лом эти породы еще сохраняют достаточно высокую прочность

на раздавливание. Милониты характеризуются резко выраженной

рассланцованностью, по существу, это микробрекчии (составные части милонитов распознаются только под микроскопом) грубо­

или тонкополосчатой текстуры.

Все тектониты в условиях естественного залегания имеют до­ статочно высокую плотность. Это отнюдь не рыхлая рассыпаю­

щаяся масса, легко перетирающаяся руками. Но вполне очевид­

но, что их прочностные и деформационные характеристики должны быть хуже, чем у первичных породгранитов, песчани­

ков, алевролитов, что и подтверждается испытаниями их на

прочность и сжимаемость. Благодаря сланцеватой текстуре, нали­ чию раздробленных прослойков, хлоритизаuии и серитизации

первичных минералов, резко снижается сопротивление катакла­

зированных пород сдвигу.

Обычно катаклазированные породы слагают маломощные зо­

ны, приуроченные к таким дизъюнктивным дислокациям, как

сбросы, надвиги и т. п. Катаклазированные породы интенсивно

выветриваются, относительно легко размываются, поставляя ма­

териал, формирующий осыпи и способствующий развитию дру­

гих склоновых процессов.

В общем случае тектониты можно рассматривать как ослаб­

ленные зоны скальных массивов и таким образом подходить к их оценке в качестве оснований сооружений. Так, глинистые текто­

нические брекчии являются слабыми породами и из оснований

ответственных сооружений удаляются.

Технические каменные материалы

Происхождение этих материалов связано с технической деяте­

льностью человека, в частности со строительным производством.

Они в известной мере являются аналогами природных горных пород. Эти материалы изучает техническая петрография, которая является специальной отраслью классической геологической пет­

рографии.

К техническим каменным материалам относятся керамиче­ ские изделия: бетон, абразивы, стекла, различные огнеупоры (шамот, динас и др.), различные шлаки, цементы и др. (табл. 7).

Большинство из них занимает важное место в строительстве и

связано с производственной деятельностью инженеров-строите­

лей. Главными задачами инженеров в исследовании технических

камней является изучение их минерального состава и структур,

знание химических, физических и физико-химических характери­

стик отдельных минералов, входящих в различные технические

92

каменные материалы. Все это нужно использовать для установле­

ния свойств технических материалов и поисков новых материа­

лов, необходимых для дальнейшего развития строительного про­

изводства.

Происхождение искусственных технических камней (материалов).

По характеру процессов образования они во многом аналогичны природным процессам (генезису), в которых формируются мине­ ралы и горные породы. Так, шамот, фарфор, динас, керамика и цементный клинкер образуются примерно в таких же условиях, как метаморфические породы; доменные шлаки, глиноземистый

цемент, различные стекла, абразивный корунд формируются как излившиеся (эффузивные) магматические породы, а бетон и сили-

93

катный: кирпич - как сцементированные породы осадочного про­

исхождения.

Химический состав. В большинстве случаев вышеперечислен­

ные искусственные технические камни являются силикатными,

что сближает их с магматическими и метаморфическими порода­

ми. В их составе присутствуют: Si02, Ti02, Al20 3, Fe20 3, FeO, MgO,

СаО, Na20, К20, ВаО, MnO, РЬО, S03• За исключением корундо­

вых и магнезитовых материалов, резко отличающихся по химиче­

скому составу, в остальных технических камнях, так же как и в

магмюических породах, преобладают кремнезем или кремнезем с

оксидом алюминия. В составе всех технических материалов отсут­

ствует вода (за исключением бетона), отличительной чертой явля­

ется совершенно необычное сочетание химических элементов, ко­

торое в горных породах не наблюдается. Например, шамот состоит

из Si02 и Al20 3, а другие оксиды присутствуют в минимальном ко­ личест~е. Доменные шлаки представляют собой сложный матери­

ал, состоящий из СаО, А1 20з, Si02.

Минеральный состав технических камней весьма своеобразен.

С одной стороны, они содержат природные минералы (кварц, корунд, полевые шпаты, оливин), а с другой - группу искусст­

венных минералов, которые в горных породах не встречаются

(алит, белит, uелит, муллит и др.). Минеральный состав и струк­ туры некоторых технических материалов показаны в табл. 7.

Структура. Качество искусственных технических камней во

многом зависит от их разнообразной структуры (см. табл. 7). Все

они в известной мере аналогичны структурам горных пород, но

имеют и свои определенные особенности. Большинство техни­

ческих камней обладают кристаллической (зернистой) структурой (цемент, абразивы, некоторые огнеупоры и др.), встречается пег­ матитовая структура (глиноземистый цемент), многие огнеупор­

ные материалы имеют брекчиевидную структуру. Шлакам больше

всего свойственна пористая и рыхлая структура, а в отдельных

случаях, например в фарфоре, она бывает стекловатая.

В технических камнях, даже в кристаллических структурах,

почти всегда в том или ином количестве присутствует аморфное

стекло. Например, шамотный огнеупор имеет зернистую структу­ ру, но кристаллы муллита потружены в аморфную алюмосиликат­ ную массу. На свойства технических камней существенное влия­

ние оказывают количественное взаимоотношение кристаллов и

аморфной массы, а также их взаиморазмещение.

Петрурrия. В области искусственных каменных материалов

создана новая область технологии - петрургия, или каменное ли­ тье. С помощью петрургии получают различные изделия, в том числе и строительные, путем плавления и последующей кристал-

94

лизации расплавленного базальта. В настоящее время чтобы по­

лучить литье разного цвета, улучшенного состава, структуры и

свойств, переплавление проводят при наличии самых разнообраз­ ных добавок, в качестве которых используют доломит, кварцевый

песок, другие природные минералы и горные породы.

В результате переплавления получают камеино-литейные из­ делия заданной формы, с высоким качеством по твердости,

прочности и стойкости в агрессивных средах. Необходимо отме­ тить, что изделия кислотоупорны, имеют большое сопротивление

истиранию, даже более высокое, чем у некоторых легированных

сталей.

Каменное литье широко применяют в строительстве (трубы,

облицовочные плитки) и на химических предприятиях (керамика,

металлокерамика).

Радиоактивность технических материалов связана с присутст­

вием в них материалов с природными или искусственно создан­

ными радиоактивными химическими элементами. Природные ра­

диоактивные минералы в технические материалы попадают с

сырьем, из которых они изготовляются, например, это может

быть радиоактивный щебень гранита или промышленные отходы. Повышенную радиоактивность могут иметь бетоны, полученные на основе золы-уноса, шлакобетон, красная керамика.

В настоящее время все природные и искусственные строите­

льные материалы и сырье, подобные продукты промышленности,

используе.мые в строительстве, обязательно исследуются на нали­

чие в них радиоактивных излучений. Согласно существующим

нормативам определяется степень их пригодности в строительном

производстве.

Глава 4

ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ХРОНОЛОГИЯ

ЗЕМНОЙ КОРЫ

Историю и общие закономерности развития и образования

земной коры изучает специальная наука - историческая геология.

Для восстановления истории развития земной коры используют

геологические <<документЫ>> в виде толщ пород, которые характе­

ром своих напластований, остатками ископаемых организмов

свидетельствуют об этапах развития земной коры.

Установление возраста горных пород необходимо для оценки

их свойств и определения положения среди других пород. Вся

95

геологическая документация, в частности геологические карты и

разрезы, требует применеимя показателей возраста пород. Разли­ чают абсолютный и относительный возраст горных пород.

Абсолютный возраст - это продолжительность существования («ЖИЗНИ>>) породы, выраженная в годах. Для его определения при­

меняют методы, основанные на использовании процессов радио­

активных превращений, которые имеют место в некоторых хими­

ческих элементах (уран, калий, рубидий и др.), входящих в состав пород. С помощью одних элементов устанавливают возраст в мил­ лионах лет, другие дают возможность вычислить более короткие

отрезки времени. Так, зная, какое количество свинца образуется

из 1 г урана в год, определяя их совместное содержание в данном минерале, можно найти абсолютный возраст минерала и той гор­

ной породы, в которой он находится. Это позволяет определять

возраст в миллионах лет. По углероду 14С, период полураспада ко­

торого равен 5568 лет, можно устанавливать возраст более молодых

образований. Абсолютные значения возраста горных пород приве­

дены в геохронологической шкале (табл. 8).

относительно друг друга, т. е. устанавливать, какие породы древ-

96

нее, какие моложе. Для установления относительного возраста ис­

пользуют два метода: стратиграфический и палеонтологический. Стратиграфический метод применяют для толщ . с ненару­ шенным горизонтальным залеганием слоев. При этом считают, что нижележащие слои (породы) являются более древними, чем вышележащие. Из рис. 29, а видно, что самым молодым являет­ ся верхний слой 3, самым древним - нижний 1. Этот метод не используют при залегании слоев в виде складок. На рис. 29, б

показан выход на склон рельефа слоев, смятых в складки. Вид­

Палеонтологический метод позволяет определять возраст оса­

дочных пород по отношению друг к друту независимо от харак­

тера залегания слоев и сопоставлять возраст пород, залегающих

на различных участках. В основу метода положена история раз­

вития органической жизни на Земле. Живот1-1ые и растительные организмы развивались постепенно, последовательно. Остатки

вымерших организмов захорш-mлись в тех осадках, которые на­

капливались в тот отрезок времени, когда они жили.

Зная последовательность и период жизни вымерших организ­ мов, по их остаткам можно определить относительный возраст

слоев осадочных пород (рис. 30).

Шкала rеолоmческоrо времени Земли. Все геологическое время разделили на отрезки. Так бьша создана геохронологическая шка-

J-1

Р и с. 29. Формы залегания слоев осадочных пород:

а- rоризоlfГЗЛьное (вид на стенку шурфа); б- сJ(Ладчатое

97

J

~·

Р и с. 30. Некоторые ископаемые живые организмы

ла. Для слоев пород, которые образавались в эти отрезки време­

ни, бьши предложены свои названия, что позволило создать

стратиграфическую шкалу (табл. 9).

98

Таблица 10

Палеогеографическая и палеоклиматическвя обстановка в истории Земли

дальше отодвинулись друг от друга, причем Австралия оставалась рядом с Антарктидой. Обнажились новые участки суши, уровень моря поиизилея