Главная
Новости
Строительство
Ремонт
Дизайн и интерьер




09.07.2019


09.07.2019


08.07.2019


08.07.2019


04.07.2019


02.07.2019


29.05.2019


29.04.2019


25.04.2019


22.04.2019





Яндекс.Метрика
         » » Структура рыхлых несвязных и мягких связных горных пород

Структура рыхлых несвязных и мягких связных горных пород

13.12.2017

Одним из важнейших петрографических признаков строения осадочных пород является их структура. Она определяется формой, размерами и относительным количественным содержанием основных компонентов, слагающих породу. Так как основными компонентами глинистых, песчаных и других обломочных пород являются глинистые (тонкодисперсная часть), пылеватые (алевритовые) и песчаные частицы (крупнодисперсная часть), обломки пород (грубодисперсная часть) и органические остатки, структура их и определяется главным образом формой, размерами и количественным соотношением этих составляющих.

При инженерно-геологическом изучении осадочных горных пород знание структуры позволяет полнее охарактеризовать степень их однородности, дисперсности и глинистости, а следовательно, и их свойства — влагоемкость, гидрофильность, деформируемость, прочность и др. У песчаных и других обломочных пород структура оказывает прямое влияние на их прочность — сопротивление сдвигу. Кроме того, структурные особенности пород часто указывают на условия их образования и последующие изменения.

Согласно исследованиям М.Ф. Викуловой для глин и глинистых пород характерны следующие основные типы структур пелитовая, алевропелитовая, псаммопелитовая, фитопелитовая, алевритовая, конгломератовидная и брекчиевидная, сферолитопелитовая, ооидная и реликтовая.

Пелитовая структура присуща главным образом породам морского происхождения, состоящим почти исключительно из глинистых частиц (рис VI-1, а, б). Глинистые породы с такой структурой встречаются также среди лагунных, озерных, болотных отложений и значительно реже среди других.

Алевропелитовая структура характеризуется тем, что в основной тонкодисперсной массе породы содержится не менее 8—10 % угловатых, реже округлых алевритовых частиц (рис. VI-2, а) Такой структурой обладают многие глинистые породы.

Псаммопелитовая структура отличается от алевропелитовой присутствием в породе кроме алевритовых еще и песчаных частиц в количестве не менее 8—10 % от массы породы (рис. VI-2, б). Эта структура характерна для пород, обладающих большой неоднородностью гранулометрического состава, например для многих глинистых пород континентального происхождения (суглинки, песчаные глины и др.).

Фитопелитовая структура свойственна глинистым породам, у которых в тонкодисперсной массе, обычно окрашенной органическими соединениями в темные тона, выделяются как породообразующие элементы остатки растений или их обрывки различной степени сохранности (рис VI-3,а). Эта структура особенно часто наблюдается в озерных, болотных и аллювиальных отложениях и реже встречается в дельтовых, лагунных и морских.

Алевритовая структура характерна для глинистых пород, состоящих главным образом из пылеватых (алевритовых) частиц, имеющих небольшую примесь глинистого вещества (рис VI-3,б). Эта структура типична для глинистых пород эолового происхождения — лессовых, встречается также в глинах делювиального, пролювиального и лагунного происхождения.

Реже в глинистых породах встречаются структуры других типов.

Конгломератовидная и брекчиевидная структуры свойственны породам, состоящим из округлых или неправильной остроугольной формы обломков глинистой породы, сцементированных глинистым веществом той же породы. Такой структурой обладают некоторые перемытые, переотложенные глины и глинистые породы, слагающие, например, оползневой делювий.

Сферолитопелитовая структура характерна для тех глинистых пород, у которых в основной глинистой массе развиты сферолиты из кальцита, сидерита, лимонита и других минералов. Такой структурой об задают некоторые озерные, болотные, аллювиальные и лагунные глинистые отложения.
Ооидную (бобовую) структуру имеют породы, в тонкодисперсной массе которых рассеяны различной формы и размеров овальные, округлые стяжения из того же глинистого вещества. Эти ооиды и стяжения имеют по периферии различную окраску, создающую вид концентрических оболочек. Глинистые породы ооидной структуры встречаются среди озерных, болотных и других отложений.

В породах реликтовой структуры видны контуры тех частиц, из которых образовалось глинистое вещество. Эта структура наиболее типична для элювиальных глинистых пород.

В глинистых породах, испытавших воздействие значительного гравитационного уплотнения, обнаруживаются структуры бластоалевритовая и бластопелитовая. Эти структуры характерны для слабометаморфизованных алевритовых и пелитовых пород, в которых раскристаллизация вещества еще неполная и частично сохранилась первичная алевритовая или пелитовая структура.

В глинистых породах, в значительной степени метаморфизованных, выделяют структуру микрочешуйчатую, или лепидобластовую. Для пород с такой структурой характерно преобладание в них минералов листоватой и чешуйчатой формы, часто имеющих параллельную ориентировку. У некоторых метаморфизованных глинистых пород может быть структура криптозернистая (скрытокристаллическая), характеризующаяся настолько малыми размерами слагающих их частиц, что отдельные минеральные составляющие неразличимы под микроскопом и кристаллический характер породы определяется по суммарному действию минеральных агрегатов на поляризованный свет.

Из макроструктур в глинистых породах часто встречаются порфировидная, конгломератовидная и брекчиевидная. Эти структуры характеризуются тем, что в тонкодисперсной песчано глинистой или пылевато-глинистой массе породы распределены псефитовые частицы — обломки, гальки или валуны. Макроструктура наиболее четко выявляется в глинистых породах ледникового (морена) и делювиального происхождения.

Структура песков называется псаммитовой, а более крупнообломочных пород — псефитовой. В зависимости от преобладающего размера частиц, слагающих пески, псаммитовые структуры могут быть грубозернистыми, крупнозернистыми (рис. VI-4, а, б, в), среднезернистыми (рис. VI-5, а), мелкозернистыми (рис. VI-5, б) и тонкозернистыми (рис. VI-5, в). В зависимости от степени однородности и отсортированности песков структура их может быть псаммитовой равномернозернистой и псаммитовой неравномернозернистой. Если пески содержат примесь глинистых или пылеватых частиц, структура их имеет смешанный тип — пелитопсаммитовый или алевропсаммитовый. Первая характеризуется содержанием в песке той или иной зернистости глинистых частиц до 6—10%, а вторая — высоким содержанием пылеватых фракций, большем, чем сумма всех других песчаных фракций, кроме преобладающей. Структуры таких песков алевропсаммитовые. Если в песчаной породе пылеватых фракций больше 50 %. структура ее псаммоалевритовая, соответственно она может быть грубозернистой, крупнозернистой и т. д.

Среди крупнообломочных пород распространена структура псефитовая. В зависимости от размера обломков галечники, например, могут быть крупными, средними и мелкими.
Следует отметить, что в понятие структуры песчаных и глинистых горных пород часто вкладывают различный смысл и содержание, что затрудняет понимание многих явлений в них, описание которых приводится в литературе. Так, например, при характеристике глинистых пород используют понятия геологические, коллоидно химические и почвенные, часто смешивают представления о структуре и структурных связях, сложении и текстуре. В учебниках и учебных пособиях по механике грунтов и грунтоведению до сих пор приводится описание «ячеистой» и «хлопьевидной» структур для глинистых и «раздельно-зернистой» — для песчаных пород, понятия о которых были введены в литературу К. Терцаги еще в 1924 г на основании предположения, что при осаждении осадков они могут приобретать такой вид.

Свои представления о строении осадков К. Терцаги распространит вообще на глинистые и песчаные грунты, видимо недостаточно учитывая, что способ образования глинистых осадков может быть различным и что осадки — это далеко не породы о которых обычно идет речь. Впоследствии ни сам К. Терцаги, ни его последователи не приводили описания таких структур ни для одного генетического или петрографического типа глинистых пород и не предложили методики их установления. Если исходить из представлений К. Терцаги, то возникает вопрос, какую структуру — ячеистую или хлопьевидную — имеют, например, кембрийские глины под Ленинградом, хвалынские глины в Заволжье или покровные суглинки под Москвой? Какую дополнительную характеристику можно получить о песке, если сообщить, что он раздельнозернистый?

Еще больше недоразумений возникает, когда понятие о структуре почв смешивают с понятием о структуре глинистых пород и приводят для них названия структур такие, какие почвоведы различают в почвах. В этом случае даже отмечают, что если «грунты» легко распадаются на отдельные зерна, они являются «бесструктурными», а если трудно, то «высокоструктурными» и т. д.

Все это показывает, что здесь происходит недопустимое смешение понятий, которое наносит определенный вред инженерно-геологическому учению о горных породах, а понятия о «бесструктурных» и «высокоструктурных» породах геологически просто недопустимы.

Горные породы слагают природные геологические тела, поэтому при их инженерно-геологическом описании и оценке единственно правильным будет использование характеристик и понятий, твердо укоренившихся в геологической науке. Эти характеристики и понятия весьма хорошо отражают те их качества, которые важны при строительной оценке, т. е. степень однородности, дисперсности, глинистости пород.

Развитие представлений о структуре горных пород в инженерной геологии привело к выделению понятий о структурных связях в них, к понятиям очень важным, прогрессивным, основанным на новейших достижениях науки. Учение о структурных связях дало возможность понять и объяснить многие явления в горных породах, объяснить природу их прочности. Однако смешивать или объединять понятия о структуре и структурных связях неправильно и вообще недопустимо.