- •Содержание Лекция 1. Введение. Общие сведения о Земле.
- •1.1. Инженерная геология (иг), ее задачи и содержание. Иг как наука о рациональном использовании и охране геологической среды
- •1.2.Общие сведения о Земле
- •Лекция 2. Минералы и горные породы. Процессы их образования, классификации, основные свойства.
- •2.1. Определения и основные сведения.
- •2.2. Магматические горные породы (мгп)
- •2.3.Осадочные горные породы (огп)
- •2.3.1. Обломочные огп
- •2.3.2. Глинистые огп
- •2.3.3. Химические и биохимические огп
- •2.4. Метаморфические горные породы (ммгп)
- •Лекция 3. Основы геохронологии. Эндогенные процессы.
- •3.1. Абсолютный и относительный возраст горных пород. Геохронологическая шкала.
- •3.2. Тектонические движения (тд) и дислокации.
- •3.3. Платформы и геосинклинали
- •3.4. Сейсмические явления – землетрясения
- •Лекция 4. Основы грунтоведения
- •4.1. Строительная классификация грунтов
- •4.2. Физические показатели, их использование в классификациях грунтов
- •4.3. Состав дисперсных грунтов
- •4.4. Структура и структурные связи. Природное и нарушенное состояния грунтов. Сжимаемость и прочность грунтов
- •Лекция 5. Подземные воды
- •5.1.Общие сведения и значение подземных вод (пв)
- •5.2. Физические свойства и химический состав пв
- •5.3. Виды пв по условиям залегания
- •5.4.Закономерности движения подземных вод
- •Лекция 6. Экзогенные процессы. Выветривание и элювий. Геологическая работа атмосферных вод
- •6.1. Выветривание, его виды
- •6.2. Кора выветривания и элювиальные отложения
- •6.3. Геологическая работа атмосферных вод
- •Лекция 7. Геологическая работа рек и аллювиальные отложения
- •Лекция 8. Геологическая деятельность морей, озер и болот
- •8.1. Геологическая деятельность морей и морские отложения
- •8.2. Озера и озерные отложения
- •8.3. Болота и болотные отложения. Строительная оценка болот
- •Лекция 9. Геологическая работа ледников и ледниковые отложения
- •Лекция 10.Геологическая работа ветра. Образование и свойства эоловых отложений. Человек как геологический фактор. Техногенные отложения.
- •10.1. Геологическая работа ветра и эоловые отложения
- •10.2. Геологическая деятельность человека. Техногенные отложения
- •Лекция 11. Геологические процессы, обусловленные действием поверхностных и подземных вод
- •Лекция 12. Геологические процессы, обусловленные действием силы тяжести
- •12.1. Обвалы
- •12.2. Осыпи
- •12.3. Оползни
- •12.4. Горное давление и сдвижение горных пород
- •13.1. Сезонное промерзание и морозное пучение грунтов
- •13.2. Вечная мерзлота. Общие сведения и классификации.
- •13.3. Геологические процессы и явления в области вечной мерзлоты
2.4. Метаморфические горные породы (ммгп)
Образуются из МГП и ОГП под действием факторов метаморфизма – высоких давления и температуры, химически активных жидкостей и газов. Метаморфизм может происходить в ограниченных зонах, например, вблизи области внедрения магмы или в зоне тектонических разломов и смещения пород, а может охватывать огромные территории. В последнем случае метаморфизм называется региональным. Соответствующие породы имеют наибольшее распространение; структура их кристаллическая, а по текстуре они могут быть сланцеватыми (гнейсы и различные сланцы) и несланцеватыми (мраморы и кварциты).
Гнейсы – породы, по минеральному составу и механическим свойствам близкие к гранитам, из которых они образуются при перекристаллизации последних. Но при метаморфизме может происходить изменение и минералогического состава; например, гнейсы возникают также в ходе глубокого метаморфизма глинистых пород. Сланцы – породы с наиболее отчетливо выраженной сланцеватостью, возникшей как результат перекристаллизации при метаморфизме. Плоскости сланцеватости ослаблены, по ним породы раскалываются при ударе и разрушаются при выветривании. Из-за анизотропности и легкой выветриваемости мало пригодны как строительный камень. Название сланца устанавливается по преобладающему минералу – слюдяной, тальковый, хлоритовый и др.
Мраморы представляют собой перекристаллизованные известняки и доломиты. В качестве примесей содержат кварц, графит, гематит, хлорит, пирит и др., что влияет на их свойства. Прочность на сжатие зависит также от структуры: для мелкозернистого мрамора до 200 МПа, а крупнозернистого до 70…100.
Кварциты образуются из кварцевого песка и песчаника. При метаморфизме отдельные зерна кварца оплавляются и сливаются в сплошную массу. Поэтому кварциты характеризуются большой прочностью (до 500 МПа), твердостью, абразивностью.
Лекция 3. Основы геохронологии. Эндогенные процессы.
3.1. Абсолютный и относительный возраст горных пород. Геохронологическая шкала.
Во многих случаях важное значение имеет возраст горных пород и установление времени и (или) последовательности геологических событий. Используемая в этих целях геохронологическая шкала построена с помощью двух методов определения относительного возраста пород: стратиграфического и палеонтологического. Суть первого способа в том, что вышележащий слой моложе подстилающего, нижележащего. Палеонтологический способ основан на изучении остатков, следов органической жизни, сохранившихся в горных породах. Жизнь на Земле развивалась от примитивных простейших форм к более сложным. Поэтому слои, содержащие следы более простых организмов, будут и более древними.
Оба способа имеют ограничения. Например, в результате сложных движений отдельных участков ЗК первоначальное залегание пород может нарушиться вплоть до «запрокидывания» слоев. В некоторых породах всякие следы жизни отсутствуют – например, в МГП. Тем не менее сочетание обоих способов, сопоставление геологического строения многих участков ЗК позволили составить геохронологическую шкалу, являющуюся также и стратиграфической.
Временные подразделения шкалы от более крупных: эра – период – эпоха – век. Соответствующие стратиграфические подразделения для горных пород: группа - система – отдел – ярус. Названия эр и периодов приведены ниже в таблице. В периодах выделяют две, а чаще три эпохи (ранняя, средняя, поздняя); названия отделов соответственно нижний, средний, верхний. Отличаются они индексами при обозначении периода или системы. Особые названия получили эпохи Кайнозойской эры: в палеогене 1 – палеоцен, 2 – эоцен, 3 – олигоцен; для неогена 1 – миоцен, 2 – плиоцен. В четвертичном периоде выделены две эпохи – плейстоцен (1,2,3) и современная – голоцен Q4.
В конкретных геологических разрезах отложения некоторых систем и даже целых групп могут отсутствовать. Это означает, что в соответствующие периоды или даже целые эры на данной территории господствовали процессы разрушения и сноса пород (денудация). Такие выпадения характеризуются как стратиграфические перерыв (во времени) или несогласие (в залегании пород).
Возможность определять не только относительный, но и абсолютный возраст пород ЗК появилась только в ХХ веке, после изучения закономерностей процесса радиоактивного распада. В некоторых породах содержатся элементы, обладающие свойством переходить в другие (распадаться) при самопроизвольном испускании элементарных частиц. По содержанию в породе исходного элемента и продуктов его распада можно установить абсолютное время существования породы.
Указанным методом возраст наиболее древних пород ЗК оценен в 4,5 млрд. лет. Как видно из табл. 3.1, большая часть этого времени приходится на Архейскую эру, когда только появились осадочные породы и жизнь на Земле отсутствовала и на Протерозойскую – эру первичной жизни. Длительность последнего – четвертичного периода Кайнозойской эры составляет около 2 млн. лет.
Таблица 3.1
Эра (группа), лет |
Период (система) |
Эпоха (отдел) |
Складчатость | |
KZ |
Кайнозойская (65 млн.) |
Четвертичный Q Неоген N Палеоген Pg |
1, 2, 3, 4 1, 2 1, 2*, 3 |
Альпийская |
МZ |
Мезозойская (170 млн.) |
Меловый К Юрский I Триасовый Т |
1, 2 1*, 2, 3 1, 2, 3 |
Киммерийская |
РZ |
Палеозойская (330 млн.) |
Пермский Р Карбон С Девонский D Силурийский S Ордовикский O Кембрийский € |
1, 2 1* 2, 3 1, 2, 3 1, 2 1, 2, 3 1, 2*, 3 |
Герцинская |
PR |
Протерозойская (1930 млн.) |
Венд V Рифей R Ранний PR |
* |
Каледонская |
AR |
Архей (2500 млн.) |
- |
- |
Байкальская |
Породы более раннего, дочетвертичного возраста называются коренными. При сравнении их с близкими по составу четвертичными они, как правило, оказываются более плотными и прочными. Свойства пород зависят от условий их образования и происходящих далее изменений. Очевидно, что изучать и описывать их вне времени невозможно. Поэтому возраст пород обязательно указывается при их описании, а также на геологических картах и разрезах.
В последнем столбце таблицы приведены названия эпох складчатости, т.е. периодов особенно интенсивного проявления эндогенных процессов, сильно изменивших строение ЗК и ее поверхности.