Лекция 3.

4. Горные породы.

Горные породы – это природные минеральные агрегаты, образующиеся в результате разнообразных геологических процессов, принимающие участие в строении земной коры. Инженерно- геологические свойства горных пород зависят не только от минералогического состава, но и от условий образования (генезиса), структуры и постгенетических (после образования) факторов. Последние определяются как природными, так и инженерной деятельностью человека.

По происхождению горные породы подразделяются на магматические, осадочные и метаморфические.

1.Магматические. С учетом происхождения, условий образований, изменения горной породы разделяются на глубинные (интрузивные), излившиеся (эффузивные) и жильные.

Глубинные (интрузивные) породы, в результате замедленного остывания магмы, характеризуются полнокристаллической зернистой структурой (граниты, сиениты, диориты и габбро). Магма затвердевает в форме различных тел - батолитов, лакколитов, различных жильных образований. Эффузивный магматизм обуславливает образование трещинных изменений на поверхности Земли или вулканические извержения. Различают следующие виды эффузивных структур в зависимости то скорости остывания магмы и выделения газов: порфировая, скрытокристаллическая, стекловатая и пористая. Порфировая структура характеризуется включениями отдельных крупных кристаллов среди основной не кристаллизованной или слабо кристаллизованной массы.

Такая структур образовалась при сравнительно медленном остывании магматического тела. Породы стекловатой или пористой структуры образовались при быстром охлаждении магмы и лавы. Пористая структура образовалась в условиях бурного выделения газов при остывании магмы. Она характерна для шлаков и пемз.

Их прочность измеряется сотнями МПа. Они не растворяются в воде.

1.Магматические горные породы. Граниты – интрузивная полнокристаллическая порода от светло-серой до красной. Широко распространены на юге, юго-востоке и в центральной части Казахстана. В зависимости от содержания магматические породы бывают кислые , средние (Si - 65-52%), основные и ультраосновные .

Кислые породы отличаются большим количеством кристаллов кварца и преобладанием кислых полевых шпатов (ортоклазов). К ним относятся гранит, липарит, кварцевый порфирит. Средние породы содержат, больше темноцветных минералов, при незначительном количестве кварца. К ним относятся сиенит, диорит, трахит, андезит, ортоклазовый и андезитовый порфириты. Основные породы отличаются по темному цвету, что связано с содержанием в их составе темноцветных минералов, отсутствием кварца и светлых полевых шпатов. К ним относятся габбро, диабаз, базальт, базальтовый порфирит.

Граниты обладают большой прочностью при сжатии (160-250 МПа). Габбро интрузивная порода со средней и крупнозернистой структурой желто-зеленного и черного цвета. Обладает очень высокой прочностью на сжатие (300-350 и даже 500 МПа). Применяется как строительный камень, электроизоляционный и кислотоупорный материал.

2. Осадочные горные породы. Образуются при осаждении и накоплении в водной или воздушной среде продуктов физического или химического разрушения (выветривания) материнских горных пород с уплотнением и цементацией осадка. По происхождению подразделяются на: обломочные, органогенные и химические.

К обломочным относятся породы, которые образовались из продуктов физического и химического выветривания материнских горных пород и оставшихся на месте своего накопления или отложившихся после переноса водой или воздухом. Обломочные породы подразделяются на собственно обломочные (рыхлые зернистые грунты- пески, гравий, галька, дресва , щебень и сцементированные – песчаники, брекчии и др.) и глинистые породы (нецементированные – глины, суглинки, супеси и цементированные – аргиллиты и алевролиты).

Небольшие распространения имеют глинистые грунты и породы (около 50%), в составе которых входят глинистые минералы - каолинит, монтмориллонит, гидрослюды и др. К глинистым грунтам относятся глины (содержание частиц менее 0,005мм более 30% по весу), суглинки (глинистых частиц 10-30%) и супеси , лесс (3-10%). В состав глинистых грунтов входят обломки кварца, полевых шпатов и т.д. Глинистые минералы в сочетании с другими минералами, входящими в состав глинистых грунтов, образуют сложные системы, в том числе и коллоидные.

Лесс представляет собой пылеватую макропористую породу, состоящую из частиц 0,05 – 0,01мм. Он легко размокает и размывается водой. При замачивании сильно уменьшается в объеме, дает просадку, что является его основной инженерно – строительной особенностью. В связи с этим лесс является ненадежным основанием для инженерных сооружений. Строительство на лессах осуществляется методами, специально разработанными для этих грунтов.

Глины содержащие минералы монтмориллонит, сильно набухают при увлажнении. Воду через себя глины не пропускают и служат водоупором.

2.Оргоногенные породы образуются в водоемах в результате накопления и преобразования остатков животного мира и растений. К ним относятся доломиты, мергели, мел, диатомиты и др. Они обладают довольно большой прочностью. К отрицательным их качествам относится растворимость в воде. К грунтам фитогенных (растительных) относится торф- порода образовавшаяся под водой без доступа воздуха из разложившихся растительных остатков.

Породы химического происхождения образовались в результате выпадения из морских или озерных вод растворенных солей. К таким породам относятся мирабилит, гипс, ангидрит и калийная соль. Они залегают слоями большой мощности. Общая для них является трещиноватость и способность растворяться в воде.

3. Метаморфические породы образуются в результате преобразования пород магматического и преимущественно осадочного происхождения под влиянием процесса метаморфизма – высокой температуры и давления (кварциты, известняки, мрамор, гнейс).

Кварциты – образуются из сыпучих кварцевых песков под влиянием метаморфизма. Они представляют собой плотную очень твердую породу с прочностью 120-250 МПа. Применяется как строительный и облицовочный камень. Мрамор – кристаллическая порода зернистой структуры различной крупности, прочностью 50-120 МПа. Сравнительно легко выветривается, хорошо подается обработке и применяется как строительный материал. Известняки – породы, претерпевающие ряд метаморфических изменений, начиная с известковых сланцев. Широко применяются в строительстве. Гнейс – кристаллической структуры светло-серого и зеленоватого цвета, прочностью 80-180 МПа. Используется как строительный камень.

Вопросы для самоконтроля.

1. Горными породами называются?

2. Что лежит в основе классификации горных пород?

3. Магматические породы и назовите основные из них?

4. Основные классификационные признаки осадочных обломочных пород?

5. Метаморфические породы и назовите основные из них?

6. Основные отличительные признаки горных пород?

7. Как подразделяются осадочные породы по условиям образования?