Геотехника 1 л7

Геотехника 1 ​

​Определение и описание метаморфических горных пород​

ассист. проф. Ибрагимов А.Х.

Метаморфизм представляет собой процесс минералогического, структурно-текстурного, а иногда и химического приспособления исходных пород к новым термодинамическим условиям (повышенные температуры и давления) на глубинах, расположенных ниже зоны формирования осадочных пород.

​

Метаморфические горные породы возникают за счет любых исходных пород путем перекристаллизации их в твердом состоянии под воздействием давления и температуры без существенного изменения химического состава (содержание воды и углекислоты при этом не учитывается). Главными факторами, определяющими развитие метаморфизма, являются температура и давление. Источниками тепла служат магматические массы и общая теплота недр Земли​

​

В земной коре различают два вида давления: гидростатическое (литостатическое) и ориентированное (стресс). Первый вид давления обязан своим происхождением нагрузке вышележащих толщ горных пород, а второй - тектоническим нарушениям.

​

В зависимости от соотношения факторов, приводящих к изменениям пород, выделяются следующие классы метаморфизма. 1. Контактовый (термальный) метаморфизм. Связан с воздействием на исходные породы магматических масс. Главным фактором его является высокая температура. При этом химически активные растворы, циркулирующие в области контакта магматического тела с вмещающими породами, действуют как катализаторы химических реакций. Наиболее распространенные породы: мраморы, роговики​

​

2. Динамометаморфизм (дислокационный, катакластический). Главный фактор – стресс. Породы приурочены к зонам тектонических нарушений. Главный процесс – механическое дробление пород и минералов, переходящее в пластическое течение раздробленных частиц. Наиболее распространенные породы – тектонические брекчии, катаклазиты, милониты.

​

3. Региональный (динамотермальный) метаморфизм. Охватывает огромные объемы земной коры. Основными его факторами являются температура, давление и отчасти концентрация циркулирующих растворов. Основной преобразующий процесс – перекристаллизация и, возможно, пластическое течение. Породы этого класса наиболее широко распространены среди древних образований земной коры, представлены преимущественно сланцами, гнейсами, амфиболитами.

​

4. Ультраметаморфизм происходит при очень высоких температурах, большом гидростатическом давлении, сильном стрессе и действии химически активных растворов в глубоких зонах литосферы. Класс ультраметаморфических пород объединяет гетерогенные образования ультраметаморфических гранитоидов и мигматитов, широко распространенных на древних щитах.

​

5. Метасоматоз. Связан с одновременным воздействием на исходные породы высокой температуры и химически активных растворов, которые играют роль не только среды и катализаторов, но являются активными реагентами (привносят одни и вносят другие компоненты). Метасоматические горные породы образуются в результате физико-химического преобразования любых исходных горных пород при взаимодействии с проникающими через них минерализованными газоводными флюидами, в результате чего химический состав исходных пород существенно меняется.

​

Multiple Choice

Сколько существует классов метаморфизма?

• 5

• 4

• 2

• 6

Multiple Choice

Процесс частичного плавления метаморфических горных пород при прогреве и под воздействием летучих компонентов?

• Хемонексис

• Подплавление

• Метаморфизм

• Анатексис

Fill in the Blanks

Какие виды горных пород вы знаете?

Multiple Choice

Какой вид метаморфизма охватывает огромные объемы земной коры?

• Ультраметаморфизм

• Метасоматоз

• Региональный

• Контактовый

• В основу классификации структур метаморфических горных пород положены абсолютная величина и относительные размеры слагающих породу минералов или их агрегатов (необходимо помнить, что перекристаллизация пород в твердом состоянии называется «бластез», поэтому к названию структуры прибавляется слово «бластовые».

• По этому признаку, как и для магматических пород, выделяют равномернозернистые (гомеобластовые) и неравномернозернистые (гетеробластовые) структуры. К первой группе относится крупнозернистая (20-10 мм), среднезернистая 10-5 мм) и мелкозернистая (5-2 мм) и тонкозернистые (менее 2 мм) структуры.

• Среди неравномернозернистых структур отметим лишь порфиробластовую, которая характеризуется наличием относительно крупных выделений (порфиробластов) одного или нескольких минералов в более или менее равномернозернистой массе минералов, слагающих основную массу породы.​

Кроме этого выделяются структуры по форме составных частей:

Гранобластовая – характеризуется присутствием в породе изометричных зерен полигональных или извилистых очертаний.

​

Лепидобластовая структура характерна для пород, сложенных чешуйчатыми материалами (слюды, хлориты).

​

Нематобластовая – отличается преобладанием в породе минеральных зерен столбчатой формы (например, турмалин).

Фибробластовая – характерна для пород, сложенных волокнистыми минералами (серпентином, актинолитом и др).

Между типами структур, выделенными по форме составных частей, существуют постепенные переходы. Поэтому структуры многих пород получают двойные названия, например, гранолепидобластовая структура. Название преобладающей структуры ставится в конце названия.

​

Multiple Choice

Перекристаллизация пород в твердом состоянии?

• бластез

• Анатексис

• Хемогенез

• Седиментация

Multiple Choice

Какая структура характеризуется присутствием в породе изометричных зерен полигональных или извилистых очертаний?

• Нематобластовая

• Лепидобластовая

• Фибробластовая

• Гранобластовая

Multiple Choice

Какая простая структура преобладает в фибролепидобластовой структуре?

• Нематобластовая

• Лепидобластовая

• Фибробластовая

• Гранобластовая

Multiple Choice

Какая простая структура преобладает в лепидогранобластовой структуре?

• Нематобластовая

• Лепидобластовая

• Фибробластовая

• Гранобластовая

Для метаморфических пород характерны следующие текстуры:

Сланцеватая текстура характеризуется вытянутостью минералов в одном направлении, возникает в условиях стресса. Она является наиболее распространенной.

Волокнистая – разновидность сланцеватой, но представлена волокнами, изгибающимися и переплетающимися на фоне общей параллельности.

Очковая – на фоне сланцеватой и волокнистой массы четко выделяются округлые или овальные крупные отдельные кристаллы одного или нескольких минералов или участки горной породы («очки»), сохранившиеся от перекристаллизации, отличающиеся по составу и структуре от основной массы.

Плойчатая текстура. Характеризуется наличием мелкой гофрировки и микроскладок. Для метасоматических горных пород характерны сложные неоднородные, пятнистые, узорчатые, изогнуто-полосчатые и другие текстуры.

Однородная (массивная) с неориентированным расположением кристаллов, которая возникает в породах при отсутствии ориентированного одностороннего давления

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 увеличений содержания полевых пшатов и биотита уменьшается способность гнейсов сопротивляться выветрива­нию.

​

Наиболее широкое применение в строительстве имеют мрамор и кварцит из-за их большой прочности я устойчиво­сти против выветривания. Интенсивное выветривание слан­цев ограничивает использование их в качестве оснований со­оружений, несмотря на их значительную прочность

Multiple Choice

Какая текстура является наиболее распространенной среди метаморфических горных пород?

• Волокнистая

• Сланцеватая

• Плойчатая

• Очковая

Multiple Choice

Какая текстура изображена на рисунке?

• Волокнистая

• Массивная

• Плойчатая

• Очковая

Multiple Choice

Какая текстура изображена на рисунке?

• Волокнистая

• Сланцеватая

• Массивная

• Очковая

Multiple Choice

Какой вид давления обязан своим происхождением нагрузке вышележащих толщ горных пород?

• Статодинамическое

• Стресс

• Литостатическое

• Анатексис

Multiple Choice

Какой вид давления обязан своим происхождением тектоническими движениями

• Статодинамическое

• Стресс

• Литостатическое

• Анатексис