Контрольная работа по "Геологии"

МИНИСТЕРСТВО  ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Филиал федерального государственного бюджетного образовательного учреждения

высшего профессионального  образования

«Кузбасский государственный  технический университет имени  Т.Ф. Горбачева»

в г. Белово

 

 

Кафедра горных машин и комплексов

 

 

Контрольная работа

по дисциплине «Геология»

 

 

Выполнила: Студентка группы ГЭз – 093

Соловьева Татьяна  Юрьевна

Шифр зачетной книжки 309023

 

Проверила: Преподаватель,

Доцент кафедры геологии

Возная Анна Анатольевна

 

 

 

 

 

 

Белово 2012

 

Вопросы к контрольной  работе (3 вариант):

 

1. Метаморфизм. Метаморфические горные породы………………………………. 3
2. Опасные инженерно – геологические явления, сопровождающие

подземную разработку месторождений  полезных ископаемых…………………………8

3. Складчатые формы залегания горных пород……………………………………...14

Список литературы………………………………………………………………………….18

 

 

Вопрос № 1

Метаморфизм. Метаморфические  горные породы.

Метаморфизм – процесс преобразования горных пород под действием эндогенных факторов – давлений, температуры, и флюидов: воды, углекислоты, горячих растворов, газов. Процессам преобразования подвергаются магматические, осадочные и ранее существовавшие метафорические породы. При этом происходит изменение минерального состава, структуры и текстуры породы в новых физико – химических условиях. Изменение минерального состава при метаморфизме может происходить изохимически, т.е. без изменения химического состава породы, и аллохимически – с изменениями химического состава метаморфизуемой породы за счет приноса или выноса компонентов.

Метаморфические процессы протекают  с разной интенсивностью, поэтому  наблюдаются постепенные переходы от слабоизмененных пород, сохраняющих  свой первичный состав, структуру и текстуру, до глубоко преобразованных пород, первичную природу которых практически восстановить невозможно.

Основные типы метаморфизма.

Региональный  метаморфизм – процесс, охватывающий большие территории, огромные объемы горных пород (в горноскладчатых областях), и протекающий на больших глубинах при высоких температурах и давлениях, с участием флюидов.

При региональном метаморфизме чаще выделяют три наиболее важные фации.

Зеленосланцевая фация относится  к низкой ступени метаморфизма и названа по характерным для нее зеленым сланцам, которые развиваются по базальтам и их туфам и содержат хлорит, зеленую роговую обманку и эпидот.

Амфиболитовая фация характеризует  среднюю ступень метаморфизма, а  ее характерными минералами являются амфиболы, слюды (биотит, мусковит), реже гранаты.

Гранулитовая фация – высшая ступень регионального метаморфизма, называется по типичной породе – гранулиту, состоящей из кварца, полевых шпатов, гранатов и пироксенов.

Локальный метаморфизм охватывает значительно меньшие площади и контролируется определенными структурно – тектоническими элементами – разломами, контактами с интрузивными породами, складчатыми дислокациями.

Основные типы метаморфических пород.

Метаморфические породы по происхождению делятся на два  класса: ортопороды, образовавшиеся за счет магматических (отртогнейсы, ортоамфиболиты), и парапороды – за счет осадочных (парагнейсы, параамфиболиты).

Гнейсы широко распространены и обычно входят в состав глубокометаморфизованных пород. Структура лепидогранобластовая (кристаллическая). Текстура полосчатая, гнейсовидная. Породы сложены кварцем, полевыми шпатами, роговой обманкой, биотитом, гранатом, дистеном.  Могут образоваться за счет глинистых сланцев, песчаников и других пород.

Кварциты образуются за счет метаморфизма кварцевых песчаников и поэтому обладают мономинеральным (кварцевым) составом. Структура гранобластовая (средне- и мелкокристаллическая), текстура – массивная, пятнистая, полосчатая.

Мраморы – породы, образующиеся за счет метаморфизма известняков и  доломитов. Структура – кристаллическая (мелкая, средняя, крупная), текстура –  массивная, нередко полосчатая. Сложены породы кальцитом, доломитом с незначительными количествами тремолита, графита, скаполита.

Амфиболиты образуются за счет магматических пород основного состава и состоят в основном из роговой обманки. Структура — гранобластовая, текстура — гнейсовидная, полосчатая. На высшей ступени метаморфизма амфиболиты переходят в гранатовые амфиболиты и экяогиты, состоящие из граната и пироксена с примесью амфибола, кианита, сфена и других минералов.

Породы ультраметаморфизма представлены мигматитами разного чипа — послойными, теневыми и др. Образуются при инъекции магмы вдоль плоскостей рассланцевания уже существующей породы.

Породы контактового метаморфизма образуются на контакте магматических и вмещающих пород под действием высокой температуры и горячих растворов. Часто непосредственно у контакта появляются роговики — очень крепкие мелкозернистые породы массивной текстуры. Песчано-глинистые породы преобразуются в биотитовые роговики, сложенные кварцем, биотитом, полевым шпатом, магнетитом, гранатом и другими минералами. Основные и средние породы па контакте с интрузиями превращаются в амфиболовые роговики, состоящие из амфибола и плагиоклаза, а карбонатные породы — в известковосиликатные роговики, сложенные гранатами, пироксена-ми, плагиоклазами, а также волластонитом, скаполитом и др.

Если контактовый метаморфизм  сопровождается процессами метасоматоза, то на контакте карбонатных и интрузивных  пород образуются скарны. Скарны сложены пироксенами, фанатами, плагиоклазом и часто сопровождаются рудной минерализацией (Си, Fe, Sn, Mo, W, Аи и полиметаллы).

Грейзепы образуются на контакте гранитов и песчано-глинистых пород. Это средне- и крупнозернистые породы, сложенные в основном кварцем и мусковитом, а также биотитом, топазом, лепидолитом, турмалином, бериллом, флюоритом. Из рудных встречаются касситерит, вольфрамит, молибденит и др.

Породы динамометаморфизма образуются в зонах тектонических разломов, где в результате стресса (однонаправленного давления) происходит дробление, развальце ванне, измельчение пород. В зависимости от степени лроблепия различают тектонические брекчии, которые состоят из угловатых, сцементированных обломков разного состава и размера; катаклашты — отличаются от брекчий обломками меньших размеров и мияониты — особо тонко измельченные породы, и которых могут возникнуть новообразования в виде крупных, хорошо ограненных кристаллов кварца, полевых шпатов, слюды (бластомилопиты).

Метаморфические породы состоят  из минералов (ассоциаций или марагенезов минералов), устойчивых в физико-химических условиях с определенными термобариметрическими параметрами. Кристаллизация минералов метаморфических пород происходит в твердой среде, тем не менее, с точки зрения физико-химического равновесия, они представляют равновесные ассоциации (Н.А. Елисеев, 1959). Поэтому при изменении температуры и давления они выходят из равновесия с окружающей средой и перекристаллизовываются в другие устойчивые формы. Таким образом, состав минералом, их форма и взаимоотношения могут служить параметрами среды их образования. В состав минералов метаморфических пород входят большинство минералов магматических пород, которые тоже образуются в условиях высоких температур и давлений. Это кварц, плагиоклазы, калиевые полевые шпаты, мусковит, биотит, роговая обманка, пироксен (авгит), оливин, магнетит, гематит, апатит, сфен, шпинель и некоторые другие. Из минералов осадочных пород может присутствовать только кальцит. Типоморфные минералы, характерные для метаморфических пород: гранат, серпентин, тальк, серицит, хлорит, ставролит, дистен, силлиманит и некоторые другие.

Структуры и текстуры. В зависимости от степени метаморфических преобразований, особенностей строения и исходного состава формируются структуры и текстуры метаморфических пород. Одной из главных особенностей структур метаморфических пород является их бластичность (от греч. бластос — росток, почка). Впервые понятие «пластические структуры» было введено А. Беке. Так как метаморфические породы образуются за счет других, ранее существовавших (если только порода не возникла и результате анатексиса, палингенеза или гранитизации), то структура се сформировалась по структуре исходной породы. Остаточные структуры первичных пород, сохранившиеся при низкой степени метаморфизма, называют реликтовыми. Они обычно сохраняют особенности структур исходных пород; бластогранитные, бластопелитовые и др. Структура называется гранобластоаой, если минералы, слагающие породу, имеют изометричную форму. К таким породам относятся кварциты, амфиболиты, мраморы. Лепидобластовая структура характерна для пород, сложенных чешуйчатыми минералами — сланцы тальковые, хлоритовые, слюдистые. Породы с переходным типом структуры — лепидаграиобластовой — состоят из чешуйчатых и изометричных минералов — талькиты, амфиболиты, различные гнейсы.

Текстурные особенности  являются важнейшими отличительными признаками метаморфических пород, зависят от текстуры, состава исходных пород и особенностей метаморфических преобразований. Наиболее характерными, разделяющимися по взаимному расположению составляющих их агрегатов являются следующие текстуры.

Линейные текстуры характеризуются линейной, цепочной, полосовидной ориентировкой минеральных агрегатов. К ним относятся следующие: сланцеватая — с параллельным расположением гнейсовая — с параллельным расположением таблитчатых минералов; полосчатая — с чередованием полос разного состава, цвета и толщины; волокнистая — в породах, сложенных игольчатыми и волокнистыми минералами, ориентированными в одном направлении.

Кроме того, наблюдаются  следующие текстуры: плойчатая — отражающая микро складчатые деформации; очковая — рассеянные, обычно овальные зерна (порфиобласты) облечены мелкими чешуйчатыми или пластинчатыми минералами: хлоритом, мусковитом и др.; пятнистая ~ наличие пятен разной окраски и размеров; беспорядочная — разно ориентированное расположение минералов; массивная — отличается однородным плотным сложением породы.

 

Вопрос № 2.

Опасные инженерно  – геологические явления, сопровождающие подземную разработку месторождений полезных ископаемых.

Деформации, возникающие  вследствие нарушения естественного напряженного состояния массива, могут появиться сразу после прохождения выработки (в массивах слабых пород) или по истечении времени, необходимого для образования значительного пролета выработки, развития необратимых деформаций (явления ползучести и релаксации) горных пород и изменения состояния и свойств самих горных пород в результате изменений механических условий деформирования, происходящих по мере развития горных работ, а также гидрогеологической обстановки и степени выветрелости пород.

Деформации горных пород  под влиянием горных выработок вызываются массой вышележащих пород. В обводненных массивах к ним добавляются силы фильтрационного давления потоков подземных вод. устремляющихся в выработку. Под действием этих сил развиваются различные формы фильтрационного деформирования и разрушения горных пород.

Развитию деформаций препятствуют внутренние силы сопротивления (внутреннее трение и сцепление) горных пород и реактивные касательные напряжения, возникающие в подработанных массивах.

Как силы внутреннего сопротивления  горных пород массива, так и реактивные касательные напряжения не остаются постоянными в пространстве и во времени, приводят к сложному процессу развития напряжений и деформаций горных пород в окрестности горных выработок.

Формирование  нового напряженного состояния вокруг выработок оценивается методами теории упругости и непосредственными замерами. Напряжения вокруг выработки, называемого коэффициентом концентрации напряжений, который имеет (теоретически) максимальное значение, равное 3, на контуре выработки при боковом распоре t, = 0 (безраспорная среда). В результате воздействия вокруг горных выработок образуется зона опорного давления, под которой понимают зону повышенных по сравнению с сжимающих напряжений естественного состояния массива горных пород. Количественно этот процесс оценивается двумя показателями: коэффициентом концентрации и размерами в пространстве. Аналитические решения показывают, что на расстоянии более трех радиусов выработки практически можно пренебречь изменениями напряженного состояния, так как оно составляет не более 10 %. Измерения в угольных шахтах и подземных рудниках показывают, что коэффициент концентрации и размеры зоны его проявления изменяются в пределах, не поддающихся точному прогнозу.

Классификация горно-геологических  явлений, вызванных изменением напряженного состояния массива пород при подземных разработках, приведена в табл. 1.

Классификация горно-геологических явлений при  подземной разработке (по П.Н. Панюкову)

 

Группа явлений	Причины возникновения	Примеры
	явлений
Гравитационные	Проявления горного	Различные формы  сдвижения
	давления	горных пород.
		Деформации подземных  сооружений
		(выработок, целиков
		и пр.).
		Пучение литифицированных
		глинистых пород.
		Отжим пород в  зоне опорного
		давления.
		Горные удары.
		Внезапные выбросы  угольной
		пыли и газов.
		Деформации породных отвалов
Гидродинамические	Нарушение гидро-	Фильтрационный  выпор.
	геологического	Прорывы подземных  вод и
	режима	плывунов.
		Суффозионный  размыв пород.
		Депрессиопные деформации
		пород в поле водопонижения
Гидрохимические	Нарушения влаж-	Выщелачивание легкораство-
	ностного режима.	римых пород.
	химического со-	Пучение глинистых пород при
	става норовой вла-	их набухании.
	ги и минерального	Проявления тиксотропных
	состава	свойств истинных плывунов
Геометрические	Нарушения темпе-	Деформации мерзлых  пород
	ратурного режима	при их замораживании  или
	горных пород	оттаивании
Термин «горное давление»  определяется как силы в породах, окружающих горную выработку