Материалы из осадочных и метаморфических пород

Известняки и доломиты являются представителями карбонатных пород. Свойства и структура известняков зависят от условий образования. Например, известковый туф, он образуется в результате выпадения СаСОз из источников углекислых вод. Это мягкая пористая порода, хорошо поддающаяся распиловке. Травертин образуется в результате выпадения СаСОз из горячих источников. Он имеет плотную, мелкозернистую структуру и используется в качестве декоративного облицовочного камня, воплощая разнообразные дизайнерские решения.
Ряд известняков имеют органическое происхождение. Они образуются из-за длительного уплотнения и цементирования скелетных остатков простейших организмов (раковин, моллюсков и т.п.) К таким известнякам относятся известняк-ракушечник и мел.
Также в качестве природного камня используют обломочные осадочные породы — песчаники, которые представляют собой зерна кварцевого песка, сцементированные различными глинистыми или кремнеземистыми или известковистыми веществами.
Материалы из метаморфических пород также востребованы при проведении строительных работ.
При процессе перекристаллизации известняков и доломитов образуются мраморы, широко используемые в качестве декоративного облицовочного материала.
Характерные метаморфические породы - гнейсы по своему минеральному составу относятся к магматическим породам группы гранита. Они имеют кристаллически-зернистую структуру и сланцеватую текстуру. Гнейсы применяют в качестве щебня для дорог и железнодорожного полотна.

6) Как образуются горные породы

Три основных вида горных пород — магматические, осадочные и метаморфические — формировались по-разному.

Магматические породы образовались из магмы (расплавленной массы внутренней мантии Земли) в результате ее остывания и отвердевания. Иногда магма вытесняется на поверхность и изливается из кратеров вулканов в виде лавы. Базальт — одна из экструзивных горных пород, названных так, поскольку магма остывает и отвердевает на поверхности Земли. Интрузивные породы формируются при застывании магмы в земной коре. Наиболее часто встречающейся из таких пород является гранит. Осадочные породы состоят из осколков эродированной породы, а иногда из остатков некогда живой материи. Осколки породы, включая гальку, песок и глину, переносятся вихревой бурей или потоками воды или ледников и обычно оседают на дне озер и морей, где постепенно уплотняются. Просачиваясь через уплотненные частицы, вода оставляет там цементирующие их минералы. Сюда относятсяконгломераты (сцементированный галечник с примесью более тонкого материала), песчаники (состоящие из крупиц песка), а также глинистые сланцы, или аргиллит. Некоторые виды карбоната кальция образовались из остатков вымерших организмов, таких как ракушечник. Чистый карбонат кальция (мел) состоит из остатков планктона(микроскопических морских растений и животных). Уголь относится к породам, состоящим из окаменевших остатков растительного материала. Другие осадочные породы образовались из растворенных в воде химических веществ. Так появились отдельные виды карбоната кальция, а также каменная соль, образующаяся при испарении морской воды.

К метаморфическим относятся магматические или осадочные породы, измененные в результате нагревания, давления или химических реакций. Так карбонат кальция становится мрамором, а уплотненная глина — сланцем.

Все многообразие земных ландшафтов сформировалось под влиянием трех основных факторов: твердости горных пород, составляющих поверхность суши, их структуры и сил природы, постоянно изменяющих очертания поверхности.

Относительная крепость (твердость) горных пород — это их способность сопротивляться механическому разрушению. Многие магматические и метаморфические породы обладают высокой твердостью, поскольку состоят из кристаллов. Например, такая кристаллическая магматическая порода, как гранит, часто залегает на поверхности в горных районах благодаря сопротивляемости к эрозии. Гранит образовался из расплавленной магмы, остывшей и затвердевшей в недрах Земли, и обнажился в результате выветривания более рыхлых пород, залегавших над нею.

Вулканические породы, включая застывшую лаву и пепел, обычно разрушаются намного быстрее гранита. Часто от потухшего вулкана остается лишь его некк — своего рода труба, по которой магма выходила на поверхность.

Осадочные породы также бывают разной твердости. Так, породы, образовавшиеся из глин, неустойчивы и быстро смываются. Поэтому они часто образуют долины между обнажившимися песчаниками и известняками. Кристаллические, или горные, известняки противостоят эрозии и часто образуют крутые утесы. Этот вид карбоната кальция покрывает подстилающие рыхлые породы у Ниагарского водопада в Северной Америке. Мел, слабо кристаллизованный вид карбоната кальция, менее устойчив. Поэтому меловые холмы обычно бывают пологими.

Все горные породы возникают в определенной геологической обстановке. В зависимости от условий образования они делятся на осадочные, магматические и метаморфические. Кратко познакомимся с их основными особенностями и происхождением.

Горные породы первой группы - осадочные - обладают хорошо выраженной слоистостью. Они образовались путем осаждения минеральных частиц или растворенных химических веществ из морской, озерной и речной воды, а иногда - вследствие накопления остатков животных или растений. К группе осадочных пород относятся известняки и песчаники, мергели, пески, глины, торф, ископаемый уголь и пр.

Но горная порода - не только минеральный агрегат, возникший определенным путем. Любое минеральное скопление образует геологическое тело той или иной формы и характеризуется определенными взаимоотношениями с окружающими горными породами. Другими словами, все горные породы обладают определенными формами залегания.

Наиболее распространенная форма залегания осадочных пород - слой, или пласт. Бывает, что поверхности, ограничивающие слой, быстро сходятся. Такая форма залегания называется линзой. Слои и линзы осадочных пород обычно лежат на подстилающих породах, не нарушая их положения, или, как говорят геологи, согласно. Некоторые осадочные породы могут образовывать секущие тела. Таковы, например, купола каменной соли, прорывающие вышележащие горные породы. Осадочные горные породы возникают не сразу. Вначале на дне водоема накапливается илистый, песчанистый, галечниковый или иной осадок. Он покрывается новыми отложениями, уплотняется, пропитывается минеральными солями из циркулирующих по нему вод и в конце концов превращается в твердую горную породу - глину (из глинистого ила), песчаник (из песка), конгломерат (из гальки и валунов). Иногда при образовании осадочных пород в большом количестве накапливаются остатки раковин и известковых скелетов погибших организмов - моллюсков, кораллов, фораминифер. Тогда возникают ракушечники и другие виды органогенных известняков.оды.

Большая группа горных пород образовалась в результате затвердевания и кристаллизации огненно-жидкого вещества - магмы, которая проникает в земную кору из глубин. Такие горные породы называются магматическими, или изверженными. Магма - это сложный силикатный расплав, содержащий громадное количество растворенных газов. Предполагают, что она вязкая, тестообразная, чем и объясняется ее название (греческое слово «магма» обозначает «густая грязь»). Изливаясь на поверхность, магма теряет заключенные в ней летучие вещества, прежде всего пары воды. Такая «обескровленная», лишенная газов и паров магма называется лавой. Лаву извергают вулканы.

7)трещиноватость горных пород. Трещины представляют собой плоские разрывы сплошной среды в случае, если их величина на порядок и больше превосходит межатомные расстояния в кристаллической решетке. Выделяют трещины трех порядков:

· трещины первого порядка - внутрикристаллические, возникают в процессе роста и развития кристалла;

· трещины второго порядка - между кристаллами и в соединяющем отдельные кристаллы межкристаллическом цементе;

· трещины третьего порядка - образуются в результате тектонических процессов и при ведении горных работ. Поэтому при взрывной отбойке учитывают естественную трещиноватость как начальную, и возникающую при работе техники как дополнительную.

Трещины могут быть заполнены трещиннными водами (грунтовыми безнапорными или напорными, что может быть опасно для горняков), газами (к примеру, метаном или углекислым газом, что также потенциально опасно), разными минеральными и органическими веществами.От степени трещиноватости зависит правильный выбор системы разработки и параметров буровзрывных работ. В старину трещиноватость оценивали акустическим методом, ударяя по породе молотком и выслушивая полученный звук. С появлением ультразвуковой техники и математических методов обработки результатов ультразвуковых исследований стали применять акустический показатель трещиноватостиА₁ - геофизическую характеристику, численно равную:

А₁=(Ср/Сро)², где:

С_р - скорость распространения продольных упругих волн в массиве, определенная сейсмоакустическим методом;С_ро - скорость распространения продольных упругих волн в образцах (отдельностях) из массива, определенная ультразвуковым методом.