Реферат Курсовая Конспект
Понятие о горной породе - раздел Геология, РАЗДЕЛЫ ОБЩЕЙ ГЕОЛОГИИ Горные Породы (А. Rocks; Н. Gesteine; Ф. Roches; И. Rocas) — Природные Минера...
|
ГОРНЫЕ ПОРОДЫ (а. rocks; н. Gesteine; ф. roches; и. rocas) — природные минеральные агрегаты, слагающие литосферу Земли в виде самостоятельного геологического тела. Традиционно под горной породой подразумевают только твёрдые тела, в широком понимании к горным породам относят также воду, нефть и природные газы. Согласно современным представлениям, горные породы сложены верхней оболочкой планет земной группы, а также Луной и астероидами.
Термин "горная порода" впервые ввёл в геологическую литературу русский геолог В. М. Севергин (1798). Науки, изучающие горные породы, — петрография, литология, петрофизика и физика горных пород.
Состав, строение, структура, текстура и условия залегания горных пород находятся в причинной зависимости от формирующих их геологических процессов, происходящих в определенных физико-химических условиях. Горные породы могут слагаться как однимминералом, так и их комплексом. В природе известно свыше 3000 минералов, однако число породообразующих минералов невелико (40-50). Реальные сочетания этих минералов определяются физико-химическими процессами породообразования и геохимическими законами распространения породообразующих элементов.
Все горные породы обладают комплексом морфологических особенностей, которые объединены в понятия структуры горных пород и текстуры горных пород. Наряду с химическим и минеральным составом структура и текстура являются важнейшими диагностическими признаками горных пород.
По происхождению горные породы делят на три класса: осадочные горные породы, магматические горные породы иметаморфические горные породы. Магматические и метаморфические горные породы слагают около 90% объёма земной коры, остальные 10% приходятся на долю осадочных, которые, однако, занимают около 75% площади земной поверхности. Практически все горные породы могут быть использованы как полезные ископаемые. К рудам относят горные породы с кондиционным содержанием ценных компонентов. С развитием технологии (и изменением кондиций) всё большее число горных пород вовлекается в промышленное производство (например, при получении глинозёма из плагиоклаза рудой является такая распространённая на Земле горная порода как анортозит). Большинство горных пород применяется в народном хозяйстве в качестве строительного и горно-химического сырья.
Как физические тела горные породы характеризуются плотностными, упругими, прочностными, тепловыми, электрическими, магнитными, радиационными и другими свойствами.
Наиболее часто встречающиеся значения основных физических характеристик пород:
плотность 1100-4700 кг/м3;
модуль продольной упругости 5•109-1,5•1011 Па;
коэффициент Пуассона 0,15-0,38;
предел прочности при сжатии до 5•108 Па;
предел прочности при растяжении до 2,0•107 Па;
коэффициент теплопроводности 0,2-10 Вт/(м•К);
удельная теплоёмкость 0,5-1,5 кДж/кг•К;
коэффициент линейного теплового расширения 2•10-6-4•10-4К-1;
удельное электрическое сопротивление 10-2-1012 Ом•м;
относительная диэлектрическая проницаемость 2-30;
магнитная восприимчивость 10-7- 3,0.
Встречаются породы, имеющие большие или меньшие значения физических параметров, чем приведённые, например туфы часто обладают плотностью до 1000 кг/м3.
Свойства горных пород обусловлены их составом и строением, а также термодинамическими условиями. Увеличение пористостиприводит к снижению плотности, прочностных и упругих свойств, теплопроводности, диэлектрической проницаемости, электропроводности, магнитной проницаемости и увеличению влагоёмкости, водопроницаемости. Такие свойства горных пород, как теплоёмкость, коэффициент объёмного теплового расширения, модуль объёмного сжатия и др., определяются минеральным составом пород; прочность, упругость, теплопроводность, электропроводность зависят от строения и минерального состава пород. Механические свойства в первую очередь обусловлены силами связей между частицами породы, тепловые и электрические — ориентировкой минеральных зёрен, наличием непрерывных проводящих каналов в горных породах. Наличие преимущественной ориентировки зёрен, трещин, пор, слоев, прожилков приводит к анизотропии горных пород. При этом модуль продольной упругости, предел прочности при растяжении, теплопроводность, электрическая проводимость, диэлектрическая проницаемость больше вдоль слоистости, а предел прочности при сжатии — поперёк слоистости.
На свойства горных пород оказывает влияние размер зёрен, из которых они сложены. У мелкозернистых горных пород выше прочностные и упругие свойства, ниже электропроводность и теплопроводность. Наличие аморфной, стекловидной фазы в породах снижает их прочность, теплопроводность. Горные породы, как правило, плохие проводники тепла и электричества. Большей теплопроводностью и электропроводностью обладают малопористые породы, содержащие минералы-проводники (рудные минералы, графит и т.п.). По магнитной восприимчивости большинство горных пород относится к диа- и парамагнетикам; ферромагнитные минералы — магнетит, гематит, пирротин и др. Упругие свойства пород определяют величину параметров акустических свойств, электрические и магнитные свойства горных пород — электромагнитные свойства.
Свойства горных пород зависят также от механического, теплового, электрического, магнитного, радиационного воздействий и насыщения пород жидкостями, газами и т. д. При насыщении скальных пород водой увеличиваются упругие параметры, теплопроводность, теплоёмкость, электрическая проводимость; при насыщении водой пород, в состав которых входят легкорастворимые минералы, а также глинистые породы их упругие и прочностные свойства уменьшаются. Изменение свойств пород под воздействием давления вызвано уплотнением пород, деформацией пор, увеличением площади контакта зёрен. С увеличением давления обычно возрастают электропроводность, теплопроводность, прочность и т. д. Повышение температуры, как правило, снижает упругие и прочностные и усиливает пластичные характеристики пород, уменьшает теплопроводность, увеличивает теплоёмкость, электропроводность и диэлектрическую проницаемость. Появление внутренних термонапряжений за счёт различного теплового расширения отдельных минералов приводит к возрастанию или уменьшению упругих и прочностных свойств пород в зависимости от направления результирующих напряжений. Перестройка кристаллической решётки минералов от нагрева (полиморфные превращения и др.) вызывает аномальные точки на графике зависимости свойств от температуры. Так, длякварцитов наблюдается минимальное значение модуля Юнга и максимальное значение коэффициента линейного расширения в точке полиморфного перехода а-кварца в Я-кварц (573° С). Воздействие тепла приводит также к спеканию, дегидратации, плавлению, возгонке, испарению отдельных минералов, что соответственно изменяет свойства пород. В результате воздействия полей на частицы пород происходит их электрическая и магнитная переориентировка (поляризация и намагничивание), возбуждение электронов и ионов. Например, повышение напряжённости приводит к росту электропроводности, диэлектрической и магнитной проницаемости.
Как объект горных разработок горные породы подразделяются на скальные, полускальные, плотные, мягкие, сыпучие, разрушенные и характеризуются различными горно-технологическими свойствами — крепостью, абразивностью, твёрдостью, буримостью,взрываемостью. Всю совокупность физических и горно-технологических свойств горных пород, описывающих их поведение в процессах разработки месторождения, принято называть физико-техническими свойствами пород. Горно-технологические параметры являются комплексными показателями горных пород и используются для расчётов производительности различных агрегатов, нормирования труда горнорабочих и т. д. С целью выбора рациональных методов и механизмов разрушения применяются различные классификации горных пород по горно-технологическим свойствам (например, в практике горного дела широко применяется классификация горных пород по крепости, предложенная профессором М. М. Протодьяконовым-старшим). Физико-технические свойства горных пород определяют технологию разработки месторождений полезных ископаемых, являются источником информации в разведочной геофизике и инженерной геологии. Закономерности изменения физико-технических параметров горных пород от внешних воздействий используются для создания новых методов разрушения и переработки полезных ископаемых.
(заторфованные и торфы и сапропели.) содержат органические вещества. К заторфованным относятся пески, пылеватые глинистые грунты, содержащие от 10 до 50 % (по массе) органических веществ. Торф относится к органоминеральным грунтам, образовавшимся в результате естественного отмирания и неполного разложения болотных растений в условиях повышенной влажности при недостатке кислорода, и содержащим 50 % и более органических веществ. Сапропели — это пресноводные илы.
Свойства заторфованных грунтов и торфов зависят от содержания растительных остатков, степени их минерализации (разложения), структурной прочности, условий залегания (открытые или погребенные слои) и т. п. Биогенные грунты обладают, как правило, большой сжимаемостью. Осадки заторфованных грунтов, залегающих под водой, протекают продолжительное время. С понижением уровня подземных вод происходит интенсивная минерализация этих грунтов, что вызывает увеличение и ускорение процесса сжимаемости.
Биогенные грунты служить основанием сооружения не могут — они требуют специальных мер подготовки основания. Нередки случаи, когда приходится строить на насыпных грунтах, которыми могут быть любые из вышеперечисленных. Характерная особенность этих грунтов — способность самоуплотняться во времени. Поэтому до начала строительства необходимо выяснить, когда была закончена засыпка и как она выполнялась.
Класс нескальных грунтов - грунты без жестких структурных связей, которые подразделяются на: обломочные крупнообломочные - валунный, галечный и гравийный грунт; обломочные песчаные - песок гравелистый (крупный, средней крупности, легкий и пылеватый); обломочные пылеватые и глинистые- подразделяются на супеси, суглинки и глины; обломочные пылеватые и глинистые - лёссовые грунты и илы;. биогенные (озерные, болотные, озерно-болотные, аллювиально-болотные и др.), к которым относятся сапропели, заторфованные песчаные, заторфованные пылеватые и глинистые грунты;. биогенные (озерные, болотные, озерно-болотные, аллювиально-болотные и др.), к которым относятся торфы; почвы (тундровые, подзолистые, болотные, лесостепные, черноземные, каштановые и др.), подразделяются на щебенистые, дресвяные и др. (как типы песчаных и крупнообломочных грунтов), пылеватые и глинистые по числу пластичности (как типы пылеватых и глинистых грунтов); искусственные грунты - уплотненные в природном залегании (типы песчаных, пылеватых и глинистых, биогенных грунтов.
– Конец работы –
Эта тема принадлежит разделу:
В настоящее время известно более природных минералов не считая разновидностей но только немногие из них около имеют значение в... Современная классификация минералов основана на их химическом составе и... Самородные элементы В этот класс входят минералы состоящие из одного элемента Известно около минералов этого...
Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Понятие о горной породе
Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:
Твитнуть |
Новости и инфо для студентов