WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!


Pages:     | 1 |   ...   | 4 | 5 || 7 | 8 |   ...   | 31 |

Естественным геологическим признаком для подразделения различных горных пород, встречающихся в земной коре, является их происхождение. В соответствии с этим выделяются горные породы: изверженные, метаморфические, осадочные и техногенные. Каждый из этих генетических типов горных пород обладает достаточно обособленными характерными признаками и свойствами. Важнейшими из них являются минеральный состав, структура, текстура, условия залегания, физическое состояние и физико-механические свойства. Выделяют пять групп горных пород по физико-механическим свойствам: 1) твердые породы – скальные; 2) относительно твердые породы – полускальные; 3) рыхлые несвязные породы; 4) мягкие связные породы; 5) породы особого состава, состояния и свойств (Ломтадзе, 1984).

При геологических исследованиях в геологическом разрезе выделяются следующие комплексы:

1) четвертичных отложений, представленные преимущественно породами III, IV и V групп по рассматриваемой классификации;

2) покровный – недислоцированные и слабодислоцированные осадочные и вулканогенные породы и прорывающие их магматические тела – это породы чехла древних и молодых платформ, обнажающиеся на поверхности или прикрытые четвертичными отложениями, породы этого комплекса по инженерно-геологической классификации относятся главным образом к относительно твердым – полускальным;

3) складчатый – дислоцированные осадочные, вулканогенные и метаморфические породы и прорывающие их магматические – это породы складчатого фундамента платформ, обнажающиеся на поверхности или покрытые различными сочетаниями пород четвертичного и покровного комплексов. По инженерно-геологической классификации породы кристаллического фундамента являются преимущественно твердыми – скальными.

Выделение перечисленных пяти групп горных пород в предлагаемой классификации взаимосвязано с распространением определенных типов подземных вод в земной коре (трещинных, пластово-трещинных, пластовых, карстовых, поровых и др.) и развитие определенных геологических процессов и явлений.

Данная классификация горных пород отражает не только основные признаки и статистически точные количественные характеристики свойств, но также закономерности размещения различных групп горных пород в земной коре и их напряженное состояние (Ломтадзе, 1984).

Инженерно-геологические свойства горных пород определяют поведение пород под влиянием инженерной деятельности человека. Эти свойства обусловливают характерные черты геологической среды и особенности ее изменения, в том числе при добыче полезных ископаемых: устойчивость земной поверхности, способность сопротивляться механическому и химическому разрушению при образовании подземного или открытого выработанного пространства, характер взаимодействия пород с водами при нарушении гидрогеологических условий месторождения, особенности изменения напряженного состояния массивов пород.

Необходимый комплекс исследований определяется инженерно-петрографическими особенностями пород и той ролью, которую они будут играть в процессе отработки месторождения. В соответствии со свойствами каждая из этих групп по-разному реагирует на техногенное воздействие в процессе добычи полезных ископаемых.

Изучение инженерно-геологических свойств пород проводится в полевых и лабораторных условиях (Сергеев, 1978).

В экологической геологии исследуются те особенности состава, строения и свойства горных пород, которые определяют их прочность, деформируемость, устойчивость и водопроницаемость, поскольку именно таким образом горные породы влияют на биоту и хозяйственную деятельность.

3.2. Горные породы нефтегазовых месторождений, физико-механические свойства и пространственная изменчивость, экологическая оценка В качестве примера рассматриваются райны Лено-Ангарского плато, в пределах которого расположено Ковыктинское газоконденсатное месторождение, участок опытнопромышленной эксплуатации (ОПЭ), от которого начинаются трассы газопровода КГКМ–Саянск–Иркутск на юг, КГКМ– Окунайский на БАМе в северном направлении. Здесь развиты горные породы и отложения кристаллического фундамента Сибирской платформы (архея, нижний протерозой, рифей, венд), палеозоя и мезозоя (осадочный чехол кембрийская, ордовикская и юрская системы) и кайнозоя.

Инженерно-геологические и инженерно-экологические условия определяются составом горных пород, развитием эндогенных и экзогенных процессов, строением рельефа, подземными и поверхностными водами. Инженерногеологические и инженерно-экологические условия отражены на карте (рис. 3.2.1) и таблице 3.2.1. В основе оценки лежит структурно-формационный принцип. С учетом качественных и количественных показателей выделено пять инженерногеологических и инженерно-экологических комплексов.

1. Крайне неблагоприятные условия Современный комплекс слагают рыхлые образования русел и пойменных террас. Аллювий пойменных террас представлен илами, глинами, песчано-галечно-валунным материалом с прослоями песчаных глин и разнозернистых песков.

Максимальная мощность современных отложений – 5–7 м. В целом высокая обводненность и низкая несущая способность пород, развитие многолетней мерзлоты, эрозионных процессов, высокая опасность загрязнения поверхностных вод делают рассмотренный комплекс наиболее неблагоприятным для строительства.

2. Неблагоприятные условия Плиоцен–нижнечетвертичные отложения относятся к чингорской толще, которая сложена осадками озерноаллювиального типа. Осадки представлены переотложенными и диагенетически переработанными продуктами коры выветривания в поле развития ангарской, литвинцевской и верхоленской свит, которые сохранились от размыва в виде небольших массивов на Хандинско-Киренгском междуречье.



Неогеновые отложения представлены глинами различной окраски и слоями песка.

Мощность Чингорской толщи на водоразделах не превышает нескольких десятков метров, в долине р. Окукикты предположительно может достигать 100–150 м.

Отложения чингорской толщи относятся к рыхлым несвязным (пески, гравелиотые породы) и мягким связным (глины, суглинки, супеси) породам. Они обладают предельно малой степенью литификации и высокой степенью изменчивости физического состояния: от прочных до текуче-пластичных. При строительстве, особенно на глинистых породах, могут развиваться значительные и продолжительные осадки сооружений, их сдвиги, обрушение стенок котлованов и другие деформации, В процессе инженерно-геологических изысканий не исключена возможность встречи данных отложений как на самой трассе, так и на участках размещения вспомогательных сооружений.

Гипсово-доломитовая нижне-среднекембрийская формация распространена на восточном крыле Хандинско-Киренгского междуречья. Породы трещиноваты, кавернозны и закарстованы.

3. Средние условия В состав терригенно-карбонатной нижнеордовикской формации со структурно-денудационным рельефом входят верхние части разреза усть-кутской свиты, представленные чередованием песков, доломитов, известняков, алевролитов и аргиллитов. Несмотря на значительное участие в составе карбонатных пород, на дневной поверхности карстовые формы встречаются редко. Однако общая кавернозность пород, наличие суходолов и выходы крупнодебитных трещинно-карстовых источников свидетельствуют о возможности существования на глубине крупных карстовых полостей. Известны случаи провала бурового инструмента в карстовые полости при бурении скважин Р14 (К-101). Зона выветривания данных пород колеблется от 1 до 15 м, а на участках тектонических нарушений возрастает до 30 м. В целом породы относятся к прочным скальным грунтам и выдерживают нагрузку до МПа.

4. Относительно благоприятные условия Породы красноцветной терригенно-карбонатной средневерхнекембрийской формации со структурно-денудационным рельефом выполняют грабенообразную структуру на продолжении Хандинской впадины. На западе впадины контакт кембрийских и ордовикских пород проходит по разлому, являющемуся частью системы Жигаловских дислокаций. В виде полосы 5–7 км верхнекембрийские породы выходят на дневную поверхность в краевой части поля ордовикских отложений.

Рис. 3.2.1. Инженерно-геологические условия участка конденсатопровода Ковыкта – Окунайский ЛЕГЕНДА к рис. 3.2.1.

Таблица 3.2.Инженерно-геологические условия строительства конденсатопровода На отрезке Туколонь–Окунайский данные породы сохранились от размыва в виде эрозионных останцов площадью до 50–75 км2 в привершинных частях Хандинско-Киренгского междуречья. В привершинных условиях породы выветрены и сдренированы; вместе с тем на участках плотных песчаников известны случаи заболачивания. Граница пород кембрия и ордовика сопряжена с Лено-Киренгским разломом, отделяющим подвижную область от платформы.

5. Благоприятные условия Красноцветная терригенная средне-верхнеордовикская формация со структурно-денудационным рельефом занимает самую верхнюю часть плато в виде структурных останцов. Для них характерен ступенчатый профиль; причем ступени выработаны в песчаниках и имеют вид уступов, опоясывающих останцы. В разрезе пород представлено чередование песчаников, аргиллитов, алевролитов и мергелей с редкими прослоями известняков.

Мощность слоев от 5 см до 10 м. Общая мощность формации составляет 180–200 м. Для пород характерна в целом малая прочность и слабая устойчивость к выветриванию. Большое содержание глинистых веществ монтмориллонитового состава в аргиллитах приводит к их повышенному набуханию при замачивании, что влечет за собой процессы пластического течения и оползни. Прочность пород низкая. Если она и достигает 3–60 мПа, то при водонасыщении и промораживании снижается на 70 %.

Песчаники неравномернозернистые, цемент базальный и поровый, лимонитовый и глинисто-карбонатный. Карбонатность достигает 5– 6 %, преобладают фракции 0,1–0,5 мм, высока примесь пылеватых частиц (14–37 %). Песчаники прочные, временное сопротивление сжатию 50–72 МПа; водонасыщение и замораживание снижают прочность на 28–35 %; выветрелые разности выдерживают нагрузку до 25 МПа.

Водораздельное положение и сдренированность массивов, достаточно высокая прочность пород в сухом состоянии определяют благоприятные условия строительства, а также произрастания растительности и устойчивости почвеннорастительного покрова к техногенному воздействию.

Литература 1. Сергеев Е. М. Инженерная геология – наука о геологической среде / Е. М. Сергеев // Инженерная геология. – 1979. – № 1. – С. 3–19.

2. Ломтадзе В. Д. Инженерная геология. Инженерная петрология. 2-е изд., перераб. и доп. / В. Д. Ломтадзе. – Л. : Недра, 1984. – 511 с.

Глава 4. ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ГЕОДИНАМИКА 4.1. Объект и предмет экологической геодинамики.

Геологические процессы и их классификация Экологическая геодинамика изучает эндогенные и экзогенные процессы во взаимодействии с биотой и человеком, занимается разработкой научных основ и методов управления геологическими процессами и явлениями. Таким образом, объектом исследования являются геодинамические движения – эндогенные и экзогенные геологические процессы, как часть эколого-геологической системы. Предметом является изучение геодинамических экологических функций литосферы; анализируются прямые и обратные связи геологических процессов с биотой и человеком.





Процессы, происходящие внутри Земли за счет энергии, выделяющейся в результате развития материи в глубоких недрах, называются внутренними или эндогенными, а процессы взаимодействия земной коры с наружными оболочками планеты называются внешними или экзогенными.

Эндогенные процессы проявляются в форме магматизма, метаморфизма и деформации земной коры и сводятся к движению и перераспределению материи, слагающей Землю, к переходу ее из одного состояния в другое, из одних форм в другие. Судить о характере и интенсивности этих процессов можно, непосредственно наблюдая их проявление в виде вулканических извержений, землетрясений, образования трещин и других деформаций земной поверхности, а также изучая результаты их проявления в геологическом прошлом, выраженные в образовании основных форм рельефа, в различных дислокациях и деформациях земной коры и в наличии характерного комплекса изверженных пород, возникших при застывании поступившего из недр силикатного расплава (магмы), или из продуктов, выброшенных при вулканических извержениях (вулканического пепла). Перераспределение материи при эндогенных процессах сопровождается образованием полезных ископаемых, а также стихийными явлениями (землетрясениями, извержениями вулканов).

Экзогенные процессы возникают в результате взаимодействия земной коры с атмосферой, гидросферой и биосферой.

Эндогенные процессы меняют состав земной коры и форму Земли за счет магмы и формирования возвышенностей и впадин.

Породы, образовавшиеся в недрах и устойчивые в господствующих там условиях, на поверхности быстро разрушаются под действием экзогенных процессов – суточных и сезонных колебаний температуры, механического и химического воздействия воды, воздуха и живых организмов. В результате образуется другое, новое вещество, устойчивое в поверхностных условиях. Возникают новые формы материи, новые горные породы, которые называются вторичными.

Рельеф также сглаживается под действием экзогенных процессов. Возвышенности непрестанно разрушаются, а продукты их разрушения заполняют низины: сползают по склонам под действием силы тяжести, переносятся ветром, стекающими с возвышенностей ручьями и реками, морскими течениями. Таким образом, внешние процессы стремятся выровнять рельеф, привести Землю к форме идеального эллипсоида вращения.

Под действием экзогенных процессов продукты разрушения горных пород перерабатываются и перемешиваются, накапливаются («оседают») в новых местах в виде осадков и осадочных горных пород. В формировании этих пород принимают участие те же физические, химические и биологические факторы, которые одновременно разрушают магматические горные породы. Например, гранит на поверхности Земли разрушается и превращается, в конечном счете, в песок и глину. В дальнейшем из песка может образоваться песчаник, из глины – глинистый сланец.

Перераспределение вещества при образовании осадочных горных пород также может привести к возникновению месторождений рудных и нерудных полезных ископаемых, которые называют экзогенными. В соответствии с характером природных процессов они образуются разными путями: механическим (россыпи золота, платины, олова, алмазов и др.), химическим (месторождения бокситов, минеральных солей и др.) и органическим (месторождения углей, горючих сланцев, нефти и др.).

Наблюдения показывают, что разрушаются и изменяются не только породы, попавшие из недр на поверхность. Аналогичные преобразования происходят и тогда, когда образовавшиеся на поверхности породы попадают в условия, характерные для более глубоких зон: например, когда осадочные породы соприкасаются с поступающей из недр магмой, т. е. попадают в условия высоких температур и давлений, или когда под действием эндогенных процессов деформируется земная кора (образуются складки, разрывы, перемещаются блоки и пр.) и в связи с этим резко повышается давление и температура. В подобных случаях поверхностные образования (осадочные, а часто и магматические породы) оказываются неустойчивыми. Происходит новое перераспределение материи, в результате которого появляются породы, совершенно не похожие на исходные. Эти породы называют метаморфическими, а процесс их изменения – метаморфизмом. При метаморфизме также могут образоваться месторождения полезных ископаемых, например месторождения асбеста, талька, многих металлов и др.

Таким образом, внешние агенты постоянно разрушают то, что создается эндогенными процессами, и одновременно создают новое вещество, новые формы материи, устойчивые в новой среде, а материя, образованная на поверхности, становится неустойчивой в недрах и, если попадает туда, преобразуется. В этом наглядно проявлен величайший диалектический закон борьбы и единства противоположностей, на котором зиждется все развитие нашей планеты со времени ее зарождения.

Благодаря этому происходит непрерывное перераспределение материи с образованием новых ее форм и разновидностей, заставляющее течь реки, двигающее горы и моря, поддерживающее жизнь за счет поступления из недр все новых и новых материалов. В результате взаимодействия эндогенных и экзогенных геологических процессов формируется рельеф, характерными формами которого являются хребты и впадины, относящиеся к категории морфоструктур.

Pages:     | 1 |   ...   | 4 | 5 || 7 | 8 |   ...   | 31 |










© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.