Конспект по геоморфологии Николаева. Геология и другие науки 2 Общие сведения о Вселенной. Форма и размеры Земли. 4

• Название: Геология и другие науки 2 Общие сведения о Вселенной. Форма и размеры Земли. 4
• Анкор: Конспект по геоморфологии Николаева
• Дата: 08.02.2023
• Размер: 6.75 Mb.
• Имя файла: Konspekt_po_gemoru.docx
• Тип: Документы; #927246
• страница: 3 из 14

Горные породы

Горные породы – геологические тела, сложенные минеральными агрегатами определенного состава и образованные при различных геологических процессах внутри земной коры или на ее поверхности. Петрогенез - процесс образования горных пород в результате магматизма, метаморфизма или осадконакопления. В зависимости от времени образования делятся на первичные (образованные в процессе петрогенеза) и вторичные (образованные в процессе изменения горной породы).

• 
  Мономинеральная порода – сложена одним минералом: кварцит, мрамор, известняк, лабрадорит.
  
• 
  Полиминеральная порода – сложена двумя и более минералами (таких пород большинство): гранит (полевой шпат, кварц, слюда), пегматит (полевой шпат, кварц + турмалин, берилл, слюды и др), габбро.
  

Фациальные условия – условия формирования горных пород, определяющие их состав и внешний облик

Фация – комплекс горных пород однородных по составу и образованных в одних и тех же условиях.

Вещественный состав:

• 
  зерна минералов (основной)
  
• 
  вулканическое стекло
  
• 
  обломки ранее существовавших минералов и пород
  
• 
  органические остатки
  
• 
  космическая пыль
  

Инженерно-геологическая классификация горных пород (по Ф.П.Саваренскому с дополнениями В.Д.Ломтадзе)

Структура отражает внутренне строение горной породы, обусловленное степенью кристалличности, количеством, размером и формой минеральных зерен.

Текстура определяет взаимное расположение в пространстве минеральных зерен, характер их срастания и особенности заполнения объема.

Фазовый состав горных пород. Газовая и водная фазы.

Горные породы обычно представляют собой двух или трехфазные системы и состоят из взаимодействующих между собой твердой (минеральный скелет), жидкой (поровой раствор) и газообразной фаз.

Газовая фаза занимает от 1 — 12 до 40 — 50% объема горных пород. Газовые компоненты находятся в различных состояниях:

• 
  в адсорбированном состоянии удерживаются на поверхности минеральных частиц силами молекулярного притяжения и образуют на них полимолекулярные газовые пленки. Содержание адсорбированных газов зависит от: степени их дисперсности, минерального состава пород, влажности, температуры, давления, содержания органических веществ и состава самих газов. По нарастанию адсорбированной способности минералы образуют следующий ряд: кварц, мусковит, биотит, кальцит, лимонит, каолинит, гидрослюды.
  
• 
  в растворенном состоянии или в поровой влаге они представлены в основном кислородом, углекислым газом, азотом и др.
  
• 
  в свободном состоянии газы заполняют поровое пространство породы, не занятое водой, и составляют основную массу газообразной фазы горных пород.
  

Жидкая фаза (вода) по подвижности делится на:

• 
  связанная (45% от всей воды)
  
  • 
    химически связанная - входящая в состав кристаллической решетки минералов
    
    • 
      кристаллизационная
      

Входит в кристаллическую решетку минерала в виде молекул Н₂O. Удаляется при температуре менее 400 С., образуются «безводные» минералы.

• 
  цеолитная
  

Не занимает определенного положения в кристаллической решетке, располагается в свободных полостях.

• 
  конституционная
  

Кислород и водород участвуют в молекулярном строении минералов в виде отдельных ионов (например гидроксильной группы (ОН- )). Может быть выделена только при разрушении кристаллической решетки минерала при температуре более 400 гр. С

• 
  физически связанная
  

• 
  прочносвязанная (гигроскопичная)
  

облекает частицы горной породы одномолекулярной тонкой пленкой и может быть удалена только при t = 105-110 C и давлении p = 1000 МПа. Замерзает при t = – 78 C, повышенной вязкости, плёнка неравномерной толщины (менее толстая на вогнутых местах, более толстая на углах).

• 
  рыхлосвязанная (пленочная, по Лебедеву)
  

образует вокруг частиц горной породы и поверх гигроскопической своеобразную многомолекулярную пленку. При различной толщине пленок эта вода может медленно перемещаться от частиц с большей толщиной пленок к частицам с меньшей. Не передает гидростатического давления. Находится от частицы на расстояниях не больше 0,05 мкм, медленно передвигается с выравниванием толщины пленки

• 
  свободная
  
  • 
    капиллярная – образуется в местах соприкосновения минеральных частиц в виде отдельных капель, которые изолированы друг от друга поверхностями частиц и менисковыми поверхностями, неподвижны и находятся в как бы защемленном состоянии
    

• 
  вода углов пор –
  

Образуется преимущественно в местах сопряжения частиц породы и суженных угловых участков пор, где прочно удерживается капиллярными силами (капиллярно-неподвижное состояние).

• 
  подвешенная
  

• 
  собственно капиллярная
  

Располагается над уровнем первого от поверхности водоносного горизонта (грунтовых вод), где она образует так называемую капиллярную кайму. Мощность ее различна и зависит от состава горных пород; она минимальна в крупнообломочных породах (до 2-30-35 см), максимальна в суглинках и глинах (до первых метров). Передает гидростатическое давление.

• 
  Гравитационная - это вода, находящаяся в физически свободном состоянии и передвигающаяся в нисходящем/боковом направлении под влиянием силы тяжести
  
  • 
    инфильтрационная
    

Вода движется по поровому пространству

• 
  инфлюационная
  

Вода движется по трещинам горных пород

• 
  пластовая
  

Движение воды происходит под действием разности уровней или разности напоров

Водоносный горизонт – слой, содержащий и перемещающий влагу за счет разности уровней или разности напоров.



Гидравлический градиент/гидравлический напор

Горные породы по отношению к воде:

• 
  Водопроницаемые
  
  • 
    Грубообломочные и песчаные
    
  • 
    Слабосцементированные горные породы
    
  • 
    Трещиноватые
    
• 
  Водонепроницаемые
  
  • 
    Монолитные и нетрещиноватые магматические и метаморфические горные породы
    
  • 
    Глины
    

Физические свойства подземных вод

Температура:

• 
  весьма холодная (ниже 4°С),
  
• 
  холодная (4— 20 °С),
  
• 
  теплая (20—37 °С),
  
• 
  горячая (37—42 °С),
  
• 
  весьма горячая (42—100 °С),
  
• 
  перегретая (более 100 °С)
  

Минерализация – концентрация растворов в воде твердых минеральных веществ, находящихся там в виде ионов или коллоидов.

Классификация по Вернадскому:

• 
  пресные (до 1 г/л),
  
• 
  солоноватые (1 —10 г/л),
  
• 
  соленые (10—50 г/л),
  
• 
  рассолы (более 50 г/л)
  

Радиоактивные воды в зависимости от преобладания в них тех или иных радиоактивных изотопов разделяют на три группы: радоновые, радиевые, радоно-радиевые.

Формула Курлова. Принцип этой формулы — изображение со­держащихся в воде ионов в убывающем порядке в виде псев­додроби, в числителе которой записаны анионы, а в знаменателе — катионы. Слева от дроби формулы приводятся следующие показа­тели: S_P — микроэлементы (Br, I, As) и свободные газы (С0₂ и др.), мг/л, а также общая минерализация воды М в г/л; справа — pH, температура воды t и дебит D.

Ионы, содержание которых в воде менее 10%, в формуле не ука­зываются, однако некоторые исследователи считают, что следует указывать все ионы, входящие в состав подземных вод. В общем виде формула Курлова имеет вид:

Например, паспорт воды знаменитого кисловодского нарзана по формуле Курлова будет иметь следующий вид: