Формы залегания метаморфических пород

Так как исходным материалом метаморфических горных пород являются осадочные и магматические породы, их формы залегания должны совпадать с формами залегания этих пород. Так на основе осадочных пород сохраняется пластовая форма залегания, а на основе магматических — форма интрузий или покровов. Этим иногда пользуются, чтобы определить их происхождение. Так, если метаморфическая порода происходит от осадочной, ей дают приставку пара- (например, парагнейсы), а если она образовалась за счёт магматической породы, то ставится приставка орто- (например, ортогнейсы).

Минеральный состав метаморфических пород также разнообразен, они могут состоять из одного минерала, например кварца (кварцит) или кальцита (мрамор), или из многих сложных силикатов. Главные породообразующие минералы представлены кварцем, полевыми шпатами, слюдами, пироксенами и амфиболами. Наряду с ними присутствуют типично метаморфические минералы: гранаты, андалузит, дистен, силлиманит, кордиерит, скаполит и некоторые другие. Характерны, особенно для слабометаморфизованных пород тальк, хлориты, актинолит, эпидот, цоизит, карбонаты.

Структуры метаморфических пород

Понятие «структура» не имеет строгого определения и носит интуитивный характер. Согласно практике геологических исследований «структура» больше характеризует размерные (крупно-, средне- или мелкообломочные) параметры слагающих породу зёрен.

Структуры метаморфических пород возникают в процессе перекристаллизации в твёрдом состоянии, или кристаллобластеза. Такие структуры называют кристаллобластовыми. По форме зёрен различают текстуры ^[1]:

• гранобластовая (агрегат изометрических зёрен);
• лепидобластовая (агрегат листоватых или чешуйчатых кристаллов);
• нематобластовая (агрегат игольчатых или длиннопризматических кристаллов);
• фибробластовая (агрегат волокнистых кристаллов).

По относительным размерам:

• гомеобластовая (агрегат зёрен одинакового размера);
• гетеробластовая (агрегат зёрен разных размеров);
• порфиробластовая;
• пойкилобластовая (наличие мелких вростков минералов в основной ткани породы);
• ситовидная (обилие мелких вростков одного минерала в крупных кристаллах другого минерала).

Текстуры метаморфических пород

Текстура пород, как пространственная характеристика свойств породы, отражает способ заполнения пространства.

• Сланцевая: большое распространение в метаморфических породах получили листоватые, чешуйчатые и пластинчатые минералы, что связано с их приспособлением к кристаллизации в условиях высоких давлений. Это выражается в сланцеватости горных пород, которая характеризуется тем, что породы распадаются на тонкие плитки и пластинки.
• Полосчатая — чередование различных по минеральному составу полос (например, у циполина), образующихся при наследовании текстур осадочных пород.
• Пятнистая — наличие в породе пятен, отличающихся по цвету, составу, устойчивости к выветриванию.
• Массивная — отсутствие ориентировки породообразующих минералов.
• Плойчатая — когда под влиянием давления порода собрана в мелкие складки.
• Миндалекаменная — представленная более или менее округлыми или овальными агрегатами среди сланцеватой массы породы.
• Катакластическая — отличающаяся раздроблением и деформацией минералов.

ВОПРОС ( Сезонная мерзлота и процесс пучения с ней связанный. Пучинистые грунты. Меры борьбы с пучением )

Сезонная мерзлота

В зимнеевремя грунты промерзают на некоторую глубину, а в теплое время года оттаивают. Это явление называется сезонным промерзанием. Глубина промерзания различна - от долей метра на юге до 3-4 м на севере и зависит в первую очередь от климата и состава пород.Наибольшее промерзание отмечено в рыхлых грунтах с открытыми порами (пески, гравий, галечник), меньше промерзают глинистые грунты. Величина промерзания грунтов ори­ентировочно может быть установлена по карте сезонного промерзания.Более точно глубину промерзания опреде­ляют расчетным путем с учетом местных геологических, климати­ческих и других условий.

Сезонно промерзающие грунты относят к неустойчивым основа­ниям. При промерзании грунты, например пылеватые суглинки и супеси, за счет влаги увеличиваются в объеме. Это явление назы­ваетсяморозным пучением. Оттаивание размягчает грунты. По­верхность земли при этом несколько понижается. Такого типа вер­тикальные, особенно неравномерные колебания, опасны для зданий и сооружений. Влияние зимнего пучения на устойчивость зданий предотвращают заложением фундаментов па глубину, превышающую зимнее промерзание грунтов, Глубже сезонного промерзания

необходимо размещать различные водоводы. Это предохраняет их от промерзания.

 

сезонномерзлые породы (месяцы)

Сезонная мерзлота - Мерзлота, возникающая в результате сезонных колебаний температуры. Длительность существования сезонной мерзлоты менее одного года.

. СПОСОБ БОРЬБЫ С ПУЧЕНИЕМ ГРУНТОВ, включающий осушение грунта путем вывода воды в атмосферу с помощью мелиоративной дренажной системы, отличающийся тем, что на вечномерзлых грунтах в качестве мелиоративной дренажной системы используют самовозобновляющуюся биогенную дренажную систему, для чего в марь производят посадку сильно сосущих влагу деревьев корнеотпрысковых пород, например тополя обыкновенного, или их кольев.

Пучинистый грунт

Пучинистый грунт – это такой грунт, который подвержен морозному пучению. Величина, которая показывает, насколько грунт склонен к пучению, - это степень морознойпучинистости, которая определяется как относительное изменение объема грунта при промерзании:

E = (H – h) / h,

Где E – степень пучинистости, H – высота мерзлого (вспучившегося) грунта, h – высота грунта до замерзания.

Степень пучинистости показывает, на какую величину изменяется объем грунта при промерзании. Пучинистыми называют грунты, у которых степень пучинистости больше 0, 01, т.е. это такой грунт, который при промерзании на глубину 1 м увеличивается в объеме более чем на 1 см.

Какие грунты пучинистые?

Пучение происходит из-за того, что содержащаяся в грунте влага замерзает, а, как известно, лед имеет меньшую плотность, нежели вода, и поэтому занимает больший объем. Увеличение объема воды при замерзании и приводит к пучению, поэтому какие грунты пучинистые, а какие нет, зависит от содержания в них воды: чем ее больше в грунте, тем сильнее он вспучивается. К пучинистым относятся все глинистые грунты: глины, суглинки и супеси. В отличие от песка, глина имеет много пор и хорошо удерживает в себе влагу, вода не просачивается между мельчайшими частицами глины и не уходит в более глубокие слои земли. Поэтому чем больше содержание глины, тем более пучинистым является грунт.

14 билет Вопрос (Абсолютный и относительный возраст горных пород.Метод определения возраста горных пород. Шкала геологического времени )

Геологический возраст [1]– возраст горных пород. Геологический возраст – это время, прошедшее от определенного события в геологической истории Земли: отложения слоя горных пород, образования гор, оледенения и пр. Различают относительный и абсолютный геологический возраст.

• Абсолютный геологический возраст – возраст горных пород, выраженный в абсолютных единицах времени; устанавливается на основании изучения распада радиоактивных элементов (уран, торий, калий, рубидий и др.), содержащихся в минералах. Оценивается обычно в млн. лет. Термин применяется условно, так как каждая из полученных цифр не «абсолютна» и нередко даётся в первом приближении (с минимальной ошибкой ± 5%).
• Относительный геологический возраст – возраст горных пород, устанавливаемый на основании взаимного положения слоев в разрезе. При пологом залегании слоев нижние являются более древними, а верхние - более молодыми (закон последовательности напластования). Сравнение осадочных толщ удалённых друг от друга районов позволило создать общую стратиграфическую шкалу, подразделённую на ряд отрезков (систем), характеризующихся специфическим комплексом растительных и животных остатков. Путём анализа найденных в пластах окаменелостей производится привязка отложений к общей шкале, т. е. определение относительного геологического возраста.

· Метод определения возраста горных пород( Относительный )

· Относительный возраст осадочных г.п. устанавливается с помощью геолого-стратиграфических (стратиграфического, литологического, тектонического, геофизических) и биостратиграфических методов.

· Стратиграфический метод основан на том, что возраст слоя при нормальном залегании определяется – нижележащие их слои являются более древними, а вышележащие более молодыми. Этот метод может быть использован и при складчатом залегании слоев. Не может быть использован при опрокинутых складках.

· Литологический метод основан на изучении и сравнении состава пород в разных обнажениях (естественных- в склонах рек, озер, морей, искусственных – карьерах, котлованах и т.д.). На ограниченной по площади территории, отложения одинакового вещественного состава (т.е. состоят из одинаковых минералов и горных пород), могут быть одновозрастными. При сопоставлении разрезов различных обнажений используют маркирующие горизонты, которые отчетливо выделяются среди других пород и стратиграфиески выдержаны на большой площади.

· Тектонический метод основан на том, что мощные процессы деформации г.п. проявляются (как правило) одновременно на больших территориях, поэтому одновозрастные толщи имеют примерно одинаковую степень дислоцированности (смещения). В истории Земли осадконакопления периодически сменялись складчатостью и горообразованием.

· Возникшие горные области разрушались, а на выровненную территорию вновь наступало море, на дне которого уже несогласно накапливались толщи новых осадочных г.п. в этом случае различные несогласия служат границами, подразделяющими разрезы на отдельные толщи.

· Геофизические методы основаны на использовании физических характеристик отложений (удельного сопротивления, природной радиоактивности, остаточной намагниченности г.п. и т.д.) при их расчленении на слои и сопоставлении.

· Расчленение пород в буровых скважинах на основании измерений удельного сопротивления г.п. и пористости называется электрокаротаж, на основании измерений их радиоактивности – гамма-каротаж.

· Изучение остаточной намагниченности г.п. называют палеомагнитным методом; он основан на том, что магнитные минералы, выпадая в осадок, распластаются в соответствии с магнитным полем Земли той эпохи которая, как известно, постоянно менялась в течении геологического времени. Эта ориентировка сохраняется постоянно, если порода не подвергается нагреванию выше 500С (т.н. точка Кюри) или интенсивной деформации и перекристаллизации. Следовательно, в различных слоях направление магнитного поля будет различным. Палеомагнитизм позволяет т.о. сопоставлять отложения значительно удаленные друг от друга (западное побережье Африки и восточное побережье Латинской Америки).

· Биостратиграфические или палеонтологические методы состоят в определении возраста г.п. с помощью изучения ископаемых организмов (подробно палеонтологические методы будут рассмотрены в следующей лекции).

· Определение относительного возраста магм. И метам. Г.п. (все выше охарактер.Методы – для определения возраста осадочных пород) осложнено отсутствием палеонтологических остатков. Возраст эффузивных пород, залегающих совместно с осадочными устанавливается по соотношению к осадочным породам.

· Относительный возраст интрузивных пород определяется по соотношению магматических пород и вмещающих осадочных пород, возраст которых установлен.

· Определение относительного возраста метармофических пород аналогично определению относительного возраста магматических пород.

Метод определения возраста горных пород( абсолютный )

Абсолютная геохронология устанавливает возраст г.п. в единицах времени. Определение абсолютного возраста необходимо для корреляции и сопоставления биостратиграфических подразделений различных участков Земли, а также установления возраста лищенных палеонтологических остатков фанерозойских и долембрийских пород.

К методам определения абсолютного возраста пород относятся методы ядерной (или изотопной геохронологии) и не радиологические методы

Методы ядерной геохронологии в наше время являются наиболее точными для определения абсолютного возраста г.п., в основе которых лежит явление самопроизвольного превращения радиоактивного изотопа одного элемента в стабильный изотоп другого. Суть методов состоит в определении соотношений между количеством радиоактивных элементов и количеством устойчивых продуктов их распада в горной породе. По скорости распада изотопа, которая для определенного радиоактивного изотопа есть величина постоянная, количеству радиоактивных и образовавшихся стабильных изотопов, рассчитывают время, прошедшее с начала образования минерала (соотв. И породы).

Разработано большое число радиоактивных методов определения абсолютного возраста: свинцовый, калиево-аргоновый, рубидиево-стронциевый, радиоуглеродный и др. (выше установленный возраст Земли 4, 6 млрд. лет не установлен с применением свинцового метода).

Не радиологические методы уступают по точности ядерным.

Соляной метод был применен для определения возраста Мирового океана. Он основан на предположении, что воды океана были первоначально пресными, то, зная современное количество солей с континентов, можно определить время существования Мирового океана (~ 97 млн. лет).

Седиментационный метод основан на изучении осадочных пород в морях. Зная объем и мощность морских отложений в з.к. в отдельных системах и объем минерального вещества, ежегодно сносимого в моря с континентов можно вычислить продолжительность их наполнения.

Биологический метод базируется на представлении о сравнительно равномерном развитии орг. мира. Исходный параметр – продолжительность четвертичного периода 1, 7 – 2 млн. лет.

Метод подсчета слоев ленточных глин, накапливающихся на периферии тающих ледников. Глинистые осадки откладываются зимой, а песчаные летом и весной, т.о. каждая пара таких слоев результат годичного накопления осадков (последний ледник на Балтийском море прекратил свое движение 12 тысяч лет назад).

Шкала геологического времени

Эра, продолжительность, млн. лет	Период, родолжительность, млн. лет	Время начала периода млн.лет	Главнейшие особенности органического мира.
Кайнозойская, 67	Четвертичный, 1.5 - 2	1.5 - 2	Появление и развитие человека.
	Неогеновый, 23		Развитие млекопитающих и покрытосеменных растений.
	Палеогеновый, 42
Мезозойская, 165	Меловой, 70		Первые покрытосеменные растения. Примитивные млекопитающие. Вымирание гигантских рептилий, аммонитов и белемнитов.
	Юрский, 55		Расцвет гигантских рептилий. Появление птиц. Аммониты и белемниты. Цикадовые и хвойные растения.
	Триасовый, 40		Рептилии. Аммониты. Цикадовые, хвойные и гингковые растения.
	Пермский, 55		Появление рептилий, хвойных и цикадовых растений. Вымирание ряда групп беспозвоночных.
Палеозойская, 345	Каменноугольный, 65		Плауновые и хвощевые древовидные растения. Древовидные папоротники. Амфибии. Различные беспозвоночные.
	Девонский, 55		Псилофиты. Панцирные рыбы. Древние кораллы. Аммониты, Брахиоподы
	Силурийский, 35		Псилофиты. Панцирные рыбы. Древние кораллы. Брахиоподы. Граптолиты.
	Ордовикский, 60		Трилобиты. Граптолиты.
	Кембрийский, 70		Водоросли. Трилобиты. Археоциаты.
Протерозойская, 2030			Водоросли. Беспозвоночные (медузы, плоские черви, одиночные и колониальные полипы ).
Археозойская, > 900		> 3500	Зарождение примитивных форм жизни.

 

ВОПРОС ( Образование и рост овраг. Борт, тальвег и другие элементы оврага. Понятитие базиса эрозии)

Базис эрозии – горизонтальный уровень, от которого начался размыв и дальше которого не может происходить разрушение.

Причины оврагообразования.

Овраги служат местами сбора и стока поверхностных вод; темп роста их по ширине и протяженности зависит от степени устойчивости грунта против размывания. Образуются овраги в результате эрозийных процессов; в большинстве случаев эти процессы протекают интенсивно и в короткое время вызывают разрушение склонов оврага. В песчаных грунтах поверхностная вода быстро поглощается, не вызывая оврагообразования, напротив, в лёссах, лёссовидных суглинках, в глинистых и суглинистых грунтах овраги разрастаются быстро.

Процессу развития оврагов способствуют: вырубка насаждений по склонам и в бассейне оврагов, распахивание и добыча на крутых склонах глины и песка, отсутствие регулирования поверхностного стока, особенно при наличии заброшенных рвов, и т. п.

Безусловное влияние на образование оврагов оказывают климатические условия, в частности холодные, продолжительные зимы с глубоким промерзанием грунта и с накоплением снежного покрова большой толщины. Все это влечет образование трещин в грунтах и их разрушение. При таянии снега интенсивный и обильный сток воды в эти трещины вызывает образование рытвин. В засушливых районах интенсивное усыхание и растрескивание почв также может вызвать образование трещин в грунте.

Стадии развития.

1. стадия промоины или рытвины глубиной до 0.5 реже до 1м, V-образной формы. В ней обычно концентрируются потоки талых и дождевых вод. Продольный профиль промоины повторяет профиль склона, на котором она образовалась.

Борьба. Достаточно неглубокую промоину сгладить (вспашкой всвал или сгладить в ручную или дорожными машинами) засеять многолетними травами, чтобы потоки талых вод и ливневых вод стекали бы по задерненной поверхности, устойчивой против размыва. При более глубоких промоинах применяют донные сооружения – плетни-запруды из живых ивовых кольев и фашин.

1. Вторая стадия – стадия ускоренного врезания оврага вершиной. Продольный профиль днища постепенно отклоняется от профиля склона, но еще сильно отличается от профиля равновесия. Глубина оврага становится значительнее, склоны крутыми, треугольная форма его начинает переходить в трапециидальную.

Борьба — лотки-быстротоки, донные сооружения: запруды плетни, облесение.

1. Третья стадия – стадия выработки продольного профиля равновесия. Овраг врезается до основания слона, форма поперечного профиля становится трапецеидальной, рост заметно замедляется.

Борьба.донные сооружения не имеют значения.

1. Четвертая стадия — стадия затухания, превращения оврага в балку или лог. Продольный профиль и склоны достигают некоторого равновесия, выполаживаются, задерновываются, зарастают кустарником.

Борьба. Необходимо регулировать донными сооружениями меандрирование потока в русле оврага, чтобы талые и дождевые воды не подмывали стены оврага. Кроме того, надо содействовать скорейшему зарастанию склонов оврага древесной, кустарниковой и травянистой растительностью.

Та́ львег (нем. Talweg, от Tal «долина» и Weg «дорога») — линия, соединяющая наиболее пониженные участки дна реки, долины, балки, оврага и др. вытянутых форм рельефа^[1].

Тальвег в плане обычно представляет собой относительно прямую или извилистую линию.

В более широком смысле тальвег — дно долины.

15 билет Вопрос ( Геологические карты и разрезы )

Геологическая карта — карта, отображающая геологическое строение определенного участка верхней части земной коры.

Геологические карты составляют в ходе полевых съёмок и камеральными методами с широким привлечением данных бурения, геофизических материалов, результатов аэрокосмического зондирования.

Геологические карты используют, главным образом, для прогноза и разведки полезных ископаемых, оценки условий освоения территорий, строительства, охраны недр.

Геологический разрез (син.Геологический профиль) - графическое изображение на вертикальной плоскости: а) условий залегания горных пород - соотношения пород различного возраста и состава; б) формы геологических тел и изменения их мощности; в) геологических структур; г) различных фаций и их взаимных переходов. Геологические разрезы дополняют и уточняют геологическую карту, давая наглядное представление об изменениях геологического строения с глубиной, и строятся одновременно с геологической картой. Для составления Г. р. должны быть использованы не только материалы наземных наблюдений, но также данные буровых скважин и геофизических наблюдений. Г. р. строятся вкрестпростирания пород или под углом к нему и редко вдоль простирания, в том же масштабе, что и геологические карты, или в более крупном. Особенно для участков, интересных в промышленном отношении. Вертикальный и горизонтальный масштабы Г. р. должны быть одинаковы, но в отдельных случаях допускается, особенно в инженерной геологии, превышение вертикального масштаба над горизонтальным в несколько раз.

ВОПРОС (Просадочные явления в лессовых грунтах )

ПРОСАДОЧНЫЕ ЯВЛЕНИЯ

просадки, уплотнение грунта, находящегося под действием внешней нагрузки или только собственного веса. Происходит при искусственном замачивании (в лёссе и лёссовидных отложениях), оттаивании (термические просадки в мёрзлых грунтах), динамич. воздействиях (вибрационные просадки). Величина проседания поверхности, вызванная просадкой грунтов, колеблется от долей смдо 2 м. Просадки могут вызывать образование трещин на поверхности и в массиве грунта. Если фильтрация влаги в просадочных при замачивании грунтах происходит после окончания П. я., то возможна послепросадочная деформация грунта за счёт выщелачивания из него водорастворимых соединений.

Лессовые грунты залегают на значительной части территории России, более 16% континентальной поверхности. Для практики строительства весьма важно уметь отличать просадочные лессовые грунты от обычных, знать особенности механических свойств просадочных грунтов и предусмотреть влияние этих свойств на возводимые сооружения.

Причины П. я. (в лёссе и лёссовидных отложениях) - недоуплотнённое состояние грунта с теряющими прочность при замачивании связями частиц. При данной влажности грунта каждой величине давления отвечает определённая его пористость, уменьшающаяся с возрастанием давления. Междучастичные связи в грунте могут задержать его уплотнение, несмотря на увеличение (под влиянием веса новых отложений или построенных сооружений) давления, благодаря чему создаётся несоответствие пористости давлению - недоуплотнённое состояние. При снижении прочности связей частиц грунта (напр., при замачивании лёсса в результате утечек из водопроводной сети или при повышении уровня грунтовых вод вблизи водохранилищ) возникают П. я. Недоуплотнённое состояние лёсса и лёссовидных отложений характерно для засушливых полупустынных или степных районов (Ср. Азия, Украина, Сев. Кавказ, Китай, юг Центр. Европы, бассейн Миссисипи).Термич. П. я. могут протекать в зоне развития многолетнемёрзлых горных пород.

Просадочные свойства лёсса и лёссовидных грунтов изучаются в компрессионных приборах, путём замачивания котлованов и др. способами. Отношение величины уплотнения грунта при замачивании к первоначальной высоте образца грунта наз. относительной просадочностью (изменяется от 0 до 0, 1 и больше). П. я. возможны при возрастании влажности грунта до нек-рой величины (начальная влажность просадки) и при давлении, превышающем нек-рую величину (начальное давление просадки). Условия стр-ва на лёссе и лёссовидных грунтах подразделяются на два типа: просадки поверхности земли под действием собственного веса замоченного грунта менее 5 см; просадки поверхности более 5 см. Разные типы условий требуют различных строит.мероприятий. \

16 билет ВОПРОС (Тектонические движения земной коры.Складки, трещины и разрывы в земной коре )

⇐ Предыдущая12345678Следующая ⇒

Поделиться: