Инженерная геология. Лекция №1, 2, 3

1.

Инженерная геология
Лекция №1,2, 3
Геология и Инженерная
геология.
(7)Строение Земли
и земной коры.
(25)Основы минералогии.
(78)Петрография.

2.

Инженерная геология
• Геология - комплекс наук о составе, строении,
истории развития Земли, движениях земной коры и
размещении полезных ископаемых.
В ней различают три основных направления:
• описательная геология (описание минералов,
горных пород).
• динамическая геология (изучение геологических
процессов)
• инженерная геология — изучающая горные
породы (грунты) как геологическую среду,
геологические и инженерно-геологические процессы,
а также геологические особенности территории
строительства.

3.

Инженерная геология
Инженерная геология включает в
себя:
• грунтоведение — горные породы
(грунты);
• инженерную геодинамику —
природные и антропогенные
геологические процессы и явления;
• региональную инженерную геологию
— строение и свойства геологической
среды определенной территории.

4.

Инженерная геология
• Геологическая среда- верхняя часть
литосферы, в пределах которой
осуществляется инженернохозяйственная деятельность человека.
В ее состав:
рельеф,
горные породы (грунты),
подземные воды,
газы,
микроорганизмы.
Геологическая среда воспринимает основной
объем техногенной нагрузки.

5.

Инженерная геология
• Главная цель инженерной геологии —
изучение природной геологической
обстановки местности до начала
строительства, а также прогноз тех
изменений, которые произойдут в
геологической среде и (породах), в
процессе строительства и при
эксплуатации сооружений.

6. ЭЛЕМЕНТЫ ОБЩЕЙ ГЕОЛОГИИ И ГЕОМОРФОЛОГИИ

Инженерная геология
ЭЛЕМЕНТЫ ОБЩЕЙ ГЕОЛОГИИ И
ГЕОМОРФОЛОГИИ
Главным объектом изучения является
• земная кора — верхняя оболочка Земли,
имеющая алюмосиликатный состав (сиаль).
• Литосфера (земная кора) — это источник
минерального сырья, сфера строительной
деятельности человека.

7. ФОРМА И СТРОЕНИЕ ЗЕМЛИ

Инженерная геология
ФОРМА И СТРОЕНИЕ ЗЕМЛИ
• Возраст Земли ~ 4,7 млрд лет.
• Геоид - истинная форма Земли, учитывающая
положительные и отрицательные формы
рельефа.
• Средний радиус Земли — 6371 км, экваториальный
6378 км и полярный 6356 км.
• Средняя плотность Землм — 5,52 г/см3.
• Средняя плотность г. п. на поверхности Земли -2,7—
3,0 г/см3, с глубиной плотность вещества
повышается, достигая в центре Земли 11,5—
12,3г/см3.

8.

Инженерная геология
Установлено, что наша планета состоит из
концентрических оболочек — геосфер.
К внутренним геосферам относятся ядро, мантия
и литосфера (земная кора),
к внешним — гидросфера, атмосфера и
биосфера.
Непосредственному наблюдению доступны лишь
внешние геосферы и самая верхняя часть
литосферы.
С помощью сверхглубокой скважины на Кольском
полуострове человеку удалось проникнуть на
глубину 12,5 км.

9.

Инженерная геология
Рисунок 1
Схема внутреннего строения
Земли:
- ядро;
-мантия;
- литосфера.

10.

Инженерная геология
Земное ядро делят на:
• жидкое (внешнее) ядро (2900—5000 км),
• переходный слой (5000—5100 км)
• твердое (внутреннее) ядро (5100—6371 км).
Ядро состоит из железа и никеля с
примесью кремния и серы.
Температура ядра более 3500°С.

11.

Инженерная геология
Масса земного ядра - ~32 % всей
массы Земли.
Объём ядра ~ 16 % объема Земли.

12.

Инженерная геология
Мантия Земли располагается с глубины 5—75
км от поверхности земли и состоит из двух
частей — нижней и верхней мантии.
Вещество мантии плотное, состоит из кремния,
магния, железа, никеля (Сима), и др.
элементов.
В верхней части мантии располагается слой
пониженной прочности и вязкости - субстрат.
Здесь зарождаются сейсмические, вулканические,
горообразовательные и др. процессы.

13.

Инженерная геология
Литосфера (от греч. litos — камень,
sphaira — шар) — твердая каменная
оболочка Земли, включающая земную
кору и часть верхней мантии
(субстрат).
Граница между ними называется
поверхностью Мохоровичича.

14. Строение и типы земной коры

Инженерная геология
Строение и типы земной коры
В настоящее время выделяются
два основных типа земной
коры:
- океаническая «базальтовая»
кора;
- континентальная «гранитная»
кора.

15.

Инженерная геология
• Континентальная (материковая) кора
имеет мощность под равнинами ~33 км, ~
60—75 км под горами (Гималаями, Андами и
др.).
• В строении континентальной коры
выделяют три слоя:
• «осадочный», состоящий из осадочных
пород мощностью ~ 20 км;
• «гранитный» (мощностью ~ 10—40 км),
образованный гранитоидами;
• «базальтовый» (мощностью ~ 15—35 км).
Состоит из габбро.

16. Строение и типы земной коры

Инженерная геология
Строение и типы земной коры
• Океаническая кора, по современным
представлениям, имеет двухслойное
строение, однако ее мощность ограничена
лишь 5—8 км.
• В переходной зоне от материка к океану
залегает кора промежуточного типа
(субконтинентальная или субокеаническая).
• Отличием океанической коры от
континентальной является наличие в
последней гранитного слоя.

17. Рис. 1.2. Схема строения литосферы

Инженерная геология
Рис. 1.2. Схема строения литосферы

18. Внешние геосферы

Инженерная геология
Внешние геосферы
• Гидросфера — водная оболочка Земли.
Гидросферу подразделяют на
поверхностную и подземную.
• Поверхностная гидросфера — водная
оболочка поверхностной части Земли (воды
океанов, морей, ледников, снежных покровов
и др.- поверхностные).
• Поверхностная гидросфера не образует
сплошного слоя и прерывисто покрывает
земную поверхность на 70,8%.

19.

Инженерная геология
• Наука, изучающая поверхностные воды,
называется гидрологией.
• Подземная гидросфера — включает воды,
находящиеся в верхней части земной
коры (подземные) изучает их наука
гидрогеология.
• Более 98 % всех водных ресурсов Земли
составляют соленые воды океанов, морей и
др.

20.

Инженерная геология
Атмосфера (греч. «атмос» — пар) —
газовая оболочка Земли, состоящая из смеси
различных газов, водяных паров и пыли.
• От поверхности Земли вверх она
подразделяется на тропосферу,
стратосферу, мезосферу и термосферу.
• В формировании природной среды особенно
велика роль тропосферы (нижний слой
атмосферы до высоты 8—10 км в полярных,
10—12 км в умеренных и 16—18 км в
тропических широтах).

21.

Инженерная геология
Биосфера — это сфера
жизнедеятельности организмов, в
которую входят часть атмосферы до
высоты 25—30 км, практически вся
гидросфера и верхняя часть
литосферы ~до глубины 3 км.
• Взаимодействие абиотической части
биосферы — воздуха, воды, горных
пород и органического вещества —
биоты обусловило формирование почв
и осадочных пород.

22. ТЕМПЕРАТУРНЫЙ РЕЖИМ ЗЕМНОЙ КОРЫ

Инженерная геология
ТЕМПЕРАТУРНЫЙ РЕЖИМ ЗЕМНОЙ КОРЫ
• Внутренняя теплота Земли связана с
выделением тепла из ядра и мантии,
вследствие распада радиоактивных
элементов (урана, тория, калия и др.).
• Внешняя теплота Земли обусловлена
мощным солнечным излучением.

23.

Инженерная геология
• В верхней части
земной коры
выделяют три
температурные
зоны (рис. 1.3):
• I -переменных
температур;
• II -постоянных
температур;
• III - нарастания
температур
Рисунок 1.3.

24.

Инженерная геология
Изменение температур в зоне I определяется
климатическими условиями местности.
Для средних широт характерна:
• кривая а (летний период) и
• кривая б (зимний период).
Годовые (сезонные) колебания температур
затухают на глубинах 12—15 м, иногда
более (до 20—30 м), а суточные обычно не
превышают 1,5 м.

25.

Инженерная геология
• В пределах зоны III температура с глубиной
возрастает (связано с тепловым потоком,
поступающим из внутренних частей Земли).
• Величина нарастания температуры на
каждые 100 м называется геотермическим
градиентом (в °С),
• глубина, при которой температура
повышается на 1°С, — геотермической
ступенью.
• В среднем геотермический градиент принимается
равным 30° на 1 км,
• геотермическая ступень — 33 м.

26. МИНЕРАЛЫ. Генезис. Физические свойства.

Инженерная геология
МИНЕРАЛЫ.
Генезис. Физические
свойства.

27.

Инженерная геология
• Минералы являются составной частью
любых горных пород (гранитов, песчаников,
глин и др.), слагающих земную кору.
• Минералы — это природные соединения,
обраовавшиеся в результате физикохимических процессов, происходящих в
земной коре или на ее поверхности.
• Наука о составе, строении, свойствах и
происхождении минералов называется
минералогией.

28.

Инженерная геология
• Большинство из них встречаются
редко и носят название
акцессорных.
• Часто встречающиеся, в
достаточно больших количествах,
входящие в состав тех или иных
горных пород –
породообразующие.

29.

Инженерная геология
В настоящее время известно
минералов и их разновидностей более
7000.
• Минералы могут находиться в:
твердом (кварц, гипс, лед),
• жидком (ртуть, вода) и
• газообразном (кислород, водород)
состояниях.

30. Генезис минералов

Инженерная геология
Генезис минералов
Различают три основных
процесса минералообразования
(генезиса):
• эндогенный,
• экзогенный и
• метаморфический.

31.

Инженерная геология
Эндогенный процесс связан с условиями
существования глубинных слоев земной коры.
Минералы формируются из магмы —
силикатного огненно-жидкого расплава.
В целом эндогенный процесс можно разделить
на три вида минералообразования:
1) магмагенный;
2) гидротермальный;
3) пневматолитовый.

32.

Инженерная геология
• Магмагенное образование минералов связано
непосредственно с магмой.
• По мере понижения температуры магмы при
подъеме ее к поверхности Земли возникают:
• дифференциация расплава;
• кристаллизация и
• затвердение.
• Условия магматического генезиса - высокие
температура и давление (силикаты типа полевых
шпатов, слюды и т.д.).

33.

Инженерная геология
• Гидротермальное -при остывании
магмы происходит конденсация паров,
образуется горячая растворы,
насыщенные различными
компонентами.
Проникая в трещины, они оказываются
в условиях низких Т0 и P (образуются
серебро, золото, кальцит, ртуть),
сульфиды (пирит) и др.)

34.

Инженерная геология
Пневматолитовое -(пневматолиз — процесс
образования минералов из газовой фазы):
• при остывании магмы идет бурное выделение
газовых компонентов (сероводород H2S,
фтористый водород HF, выпадают бор В, фосфор Р,
сера S и др).
• В условиях более низких температур они образуют
самородную серу, боросодержащие минералы и
др.
• Эндогенные минералы являются
породообразующими в магматических породах,
много их входит и в состав осадочных и
метаморфических пород.

35.

Инженерная геология
Экзогенный процесс
происходит в верхней части
земной коры в тесном
контакте и взаимодействии
между земной корой,
атмосферой,
гидросферой и
биосферой.

36.

Инженерная геология
Минералообразования происходит в
результате:
• разрушения одних и создания других
минералов (каолинит; монтморрилонит);
• выпадения из водных растворов (галит,
гипс, бор, гипс, кальцит) ;
• биогенного формирования - минералы
формируются в процессе жизнедеятельности
животных и растительных организмов (опал,
гематит).

37.

Инженерная геология
Метаморфический процессминералообразование под
воздействием
повышенных давлений,
температур,
влиянием горячих вод и газов.

38.

Инженерная геология
Минералы в новых условиях
начинают видоизменяться:
• разрушатся,
• перекристаллизовыватся и
• формируются новые
(метаморфизированные)
минералы (кварц, тальк,
хлорит)

39.

Инженерная геология
• Минералы могут быть кристаллическими
(обладающими кристаллической
структурой) или аморфными.
• Большинство минералов имеет
кристаллическое строение (атомы
расположены в строго определенном
порядке).
• Благодаря этому они внешне имеют вид
правильных многогранников (кристаллов).

40.

Инженерная геология
Минерал,
обладающий
кристаллической
структурой
Рисунок 4
Кристалл кварца

41.

Инженерная геология
По расположению частиц в кристаллах в виде
решетки выделяются 3 основных свойства:
- однородность,
- анизотропность
- способность принимать форму
многогранника (способность к
самоогранению).

42.

Инженерная геология
Однородность - это неизменяемость
физических свойств по параллельным
направлениям.
Анизотропными называются такие тела,
которые имеют одинаковые свойства в
параллельных направлениях и
неодинаковые — в непараллельных.
В противоположность анизотропным,
изотропные тела имеют одинаковые
свойства во всех направлениях.

43.

Инженерная геология
• В условиях свободного роста в
соответствующей среде (магматический
расплав, морская вода) кристаллы
обладают способностью
самоограняться, т.е. принимать
форму правильного многогранника.
• Способностью самоограняться
обладают только кристаллические
вещества.

44. Физические свойства минералов

Инженерная геология
Физические свойства минералов
Все минералы обладают комплексом
определенных физических свойств:
• морфологические особенности (внешняя
форма);
• оптические свойства (цвет, блеск,
прозрачность);
• твердость, удельный вес, спайность,
излом;
• прочие свойства

45.

Инженерная геология
Среди природных кристаллов можно выделить три
типа форм:
• I – изометрические (размеры осей и граней
кристаллов во всех направлениях примерно равны);
• II - удлиненные в одном направлении; чаще это
кристаллы призматической формы.
Среди них выделяют: короткопризматические;
призматические; столбчатые; волокнистых
или волосовидных кристаллов.
• III - вытянутые в двух направлениях –
таблитчатые, пластинчатые, листоватые и
чешуйчатые кристаллы (толсто- (полевой пшат),
тонкотаблитчатые, пластинчатые (гипс) и листоватые
(слюда).

46.

Инженерная геология
Двойник пирита
Кристаллы пирита

47.

Инженерная геология
Кристалл пирита

48. Кристаллы берилла

Инженерная геология
Кристаллы берилла

49. Силикаты

Инженерная геология
Силикаты
• Силикаты — полевые
шпаты

50.

Инженерная геология
Агаты

51. Оптические свойства

Инженерная геология
Оптические свойства
Окраска - (цвет) минерала
Цвет минерала в порошке определяется цветом черты на
неглазурованной фарфоровой пластинке (бисквите).
Блеск - способность отражать лучи света от поверхности
минерала (металлический, стеклянный, жирный, шелковистый) .
Прозрачность- способность минералов пропускать лучи света.
Выделяются минералы:
прозрачные - горный хрусталь, кальцит (исландский шпат),
топаз, пластинчатый гипс;
полупрозрачные - кварц;
просвечивающие в массе или в более тонких краях - гипс
тонкозернистый;
непрозрачные, не просвечивающие даже в тонких пластинках
– пирит, гематит.

52.

Инженерная геология
“Березовский аметист
Закономерное срастание
кварца и полевого шпата
Кварцевый скипетр

53.

Инженерная геология
• Твердость- способность минералов оказывать
сопротивление механическому воздействию
(царапанию, давлению). Определяется по 10балльной шкале относительной твердости (Мооса).
• Спайность - свойство минерала расщепляться
при ударе по определенным ровным зеркальноблестящим плоскостям.
• Выделяют спайность: весьма совершенную (слюда,
тальк); совершенную (гипс пластинчатый, кальцит);
хорошую (полевые шпаты); ясную (пироксены);
несовершенную (кварц, нефелин).

54.

Инженерная геология
• Излом
характеризует поверхность разрыва или
раскалывания минерала (ровный; неровный;
раковистый; занозистый).
• Удельный вес
минерала - это вес 1 см3 его
плотной массы, выраженный в граммах (г/см3).
Минералы подразделяются на:
легкие (до 2 г/см3),
средние (2-4 г/см3),
тяжелые (4-8 г/см3) и
очень тяжелые (более 8 г/см3).

55.

Инженерная геология
• Из прочих свойств для некоторых
минералов определяют:
• растворимость в воде,
• реакция с соляной и другими кислотами,
• соленый вкус,
• магнитность,
• способность электризоваться при трении или
нагревании (янтарь),
• свойство люминесценции (свечения),
• пьезоэлектрические и др.

56. КЛАССИФИКАЦИЯ МИНЕРАЛОВ И ИХ ОПИСАНИЕ

Инженерная геология
КЛАССИФИКАЦИЯ
МИНЕРАЛОВ И
ИХ ОПИСАНИЕ

57.

Инженерная геология
• Классификация минералов основана на
их химическом составе.
• Все минералы разделяют на 10
классов (таблица 1).

58.

Инженерная геология

59.

Инженерная геология
• Силикаты — класс минералов,
являющихся основной составной
частью большинства магматических и
метаморфических пород (полевые
шпаты, пироксены, амфиболы,
слюды, а также оливин, тальк,
хлориты и глинистые минералы).

60.

Инженерная геология
Альбит
Ортоклаз

61.

Инженерная геология
• Оксиды и гидроксиды. На их долю
приходится до 17 % всей массы земной
коры. Наибольшее распространение
имеют кварц, опал и лимонит.

62.

Инженерная геология
Кристаллы
кварца

63. Оксиды и гидроксилы

Инженерная геология
Оксиды и гидроксилы
Эти два класса объединяют
около 200 минералов
Железная роза
Друза кварца

64.

Инженерная геология
Карбонаты. Наиболее
распространены кальцит, магнезит,
доломит. Происхождение в основном
экзогенное и связано с водными
растворами.
В контакте с водой они немного
снижают свою механическую прочность,
хотя и слабо, но растворяются в
воде, разрушаются в кислотах.

65. Кальцит

Инженерная геология
Кальцит

66.

Инженерная геология
Сферокристаллы кальцита диаметром до 1 см

67. Сферолиты малахита

Инженерная геология
Сферолиты малахита

68.

Инженерная геология
• Сульфаты. Происхождение связано с
водными растворами.
Характеризуются небольшой
твердостью, светлой окраской.
Сравнительно хорошо растворяются
в воде.
Наибольшее распространение имеют
гипс и ангидрит. При
соприкосновении с водой ангидрит
переходит в гипс, увеличиваясь в
объеме до 33 %.

69.

Инженерная геология
Гипс

70.

Инженерная геология
Крустифицированная кальцитом
жеода с белым баритом
Гипс

71.

Инженерная геология
• Сульфиды. Типичный
представитель пирит.
• Сульфиды в зоне
выветривания
разрушаются, поэтому их
примесь снижает качество
строительных материалов.

72.

Инженерная геология
Двойник пирита
Кристаллы пирита

73.

Инженерная геология
• Галоиды. Происхождение связано в
основном с водными растворами.
Наибольшее распространение имеет
галит. Может быть составной частью
осадочных пород, легко
растворяется в воде.
• Минералы классов фосфатов,
вольфраматов и самородных
элементов встречаются гораздо реже,
чем другие.

74.

Инженерная геология
Галит

75.

Инженерная геология
Галит

76. Самородные элементы

Инженерная геология
Самородные элементы
• В самородном состоянии в природе известно
около 40 химических элементов, но
большинство из них встречается очень редко.
• Нахождение элементов в самородном виде
связано со строением их атомов, имеющих
устойчивые электронные оболочки.
• К ним относятся золото Аu, серебро Ag,
платина Pt.
• Очень часто в самородном состоянии
встречаются углерод С, сера S, медь Сu.

77.

Инженерная геология
Кристалл серы на кальците
Самородная медь

78. ПЕТРОГРАФИЯ

Инженерная геология
ПЕТРОГРАФИЯ

79.

Инженерная геология
Земная кора слагается различными группами горных пород,
отличающихся друг от друга условиями образования и составом.
Горные породы -минеральные агрегаты (состоят из
определенного сочетания минералов, которые в свою очередь
состоят из атомов химических элементов).
• Отрасль геологии, которая изучает состав,
строение и условия залегания горных пород,
называется петрографией.
Горные породы обладают определенным
строением, которое выражается понятиями:
• структура,
• текстура,
• отдельность.

80.

Инженерная геология
• Структура - особенности строения горной
породы, обусловлены размером, формой и
характером срастания минералов, слагающих ее.
В магматических породах бывают следующие
типы структур:
• зернистые (полнокристаллические);
• полукристаллические зернистые (совместное
нахождение аморфного стекла и кристаллов);
• стекловатые.

81.

Инженерная геология
Текстура (сложение) - относительное
расположение минеральных агрегатов в горной
породе.
Для магматических пород текстуры:
• однородные, типичные для глубинных пород,
• неоднородные, свойственные всем излившимся
породам.
• сланцеватые (расслоение на пластинки),
• шлаковые (ноздреватые),
• миндалевидные (с овальными пустотами,
заполненными вторичными минералами).

82.

Инженерная геология
• Трещиноватость: магматические
породы практически всегда разбиты
разломами и трещинами:
• тектоническими;
• трещинами выветривания;
• трещинами отдельностей.

83.

Инженерная геология

84.

Инженерная геология

85.

Инженерная геология
• Отдельность - характерная форма блоков,
возникающая при естественном или даже
искусственном раскалывании горных
пород по определенным плоскостям под
влиянием как внешних, так и внутренних
напряжений.
• Например, для гранитов характерна
глыбовая или матрацевидная отдельность,
• базальтов-столбчатая,
• диабазов-шаровая.

86. Столбчатая отдельность

Инженерная геология
Столбчатая отдельность

87.

Инженерная геология

88.

Инженерная геология
Пластинчатая отдельность

89. Матрацевидная отдельность

Инженерная геология
Матрацевидная отдельность

90. Шаровая отдельность

Инженерная геология
Шаровая отдельность

91.

Инженерная геология
• По происхождению (генезису) горные
породы разделяются на три типа:
• магматические,
• осадочные и
• метаморфические.
• В свою очередь указанные типы делятся на
группы по условиям их залегания в земной
коре.
• Генезис и условия залегания во многом
определяют состав и свойства горных
пород.

92. Схема происхождения горных пород в земной коре

Инженерная геология
Схема происхождения горных пород в земной
коре

93.

Инженерная геология
Магматические (изверженные), образующиеся в результате внедрения
(интрузии) в земную кору или извержения на поверхность магмы —
флюидально-силикатного расплава; излившаяся на
поверхность магма называется лавой.
Осадочные горные породы, образующиеся путем механического или
химического осаждения продуктов разрушения (экзогенными
процессами) ранее существовавших горных пород, а также
благодаря жизнедеятельности и вымирания организмов;
Метаморфические породы, образующиеся из любых горных пород
при воздействии на них высоких температур и давления, а
также различных газообразных и жидких растворов,
проникающих с глубины.
В разрезе земной коры до глубины 16 км составляют:
• магматические породы- 60%,
• метаморфические - 32% и
• осадочные - 8% от ее объема.

94. Магматические горные породы

Инженерная геология
Магматические горные породы
• Условия остывания магмы в глубинах и на поверхности Земли
резко различны.
• Интрузивные магматические горные породы образуются в
среде более древних по возрасту пород в условиях высоких Р
и Т, медленного и равномерного остывания, нередко при
деятельном участии газов и паров. Образуются
полнокристаллические породы.
• В зависимости от величины зерен минералов различают
структуры породы:
• крупнозернистые (> 5 мм),
• среднезернистые (1—5 мм) и
• мелкозернистые (< 1 мм).
Наибольшей прочностью обладают мелкозернистые
породы.

95.

Инженерная геология
Излившиеся породы формируются в условиях поверхности Земли
при низких Р иТ, а так же в условиях быстрой отдачи тепла и
газовых компонентов в атмосферу.
Излияние лавы часто сопровождается выбросом из вулканов
твердых продуктов — бомб, песка, пепла, а также выделением
газов и водяных паров.
Быстрое остывание в условиях низкого давления способствует
формированию у излившихся пород структур:
• скрытокристаллических (отдельные минералы видны только под
микроскопом),
• полукристаллических и
• стекловатых (сплошная аморфная масса).
• Выделяют еще порфировую и порфировидную структуры (на фоне
скрытокристаллической массы видны крупные кристаллы —
вкрапления).
Породы с порфировой, порфировидной и стекловатой
структурами менее прочны, чем со скрытокристаллической
структурой.

96. Формы залегания интрузивных пород

Инженерная геология
Формы залегания интрузивных пород

97.

Инженерная геология
• Глубинные (интрузивные) породы залегают в виде
батолитов, лакколитов, штоков, жил (даек) и др.
• Батолиты — самые крупные интрузивные тела,
сложенные гранитами и гранодиоритами. Куполовидная кровля
батолита имеет неровный рельеф, протягивается на
тысячи километров при ширине в несколько сот километров.
• Лакколиты — куполообразные (грибообразные)
интрузивные тела с плоской подошвой и выпуклой кровлей и
подводящим каналом.
• Дайки — трещинные интрузивы, небольшой толщины,
залегающие преимущественно вертикально.
• Штоки — интрузивные тела, близкие к цилиндрической
форме. В плане имеют изометричные округлые или овальные
очертания.
• Жильные образования связаны с заполнением магмой трещин.
• Лополиты — чашеобразные пластовые интрузивные тела,
залегающие среди осадочных пород.

98.

Инженерная геология
Формы вулканических пород, застывших
на поверхности земли, представлены
покровами, потоками и экструзиями.
• Экструзии обладают формой куполов с
различной крутизной склонов.
• Потоки — тела, имеющие в плане резко
удлиненную форму с основными следами
течения.
• Покровы лав связывают с трещинными
извержениями. Образуют громадные
площади при относительно малых
мощностях.

99. Классификация магматических горных пород

Инженерная геология
Классификация магматических горных пород
• Магматические горные породы слагаются в основном
силикатами.
• Ведущие породообразующие минералы следующие: кварц,
полевой шпат, нефелин, роговая обманка, слюда (мусковит
и биотит), пироксена и др.
Определяющим элементом является SiO2.
• По содержанию SiO2 (кремнекислоты) они подразделяются на 5
групп;
(на первом месте - интрузивная порода,
на втором — эффузивная (вулканическая), т.е. излившийся
аналог).

100. Классификация магматических горных пород

Инженерная геология
Классификация магматических горных пород
1. Ультракислые породы содержат более 75% SiO2 — это различные
пегматиты.
2. Кислые породы содержат 75%-65% SiO2.
К ним относится группа гранита-липарита. Это кварцполевошпатовые горные породы.
3. Средние породы, содержащие 65-52% SiO2.
Группа диорита-андезита — это бескварцевые горные породы.
4. Основные породы содержат 52—45 % SiO2.
Группа габбро-базальта.
5. Ультраосновные породы с минимальным (менее 45%) содержанием
SiO2. Группа перидотита (бесполевошпатовые горные породы).

101.

Инженерная геология
• В формировании осадочных пород обычно выделяют
следующие стадии:
• физическое и химическое разрушение и разложение
(выветривание) исходных горных пород;
• перенос (транспортировка) водой, ветром, ледниками и т. д.
продуктов разрушения;
• осаждение и постепенное накопление вещества
(седиментогенез);
• преобразование рыхлого осадка в породу (диагенез);
• цементация пород в результате различных
физико-химических процессов.
Совокупность и последовательность этих
стадий называются литогенезом.

102. Осадочные горные породы

Инженерная геология
Осадочные горные породы
• Происхождение. Осадочные горные породы (песок, глина,
известняк, мел и др.) являются вторичными.
• Образуются под действием экзогенных (внешних)
процессов, непрерывно разрушающих и созидающих
поверхностную часть Земли. Прерывистым чехлом они
покрывают практически всю земную поверхность, а
потому наиболее часто служат основанием различных
инженерных сооружений.
• Образуются они за счет разрушения (выветривания)
других ранее существовавших горных пород и последующего
переотложения продуктов разрушения различными
способами.
• В образовании многих осадочных пород весьма существенна
роль растительных и животных микроорганизмов, а также
солей, выпадающих из водных растворов мелководных
бассейнов.

103. Характерные особенности осадочных пород

Инженерная геология
Характерные особенности осадочных пород
• В первую очередь - слоистость и наличие в
породах остатков животных и растительных
организмов. Своеобразны также минеральный
состав и текстурно-структурные
особенности осадочных пород отражающие
специфические условия их образования.
• Слоистость — возникает вследствие изменения
условий осадконакопления и проявляется в
чередовании слоев различного состава, сложения,
окраски и мощности (толщины).
• Наличие слоистости — важнейший признак
осадочных пород.

104.

Инженерная геология
• Слой, однородный по составу на всем его протяжении и
ограниченный более или менее параллельными
поверхностями, называют пластом.
• Верхняя граница слоя называется кровлей,
нижняя — подошвой.
• Расстояние по перпендикуляру между ними —
мощностью слоя.
• Группа слоев (пластов) образует толщу.
• Тонкий пласт небольшой протяженности,
залегающий среди более мощных пластов,
называют пропластком (прослойкой)

105. Особенности залегания осадочных пород: 1 — линза; 2 — выклинивание; 3 — пережим слоя; 4 — пропласток

Инженерная геология
Особенности залегания
осадочных пород:
1 — линза;
2 — выклинивание;
3 — пережим слоя;
4 — пропласток

106.

Инженерная геология
• Минеральный состав осадочных пород характеризуется
наличием обломков других горных пород, а также
присутствием первичных минералов (полевые шпаты, кварц,
слюда и др.) и вторичных, которые образовались при
формировании самой осадочной породы (гипс, кальцит,
глинистые минералы и др.).
• Структуры осадочных пород определяются размерами и
формой слагаемых их обломков, размерами кристаллов и
степенью их окристаллизованности, а также размерами и
формой органических остатков.
• Текстуры осадочных пород тесно связаны с условиями их
образования. Наибольшее развитие имеют массивные и
слоистые текстуры.

107.

Инженерная геология
Классификация осадочных пород.
По происхождению (генезису) и условиям
залегания в земной коре осадочные породы
обычно подразделяют на три группы:
1) обломочные;
2) хемогенные и
3) органогенные.

108. Обломочные горные породы

Инженерная геология
Обломочные горные породы
• Образуются они путем накопления продуктов
разрушения других горных пород.
По характеру структурных связей между отдельными
обломками их подразделяют на рыхлые и
сцементированные.
Рыхлые обломочные породы (крупнообломочные,
песчаные и глинистые).
• Крупнообломочные (или грубообломочные) породы содержат
более 50% обломков крупнее 0,2 см.
• В зависимости от размера обломков их подразделяют на:
• валуны (неокатанные — глыбы)
> 20 см
• галечник (неокатанные— щебень)
1—20 см
• гравий (неокатанные— дресва) 0,2— 1,0 см

109.

Инженерная геология
• Песчаные породы состоят из зерен размером 2—0,05 мм.
• Пески разделяются на полиминеральные, состоящие из
многих минералов и мономинеральные — одним минералом.
Глинистые породы состоят из песчаных частиц (2—0,05 мм),
пылеватых (0,05—0,005 мм) и глинистых (< 0,005 мм).
• В зависимости от содержания глинистых частиц среди них
различают следующие породы: супеси, суглинки и глины.
• В минеральном составе глинистых пород преобладают
глинистые минералы — каолинит, гидрослюда,
монтмориллонит, которые придают им специфические
свойства: пластичность, связность, липкость, набухание и
др.

110.

Инженерная геология
Сцементированные обломочные породы (песчаники и др.)
образуются при скреплении обломков природным цементом,
выделяющимся из подземных вод, а также при погружении рыхлых
обломочных пород в глубинные зоны земной коры.
Огромное значение при строительной оценке сцементированных
обломочных пород имеет тип природного цемента.
Наиболее прочны породы на кремнеземистом цементе, менее
прочны на железистом и карбонатном цементах и наименее
прочны на глинистом.
Исследуется также характер цементации обломков. Он может быть базальным, когда обломки погружены в цемент и не соприкасаются
между собой, контактным и поровым. Наиболее прочны породы с
базальным цементом.
К сцементированным обломочным породам относят песчаник,
конгломерат, брекчию, аргиллит и алевролит.

111. Хемогенные породы

Инженерная геология
Хемогенные породы
• Хемогенные (химические) породы образуются в
мелководных бассейнах при выпадении солей из
водных растворов и при выходе на поверхность
минерализованных водных источников
(известковый туф).
• К хемогенным породам относятся:
• карбонатные породы (известняки, доломиты,
мергели, известковый туф),
• сульфатные (гипс, ангидрит) и
• галоидные (каменная соль).
Характерная особенность хемогенных пород —
растворимость в воде.

112.

Инженерная геология
Известняк — состоит из одного минерала кальцита (СаС03). При
увеличении содержания глинистых примесей (более 30%)
известняк переходит в мергель.
Доломит — состоит из минерала доломита CaMg[C03]2 . Содержит
примеси: кальцит, оксиды железа, гипс и др. Менее растворим в
воде, чем известняк и несколько тверже его.
Хемогенные породы — соли:
гипс (CaS04 • 2Н20) — незначительной твердости
мономинеральная порода,
ангидрит (CaS04) — обезвоженная разновидность гипса и
каменная соль, состоящая из минерала галита.
Породы-соли образуют значительные толщи, имеют монолитное
строение и практически лишены трещин. Характерная особенность
этих пород — легкая растворимость в воде, что обусловливает
развитие (как и в известняках) опасного для строительства
геологического процесса — карста.

113. Органогенные (органические) породы

Инженерная геология
Органогенные (органические) породы
Образуются на дне глубоководных бассейнов в результате накопления и
преобразования отмерших растительных и животных организмов.
К органогенным породам относятся мел, известняк-ракушечник,
диатомит, опока, трепел и другие породы.
Мел — порода, состоящая из мельчайших частиц скелетов морских
водорослей, одноклеточных животных и тонкозернистого кальцита.
Известняк-ракушечник состоит из раковин моллюсков или их обломков.
Среди органогенных пород большое развитие имеют также кремнистые
породы (диатомит, трепел, опока), состоящие из мельчайших скелетов
морских диатомовых водорослей, губок, либо из опала и халцедона с
примесью глинистого материала и кварца.
Кремнистые породы высокопористы, кислотоупорны, огнеупорны,
отличаются большим водопоглощением.
Находят широкое применение как теплоизоляционный материал, адсорбенты,
гидравлические вяжущие и др.

114. Инженерно-геологическая характеристика осадочных горных пород без жестких связей

Инженерная геология
Инженерно-геологическая характеристика
осадочных горных пород без жестких связей
Осадочные породы подразделяется на:
• связные - глинистые и пылеватые,
• несвязные — обломочные рыхлые
• биогенные — торф.
Породы, при определенной степени влажности
(увлажнения) переходящие в пластичное состояние,
называются связными (пластичными) грунтами.
• К связным грунтам относят различные глины, суглинки,
супеси, лессы.
• Они проявляют пластичность и липкость, набухают при
увлажнении и дают усадку при высыхании.

115.

Инженерная геология
К глинам относятся породы с содержанием
глинистых частиц более 30 %.
У суглинков содержание глинистых частиц
10 — 30 %.
У супесей содержание глинистых частиц
3 — 10 %.

116. Метаморфические горные породы

Инженерная геология
Метаморфические горные породы
Образуются в глубинных зонах земной коры в процессе
изменения (метаморфизма) магматических и осадочных горных
пород (исходных) под действием высокой температуры, давления
и химически активных веществ (газов и паров), выделяющихся из
магмы.
Особенно интенсивно этот процесс протекает с глубины 6—8 км. Зону
земной коры, где происходит метаморфический процесс,
называют поясом метаморфизации.
Преобразование пород может происходить разными путями:
1) на огромных площадях при погружении целых регионов земной коры
в зоны высоких температур и давлений (региональный
метаморфизм);
2) при контакте пород с раскаленными интрузивными телами
(контактовый метаморфизм);
3) под воздействием огромных давлений, возникающих в процессе
горообразования (динамометаморфизм).

117.

Инженерная геология
Структура метаморфических пород - полнокристаллическая.
Текстура — сланцеватая, полосчатая или массивная.
Сланцеватая текстура характеризуется пластинчатой либо удлиненной
формой зерен минералов, располагающихся взаимно параллельно.
Для массивной текстуры типично равномерное пространственное
расположение зерен без выраженной полосчатости, сланцеватости и т. д.
Формы залегания метаморфических пород в основном определяются формой
тех исходных пород, из которых они образовались.
Классификация метаморфических пород основана на структурноминеральных признаках и минеральном составе.
В связи с этим различают породы:
массивные (зернистые) — кварцит, мрамор и др.;
сланцеватые — гнейс и кристаллические сланцы.

118.

Инженерная геология
• БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
Ананьев В.П., Потапов А.Д. Основы геологии, минералогии и
петрографии. М.: Высшая школа, 2005.
Ананьев В.П., Потапов А.Д. Инженерная геология. М.: Высшая
школа, 2004.
Ананьев В.П., Передельский Л.В. Инженерная геология и
гидрогеология. М.: Высшая школа, 1980.
Геологический словарь. М.: Недра, 1973. – Т. I, II.
Добровольский В.В. Геология. М.: Владос, 2001.
Передельский Л.В., Приходченко О.Е. Инженерная геология.
Ростов-на-Дону: Феникс, 2006.
Рапацкая Л.А. Общая геология. М.: Высшая школа, 2005.

119.

Инженерная геология
Спасибо за внимание!