26-02-2014_18-06-33 / ЛЕКЦИЯ 2

В образовании пород различают несколько стадий:

1– возникновение исходного материала (гипергенез);

2- накопление и перенос этого материала (седиментация);

3- превращение его в горную породу (диагенез) с ее упрочнением и уплотнением;

4– дальнейшее изменение осадочной породы (катагенез).

Химические и органогенные осадки

Известняки и доломиты, известковые туфы. Трепел и диато-

мит – породы морского происхождения.

13

2.3.3. Метаморфические породы

Возникли из пород магматических или осадочных путем их изменения под воздействием высоких давлений и температурй, газовых компонентов, т.е. процессов метаморфизма.

Породы контактового метаморфизма образовались при внедрении магмы в земную кору при высокой температуре на контакте.

Породы регионального метаморфизма возникли в подвижных зонах земной коры, называемых геосинклиналями, в больших масштабах при высоких давлениях.

Динамоморфизм – образование горных пород в результате большого давления и деформаций земной коры (тектонические движения).

По структуре эти породы – кристаллические. Их текстура:

массивная, сланцеватая, полосчатая, плойчатая.

Важно иметь представление как о первичной, так и о вторичной слоистости (рис. 6). При высоком давлении (10-1000 МПа) и перегруппировки минералов появляются трещины, а при движении под углом по отношению к первичной - вторичная слоистость (кливаж).

Рис. 6. Виды слоистости горных пород:

1 – первичная слоистость;

14

2 – вторичная слоистость (кливаж)

Гнейс – гнилой камень, сланцы различают по преобладанию ми-

нералов: тальковые, глинистые, слюдяные, хлоритовые и т.д.

Массивная текстура характерна для кварцита и мрамора.

При изучении метаморфических пород обязательно надо ставить вопрос, из какого же минерала или породы они произошли (табл. 2).

Метаморфические породы по внешнему виду и условиям залегания занимают промежуточное положение между магматическими и осадочными, а по минеральному составу они ближе к магматическим: слюды, кварц, хлорит, тальк. При образовании из магматических пород сохраняют их форму залегания. При метаморфизации осадочных пород слоистость сильно деформируется.

Наиболее прочными являются гнейсы и кварциты, а сланцы имеют различную прочность и анизотропию свойств, причем самые слабые - слюдяные. При содержании биотита весьма сильно выветриваются. На склонах возникают осыпи и другие процессы.

Технические каменные материалы являются аналогами при-

родных пород и созданы при техногенной деятельности человека в строительном производстве. К ним относятся: керамика, бетон, абразивы, стёкла, различные огнеупоры (шамот, динас и др.), шлаки, цементы и др. Шамот, динас, керамика и цементный клинкер образуются примерно в таких же условиях, как метаморфические породы; доменные шлаки, глиноземистый цемент, различные стёкла, абразивный корунд формируются как излившиеся магматические породы; бетон и силикатный кирпич – как сцементированные осадочные породы. Большинство имеют силикатный состав.

15

Прочностные и иные физико-механические свойства многих технических каменных материалов не уступают природным, а порой достигают более высоких значений.

2.4. Основы геологической хронологии земной коры

Историю и общие закономерности развития и образования земной коры изучает историческая геология. Для этого используют геологические «документы» в виде толщ пород, которые характером своих напластований, остатками ископаемых организмов свидетельствуют об этапах развития земной коры.

Различают относительный и абсолютный возраст горных пород, устанавливаемые для оценки их свойств и определения положения среди других пород с отражением в геологической документации (картах и разрезах).

Относительный возраст определяют по отношению друг дру-

га двумя методами: стратиграфическим и палеонтологическим.

Стратиграфический метод применяют для толщ с ненарушенным горизонтальным залеганием слоев (рис. 7). При этом нижележащие слои считают древнее вышележащих. Этот метод не используют при залегании слоев в виде складок.

Рис. 7. Залегание слоев:

а – горизонтальное, б – в виде складок

Из рис. 7,а видно, что самым молодым является верхний слой 3, самым древним – нижний 1. На рис. 7,б показан выход на склон ре-

16

льефа слоев, смятых в складки. Видно, что более древние слои 1 и 2 лежат на более молодом слое 3.

Палеонтологический метод определения относительного возраста пород базируется на истории развития органической жизни на Земле по остаткам вымерших организмов в осадках.

Абсолютный возраст – это срок существования («жизни») породы в годах, определяемый по радиоактивным превращениям в уране, калии, рубидии и др., входящим в состав пород. По образованию свинца из 1 г урана в год находят абсолютный возраст минерала и породы в млн. лет, по углероду 14С с периодом полураспада 5568 лет - более молодых образований. Абсолютные значения возраста пород приведены в хронологической шкале (табл. 3).

Т а б л и ц а 3

17

Шкала геологического времени Земли. Путем раздела геоло-

гического времени на отрезки создана геохронологическая шкала. Для слоев пород, образовавшихся в эти отрезки времени, предложены их названия и создана стратиграфическая шкала (табл. 4).

Т а б л и ц а 4

Самый длительный отрезок времени – эон. Толщу, оборазованную за это время из слоев пород, называют эонотемой. Самый короткий отрезок – век. Образованную в течении века толщу называют ярусом. Каждый отрезок времени получил наименование и обозначение в виде индекса (табл. 3), а на геологических картах – свою окраску. Современный четвертичный период имеет индекс Q, на геологических картах обозначен серо-зеленым цветом. Самый древний период – кембрийский.

Периоды делят на эпохи (отделы). Например, триасовый период подразделяют на нижнюю (Т1), среднюю (Т2) и верхнюю (Т3) эпохи. Каждую эпоху разделяют на века (ярусы). Например, К2dat читается как меловой период, верхняя эпоха, датский век. Верхний индекс дает наименование века. Современный четвертичный период имеет деление на эпохи, обозначенные римскими цифрами –

QI , QII, QIII, QIV. Кроме того, перед индексом Q ставят знаки, обозначающие генезис (происхождение) пород, например, аQIII – поро-

18

ды аллювиального (речного) генезиса, eoQII – эолового (ветрового) генезиса, mQI – морского происхождения и т.д.

Инженеры-строители и архитекторы должны знать возрастные индексы горных пород (грунтов) и использовать для чтения геологической документации (карт, разрезов) при проектировании зданий и сооружений.

19