Бурение грунтовых зондов, установка энергетических колодцев

Горные породы — природные минеральные образования, состоя­щие из однородных или разнородных породообразующих минералов, связанных между собою силами молекулярного взаимодействия, це­ментирующим веществом или несвязанных.

По происхождению все горные породы подразделяют на три ос­новные группы:

V изверженные, или магматические (глубинные и излившиеся);

V осадочные (механические, химические, органические осадки);

V метаморфические, образовавшиеся в результате изменения маг­матических или осадочных пород под действием больших дав­лений и температур.

Изверженные, или магматические, породы образовались из рас­плавленной магмы. При застывании магмы на глубине образовывают­ся интрузивные горные породы, а при застывании на поверхности — эффузивные породы. Наиболее важным минералом в составе магма­тических пород является окись кремния (кремнезема) — БЮг и окись алюминия (глинозем) А1203. Содержание кремнезема определяет со­став горных пород (табл. 2.1).

Большое значение имеет генезис горных пород. Например, диори­ты — глубинные образования, состоящие из плагиоклаза и примесей амфибола, биотита или пироксена. Андезиты и порфиры являются их излившимися аналогами. Сиениты относятся к глубинным горным породам, а их излившиеся аналоги образуют трахиты и кератофиты.

Кислые породы, а также их излившиеся аналоги: липариты, квар­цевые породы, дациты и пегматиты,—относятся к глубинным поро­дам (граниты, гранодиориты и др.). В этих породах преобладает зна­чительное содержание кремнезема, в незначительном количестве в них присутствует биотит, амфибол и пироксен. В гранодоритах содержа­щее кварца снижается.

Осадочные горные породы образовались в результате переотложения на дне морей, рек или на поверхности Земли продуктов разрушения коренных горных пород. Обломочные породы — продукт механического разрушения материнских пород. Глинистые породы состоят из мягких минеральных частиц менее 0,01 мм. Образование этих пород связано с химическим расщеплением магматических горных пород. Главные со­ставные части этих пород — кремнезем и глинозем, а наиболее распро­страненные минералы — гидрослюды, каолинит и монтмориллонит. Силь­но уплотненными глинистыми породами являются аргиллиты.

Химические и биохимические горные породы образовались в резуль­тате сложных химических и биохимических реакций. К ним относят: алюминиевые — бокситы; фосфатные — фосфориты; кремнистые — же­лезистые; карбонатные — известняки, мергелит, доломиты; голлоид — ные — галиты; сульфатные — гипс, ангидрит; каустобиолиты — торф, каменные угли, нефть, горючие сланцы, озокерит, газы.

Метаморфические горные породы образовались в результате воз­действия огромного давления и высокой температуры на исходную горную породу, а также в результате привноса в исходную породу высокомагматических газов и водных растворов. Метаморфические горные породы отличаются от исходных магматических и осадочных пород текстурно-структурными свойствами, минералогическим соста­вом, прочностными свойствами и т. д.

Высокая температура обусловливает перекристаллизацию исход­ной породы, а высокое давление — сланцеватость. В метаморфиче­ских породах присутствуют дополнительно специфические минералы: хлориты, тальк, гранит, серицит и др.

Наиболее распространенные метаморфические горные породы:

— глинистые сланцы — образовались при уплотнении глин;

— хлоритовые сланцы — образовались вследствие метаморфизма основных и ультраосновных пород;

— мраморы — продукт метаморфизма известняков;

— зеленые сланцы — продукт метаморфизма основных и ультра­основных пород;

— измененные пески и песчаники — кварциты;

— амфиболиты — образуются при метаморфизме средних и ос­новных магматических пород;

— гнейсы — сильно метаморфизованные осадочные породы (па­рагнейсы) или магматические породы (ортогнейсы);

— роговики — продукт изменения песчано-глинистых пород;

— скарны — возникают при взаимодействии силикатных и карбо­натных пород с магматическими растворами.

Все горные породы по степени связности подразделяются на скаль­ные, связные, рыхлые (сыпучие), текучие.

Скальные породы вследствие содержания кварца характеризуются высокой твердостью и абразивностью. После разрушения молекуляр­ных сил сцепления между минеральными частицами порода разруша­ется и в дальнейшем не восстанавливается. Скальные породы могут быть монолитными и трещиноватыми. Стенки скважин, пройденных в монолитных скальных породах, устойчивы, в то время как в сильно трещиноватых породах требуют закрепления.

Связные породы (глины, суглинки, мел, бокситы) состоят из гли­нистых минералов или частиц обломочных пород, связанных преиму­щественно глинистыми минералами. Они состоят из глинистых ми­нералов или частиц обломочных пород, связанных преимущественно глинистыми минералами.

Рыхлые (сыпучие) породы состоят из несвязанных между собой частиц различного размера и формы (пески, гравий, галька, валуны, щебень). Стенки скважин, пройденных в таких породах, неустойчивы и требуют закрепления.

Плывучие породы (плывуны) состоят из водонасыщенных пес­чано-глинистых пород (песок, супеси). Отличительной особенностью данных пород является их способность расплываться; под влия­нием горного давления они способны подниматься по стволу сква­жины.

Горные породы могут находиться в сезонно-мерзлом и многолет­немерзлом состояниях. В восточных и северных районах России мощности мерзлых пород измеряются сотнями метров, а температура достигает — 7—12 °С. Обломочные водонасыщенные рыхлые и слабо- цементированные горные породы при замерзании и оттаивании резко изменяют свои свойства: при замерзании цементируются льдом и отли­чаются относительно высокой прочностью (осж<2,5 МПА) и непрони­цаемостью. При оттаивании порода переходит в состояние увлажнения. Прочность песчано-глинистых мерзлых пород выше, чем немерзлых.

Структура горных пород — внутреннее строение породы, опреде­ляемое группой признаков: формой и размером зерен, взаимным со­отношением породообразующих минералов и цемента осадочных пород.

Главнейшими структурами являются: полнокристаллическая, или зернистая (гранит), порфировая, или неравномерно зернистая (пор­фирит), стекловатая, обломочная (песчаник).

Зернистость является одним из важнейших признаков структуры пород и определяется размером зерен. Магматические породы под­разделяют на грубозернистые с размером зерен более 10 мм, средне­зернистые — от 2 до 5 мм, мелкозернистые — от 0,25 до 2 мм, микро — зернистые — менее 0,25 мм. При одном и том же минералогическом составе мелкозернистые породы более прочны, чем крупнозернистые. Текстура характеризуется пространственным расположением состав­ных частей породы и их ориентировкой. Главнейшими текстурами являются: массивная, характерная для магматических пород, когда минералы расположены в породе хаотично; слоистая — для осадочных пород; сланцевая — для метаморфических пород.

Различают первичную сланцеватость, когда поверхность минералов совпадает с направлением основной слоистости, и вторичную с боко­вым давлением горных пород, вследствие чего порода растрескивается на пластины, не совпадающие с направлением первичной сланцеватости.

Комментарии запрещены.