1. Метаморфические горные породы, их происхождение, формы залегания, минеральный состав, структура, текстура и свойства в образце и массиве.

Метаморфические горные породы – породы, которые образуются вследствие преобразования магматических, осадочных и других пород. Эти преобразования называются метаморфизмом. Изменение минералов и горных пород вызывается воздействием основных факторов метаморфизма: высокая температура, высокое давление, флюиды (подземные газы).

Под метаморфизмом горных пород понимают существенные изменения их минерального состава, структуры и текстуры, происходящие под воздействием эндогенных процессов в земной коре с сохранением твердого состояния породы, без расплавления или растворения.

Петрографы выделяют несколько видов метаморфизма: катакластический, термальный и динамотермальный. В генетической классификации метаморфические горные порода делятся на: региональные, контактные и динамометаморфизные.

Метаморфические породы, возникшие из глубинных магматических пород, более или менее сохраняют их первоначальную форму залегания. При метаморфизации осадочных пород слоистость сильно деформируется. При контактном метаморфизме образуется своеобразные оболочки метаморфических пород, окружающие магматические породы. Динамометаморфизм образует мощные зоны смятия, возникают сложные складки. При региональном метаморфизме измененные осадочные породы сохраняют первичную форму.

По минеральному составу они ближе к магматическим породам. Типичными минералами являются слюды, кварц, хлорит, тальк.

Метаморфическим породам в целом присуща кристаллическая структура. Наиболее характерны следующие текстуры: сланцеватая — однообразное расположение (параллельно друг другу) пластинчатых минералов и полосчатая — обособление минеральных скоплений в форме полос, в виде слоев. Для пород типа кварцита характерны массивные текстуры.

Классификация метаморфических пород основана на структурных признаках и минеральном составе. Среди них выделяют породы: массивные - (зернистые) кварцит, мрамор; сланцеватые – гнейс и кристаллические сланцы.

Они являются хорошим скальным основанием для зданий и сооружений. При строительстве подземных сооружений сланцеватость оказывает неблагоприятное действие, так как по плоскостям сланцеватости возможны обвалы, особенно кровли горизонтальных подземных выработок. Породы чаще всего бывают трещиноватыми.

Общая особенность метаморфических пород: имеют высокую прочность; нерастворимы в воде; водопроницаемы по трещинам; свойства породы зависит от степени трещиноватой; анизотропность свойств, обусловленная их слоистостью и сланцеватостью.

2. Сезоная мерзлота. Пучение.

По длительности существования мерзлого состояния пород принято подразделять «родовое» понятие «мерзлые породы» на три видовых понятия:

кратковременномерзлые породы (часы, сутки),

сезонномерзлые породы (месяцы),

многолетнемерзлые породы (годы, сотни и тысячи лет).

Сезонная мерзлота существует только зимой. Сезонномерзлые грунты, возникающие везде, где определенное время удерживаются отрицательные зимние температуры, по сути состоят из одного деятельного слоя. Однако протекающие в нем процессы (пучение, сортировка грунта, растрескивание и др.) не столь активны, как в деятельном слое криолитозоны, из-за отсутствия подстилающей многолетней мерзлоты, которая играет роль водоупора и влияет на распределение давления в грунте.

Развитие мерзлоты может протекать эпигенетически (промерзает уже сформировавшаяся ранее порода) и сингенетически (формирование грунта и его промерзание происходят одновременно). Первый путь типичен для возвышенностей, где преобладает денудация, и по мере сноса коры выветривания промерзание проникает в глубь толщи пород. Второй путь характерен для низменностей, где доминируют аккумулятивные процессы, например накопление аллювия в речных долинах.

Процессы криогенного пучения в большей степени связаны с замерзанием свободной воды. Различают сезонные и многолетние бугры пучения. Сезонные бугры пучения возникают при зимнем промерзании деятельного слоя: грунтовая вода в нижней его части оказывается под давлением (снизу находится мощная многолетняя мерзлота) и вспучивает над собой верхний промерзший слой. В случае большого давления может произойти взрыв и излияние воды на поверхность с образованием грунтовой наледи. Сезонные грунты пучения невелики по размерам (высота обычно не более 0,5 м при поперечнике 2-3 м); в теплое время года ледяное ядро таких бугров вытаивает, и они разрушаются.

У многолетних торфяных бугров мерзлое ядро летом сохраняется благодаря низкой теплопроводности торфа; год от года они могут нарастать и достигают высоты в несколько метров. Менее крупные (обычно не более 1 м) многолетние бугры пучения развиваются в глинистых и суглинистых грунтах, обладающих лучшей теплопроводностью. Они получили название «бугров-могильников». Летом мерзлота в них вытаивает, но насыщенный водой глинистый грунт набухает и удерживает форму небольшого холма. Наиболее крупные многолетние бугры пучения образуются в пределах низменных заболоченных участков. Их высота может достигать десятков метров при поперечнике в первые сотни метров. Под торфяной оболочкой у таких бугров залегает ледяное ядро, с возникновением и ростом которого и связано вспучивание поверхности.Пучинистыми (морозоопасными) грунтами называются такие грунты, которые при промерзании обладают свойством увеличивать свой объем при переходе их в мерзлое состояние. Изменение объема грунта обнаруживается в природных условиях в поднятии дневной поверхности в процессе промерзания и опускании ее при оттаивании. В результате этих объемных изменений происходят объемные деформации, что и наносит повреждения основаниям, фундаментам и надфундаментному строению зданий и сооружений.

Все меры борьбы с пучением пород горных выработок могут быть подразделены на пять групп: 1) использование благоприятных горно-геологических и технических условий; 2) укрепление пород; 3) разгрузка породного массива; 4) комбинированные способы; 5) специальные методы борьбы.

Билет 14