закачивают воду, в порах её постепенно становится все больше, а нефти — всё меньше. Вода уже не вся удерживается горной породой и может теперь перемещаться по пласту вместе с нефтью. В результате в добывающих скважинах появляется попутная вода.

Поровое пространство очень неоднородно. Его можно представить себе как множество относительно широких пор, соединённых относительно узкими поровыми каналами. Диаметр этих поровых каналов очень мал — порядка одной сотой миллиметра, — поэтому в них очень большое значение приобретает капиллярное давление. Как мы помним, с горной породой соприкасается вода, а не нефть. Поэтому, по мере того как воды становится все больше, рано или поздно наступает момент, когда в узких поровых каналах остаётся только одна вода, а капельки нефти оказываются запертыми в широких частях пор (см. рисунок).

До заводнения.После заводнения.

Капиллярное защемление капли нефти перед поровым каналом. Чем меньше радиус кривизны поверхности раздела фаз (нефти и воды), тем выше капиллярное давление. В поровом канале радиус кривизны меньше вследствие малого диаметра самого порового канала. Разность капиллярного давления в начале и в конце капли превышает приходящийся на её длину перепад давления, создаваемый эксплуатацией пласта. В результате капиллярные силы не позволяют капле пройти через поровый канал.

Теперь, для того чтобы пройти в поровый канал, капельке нефти нужно преодолеть его капиллярное давление, которое может составлять порядка одной атмосферы. То есть, чтобы вытеснить эту капельку нефти, нужно на расстоянии в несколько сотых долей миллиметра развить именно такой перепад давления. И так на всем протяжении пласта, то есть на расстоянии в несколько миллиметров перепад должен быть уже около ста атмосфер, и так далее. При желании, в лабораторных условиях, на небольших образцах горной породы, можно создать такой перепад давления и осуществить полное, стопроцентное вытеснение. На реальном же месторождении расстояние от нагнетательной до добывающей скважины составляет обычно сотни метров; нужный в таких условиях для полного вытеснения перепад давления превышает практически возможный в тысячи раз.

Запертые в порах капельки нефти представляют собой, так называемую остаточную нефть, которую физически невозможно вытеснить из пласта методом заводнения. Доля нефти, которую заводнением вытеснить можно, называется коэффициентом вытеснения. Он меняется в широких пределах, но в среднем равен примерно 60—70%.

Справедливости ради надо отметить, что все вышеописанное верно для гидрофильных пластов, то есть таких, в которых горная порода смачивается водой. В гидрофобных же пластах все наоборот — нефть обволакивает зерна горной породы, а вода находится в центральных частях широких пор. В смысле нефтеотдачи это ничего принципиально не меняет: часть нефти все равно физически невозможно извлечь заводнением, только удерживается она на этот раз не капиллярным давлением, а химическими и физическими связями с частицами горной породы, в контакте с которыми находится.

Часть пласта, в которой вытеснение нефти водой завершено, называется «промытой». Ещё одна важная причина, по которой КИН не достигает 100%, состоит в том, что при заводнении не все части залежи промываются одинаково хорошо. Во-первых, закачиваемая вода идёт большей частью по прямой линии от нагнетательной скважины к добывающей. Чем дальше в сторону от этой линии, тем медленнее и хуже промывается пласт. Во-вторых, пласт неоднороден, он может быть разбит на проницаемые пропластки, разделённые непроницаемыми породами. При этом отдельные проницаемые пропластки часто невелики по площади, и из-за этого не все нужные скважины в него попадают. Если пропласток вскрыт нагнетательной скважиной, а добывающей — нет (или наоборот), то промываться он не будет. В-третьих, вода тяжелее нефти, и поэтому имеет склонность «сползать» в нижнюю часть пласта. Верхняя часть пласта в результате остаётся непромытой.

Доля пластового объёма, которая промывается при заводнении, называется коэффициентом охвата. Типичное его значение — около 50—60%.

Проектный коэффициент извлечения нефти при заводнении рассчитывается как произведение коэффициента вытеснения и коэффициента охвата. Взяв приведённые выше типичные значения этих коэффициентов, нетрудно посчитать типичное значение нефтеотдачи — от 30 до 42%, что совпадает с ранее упомянутым средним КИН.

Цифровая модель процесса заводнения. Красные точки — добывающие скважины, синие — нагнетательные. Красный цвет поля означает высокую нефтенасыщенность, синий — высокую водонасыщенность, жёлтый и зелёный — промежуточные значения. Пучки кривых — линии тока. Иллюстрация взята с сайта группы, занимающейся разработкой новых технологий цифрового моделирования залежей нефти и газа. Источник: https: //www.sintef.no/projectweb/geoscale/results/streamline-methods/.

Третичные методы

Третичными методами разработки считаются любые методы, направленные на дальнейшее увеличение КИН после вторичных методов. Они очень разнообразны, но более-менее широкое применение на сегодняшний день нашли из них только тепловые и газовые.

Тепловые методы применяются для разработки залежей высоковязких нефтей, которые обычно относят к трудноизвлекаемым или нетрадиционным запасам. Поэтому особо большой нефтеотдачи с этими методами не бывает. Заключаются они в закачке в пласт горячей воды или водяного пара: благодаря высокой температуре вязкость нефти понижается и её становится существенно легче добывать. Как видим, тепловые методы, по сути, являются модификацией заводнения — вторичного метода разработки.

Газовые методы в основном применяются на залежах традиционной нефти для увеличения нефтеотдачи при заводнении. Здесь обычно также идёт закачка воды, но через определённые регулярные интервалы времени она сменяется закачкой газа в те же нагнетательные скважины, а затем снова возобновляется закачка воды. Таким образом, здесь мы тоже видим модификацию заводнения. Газ при этом закачивается не любой: он должен смешиваться с пластовой нефтью, то есть они должны хорошо растворяться друг в друге. Без этого условия увеличения нефтеотдачи не получится.

Как мы помним, в промытой заводнением части пласта остаточная нефть содержится в виде изолированных капелек, удерживаемых на месте капиллярным давлением. Когда хорошо смешивающийся с нефтью газ проходит через поровое пространство, часть этого газа растворяется в нефти. В результате капельки нефти сильно увеличиваются в объёме и могут снова соединиться друг с другом. Нефть вновь обретает подвижность и начинает перемещаться к добывающим скважинам. Со временем газа становится все больше и уже скорее капельки нефти растворяются в газе и увлекаются вместе с ним к добывающим скважинам.

Доизвлечение остаточной капиллярно защемленной нефти с помощью газовых методов.

Из описания газовых методов понятно, что с их помощью, теоретически, можно добиться почти стопроцентного коэффициента вытеснения. Нефть и закачиваемый газ в пласте смешиваются и добываются вместе. На поверхности нефть отделяется, а газ снова закачивается в пласт, где опять смешивается с нефтью и т. д. В добываемой смеси нефти с газом постепенно становится все больше газа и все меньше нефти; казалось бы, возможно довести процесс до того, что нефти в пласте почти не останется.

Однако практически газовые методы дают дополнительно всего около 5—10% дополнительной нефтеотдачи, то есть КИН увеличивается с 30—40% при обычном заводнении до 40—45%. Это существенно, но кардинально ситуацию с навеки оставленными под землёй запасами не меняет.

Так получается в основном потому, что газ обладает примерно в сто раз меньшей вязкостью, чем нефть. Если его непрерывно закачивать в нагнетательные скважины, то он быстро придёт по кратчайшей прямой в добывающие скважины; дальше будет вырабатываться только та остаточная нефть, которой повезло оказаться именно на этой прямой. Именно для того, чтобы такого не происходило, газ закачивают попеременно с водой. Это в определённой мере стабилизирует процесс.

Прочие виды третичных методов до сих пор не вышли за рамки опытных работ, и, вполне вероятно, многие из них никогда и не выйдут. Распространённость тепловых и газовых методов на самом деле тоже не очень велика. Как уже говорилось, тепловые методы привязаны к нетрадиционным высоковязким запасам. С газовыми же методами основная сложность — подобрать источник газа. Закачивать можно или углеводородный газ, который вообще-то и сам по себе — ценный энергоноситель; или углекислый газ, который нужно ещё найти где-то неподалёку. Некоторые залежи природного газа содержат большой процент углекислоты, которую можно отделять и направлять на нефтяное месторождение для закачки, но есть такие залежи далеко не везде.

Основы инженерной геологии.

Объектом изучения инженерной геологии являются грунты – почвы и горные породы любого состава и генезиса, изучаемые как основания фундаментов различных инженерных сооружений, как среда и материал для их возведения, а также инженерно-геологические процессы и явления. Основными задачами всех выполняемых исследований являются изучение и оценка инженерно-геологических свойств горных пород (физических, механических, водных, коллоидно-химических и др.), т.е. свойств, которые определяют поведение горных пород при использовании их в качестве объектов инженерно-строительной деятельности.

Свойства грунтов определяют и условия ведения горных работ. В зависимости от прочности, трещиноватости, выветрелости, липкости грунтов выбирают технологию и способ ведения горных работ. Для оценки водопритоков в горные выработки, а также эффективности работы водопонижающих систем определяют фильтрационные свойства грунтов. Расчет устойчивости сводов подземных выработок проводится на основании показателей прочности грунтов на сдвиг и разрыв.
Состав, структура (обусловлена характером внутренних связей, размером, формой, расположением и количественным соотношением основных структурных элементов) и текстура (совокупность признаков, характеризующих пространственное расположение структурных элементов грунта) определяют качество грунтов при их использовании.
При оценке грунтов, в связи с инженерной деятельностью, применяются различные классификации, среди которых важное значение имеет их общая инженерно- геологическая, разработанная группой ученых и принятая в 1957 г. Совещанием по инженерно-геологическим свойствам пород, которая базируется на основных физических свойствах грунтов, отношении к воде и главнейшим техническим показателям.

нженерно- геологическая классификация грунтов
На основании вышеперечисленных показателей грунты подразделяются на следующие группы: а) скальные грунты - изверженные, метаморфические и осадочные с жесткой связью между зернами (спаянные и сцементированные), залегающие в виде сплошного массива. Прочность скальных грунтов высокая. Предел прочности на сжатие у магматических пород изменяется от 800 до 3500 кГс/см2. У метаморфических пород он колеблется от 400 до 2500 кГс/см2, у осадочных – от 200 до 1200 кГс/см2. При такой прочности от давления инженерных сооружений эти грунты не сжимаются. Водопроницаемость скальных грунтов зависит от степени их трещиноватости и пористости.
Кроме прочности на сжатие к одним из основных свойств скальных грунтов относятся сопротивление их сдвигу и водопроницаемость. Водопроницаемость скальных грунтов зависит от степени их трещиноватости и пористости. Монолитные скальные породы практически водонепроницаемы.
б) полускальные грунты - также обладают жесткими структурными связями. К ним относятся трещиноватые и выветрелые скальные грунты, в основном осадочные и некоторые метаморфические горные породы. К практически нерастворимым полускальным грунтам относятся опоки, трепелы, диатомиты, алевролиты, аргиллиты, глинистые и некоторые сланцы. Растворимыми грунтами являются гипсы, ангидриты, трещиноватые известняки и доломиты, каменная соль, известковые туфы.
Полускальные грунты достаточно прочны. Предел прочности на сжатие у них колеблется от 50 до 500 кГс/см2. У выветрелых, трещиноватых и закарстованных разновидностей он снижается до 20-25 кГс/см2. В направлении сланцеватости и слоистости прочность их также снижается. Водопроницаемость обусловлена первичной пористостью и вторичной трещиноватостью, кавернозностью, величина которой определяется главным образом размером трещин и карстовых пустот.
в) грунты с мягкими структурными связями. К таким грунтам относятся осадочные глинистые, пылеватые и смешанные породы (глины, суглинки, лёсс, супеси), илы. Свойства этих грунтов определяются их гранулометрическим и минеральным составом, структурой и текстурой. Пористость их обычно высокая до 50-60 %, но водопроницаемость либо незначительна, либо практически отсутствует. Характерной особенностью мягких грунтов является изменение свойств грунта в зависимости от влажности (набухание, пластичность, липкость, просадочность и др.).
г) грунты, не имеющие структурных связей. Эта группа представлена рыхлыми, несвязанными грунтами (гравий, галечник, дресва, щебень, различные пески). Прочность их обусловлена силами трения, пористостью, размерами, формой, составом обломков и уменьшается при увлажнении.
При статических нагрузках слабо или практически несжимаемы.
Рыхлые несвязные грунты не обладают пластичностью, но некоторые разновидности, насыщенные водой могут переходить в плывунное состояние. Обычно водопроницаемы, не влагоемки или слабовлагоемки, обладают капиллярными свойствами. Пористость их 35-40 % иногда 40-50 %, угол внутреннего трения 30? -35?.
д) искусственные грунты. Искусственные грунты – это грунты, сформировавшиеся в результате деятельности человека. Они подразделяются на культурные – сформировавшиеся на месте древних и современных поселений человека и техногенные образования. Последние возникли и формируются под действием инженерной деятельности человека (терриконы, грунты в теле дамб, насыпей, шлаковые отходы и др.).
По составу они обычно связные или слабосвязные.
В заключение следует отметить, что грунты всех классов со временем могут изменяться под действием природных геологических факторов и деятельности человека. При этом свойства грунтов, как правило, ухудшаются.

Ответы на экзамен «Геология»

Отличительные особенности строения континентальной и океанической земной коры.

Материковая кора более толстая, чем океаническая.

12 3 4 5 6 7 8 Следующая ⇒