Склад і будова гірських порід

На сьогодні гірничі роботи проводять на глибинах до 1000-1500 м. В Європі є деякі копальні, глибина яких сягає близько 2000 м, в ПАР та Індії на окремих рудниках розробку провадять на глибинах понад (3000–3500) м. Нафту і газ видобувають з глибин до (6000–7000) м. Найглибші опорні свердловини досягають глибини 9000 м. Реалізовано кілька проектів буріння до глибини 15 000 м.

Наведені цифри дають уяву про глибини експлуатації земних надр, яких людство досягло сьогодні і зможе досягнути в найближчі десятиліття. Ці глибини знаходяться в межах верхньої частини земної кори, товщина якої мізерна порівняно з розмірами Землі. Нагадаємо, що екваторіальний радіус Землі 6378 км, полярний радіус – 6358 км. Однак, напружений стан земної кори в цілому і в верхній її частині, котра є предметом вивчення механіки гірських порід, тісно пов’язаний з глибинною будовою і розвитком Землі, вивченням яких займається геотектоніка.

За сучасними уявленнями Земля складається з концентричних оболонок, або геосфер (рис. 2.1). Зовнішніми оболонками є газова (атмосфера) й водна (гідросфера). З цими оболонками межує земна кора, грубизна якої змінюється від 5 кмдо 15 км під океанами і до (60–80) км під гірськими районами. Розрізняють континентальну кору (складається з осадового, “гранітно-метаморфічного” і “базальтового” шарів) і океанічну кору (гранітний шар відсутній або має незначну грубизну).

Земна кора складається з кисню (47,2 % за вагою), кремнію (27,6 %), алюмінію, заліза, кальцію, натрію, калію, магнію й водню, які разом становлять близько 99 % її ваги. В земній корі зосереджена переважна частина корисних копалин. Земна кора відділена поверхнею Мохоровича від мантії Землі, яка простягається до глибини 2900 км. В межах останньої виділяється верхня мантія, верхня частина якої називається субстратом. Субстрат разом з земною корою утворює літосферу. Нижня частина верхньої мантії – астеносфера, або шар порід пониженої швидкості розповсюдження сейсмічних хвиль. Блоки літосфери плавають у в’язко-пластичній речовині астеносфери.