Курсовая работа - Геологический разрез и его построение по карте горных пород

Подождите немного. Документ загружается.

Устойчивость - способность породы длительное время сохранять

первоначальное положение при вскрытии ее в массиве (при бурении

скважин, проходке шахт и других горных выработок); зависит от условий

залегания, характера связи между частицами породы, трещиноватости и

степени выветривания. При бурении в слабоустойчивых породах

обрушаются стенки скважины, снижается выход керна, повышается износ

буровых коронок и снижается скорость бурения за счет потери времени на

борьбу с осложнениями.

Трещиноватость г.п. - совокупность в породе трещин различного

происхождения и разных размеров. Наличие трещиноватости уменьшает

прочность породы, но увеличивает ее абразивность.

Водопоглощение г.п. - способность сухой породы впитывать воду при

выдерживании ее в воде при атмосферном давлении и комнатной

температуре; определяется как отношение разности в массах

свободнонасыщенного и сухого образца породы к массе сухого образца.

3.1. ОПИСАНИЕ УСЛОВИЙ ОБРАЗОВАНИЯ И СТРОИТЕЛЬНЫЕ

СВОЙСТВА ГРУНТОВЫХ ОТЛОЖЕНИЙ (АЛЛЮВИАЛЬНЫХ)

Алювиальные отложения - отложения, которые содержатся на дне

заводи (речной долины), которая периодически затапливается водой.

По характеру осадков и месту их накопления речные отложения

делят на: дельтовые, русловые, пойменные и старичные. Пойменный

аллювий откладывается в период паводка и представляет собой суглинки

различного состава, глины и мелкозернистые пески. Отложения поймы

обычно обогащены органическими материалами.

Речные долины служат местом активной производственной

деятельности человека. В связи с этим аллювиальные отложения зачастую

попадают в сферу строительных работ. В речных долинах, на поймах и

надпойменных террасах часто приходится строить крупные здания и

сооружения, передающие значительные нагрузки на грунт. Примером могут

служить элеваторы, речные вокзалы, различные портовые сооружения и др.

В качестве оснований для них принимают древний уплотненный аллювий

аккумулятивных террас и русловые отложения, так как русловой аллювий,

представленный крупными обломками и песком, способен выдерживать

тяжелые сооружения. Русловые отложения в долинах крупных рек служат

хорошим основанием для мостовых переходов. В случаях, когда русловой

аллювий перекрывается пойменными и старичными отложениями,

используют свайные фундаменты.

Древний пойменный аллювий в виде суглинков и глин твердой

консистенции является хорошим основанием. Однако следует иметь в иду,

что на древних террасах аллювиальные суглинки часто имеют лессовидный

облик и могут обладать просадочными свойствами. В этом случае

строительство следует вести как на лессовых просадочных грунтах.

Современный пойменный аллювий обладает высокой влажностью, либо

вообще находится в водонасыщенном состоянии с низкой несущей

способностью. Суглинки и глины легко переходят в пластичное и даже

текучее состояние.

Наиболее слабыми из аллювиальных отложений являются иловатые

старичные. При строительстве между подошвой фундамента и иловатым

грунтом применяют песчаные подушки или свайные фундаменты. Следует

учитывать и такую характерную особенность аллювиальных отложений, как

многослойность их толщ с наличием линз и пропластков. Слои и прослои под

нагрузкой могут обладать различной сжимаемостью, что значительно

усложняет расчет осадки сооружений. Особенно большая опасность

угрожает зданию, если его фундамент в разных своих частях опирается на

грунты с различной сжимаемостью. С аллювиальными отложениями связаны

такие явления, как плывунность песчаных и набухание глинистых грунтов.

4. МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ АБСОЛЮТНОГО И

ОТНОСИТЕЛЬНОГО ВОЗРАСТА ПОРОД

4.1. Относительный возраст горных пород и методы его определения.

Определение относительного возраста пород– это установление, какие

породы образовались раньше, а какие – позже.

Относительный возраст осадочных г.п. устанавливается с помощью

геолого-стратиграфических (стратиграфического, литологического,

тектонического, геофизических) и биостратиграфических методов.

Стратиграфический метод основан на том, что возраст слоя при

нормальном залегании определяется - нижележащие их слои являются более

древними, а вышележащие более молодыми. Этот метод может быть

использован и при складчатом залегании слоев. Не может быть использован

при опрокинутых складках.

Литологический метод основан на изучении и сравнении состава

пород в разных обнажениях (естественных- в склонах рек, озер, морей,

искусственных – карьерах, котлованах и т.д.). На ограниченной по площади

территории, отложения одинакового вещественного состава (т.е. состоят из

одинаковых минералов и горных пород) , могут быть одновозрастными. При

сопоставлении разрезов различных обнажений используют маркирующие

горизонты, которые отчетливо выделяются среди других пород и

стратиграфически выдержаны на большой площади.

Тектонический метод основан на том, что мощные процессы

деформации г.п. проявляются (как правило) одновременно на больших

территориях, поэтому одновозрастные толщи имеют примерно одинаковую

степень дислоцированности (смещения). В истории Земли осадконакопления

периодически сменялись складчатостью и горообразованием.

Возникшие горные области разрушались, а на выровненную

территорию вновь наступало море, на дне которого уже несогласно

накапливались толщи новых осадочных г.п. в этом случае различные

несогласия служат границами, подразделяющими разрезы на отдельные

толщи.

Геофизические методы основаны на использовании физических

характеристик отложений (удельного сопротивления, природной

радиоактивности, остаточной намагниченности г.п. и т.д.) при их

расчленении на слои и сопоставлении.

Расчленение пород в буровых скважинах на основании измерений удельного

сопротивления г.п. и пористости называется электрокаротаж, на основании

измерений их радиоактивности - гамма-каротаж.

Изучение остаточной намагниченности г.п. называют

палеомагнитным методом; он основан на том, что магнитные минералы,

выпадая в осадок, распластаются в соответствии с магнитным полем Земли

той эпохи которая, как известно, постоянно менялась в течении

геологического времени. Эта ориентировка сохраняется постоянно, если

порода не подвергается нагреванию выше 500°С (т.н. точка Кюри) или

интенсивной деформации и перекристаллизации. Следовательно, в

различных слоях направление магнитного поля будет различным.

Палеомагнитизм позволяет т.о. сопоставлять отложения значительно

удаленные друг от друга (западное побережье Африки и восточное

побережье Латинской Америки).

Биостратиграфические или палеонтологические методы состоят в

определении возраста г.п. с помощью изучения ископаемых организмов

(подробно палеонтологические методы будут рассмотрены в следующей

лекции).

Определение относительного возраста магм. И метам. Г.п. (все выше

охарактер. Методы – для определения возраста осадочных пород) осложнено

отсутствием палеонтологических остатков. Возраст эффузивных пород,

залегающих совместно с осадочными устанавливается по соотношению к

осадочным породам.

Относительный возраст интрузивных пород определяется по

соотношению магматических пород и вмещающих осадочных пород, возраст

которых установлен.

Определение относительного возраста метармофических пород

аналогично определению относительного возраста магматических пород.

4.2. Абсолютный возраст горных пород и методы его определения.

Абсолютная геохронология устанавливает возраст г.п. в единицах

времени. Определение абсолютного возраста необходимо для корреляции и

сопоставления биостратиграфических подразделений различных участков

Земли, а также установления возраста лищенных палеонтологических

остатков фанерозойских и долембрийских пород.

К методам определения абсолютного возраста пород относятся методы

ядерной (или изотопной геохронологии) и не радиологические методы

Методы ядерной геохронологии в наше время являются наиболее

точными для определения абсолютного возраста г.п., в основе которых лежит

явление самопроизвольного превращения радиоактивного изотопа одного

элемента в стабильный изотоп другого. Суть методов состоит в определении

соотношений между количеством радиоактивных элементов и количеством

устойчивых продуктов их распада в горной породе. По скорости распада

изотопа, которая для определенного радиоактивного изотопа есть величина

постоянная, количеству радиоактивных и образовавшихся стабильных

изотопов, рассчитывают время, прошедшее с начала образования минерала

(соотв. И породы).

Разработано большое число радиоактивных методов определения

абсолютного возраста: свинцовый, калиево-аргоновый, рубидиево-

стронциевый, радиоуглеродный и др. (выше установленный возраст Земли

4,6 млрд. лет не установлен с применением свинцового метода).

Нерадиологические методы уступают по точности ядерным.

Соляной метод был применен для определения возраста Мирового

океана. Он основан на предположении, что воды океана были первоначально

пресными, то, зная современное количество солей с континентов, можно

определить время существования Мирового океана (~ 97 млн. лет).

Седиментационный метод основан на изучении осадочных пород в

морях. Зная объем и мощность морских отложений в з.к. в отдельных

системах и объем минерального вещества, ежегодно сносимого в моря с

континентов можно вычислить продолжительность их наполнения.

Биологический метод базируется на представлении о сравнительно

равномерном развитии орг. мира. Исходный параметр – продолжительность

четвертичного периода 1,7 – 2 млн. лет.

Метод подсчета слоев ленточных глин, накапливающихся на

периферии тающих ледников. Глинистые осадки откладываются зимой, а

песчаные летом и весной, т.о. каждая пара таких слоев результат годичного

накопления осадков (последний ледник на Балтийском море прекратил свое

движение 12 тысяч лет назад).

4.3. Исходные данные к вопросу определения возраста пород

Десятки

шифра

Индексы Единицы

шифра

Индексы

QII

Эра кайнозойская KZ, период

Четвертичный

(антропогеновый), отдел

Среднечетвертичный

Эра мезозойская, период

Юрский, отдел Среднеюрский

Эра палеозойская PZ,

Период каменноугольный,

Отдел среднекаменноуг.

QIII

Эра кайнозойская KZ, период

Четвертичный

(антропогеновый), отдел

Верхнечетвертичный

5. СУЩНОСТЬ ЭНДОГЕННЫХ ПРОЦЕССОВ ЗЕМЛИ

От внутренних оболочек Земли поступают три вида энергии:

термодинамическая, механическая и ядерного распада. Эта энергия вызывает

процессы внутренней динамики, основанные на действии тектонических сил.

Например: землетрясения, вулканы, дрейф континентов, подъемы и

опускания различных участков земной поверхности – это процессы

внутренней динамики.

Эндогенные процессы - (греч. endon внутри и genes рожденный)

разнообразные движения земных слоев, их метаморфизация и проявления

вулканизма. Эндогенные процессы происходят при внезапных разрядках

напряжений в ходе химических процессов и распада радиоактивных веществ

в высокотемпературных недрах Земли (глубже земной коры), от силы

тяжести, вызывающей прогибы участков земной коры, и от вращения Земли

вокруг своей оси, способствующего горизонтальному смещению отдельных

ее участков (тектоника плит). Эти силы вызывают землетрясения и

вулканические извержения, метаморфизацию горных пород и образования

складок в земных слоях, медленные подъемы и опускания платформ и щитов,

прогибы на дне океанов и вдоль поднимающихся горных хребтов.

Образуется структурный рельеф земной поверхности.

6. СУЩНОСТЬ ЭКЗОГЕННЫХ ПРОЦЕССОВ ЗЕМЛИ

Энергия Солнца, воздействие космоса, силы притяжения, сложные

физико-химические реакции, постоянно протекающие в недрах Земли - это

факторы, изменяющие ее поверхность, климат, состав атмосферы, а вместе с

тем и органический мир, который в свою очередь оказывает активное

влияние на Землю.

Все воздействующие на планету Земля процессы подразделяются на:

экзогенные (протекающие на поверхности Земли и в приповерхностных

слоях земной коры) и эндогенные (протекающие в недрах Земли). К

экзогенным процессам относятся: выветривание, действие наземных и

подземных вод, деятельность живых организмов, в том числе человека. К

эндогенным — тектонические движения в земной коре, магматические

процессы (образование магмы и магматических горных пород),

метаморфические процессы (преобразование горных пород),

Процессы, протекающие на протяжении многих миллиардов лет

развития Земли, формируют ее рельеф, климат, атмосферу.

Экзогенные процессы — процессы, имеющие своим источником силы

вне земли. Непосредственными геологическими агентами экзогенного

характера являются — солнечная теплота, атмосфера, вода, органическая

жизнь. Деятельность экзогенных процессов сводится к тому, чтобы

неуклонно разрушать части земной поверхности, расположенные выше,

перемещать продукты такого разрушения и отлагать их в областях,

расположенных гипсометрически ниже. Таким образом, в деятельности

экзогенных агентов можно различить две стороны, взаимно

противоположные — отложение, разрушение и перемещение. Совокупность

этих последних процессов называется денудацией, а самые явления получили

название денудационных.

6.1. Исходные данные к вопросу определения возраста пород