Ответы на экзаменационные вопросы по инженерной геологии. Схема строения земного шара и земной коры. Указать мощность оболочек геоида и слоев коры
 Скачать 2.8 Mb.
|
     Основы общей геологии и гидрологии.
 Твердое тело Земли имеет три основные геосферы: ядро, промежуточную оболочку (мантию) и земную кору. Земная кора (литосфера) – верхняя твердая оболочка Земли ( толщиной 15…70 км. ) состоит из двух оболочек – верхней и нижней. Мощность верхней оболочки состоящей из двух слоев ( осадочный чехол и кристаллический фундамент ) – 15..40 км, мощность нижней – около 30 км. Однако мощность земной коры в разных частях земного шара не остается постоянной. Наибольшая мощность кора достигает на континентах, а под океанами мощность зем. коры не превышает 6..8 км. Далее идет мантия – промежуточная оболочка земли ( Толщина – ок. 2900 км ) Подразделяется верхнюю ( мощностью ок. 900 км. ) и нижнюю ( мощностью ок. 1900 км. ). И дальше – ядро. Делится на внешнее и внутренне. Первое из них ( Внешнее ядро ) начинается примерно на глубине 2900 км. и имеет мощность ок. 2100-2200 км. Внутренне ядро имеет радиус ок. 1200-1300 км. *Геоид – тело, образованное поверхность океанов, мысленно продолженной под материками. От этой пов-ти в любой точке Земли отсчитываются так называемые высоты над уровнем моря.
Магматические горные породы – Горные породы, образованные путем застывания огненно-дикой магмы. (Магма – вязкий по консистенции расплав сложного силикатного состава, обогащенный парами воды и различными газами). Осадочные горные породы – Горные породы, образующиеся при осаждении и накоплении в той или иной среде ( водной, воздушной ) продуктов физ. или хим. разрушения ( выветривания ) исходных пород с последующим уплотнением и ( нередко ) цементацией осадка. Метаморфические горные породы – Горные породы, образованные из пород магматического или осадочного происхождения под влиянием высокой температуры и давления и сопровождающих их химических процессов. Методы определения возраста горных пород:
По происхождению и условиям образования и залегания магматические горные породы подразделяются на интрузивные (глубинные), эффузивные (излившиеся) и жильные. Интрузивные породы образуются при силовом внедрении и остывании магмы в толще отложений горных пород земной коры без выхода на пов-ть земли. Магма затвердевает, образуя различные по форме магматические тела: батолиты и лакколиты. Батолит – значительный по площади (сотни тысяч км2) неправильных очертаний массив глубинных магматических пород, обнажающийся на пов-ти земли лишь в результате размыва покровной толщи. У батолитов отсутствует нижняя граница из-за большого углубления в земную кору. Лакколит – выпуклые интрузии, обычно с плоской подошвой. В отличие от батолитов они образуются на значительно меньших глубинах от пов-ти земли и намного меньше по размерам (от сотен метров до нескольких км.). При внедрении магматических масс в толщу горных пород происходит раздвигание смежных слоев и их подъем.  Жильные образования связаны с заполнением магматических трещин, образующихся обычно в толще осадочных пород при внедрении магмы. Жилы подразделяются на пластовые и секущие. Большинство жильных интрузий являются секущими, т.е. пересекающими осадочные слоистые толщи под тем или иным углом. Реже встречаются пластовые жильные интрузии, приуроченные к контактам между слоями. Это интрузивные тела, залегающие между пластами горных пород. В отличие от жильных, занимают большие площади (сотни, тысячи км2) Жилы, ограниченные вертикальными стенками – дайки. Эффузивные породы образуются при излиянии с последующим остыванием и затвердеванием магмы уже не в толще пород земной коры, а на пов-ти земли.
Образование осадочных горных в общем случае происходит в четыре стадии:
Разновидности обломочных осадочных горных пород: Обломочные Зернистые (песок, щебень, галька) Сцементированные (песчаники, конгломераты) Обл. осад. гор. Породы Глинистые Мягкие (глины, суглинки, супеси) Сцементированные (аргиллиты, алевролиты)
Донные осадки в морях и озерах, представленные продуктами разрушениями горных пород или останками живых организмов, как правило, накапливаются в виде горизонтальных или почти горизонтальных слоев. Горизонтальное положение не меняется даже в том случае, если имеют место колебательные движения земной коры. Такое залегание пластов осадочных пород называется ненарушенным залеганием. 
Нарушенное залегание - Залегание, которое приобрели слои горных пород после своего образования под воздействием тектонических движений или под влиянием деятельности ледника, в результате оползней и т. д. Нарушения в залегании осадочных горных пород подразделяют на две группы: нарушения без разрыва сплошности пластов (пликативные дислокации) и нарушения с разрывом сплошности слоев (дизъюнктивные дислокации). Среди пликативных дислокаций наиболее простым видом является моноклинальное залегание – наклон слоев в одну сторону. Для определения положения пласта в пространстве необходимо знать элементы его залегания, т.е. простирание, падение и угол падения. Простиранием пласта называется направление линии пересечения пласта с горизонтальной пло-тью. Положение линии простирания определяется горным компасом и выражается в градусах. Падение пласта – линия, перпендикулярная линии простирания, указывающая направление падения пласта. Так же, как и линия простирания, положение линии падения относительно сторон света проще всего определяется в азимутах или румбах горным компасом. Угол падения пласта – наклон пласта к горизонтальной плоскости. Если пласты пород стоят вертикально или близко к вертикальному положению, то говорят, что они поставлены на голову. Складки – волнообразные изгибы пластов горных пород различной формы и величины. В общем случае различают два типа складок: синклинальные (расположенные выпуклостью вниз) и антиклинальные (расположенные выпуклостью вверх).  Дизъюнктивные дислокации. Разрывные нарушения возникают в различных природных условиях и имеют самые разнообразные формы, однако наиболее часто встречаются сбросы и надвиги. Сброс – разрывное нарушение, сопровождающееся более или менее вертикальным перемещением масс горных пород по пов-тям разрыва. Надвиг – разрывное нарушение сопровождающееся надвиганием одной части горны пород на другую по пов-ти надвига. 
Метаморфические горные породы - Горные породы, образованные из пород магматического или осадочного происхождения под влиянием высокой температуры и давления и сопровождающих их химических процессов. Породы регионально гометаморфизма - это наиболее распространенный тип метаморфических пород. Обычно они обладают очень большой мощностью, значительной протяженностью и вследствие этого обусловливают однородность инженерно-геологической обстановки на обширных площадях. ( Гнейсы, кристаллические сланцы, слюдяные сланцы и т.д.) Породы динамометаморфизма - Под динамометаморфизмом понимают изменение структуры породы под действием давления, чаще всего в результате проявления горообразовательных процессов без участия высоких температур и магмы. Наиболее распространенным типом пород динамометаморфизма в складчатых горных сооружениях являются глинистые сланцы – продукт различной степени метаморфизации глин. (Катаклазиты, милониты). Породы контактного метаморфизма. Контактный метаморфизм проявляется на контакте магмы с вмещающими ее породами.
Органогенные (биохимические) осадочные породы. Образуются в результате жизнедеятельности тех или иных организмов. Органогенные породы подразделяются на зоогенные, происхождение которых связано с деятельностью организмов (большинство известняков, мел, мергель, фломиты, опока, трепел и др.), и фитогенные, образованные растительным веществом (ил, сапропель, торф, бурый и каменный уголь, антрациты и др.).
Химические осадочные породы представляют собой твердые осадки, выпавшие из концентрированных водных растворов солей, и являются продуктами физико-химического выветривания исходных горных пород. Породы этой группы образовались путем осаждения из морских и озерных соленых вод растворенных в них солей. К числу наиболее распространенных химических осадочных пород относят гипс (CaSO4 • 2H2O); ангидрит (безводный сернокислый кальций – CaSO4); каменная соль, состоящая в основном из минерала – галита (хлористый натрий – NaCl).
К подземным относятся воды, которые находятся в порах, трещинах или пустотах, горных пород, обладающих способностью отдавать воду при ее откачке. По своему происхождению подземные воды подразделяются на:
Грунтовыми водами называются воды первого от пов-ти земли постоянно существующего водоносного горизонта в различных водопроницаемых пористых породах (песок, гравий, галька). Грунтовые воды имеют следующие особенности. Во-первых, они безнапорны, т.е. имеют свободную пов-ть воды. Во-вторых, область их питания за счет инфильтрующихся в грунт атмосферных осадков совпадает с областью их распространения. Этот фактор имеет важное практическое значение, особенно при проектировании дренажных устройств, как с точки зрения определения величины возможного понижения уровня грунтовых вод, так и с точки зрения расчета их водопропускной способности. В-третьих, режим грунтовых вод зависит от географических условий местности, в первую очередь от метеорологических факторов. Поэтому колебания уровня грунтовых вод, их дебит и химический состав воды носят сезонный характер. В-четвертых, грунтовые воды связаны с поверхностными водами, поскольку они либо питают пов-ные воды, либо, наоборот, питаются за счет инфильтрации в грунт пов-ых вод.
Напорными, или артезианскими, называют напорные воды, приуроченные к водоносному пласту, залегающему между двумя водоупорными пластами. Артезианские бассейны обычно связаны с различного рода тектоническими структурами, но чаще всего с тектоническими впадинами платформ – синеклизами и разрывными нарушениями горных пород. Если вскрыть такой водоносный горизонт, пробурив скважину, то вода поднимется выше кровли пласта, а при большом напоре будет изливаться на пов-ть земли. В каждом водоносном горизонте артезианского типа различают следующие элементы:
Метаморфические горные породы - Горные породы, образованные из пород магматического или осадочного происхождения под влиянием высокой температуры и давления и сопровождающих их химических процессов. Породы регионально гометаморфизма - это наиболее распространенный тип метаморфических пород. Обычно они обладают очень большой мощностью, значительной протяженностью и вследствие этого обусловливают однородность инженерно-геологической обстановки на обширных площадях. ( Гнейсы, кристаллические сланцы, слюдяные сланцы и т.д.) Породы динамометаморфизма - Под динамометаморфизмом понимают изменение структуры породы под действием давления, чаще всего в результате проявления горообразовательных процессов без участия высоких температур и магмы. Наиболее распространенным типом пород динамометаморфизма в складчатых горных сооружениях являются глинистые сланцы – продукт различной степени метаморфизации глин. (Катаклазиты, милониты). Породы контактного метаморфизма. Контактный метаморфизм проявляется на контакте магмы с вмещающими ее породами. Под действием высоких температур происходит перекристаллизация и обжиг пород. Высокие давления приводят к уплотнению пород, а если это направленное давление, то породы приобретают, кроме того, сланцеватую структуру.
Сменяемость пластов континентальных отложений обусловливается преимущественно вековым или сезонным изменением климатической обстановки. Например, речные отложения изменяют свой вещественный состав в зависимости от гидрологического режима реки (половодье, межень) Для морских отложений изменение условий осадконакопления и, следовательно, сменяемость пластов является следствием проявления главным образом колебательных движений земной коры, приводящих к многократной смене поднятия и опускания, т. е. к периодическим изменениям положения береговой линии.
Землетрясения — подземные толчки и колебания поверхности Земли, вызванные естественными причинами (главным образом тектоническими процессами) или искусственными процессами (взрывы, заполнение водохранилищ, обрушением подземных полостей горных выработок). Непосредственным источником колебаний, возникающих в очаге при тектонических землетрясениях, является механический процесс внезапного смещения земных масс под влиянием сил упругости при напряжениях, превышающих предел прочности пород. При этом тектонические напряжения накапливаются постепенно и постоянно, прерываясь внезапными изменениями в распределении сил в момент освобождения энергии, т.е. непосредственно в момент землетрясения. Эта энергия в форме упругих волн распространяется во все стороны от разрыва (очага землетрясения), достигает пов-ти земли, где ощущается в форме подземного толчка или колебаний почвы. Землетрясение: В 1 балл – неощутимое. Сотрясения почвы обнаруживаются и регистрируются только сейсмографами. В 2 балла – едва ощутимое. Колебания ощущаются только отдельными людьми, находящимися в покое внутри помещений, особенно на верхних этажах. В 3 балла – слабое. Ощущается немногими людьми, находящимися внутри помещений; под открытым небом – только в благоприятных условиях. В 4 балла – заметное. Ощущается внутри зданий многими людьми, под открытым небом – немногими. Спящие просыпаются, но никто не пугается. В 5 баллов – пробуждение. Ощущается всеми внутри здании, немногими под открытым небом. Висячие предметы сильно качаются. В 6 баллов – испуг. Ощущается всеми независимо от места. Немногие люди теряют равновесие. В некоторых случаях может разбиться посуда и другие стеклянные изделия, падают книги. В 7 баллов – повреждение зданий. Большинство людей испуганы и выбегают из зданий. Не могут устоять на ногах В 8 баллов – сильные повреждения зданий. Общий испуг, паника. Испытывают беспокойство водители. Часть висячих ламп повреждается. В 9 баллов – повсеместное повреждение зданий. Всеобщая паника, сильные повреждения мебели. Животные мечутся и кричат. В 10 баллов – всеобщее разрушение зданий. В 11 баллов – катастрофа. В 12 баллов – изменение рельефа местности.
Под тектоническими явлениями подразумеваются всякого рода перемещения материала земной коры, вызванные внутренними (эндогенными) силами, возникающими в недрах Земли. Такого рода перемещения земной коры, приводящие к ее деформации и изменению ее строения, называются тектоническими движениями. Различают два основных вида тектонических движений:
Донные осадки в морях и озерах, представленные продуктами разрушениями горных пород или останками живых организмов, как правило, накапливаются в виде горизонтальных или почти горизонтальных слоев. Горизонтальное положение не меняется даже в том случае, если имеют место колебательные движения земной коры. Такое залегание пластов осадочных пород называется ненарушенным залеганием. |