Методические указания к лабораторным работам по Геотехнике І для студентов специальности 050729 «Строительство» г. Алматы, 2009г
Скачать 0.71 Mb.
|
Общие сведения: Метаморфические горные породы образуются из магматических и осадочных в процессе метаморфизма. Метаморфизм относится к процессам эндогенным и происходит за счет внутренней энергии земли. При метаморфизме породы претерпевают существенные структурные и текстурные изменения за счет высокого давления, высокой температуры и химически активных элементов, выделяющихся в глубоких зонах земной коры из расплавленной магмы. Породы при этом не переходят в расплавленное состояние. Степень метаморфизма определяется величиной давления и температуры. Чем выше температура и больше давление, тем значительнее изменения, происходящие в материнской породе, и выше степень метаморфизма. Обычно выделяют три степени метаморфизма: начальную, среднюю и высокую.По преобладанию тех или иных факторов в ходе преобразования выделяется:
Текстура: Высокие давления в условиях повышенной температуры вызывают прежде всего изменение текстурных особенностей горных пород. Под действием больших давлений горные породы уплотняются, а кристаллы минералов, слагающие их, поворачиваются наибольшей поверхностью перпендикулярно действующему давлению, что создает характерную для метаморфических пород ориентированную текстуру. Следовательно, все метаморфические породы имеют плотную текстуру. По расположению в породе отдельных структурных элементов наиболее характерными текстурами метаморфических пород являются: слоистая (гнейсовая), которая характеризуется ориентировкой таблитчатых минералов в одном направлении. При значительной толщине слоев различного минерального состава текстура носит название полосчатой или ленточной. Если слои в процессе метаморфизма смяты в складки, то текстура называется полосчатой; сланцеватая, которая характеризуется ориентированным положением таблитчатых и чешуйчатых минералов, породы приобретают способность при механическом воздействии или выветривании раскалываться по плоскостям на пластинки или плитки; однородная, с неориентированным расположением кристаллов, которая возникает в породах при отсутствии ориентированного одностороннего давления. Структура: Структура метаморфических пород возникает в результате вторичной перекристаллизации вещества в твердом состоянии. Все метаморфические породы имеют кристаллическую структуру. При слабой степени метаморфизации породы могут иметь скрытокристаллическую структуру или переходную структуру с отдельными участками кристаллического строения. ^ крупнокристаллическая, с размером кристаллов более 5 мм; среднекристаллическая, с размером кристаллов от 5 до 1 ,м,м; мелкокристаллическая, с размером кристаллов менее 1 мм. Поскольку рост кристаллов при вторичной перекристаллизации в твердом состоянии затруднен по сравнению с кристаллизацией из магматических расплавов, то в большинстве случаев метаморфические породы бывают равнокристаллическими с неявно выраженной формой отдельных кристаллов. ^ Метаморфические горные породы могут быть полиминеральными и мономинеральными. Они состоят из минералов устойчивых в условиях высоких температур. К ним относятся большинство минералов магматических пород: кварц, полевые шпаты, мусковит, биотит, роговая обманка, авпит, магнетит, а также один из минералов осадочных пород — кальцит. Кроме того, в условиях метаморфизма образуются минералы, которые характерны только для метаморфических пород. К таким минералам относится хлорит, серицит, тальк, серпентин, гранат, графит и др. Классификация: Основным диагностическим признаком метаморфических пород является их химический и минералогический состав, формирующийся в различных стадиях метаморфизма. Все химические классификации метаморфических пород очень большие и сложные. Более простой для лабораторного определения метаморфических пород является классификация по текстурным признакам, которая приведена в таблице-определителе. ^ МЕТАМОРФИЧЕСКИХ ГОРНЫХ ПОРОД Группа гнейсов: Ортогнейс образуется при метаморфизме кислых и средних магматических горных пород. Структура полнокристаллическая, крупно и среднекристаллическая. По минералогическому составу аналогичен граниту. Состоит из ортоклаза, кварца, роговой обманки, авгита и биотита с примесью акцессорных минералов. Цвет – пестрый, розовый. От гранита и сиенита отличается слоистой текстурой. Плагиоклазовый гнейс образуется при метаморфизме магматических пород. Структура полнокристаллическая, средне и мелкокристаллическая. Текстура плотная, слоистая, иногда ленточная или слойчатая. По минералогическому составу аналогичен магматическим породам. Состоит из плагиоклаза, кварца, роговой обманки авгита и биотита с примесью акцессорных минералов. Цвет – пестрый, светлосерый. От гранита и диорита отличается слоистой текстурой. Парагнейс образуется при высокой степени метаморфизма осадочных пород: глин и песчаников. Структура полнокристаллическая, средне и мелкокристаллическая. Текстура сплошная слоистая, иногда ленточная или плойчатая. По минералогическому составу аналогичен плагиоклазовому гнейсу. От последнего отличается большим содержанием темноцветных минералов: биотита, авгита, роговой обманки и меньшим содержанием полевых шпатов. Цвет - пестрый, темно-серый. Метаморфические породы обладают кристаллической структурой, особенно характерны листовая, чешуйчатая, игольчатая и таблитчатая формы зерен, реже зернисто-кристаллические породы. ^ Хлористый сланец образуется в начальной стадии метаморфизма из осадочных и магматических пород. Состоит в основном из хлорита с примесью кристаллов кварца, иногда чешуек талька. Структура кристаллическая. Текстура плотная сланцеватая. Цвет зеленый. Легко царапается ножом. Тальковый сланец образуется в начальной стадии метаморфизма из основных и ультраосновных магматических пород. Состоит из талька с примесью кристаллов кварца и чешуек хлорита. Структура кристаллическая. Текстура плотная, сланцеватая. Порода мягкая, легко царапается ногтем. Из-за мягкости талька сланцеватость текстуры часто выражена слабо. На ощупь порода жирная, мыльная. Цвет светло-зеленый, светло-серый, серебристый. Глинистый сланец образуется в начальной стадии метаморфизма как первый этап метаморфического изменения глинистых пород: алевролитов и аргиллитов. Состоит в основном из глинистых минералов с примесью кристаллов кварца, чешуек серицита и хлорита. Структура тонкозернистая с отдельными участками кристаллического строения, или скрытокристаллическая. Текстура плотная, сланцеватая. Цвет различный, зависящий от цвета исходной глинистой породы. От аргиллитов отличается более отчетливо выраженной сланцеватостью. Глинистые сланцы легко раскалываются по горизонтальным плоскостям на плитки с матовой поверхностью. Филлит образуется в начальной стадии метаморфизма как последующий этап изменения глинистых сланцев. Увеличение давления и температуры приводят к полной 'перекристаллизации глинистого вещества и появлению обильных чешуек хлорита и серицита. Структура кристаллическая. Текстура плотная сланцеватая. Состоит из тонкочешуйчатых кристаллов глинистых минералов, серицита, хлорита и кварца. Окраска филлита связана с цветом исходных глинистых сланцев и с цветом преобладающих минералов. От глинистых сланцев отличается шелковистым серебристым блеском по плоскостям сланцеватости. Слюдяной сланец образуется на средней стадии метаморфизма как последующий этап метаморфического измененля глинистых сланцев и филлитов. Состоит из биотита, мусковита, кварца с примесью полевых шпатов и гранатов. Структура кристаллическая, чаще крупно и среднекристаллическая. Текстура плотная сланцеватая, иногда плойчатая. Цвет в основном серый, варьирует в широких пределах в зависимости от соотношения светлой и темной слюды. ^ Мрамор образуется в процессе метаморфизма из осадочных карбонатных пород. Структура кристаллическая, мелко и среднекристаллическая. Текстура плотная однородная, По минералогическому составу мономинерален, состоит в основном из кальцита, поэтому бурно реагирует с НС1. В качестве примеси могут встречаться доломит, магнезит, кварц, графит, хлорит. Цвет у чистого скульптурного мрамора белый. В то же время мрамор в зависимости от примесей может быть различного цвета: от серого до черного, зеленоватого, розового, красного, желтого, кремового и т. д. Широко распространены породы, обладающие пестрой пятнистой окраской. Это обусловлено проникновением красящих растворов по многочисленным трещинам и внутренним пустотам. Кварцит образуется при средней и высокой степени метаморфизма кремнистых и песчанистых пород. Структура кристаллическая, средне и мелкокристаллическая с плохо выраженной формой кристаллов кварца. Текстура плотная, однородная. Часто сохраняется реликтовая слоистая и косослоистая текстура. По минералогическому составу мономинерален. Состоит в основном из кварца. В качестве примесей могут встречаться хлорит, гематит, лимонит, гранат, полевой шпат. Цвет светло-серый, серый, коричневый, красновато-коричневый. От песчаника отличается более высокой прочностью и характером излома. Таблица-определитель метаморфических пород
^ Метаморфические горные породы обладают жесткими кристаллизационными связями между минеральными зернами, что определяет их большую прочность на сжатие и разрыв. Наиболее прочными среди метаморфических пород являются породы с однородной текстурой: мрамор и кварцит. Предел прочности их на сжатие изменяется от 1000 кгс/см2 до 5000 кгс/см2. Эти породы наиболее устойчивы и в отношении выветривания. Слоистые и, особенно, сланцеватые породы обладают ясно выраженной анизотропностью механических свойств. В среднем прочность гнейсов на сжатие перпендикулярно слоистости изменяется от 1500 кгс/см2 до 3000 кгс/см2. Возникающие в процессе метаморфизма трещины в гнейсах обычно бывают заполнены различными слоями, поэтому ах прочность незначительно уменьшается по направлению слоистости. Гнейсы легко и быстро выветриваются. Наибольшей стойкостью против выветривания обладают кварцевые гнейсы. При увеличении содержания полевых пшатов и биотита уменьшается способность гнейсов сопротивляться выветриванию. Наименее прочными и сильно анизотропными в отношении механических свойств являются сланцы. Предел прочности их на сжатие перпендикулярно слоистости изменяется. В очень широких пределах от 2000 кгс/см2 до 100 кг/.см2. Среди сланцев наибольшей 'прочностью 1000 кгс/см2 — 2000 кгс./.см2 обладают слюдяные сланцы. Прочность хлоритовых и тальковых сланцев редко достигает 1000 кгс/см2 и чаще лежит в пределах 200—600 кгс/см2. Наименее прочными среди сланцев являются филлиты и глинистые сланцы, предел прочности на сжатие которых менее 200 кгс/см2. В направлении по сланцеватости прочность на сжатие всех сланцев очень незначительна. Все сланцы очень неустойчивы в отношении выветривания и образуют на склонах рыхлые осыпи, состоящие из мелкой щебенки. Наиболее широкое применение в строительстве имеют мрамор и кварцит из-за их большой прочности и устойчивости против выветривания. Интенсивное выветривание сланцев ограничивает использование их в качестве оснований сооружений, несмотря на их значительную прочность. |
Похожие:
 | Методические указания к лабораторным работам по дисциплине: «Системы автоматизированного проектирования» для студентов автомеханического... | | Методические указания предназначены для выполнения контрольных работ студентами-заочниками специальности 1-70 02 01. Изложено содержание... |
| Методические указания к лабораторным работам по курсу рспсит для специальности 080801. 65-Прикладная информатика в экономике | | Электроснабжение промышленных предприятий” для студентов специальности 090603 – электротехнические системы электропотребления дневной... |
| Методические указания для выполнения лабораторных работ./ Санкт-Петербургский горный ин-т. Сост.: В. В беляев, Г. Н. Журов, Т. Р... | | Методические указания к лабораторным работам по физике. Физика атомов и молекул / Владимирский государственный университет: Сост.:... |
| Зенкина М. В., Скворцова Н. К., Фирцева С. В., Миронова Е. А. Методические указания к выполнению выпускной квалификационной работы... | | Зенкина М. В., Скворцова Н. К., Фирцева С. В., Миронова Е. А. Методические указания к выполнению выпускной квалификационной работы... |
| Методические указания к лабораторным и самостоятельным работам по курсам «Информатика» и «Вычислительная математика». Численные методы.... | | Составители: С. Е соколов, Г. Х. Хожин. Методические указания к программе расчёта токов короткого замыкания, gufaults для студентов... |