им лабораторная 2, Сыпачев
.docxИркутский национальный исследовательский технический университет
Институт недропользования
Кафедра прикладной геологии, геофизики и геоинформационных систем
ИНЖЕНЕРНОЕ МЕРЗЛОТОВЕДЕНИЕ
Лабораторная работа № 2
СТРОЕНИЕ И СЛОЖЕНИЕ МЕРЗЛЫХ ГОРНЫХ ПОРОД
Иркутск 2021
Цель работы: Научиться описывать криогенные текстуры мерзлых горных пород.
Исходные данные: Учебная и нормативная литература.
Ход работы:
Зарисовать расположение основных элементов криогенной текстуры.
Дать детальное описание основных криогенных текстур и характеристику горных пород (грунтов) в которых эти криогенные текстуры могут образовываться.
Под криогенной структурой мерзлых пород подразумевается размер, форма и характер поверхности ледяных включений, количественное соотношение слагающих породу элементов (льда и минеральных частиц) и характера связей между ними. В зависимости от формы и кристаллографической ориентировки зерен выделяются следующие структуры:
1. Неправильно-зернистая, когда зерна льда возникают неправильной формы в результате механического воздействия друг на друга в стесненных условиях. Они обнаруживаются в виде беспорядочных, неориентированных включений.
2. Призматическая, в которой кристаллы льда имеют правильную форму с упорядоченной кристаллографической ориентировкой.
3. Промежуточная, которая подразделяется на а) пластинчатую, б) столбчатую
В зависимости от формы льда и условий его залегания в мерзлой породе наиболее широко распространены следующие текстуры: массивная, слоистая, сетчатая, корковая, порфиповидная (пятнистая), базальная и атакситовая
РИСУНОК 1-Криогенные текстуры многолетнемерзлых пород
1-массивная; 2-линзовидная; 3-полосчатая; 4-волнистая; 5-косая; 6-плойчатая; 7-прожилковая; 8-поясковая; 9-сложнослоистая; 10-ячеистая; 11-плетенчатая; 12-чешуйчатая; 13-плитчатая; 14-блоковая; 15-сложносетчатая; 16-корковая; 17-порфировидная; 18-базальная; 19-атакситовая
Массивная криогенная текстура характеризуется равномерным распределением порового льда и содержанием ледяных включений не превышающим 3% общего его объема. Массивная криогенная текстура образуется при интенсивном промерзании пород различного состава и генезиса, с любой начальной влажностью в суровых температурных условиях, когда породы цементируются льдом.
Порфировидная криогенная текстура создается изометрическими зернами льда, имеющими овальную, глазковую форму и присутствующими в мерзлой породе в виде линз, вкрапленников, пятен неправильной формы. Расположение включений льда в массиве обычно беспорядочное, но может быть и ориентированным. Наиболее часто размеры вкрапленников в поперечнике не выходят за пределы 1см. Порфировидная текстура формируется в тонкодисперсных породах – супесей, суглинках и глинах, в торфах, а так-же в валунно-галечных суглинках (озерных, озерно – ледниковых и ледниковых отложений) в условиях небольшого их увлажнения. Общее содержание льда включений, таких породах, не превышает 10%.
Корковая криогенная текстура образуется в крупнообломочных породах в виде не выдержанных по толщине корок и линз льда около крупных обломков и ихагрегатов. Обычно форма корок определяется формой полости, которую заполняет лед. Распределение в массиве льда – беспорядочное, максимальная толщина корок редко превышает 0,5см. Льдосодержание отложений с корковой криогенной текстурой редко превышает 5%.
Слоистая криогенная текстура характеризуется наличием горизонтальных, косых и вертикально расположенных прослоек и линз льда. Эта текстура создается удлиненными ледяными телами или линзами, более или менее параллельными друг к другу и ориентированными в одном направлении. Толщина шлиров и линз может варьировать от долей миллиметров до десятков сантиметров. Слоистая криогенная текстура образуется в глинистых, песчаных мелкозернистых и пылеватых породах различного генезиса. Содержание льда мерзлых пород со слоистой криогенной текстурой может составлять 30-40%. Криогенные текстуры слоистого типа делятся на виды и разновидностями в зависимости от формы, размера включений расстояния между ними, ориентации прослоек льда, распределения ледяных прослоек (линз) в разрезе. Так, в зависимости от формы включений льда и их положения в пространстве выделяются:
простые – линзовидная,
полосчатая;
сложные – косая,
прожилковая
плойчатая.
Сетчатая криогенная текстура характеризуется расположением ледяных включений по правильной, завершенной или неправильной, незавершенной сетке и т.п. Ледяные тела удлиненной формы пересекаются между собой и образуют в массиве каркасные (решетчатые, ячеистые) формы. В зависимости от размера ячеек выделяют микросетчатую (менее 10мм), среднесетчатую (10-100мм) и крупносетчатую (более 100мм) текстуры. Общее льдонасыщение породы с сетчатой текстурой, как правило, меньше 50%. Сетчатая криогенная текстура образуется только в тонкодисперсных грунтах и подразделяется на несколько морфологических видов и разновидностей.
Сетчатая криогенная текстура развивается при заполнении льдом диагенетических трещин, возникших в породе еще до ее промерзания, и трещин, образующихся в процессе промерзания, обезвоживания талого грунта ниже границы промерзания, его усадки и растрескивания. Выделяются следующие основные простые виды сетчатой криогенной текстуры:
ячеистая (сотовая),
плетенчатая,
плитчатая (блоковая),
чешуйчатая.
В тех случаях, когда в массиве присутствуют лишь отдельные элементы решетки или каркаса, выделяют неполносетчатую криогенную текстуру
Базальный тип криогенной текстуры характерен для грубозернистых и обломочных пород и образуется при промерзании этих отложений в условиях полного водонасыщения, редко встречается и в тонкодисперсных грунтах. Обычно промерзание водонасыщенных пород идет в условиях замкнутой системы, когда отжатие излишков воды в стороны не происходит, что приводит к раздвиганию частиц скелета и увеличению объема пор. Считается, что базальная текстура может развиваться и при напорной миграции воды к границе промерзания. И в этом и в другом случае промерзание приводит к образованию грунта, зерна и обломки которого на отдельных участках массива могут не соприкасаться между собой.
Атакситовый тип криогенной текстуры (или лед с включением грунта) формируется при промерзании содонасыщенных тонкодисперсных минеральных и органо-минеральных пород. В результате промерзания образуются высокольдистые мерзлые породы, в которых минеральные агрегаты и блоки как бы «плавают» во льду. Атакситовая текстура образуется в условиях медленного промерзания и наиболее часто встречается у подошвы сезонноталого слоя в отложениях склонов, поймы, органо–минеральных отложениях озер и болот.
