Определение магматических горных пород

Выводы.

Содержание инженерно-геологического отчета, выводы

Наблюдения за осадками и деформациями сооружений.

Наблюдения за деформациями масс горных пород в подземных выработках.

В настоящее время подземные сооружения строят не только для разработки месторождений полезных ископаемых, но и других самых разнообразных целей – для транспортных и гидротехнических туннелей, подземных гидроэлектростанций, размещения заводов, предприятий, силовых установок, складов, стоянок автомобилей и др.

Главным, центральным вопросом при инженерно-геологическом обосновании проектов и строительстве подземных сооружений являются оценка и прогноз устойчивости горных пород, величины и распределения горного давления с целью управления им. Этим определяется порядок проведения горных выработок, необходимость их крепления, выбор типа и мощности крепления и безопасность производства горных работ. Наблюдения за деформациями крепи выработок позволяют предупреждать их аварийное состояние, а также судить о величине давления на крепь. Рекомендуется устанавливать по периметру крепи возможно большее число динамометров, чтобы получить более полную картину распределения давления. Наблюдения за деформациями масс горных пород в подземных выработках сопровождаются детальными описаниями изменений физического состояния горных пород и отбором проб для изучения их физико-механических свойств.

Согласно существующим правилам наблюдения за осадками, просадками и подъемами оснований фундаментов проводят преимущественно с помощью повторных нивелировок специальных реперов – марок, закрепленных на зданиях и сооружениях. Реперы – марки обычно закрепляют по периметру зданий и сооружений (и внутри их)примерно на одном уровне в стенах, на колонных и фундаментах, по углам по обе стороны осадочных швов на расстоянии 10-15 м. Один от другого в местах, удобных для нивелировок. При этом реперы – марки привязывают к опорным реперам, расположенным вне обследуемых зданий и сооружений. Наблюдения проводят раз в месяц, в квартал или чаще, в зависимости от скорости развития осадки. По результатам наблюдений вычисляют максимальные, минимальные и средние значения осадки, наличие кренов, подъемов и т.д.

Инженерно-геологический отчет является итогом инженерно-геологических исследований, стационарных, режимных наблюдений, их заключительным звеном.

В состав отчета обычно входит четыре части: 1) общая; 2) специальная; 3) графические приложения; 4) инженерно-геологическая записка.

1. Общая часть отчета начинается с введения, в котором указываются цели и задачи исследований, состав, объем и характеристика выполненных работ, состав исполнителей, место нахождения района исследований и сроки работ. В главе «физико-географический очерк» описывается орография, гидрография и климат. Характеристика рельефу, речной сети, паводки, климатические особенности района, роза ветров. В главе «геология района» геологическое строение, стратиграфия, тектоника. В главе «гидрогеологические условия» описываются подземные воды, условия их залегания, циркуляция, состав, агрессивность, фильтрационные свойства и т.д. В главе «Природные геологические явления и инженерно-геологические процессы» оказывающие влияние при разработке (строительстве) или при эксплуатации сооружения.

2. Специальная часть состоит из ряда отдельных глав, содержащих описание конструкций проектируемых сооружений и их требований к естественным условиям, методику исследований, приводятся физико-технические свойства пород, освещаются инженерно-геологические условия строительства и эксплуатации сооружения.

В конце отчета дается заключение с основными выводами по всем разделам, а также перечень использованной литературы и материалов. К отчету прилагается различный графический материал (карты, разрезы, колонка разведочных выработок и т.д.).

Инженерно-геологические заключения составляются в практике вместо больших отчетов. Здесь выделяется три вида заключения:

1) по условиям строительства объекта;

2) о причинах деформаций сооружений;

3) экспертиза.

В первом случае (1) заключение носит характер сокращенного инженерно-геологического отчета (2) также о причинах деформаций зданий и сооружений и др. (3) Проводится по проектам крупных сооружений. Основой для экспертизы является наличие спорных и разноречивых оценок природных условий (в процессе изысканий) или аварии сооружения (в процессе их эксплуатации).

Режимные, стационарные наблюдения занимают важное место в обеспечении нормальной эксплуатации сооружений. Качественные и количественные изменения инженерно-геологических условий территорий в целом или отдельных элементах этих условий во времени характеризуют их динамику. Динамика процессов и явлений может иметь определенный режим, когда их изменения закономерны во времени и обусловлены климатическими, гидрологическими, гидрогеологическими, а также влиянием естественных и искусственных условий.

Определение необходимо начинать с краткого описания образца, которое выполняется по общей схеме. Сначала определяется цвет породы, затем – структура и текстура породы. Если структура полнокристаллическая, то порода относится к интрузивной (глубинной), а если неполнокристаллическая или порфировая, то это указывает на принадлежность породы к эффузивным (излившимся).

При определении интрузивных пород необходимо дать характеристику структуры по относительному и абсолютному размеру зерен, а также правильно определить минеральный состав зерен, что совместно с цветом позволяет правильно определить принадлежность породы к подгруппе по химическому составу.

Дополнительно полезно помнить следующее.

Кальцит в магматических г.п. как породообразующий минерал не встречается (кроме карбонатитов, отсутствующих в наших коллекциях).

Кварц, как правило, особенно в мелких зернах, кажется серым, темно-серым и, главное темнее плагиоклаза, что характерно для гранитов.

Кварц практически не встречается с оливином и пироксеном.

Калиевый полевой шпат – ортоклаз (розовый цвет) может быть и очень слабо розовым, и чуть сиреневым и просто серым. В последнем случае он с трудом отличается от плагиоклаза. Сиениты с таким ортоклазом от диоритов отличаются только если в них присутствует биотит, который в диоритах практически не встречается.

При определении эффузивных г.п. при наличии порфировой структуры нужно определить какие минералы содержаться в порфировых выделениях и на этом основании установить название г.п. Если же порфировая структура в породе отсутствует, то точное определение породы затруднительно. В этом случае возможно только приблизительное отнесение эффузивной горной породы к кислым, средним или основным, ориентируясь на цвет основной массы породы.

Чаще всего при определении эффузивных г.п. делаются следующие ошибки.

Путают порфировую структуру с миндалекаменной текстурой и наоборот. Нужно помнить, что порфировые выделения – это кристаллы, обязательно имеющие правильные кристаллографические очертания, тогда как миндалины имеют любые, часто сложные, но обязательно округлые, без углов и прямолинейных ограничений очертания.

Пытаются определить минеральный состав основной массы эффузивных г.п., даже в случае, если она неразличимозернистая. Например, если основная масса черная, говорят, что она состоит из пироксенов и т.п., хотя состав такой массы можно установить только под микроскопом.

Интрузивные породы.

Гранит (лат. granum – зерно)   Кислотность. SiO2 65-75 % - кислая порода. Химический состав. Кварц (2³), калиевые полевые шпаты, кислые плагиоклазы, примеси темноцветных минералов (не более 10-15%) слюды (биотит, мусковит), реже роговой обманки, авгита. Иногда встречается эпидот, турмалин и гранаты. Цвет. Розовый (>ортоклаза), красноватый, светло-серый (>плагиоклаза), желтоватый и др. Структура. Полнокристаллическая, равномерно кристаллическая, средне- и крупнозернистая. Текстура. Массивная Удельный вес. 2,7 Форма залегания. Залегают чаще всего в форме батолитов, штоков, реже образуют, дайки, лакколиты и жилы. Отдельность. Характерна пластовая матрацевидная, столбчатая и параллелепипедная отдельности. Генезис. Интрузивная (плутоническая) порода. Месторождения. Карелия, Украина, Кавказ, Урал, Средняя Азия, Сибирь, Финляндия и др. Практическое значение. Используется для внешней облицовки зданий и сооружений, а также для скульптурных работ. С гранитными телами связаны месторождения различных ценных металлов (олова, вольфрама, молибдена, свинца, цинка и др.). Разновидности. Рапакиви (фин. – гнилой камень) – крупнозернистые биотитороговообманковые граниты с крупными кристаллами ортоклаза. Гранит–порфир – когда на фоне основной мелкозернистой массы гранита выделяются отдельные крупные кристаллы полевых шпатов. Чарнокит – гиперстеновый гранит, часто встречается среди гранитов докембрийского возраста. Аляскиты – характерно высокое содержание калиевых полевых шпатов, превышающее содержание плагиоклаза; практически отсутствуют темноцветные минералы, а если и встречается биотит, содержание его всегда ниже 5%; кварц составляет 35-40% объёма породы. Гранодиориты – отличаются от гранитов тем, что плагиоклаз представлен не олигоклазом, а андезином, который всегда преобладает над калиевым полевым шпатом; кварц составляет порядка 20%; из темноцветных минералов наряду с биотитом присутствует роговая обманка. Тоналиты – отличаются от гранодиоритов тем, что калиевый полевой шпат в них либо отсутствует, либо является второстепенным минералом. В их составе присутствует андезин, роговая обманка, реже биотит и кварц, составляющий 25-30% объёма пород. Плагиограниты – в отличие от гранита практически не содержат калиевые полевые шпаты; в их состав входит кислый плагиоклаз, кварц, роговая обманка. Диагностика. В отличие от схожего сиенита содержит кварц.

Сиенит (от Syene - Сиена, греческое название древнеегипетского города Сун, ныне Асуан)

Кислотность. SiO₂ 52-65 % - средняя порода.

Химический состав. Калиевый полевой шпат, плагиоклаз, с примесью цветных минералов (до 20-25%): роговой обманки, биотита, пироксена, изредка оливина. В отличие от гранита практически не содержит кварца (менее 5%). В зависимости от содержания цветных минералов сиениты называют роговообманковыми, слюдяными, кварцевыми и др. В химическом отношении сиениты характеризуются содержанием кремнезёма от 55 до 65%, а по содержанию щелочей разделяются на нормальные и щелочные. В нормальных сиенитах плагиоклазы представлены олигоклазом и андезином; в щелочных - присутствуют калиевые полевые шпаты, реже - альбит.

Цвет. Светлоокрашенные породы, сероватые и розоватые, в зависимости от цвета калиевого полевого шпата и содержания темноцветных минералов.

Структура. Полнокристаллическая, равномерно кристаллическая, иногда порфировидная, мелко- и среднезернистая.

Текстура. Массивная.

Удельный вес. 2,6

Форма залегания. Дайки, штоки.

Отдельность. Пластовая или параллелепипедальная.

Генезис. Интрузивная (плутоническая) порода.

Месторождения. Украина (Волынская область), Урал, Казахстан, Кавказ, Средняя Азия, США, Канада, Германия, Норвегия и др.

Практическое значение. Строительный материал.

Разновидности. При содержании кварца более 5% порода называется кварцевым сиенитом. Сиениты, содержащие щелочные пироксены и амфиболы, выделяются как щелочные сиениты, а фельдшпатоиды - как фельдшпатоидные сиениты.

Диагностика. В отличие от гранита «не блестит», так как практически не содержит кварца.

Диорит (франц. diorite, греч. diorízo - разграничиваю, различаю)

Кислотность. SiO₂ 52-65 % - средняя порода.

Химический состав. Плагиоклаз (андезин или олигоклаз), роговая обманка, реже авгит и биотит, иногда присутствует кварц. Второстепенные минералы представлены титанитом, апатитом и магнетитом

Цвет. Обычно тёмно-зеленый или коричнево-зеленый.

Структура. Полнокристаллическая, равномерно кристаллическая, среднезернистая.

Текстура. Массивная.

Удельный вес. 2,7-2,9

Форма залегания. Штоки, жилы, лакколиты и др. интрузивные массивы.

Отдельность. Пластовая, параллелепипедальная.

Генезис. Интрузивная порода.

Месторождения. Северная Америка (Кордильеры). Распространен в Великобритании, Центральной Азии (Казахстан), России (Урал) и других районах мира.

Практическое значение. Служит строительным материалом, используется для облицовки зданий, изготовления ваз, столешниц, постаментов и т.д. В Древнем Египте и древней Месопотамии использовался и как скульптурный материал (см. рис. 53). В связи с диоритами часто развиваются золотоносные кварцевые жилы.

Разновидности. Различают разновидности: кварцевые, бескварцевые, роговообманковые, авгитовые и биотитовые.

Диагностика. Окраска диорита боле светлая, чем у габбро, иногда имеют совершенно лейкократовый облик.

Габбро C:\Geology\grafics\gp\габбро\габбро_0.htm(итал. gabbro)

Кислотность. SiO₂ 45-52 % - основная порода.

Химический состав. Плагиоклаз, моноклинный пироксен (или роговая обманка, иногда смесь), обычно плагиоклаза заметно меньше, чем пироксена, но встречаются и чисто плагиоклазовые крупнозернистые габбро. В качестве акцессорных присутствуют апатит, ильменит, магнетит, иногда хромит.

Цвет. Чёрная, тёмно-зелёная, иногда пятнистая порода.

Структура. Полнокристаллическая, равномерно кристаллическая, крупно- и среднезернистая.

Текстура. Массивная, иногда пятнистая, полосчатая.

Удельный вес. 2,9-3,1

Форма залегания. Крупные лакколиты, лополиты, дайки и штоки.

Отдельность. Пластовая, параллелепипедальная.

Генезис. Интрузивная порода.

Месторождения. Распространены в различных районах Великобритании, в Северной Америке (в горах Адирондак) и вдоль побережья п-ова Лабрадор (Канада), в ЮАР, Франции, Шотландии (Великобритания) и др.; крупные массивы габбро известны на Урале, Украине, Кольском полуострове, в Закавказье и др.

Практическое значение. Габбро иногда содержат скопления рудных минералов и в этих случаях могут использоваться как руды меди, никеля и титана. Часто применяются в качестве строительного и облицовочного камня высокой прочности, для наружной и внутренней облицовки, преимущественно в виде полированных плит и для приготовления щебня и дорожного камня.

Разновидности. Анортозиты – лишены темноцветных минералов, нориты – состоят из плагиоклаза и ромбических пироксенов, троктолиты - состоят из плагиоклаза и оливина. Если в габбро вместе с пироксеном присутствует оливин, порода носит название оливиновые габбро. Богатые плагиоклазом (85-90%) габбро выделяются под названием плагиоклазитов. Из них известны лабрадориты, плагиоклазы которых обладают часто красивой голубоватой или зеленоватой игрой цветов.

Диагностика. Более темная порода по сравнению с диоритом.

Лабрадорит (назван по месту первой находки – на п-ове Лабрадор в Северной Америке)

Кислотность. SiO₂ 45-52 % - основная порода.

Химический состав. Состоит преимущественно из плагиоклаза — лабрадора с незначительной примесью (не более 5—7%) пироксенов и рудных минералов.

Цвет. Обычно серый, коричневатый или почти черный. Но встречаются и светлые разновидности.

Структура. Полнокристаллическая, равномерно кристаллическая, крупнозернистая.

Текстура. Массивная.

Удельный вес. 2,7

Форма залегания. Лакколиты, лополиты, дайки, штоки.

Отдельность. Пластовая, параллелепипедальная.

Генезис. Интрузивная порода.

Месторождения. Один из наиболее распространенных минералов группы плагиоклазов, встречается в изверженных породах основного состава (анортозитах, габбро и др.). Распространен в горах Адирондак (США, шт. Нью-Йорк) и Уичито (США, шт. Оклахома). Крупные массивы лабрадорита имеются в Канаде (п-ов Лабрадор), Финляндии, на Украине.

Практическое значение. Применяется как высококачественный облицовочный камень в основном в монументальной архитектуре, хотя некоторые образцы с яркой голубой и зеленой иризацией используются как декоративно-поделочные камни. Им облицованы многие станции Московского метрополитена и здания города (часть цоколя гостиницы "Москва", отделка Мавзолея и аллеи городов-героев в Александровском саду и др.). Чаще всего это лабрадориты Головинского и Турчинского месторождений Украины.

Разновидности. Является разновидностью габбро.

Диагностика. Синий отлив на гранях слагающих кристаллов.

Дунит (назван по имени горы Дун (Dun) в Новой Зеландии)

Кислотность. SiO₂ <45 % - ультраосновная порода.

Химический состав. Почти мономинеральная оливиновая порода. В виде второстепенных примесей встречается хромит или магнетит, иногда платина. Случайные минералы – гранат, корунд. Почти всегда присутствует серпентин.

Цвет. Чёрный, тёмно- или светло-зелёный.

Структура. Полнокристаллическая, равномерно кристаллическая, среднезернистая.

Текстура. Массивная.

Удельный вес. 3,1-3,25

Форма залегания. Штоки.

Отдельность. Пластовая, параллелепипедальная.

Генезис. Интрузивная порода.

Месторождения. Урал, Кавказ, Англия, Южная Африка и др.

Практическое значение. Иногда содержат хромит и платину в промышленных масштабах.

Разновидности. Хромитовые дуниты – богатые хромитом дуниты. Сидеронитовый дунит - дунит с магнетитом.

Диагностика. Тёмно-зелёная окраска, связанная с большим количеством оливина.

Перидотит C:\Geology\grafics\gp\перидотит\peridotite.jpg(от франц. péridot - перидот, или оливин)

Кислотность. SiO₂ <45 % - ультраосновная порода.

Химический состав. Состоит главным образом из оливина (70-30%) и пироксенов (30-70%), иногда с роговой обманкой. В виде второстепенных минералов встречаются: магнетит, ильменит, пирротин, хромит, шпинель, гранат и др.; иногда перидотиты содержат платину и некоторые никелевые минералы.

Цвет. Порода тёмной окраски, чаще всего зелёного или зеленовато-серого цвета.

Структура. Полнокристаллическая, равномерно кристаллическая.

Текстура. Массивная, часто афанитовая (плотная).

Удельный вес. 3,2

Форма залегания. Штоки.

Отдельность. Пластовая, параллелепидальная.

Генезис. Интрузивная порода.

Месторождения. Северная Шотландия и др.

Практическое значение. Перидотит в ассоциации с другими ультраосновными и основными горными породами образуют пояса и зоны значительной протяжённости, к которым приурочены месторождения хромита, платиновых и силикатных никелевых руд, хризотил-асбеста, талька и др. полезных ископаемых.

Разновидности. Перидотит с ромбическим пироксеном называется гарцбургитом (саксонитом), с моноклинным – верлитом; с моноклинным и ромбическим одновременно – вебстеритом (лерцолитом).

Диагностика. Темно-зеленая окраска.

Пироксенит

Кислотность. SiO₂ <45 % - ультраосновная порода.

Химический состав. Пироксен, роговая обманка, из акцессорных минералов присутствует оливин, биотит, магнетит, ильменит, иногда хромит.

Цвет. Тёмные, зеленовато-серые, иногда с буроватым оттенком, черные.

Структура. Полнокристаллическая, равномерно кристаллическая, средне- и крупнозернистая.

Текстура. Массивная, часто афанитовая (плотная), иногда порфировидная.

Удельный вес. 3,1-3,25

Форма залегания. Небольшие массивы.

Отдельность. Пластовая, параллелепипедальная.

Генезис. Интрузивная порода.

Месторождения. Шотландия.

Практическое значение. К пироксенитам приурочены месторождения сульфидных руд, никеля.

Разновидности. Косьвиты – пироксениты, состоящие из моноклинного пироксена со значительной примесью магнетита.

Диагностика. По сравнению с перидотитами и дунитами более тёмно окрашены (почти чёрные), имеют более крупнокристаллическое строение.

Эффузивные породы.

Липарит (итал. Lipari - Липарские острова, где он впервые был обнаружен )

Кислотность. SiO₂ 65-75 % - кислая порода.

Химический состав. Вулканическое стекло, полевые шпаты. Кварц встречается реже и практически незаметен. Из темноцветных минералов встречаются блестящие листочки биотита, реже удлинённые или игольчатые кристаллы роговой обманки. Тонкозернистый аналог гранита.

Цвет. Светлые, почти белые.

Структура. Порфировая или стекловатая.

Текстура. Массивная.

Удельный вес. 2,3 – 2,4

Форма залегания. Встречается в виде лавовых потоков, вулканических куполов, пепловых накоплений.