Геология ДЗ5

ДОМАШНЯЯ  РАБОТА

Задание 1.

Минерал ангидрит (СаS0₄ ) относится к классу сульфатов, группа  гипсовых вяжущих. В природе - минерал или осадочная горная порода, в основном состоящая из этого минерала. Сравнительно легко растворяется в воде (1 часть ангидрита: 500 частей воды), присоединяя воду, переходит в гипс(среднерастворим). Разлагается в H₂SO4.  При выветривании менее устойчив, чем кварц (умеренно устойчивый). Образует горную породу того же названия ангидрит (осадочную горную породу). Встречается в мергелях, содержащих залежи гипса, среди залежей калийных солей и значительно реже — в гидротермальных рудных жилах.

Минерал авгит относится к классу силикатов, группа  пироксенов. В природе - минерал или осадочная горная порода, в основном состоящая из этого минерала. В воде не растворяется. Реагирует на  HCl.  При выветривании менее устойчив, чем кварц (умеренно устойчивый). Чаще всего породообразующий минерал различных магматических пород; встречается, прежде всего, в основных эффузивных породах, в том числе в базальтах, отчасти в андезитах, фонолитах и вулканических пеплах.

 

 Задание 2.

Пироксенит – интрузивная ультраосновная магматическая горная порода, содержание SiO₂ < 40 %, содержит главным образом авгит, иногда роговую обманку, из акцессорных минералов присутствует оливин, биотит, магнетит, ильменит, иногда хромит.

Пироксенит имеет полнокристаллическую, равномерно кристаллическую, средне- и крупнозернистую структуру и массивную, часто афанитовую (плотную), иногда порфировидную  текстуру.

Аплит – кислая жильная  магматическая горная порода, содержание SiO₂ >65%, содержит полевой шпат, кварц, небольшое количество мусковита.

Структура - мелко- и тонкозернистая. Текстура полосчатая, массивная.

 

Сходство – обе породы магматического происхождения, имеют массивную текстуру. Различие - минеральный состав, структура, процесс образования, содержание SiO₂

 

Задание 3.

Ангидрит - хемогенная мономинеральная горная порода, состоящая из минерала ангидрита. В промежутках может присутствовать песчаный и глинистый заполнитель.

Структура - среднезернистая, текстура – массивная и слоистая.

По ГОСТ 25100 – 95 ангидрит относится к классу скальных (с жесткими структурными связями — кристаллизационными и цементационными) грунтов, группа – полускальные, подгруппа - осадочные, тип – сульфатные.

Песок - терригенная рыхлая  среднеобломочная осадочная порода, образовавшаяся в результате переноса и отложения частиц разрушенных горных пород текучими водами и ветром, а также в результате накопления в прибрежных частях морей. Песок состоит в основном  из кварца. В промежутках между обломками может присутствовать глинистый заполнитель. Структура - среднезернистая, текстура – беспорядочная.

По ГОСТ 25100 – 95 песок относится к классу дисперсных (с механическими и водно-коллоидными  структурными связями) грунтов, группа – несвязные, подгруппа - осадочные, тип – минеральные.

 

Задание 4.

Слюдяной  сланец, песчаник, роговик, яшма

Песчаник →  слюдяной сланец

Яшма → роговик

Слюдяной  сланец может быть продуктом среднетемпературного регионального метаморфизма гранитов (эпидот-амфиболитовая фация). Образовывался из основных магматических пород при повышенном давлении и температуре. Исходными породами кристаллических сланцев могут быть осадочные (аргиллиты и песчаники) и кислые магматические породы. В процессе метаморфизации частично изменяется минеральный состав (существенно уменьшается содержание полевых шпатов за счет увеличения содержания слюд – мусковита и биотита, помимо этих минералов часто присутствуют порфиробласты граната, турмалина, ставролита и др.). Происходит рассланцевание породы, коренным образом меняется текстура (массивная → сланцеватая) и структура (полнокристаллическая → лепидобластовая).

Роговик — метаморфическая порода, образовавшаяся при прогреве (контактовом метаморфизме) горных пород внедрившейся интрузией.

 Различаются по составу исходных  пород, подвергшихся метаморфизму.

Глинистые породы превращаются в роговики, содержащие кордиерит,  гранат, биотит, полевые шпаты;

Кремнистые породы (кремни, яшмы, менилиты) с примесью глинистого материала и гидроокислов железа, образующие конкреции и пропластки в карбонатных и глинистых отложениях; часто содержат карбонаты и органические остатки (губки, радиолярии).

Роговики обычно имеют тонкозернистую полнокристаллическую гранобластовую или порофиробластовую структуру. Текстура массивная либо полосчатая (наследующая слоистость протолита), иногда пятнистая.

В процессе контактового метаморфизма происходит небольшое изменение структуры  (кристаллическая→ тонкозернистая полнокристаллическая) и текстуры (плотная, полосчатая →массивная либо полосчатая).

 

Задание 5.

Ордовик, триас, кембрий, пермь, силур

Кембрийский –  Є, ордовикский – О, силурийский  – S, пермский – Р, триасовый – Т периоды. Стратиграфический перерыв наблюдается между силурийским и пермским периодом; отсутствуют породы девонского и каменноугольного возраста.

 

Задание 6.

pQ₄ - Пролювиальные отложения четвертичного периода (квартера) верхней эпохи. Рыхлые отложения продуктов разрушения горных пород, смываемых и выносимых по ложбинам (эрозионным бороздам) временными потоками от атмосферных осадков к подножию возвышенностей. Слагают конусы выноса и образующиеся от их слияния так называемые пролювиальные шлейфы.  У вершин конусов выноса материал грубообломочный — галька и щебень с песчано-глинистым заполнением, а к периферии он мельчает доглин.

mQ₂ - Морские отложения четвертичного периода (квартера) средней эпохи. Донные осадки современных и древних морей Земли. В составе морских отложений присутствуют: обломочные частицы породы, вынесенные реками; осадки, выделенные из морской воды организмами (биогенные вещества): микроскопические известковые или кремнистые раковины зоопланктона, моллюсков, скелетные части прочих морских обитателей; органические растительные осадки и продукты разложения мягких тканей животных; химические вещества, осаждённые из морской воды в виде кристаллов и коллоидных сгустков, наряду с сорбированными ими элементами; следы метеоритной пыли, вулканический пепел и т.д. Состав определяется тремя факторами: удалённость от основных массивов суши (наличие внесенной материковой породы, глубина воды, плодородии моря (объем биогенных частиц). По возрасту старше, чем отложения верхней эпохи.

 

Задание 7.

Линза, лополит

Лополит — согласная, межпластовая интрузия блюдцеобразной формы. Форма залегания магматических горных пород в виде плоской чаши с опущенной центральной частью и приподнятыми краями. Лополиты характерны преимущественно для пород основного и ультраосновного состава, так как образуются в тех случаях, когда внедрившаяся в земную кору магма близко подходит к земной поверхности и подстилающие лополит осадочные породы прогибаются в область магматического очага.

Рис. 1. Лополит

Линза - геологическое тело чечевицеобразной формы, быстро выклинивающееся по всем направлениям, мощность которого невелика по сравнению с протяжённостью. Линзы широко распространены в слоистых осадочных горных породах.

Рис.2 – Линза – 2.

 

Задание 8.

Грабен, синклиналь

Грабен (англ. graben, ров) — дислокация, участок земной коры, опущенный относительно окружающей местности по крутым или вертикальным тектоническим разломам. Грабенами называются участки земной коры, опущенные системе сбросов. Сбросом называется разрывное смещение, при котором висячее крыло движется вниз по круто падающей плоскости смесителя в направлении, близком к вертикальному. Длина грабенов достигает сотен километров при ширине в десятки и сотни километров. Места обычных образований грабенов в зонах растяжения земной коры (рифтовые зоны).

Рис. 3. Грабен ( 1 – неподвижная часть  толщи, 2 – смещенная часть толщи, р – разрыв слоев)

Синклиналь - складка, обращенная вершиной вниз. В зависимости от формы и угла наклонов крыльев и положения осевой плоскости складки делят на прямые, косые, лежачие, опрокинутые, веерообразные, сундучные и др.

Рис. 4. Синклиналь

Принципиальное различие грабена  от синклинали в том, что для грабена характерен вертикальный разрыв слов и опускание участка земной коры между этими разрывами, а для синклинали характерен изгиб слоев, равномерный относительно друг  друга.

 

Задание 9.

Вариант 5. На заводе строительных материалов пробурены скважины 20, 21, 22 (табл. 9) на расстоянии 70 м друг от друга с  целью выбора участка для размещения вращающейся обжиговой печи и камнедробильной установки.

Постройте геологический разрез, масштабы горизонтальный 1:1000 вертикальный 1:200. Следует ли уточнить геологический  разрез до строительства? В ходе строительства?

Описание буровых  скважин

№ скв., абс. отметка устья, м	Геол. возраст	Глубина залегания подошвы слоя, м	Описание горных пород	Глубина залегания уровня воды, м
				Появив-шегося	установившегося
20 26,2	aQ2 mQ1	9,8 13,0	Песок мелкий рыхлый Глина тугопластичная	3,3	3,3
21 29,3	dQ4 aQ2 mQ1	2,8 6,0 11,0	Супесь пластичная Песок мелкий средней  плотности Глина тугопластичная с прослоями песка	4,5	4,5
22 30,9	dQ4 mQ1	1,0 15,0	Суглинок мягкопластичный Глина тугопластичная с прослоями песка	0,4	0,4

По геологическому разрезу мы видим, что скважинами вскрыты у скважины № 20 пески и глина, у № - 22 суглинок, глина. До начала строительства необходимо уточнить геологический разрез, так как камнедробильную установку и вращающуюся обжиговую печь целесообразнее установить на устойчивых фундаментах, в нашем случае на песках, так как при работе установки создают вибрацию. Если расположить камнедробилку и печь на суглинке или супеси, от их работы могут возникнуть оползни. Песок наиболее подходит для размещения камнедробильной установки и вращающейся печи, потому что он  будет гасить вибрацию благодаря своей мелкозернистой структуре.

 

 

Задание 10.

 

№ вар-та	Инженерно-геологические условия в пределах площадки	Уровень ответственности		Нагрузка на фундамент, кН/м (этажность)	Размер в  плане, м	Глубина залегания уровня грунтовых вод, м	Глубина заложения фундамента, м
Здание  на ленточных фундаментах
5	Выделяется 5 различных  по литологии слоев, скальных грунтов  нет.*	II	500 (6)		100*100	нет	6,0

Определить  количество и ориентировочную глубину  буровых скважин  при проведении инженерно-геологических изысканий при проектировании здания (сооружения) на стадии рабочей документации (СП-11.105.97 ч. 1. п. 8) Категорию сложности инженерно-геологических условий определить по Приложению Б к СП).

Глубины горных выработок при изысканиях для зданий и сооружений определяются в зависимости от нагрузок на фундаменты. При нагрузке/этажности - 500кН/м (6) - глубина горной выработки от подошвы фундамента будет 9-12м. Так как подземные воды отсутствуют, принимается меньшее значение глубин. Скальных грунтов тоже нет. Следовательно, глубина буровой скважины равна:

 6м (подошва фундамента) + 9м = 15м

Расстояния  между горными выработками следует устанавливать в зависимости от сложности инженерно-геологических условий и уровня ответственности проектируемых зданий и сооружений. По инженерно-геологическим условиям в пределах площадки категория сложности  - III. Уровень ответственности – II. Здания малочувствительны к неравномерным осадкам. Расстояние между горными выработками следует принять равным 30м.

Так как горные выработки следует располагать по контурам и осям проектируемых зданий и сооружений, для размера 100*100м по одной стороне здания необходимо 5 выработок (через 25м).

Всего необходимо 25 скважин глубиной 15м.