Болота и заболоченные земли

Слоистость. Осадочные породы залегают в виде слоев, которые образуются в процессе периодического накопления осадков в водной и воздушной среде. В составе слоя может быть микрослоистость, отражающая осадконакопление в различные времена года. Микрослоистость характерна для озерных и речных отложений. В слое горной породы могут быть также тонкие слои других пород. Их называют прослоями. Например, в слое песка может быть тонкий прослой глины.

При резком различии слоев по составу, например слой известняка лежит на слое песка, более или менее постоянной мощности и сравнительно большой занимаемой площади слои называют пластами. В таких случаях слои (пласты) обычно ограничены с двух сторон четко выраженными поверхностями, которые называют плоскостями (поверхностями) напластования, в том числе верхнюю плоскость называют — кровлей, нижнюю — подошвой, а расстояние между ними — мощностью слоя (пласта). Наибольшей мощностью пластов обладают морские отложения (до сотен и даже тысяч метров). Континентальные образования четвертичной системы, залегающие непосредственно под слоем почвы, имеют, как правило, относительно небольшую мощность — 10—50 м.

Комплекс слоев, объединенных сходством  состава или возраста, или один слой, но значительной мощности нередко  называют толщей. Примером могут служить толщи лёссовых пород, мощность которых может достигать десятков метров.

 

               Формы залегания слоёв осадочных

                                            пород                        

    1- нормальное согласное  залегание              2- линзовидное залегание

     3- выклинивающийся пласт                           4- несогласное залегание

 

Слои образуются в процессе накопления осадков в морях, озерах, долинах рек и т. д. Это обусловливает образование слоев различной формы как по размеру в плане, так и по очертаниям по вертикали. Наиболее обычным является нормальный слой, для которого характерна сравнительно большая мощность и протяженность, параллельность кровли подошве. Для континентальных отложений характерны также линзы — слои, занимающие малые площади с выклиниванием мощности к краям слоя, и выклинивающиеся слои, мощности которых уменьшаются в одну сторону.

Важное практическое значение для  инженерной геологии представляет сочетание слоев. При согласном залегании слои лежат параллельно друг другу, чаще всего горизонтально. Такое залегание слоев характерно равнинам. В других случаях за счет тектонических движений земной коры возникает несогласное залегание слоев. Одна группа слоев при этом залегает непараллельно другой группе.

Климатические условия влияют на состав и свойства осадочных пород: в  пустынях образуются породы обломочного  характера, в замкнутых бассейнах накапливаются отложения солей и т. д. Окраска пород зависит от климатических условий: породы тропиков и субтропиков обладают красноватой окраской, холодному климату свойственны серые тона.

Органические остатки наблюдаются  в большинстве осадочных пород. Это остатки растений или скелетных  частей организмов в виде окаменелостей.

Классификация осадочных пород. Осадочные  породы принято подразделять на три  основные группы: 1) обломочные, 2) химического происхождения (хемогенные) и 3) органогенные, возникшие в результате жизнедеятельности организмов. Это деление несколько условно, так как многие породы имеют смешанное происхождение, например отдельные известняки содержат в своем составе материал органогенного, химического и обломочного характера.

              Характеристика групп осадочных  пород

Породы обломочного происхождения  состоят из продуктов механического разрушения магматических и метаморфических пород, а также ранее образовавшихся осадочных пород (песчаников, известняков и др.).

В табл. 2 приведена основная классификация  обломочных пород. Следует отметить, что глинистые частицы к обломкам отнесены условно, так как их происхождение  больше связано с химическими  процессами и меньше с механическим разрушением. Окатанность возникает в процессе переноса обломков водой.

 

Таблица   2

Классификация обломочных   пород

 

 

 

В природе чаще всего встречаются  скопления, состоящие из обломков разного  размера. Название обломочной породе при этом дается по обломкам, которые в породе занимают основное место.

К обломочным породам в виде самостоятельной  группы относят пирокластические породы, которые формируются из твердых  вулканических продуктов (пепла, песка). Оседая на поверхность земли, песок и пепел образуют сцементированные накопления (пепел, туфы и др.).

Рыхлые обломочные породы.  В их состав входят угловатые (глыбы, щебень, дресва) и окатанные (валуны, галька, гравий) обломки различных горных пород. Наибольшее их количество приходится на горные районы, морские побережья, речные долины, районы ледниковых отложений.

Песчаные  породы — рыхлые накопления, состоящие  из обломков минералов песчаного размера (2—0,05 мм). Таких частиц в породе должно быть не менее 50%. По крупности частиц пески подразделяют на крупные  (2—0,5 мм),    средние  (0,5—0,25 мм), мелкие (0,25—0,1 мм) и пылеватые (менее 0,1 мм). В песках преобладают минералы, наиболее устойчивые к выветриванию —кварц, слюды и др.

Конгломерат

Мономинеральн ы е пески, например, кварцевые, встречаются редко. Вредными в строительном отношении примесями являются окислы железа, гипс, слюды, глинистые частицы. Происхождение песков — речное, ветровое и морское.

Пылеватые и  глинистые породы. Пылеватые и глинистые частицы являются основными составными частями супесей, суглинков и глин. Каждая из этих пород в зависимости от количественного взаимоотношения песчаных, пылеватых и глинистых частиц имеет свои разновидности. Так, например, супесь бывает легкая крупная, легкая пылеватая, тяжелая пылеватая; суглинки — легкие, легкие пылеватые, тяжелые, тяжелые пылеватые; глины — песчанистые, жирные.

Пылеватые и глинистые породы имеют  наиболее широкое распространение на поверхности земли, составляют около 50% общего объема осадочных пород и чаще 'всего являются основаниями различных зданий и сооружений.

Глины в своем составе содержат более 30% глинистых частиц. В сухом  состоянии они твердые и плотные, в соединении с водой дают пластичную массу, увеличиваются в объеме.

Сцементированные обломочные породы. Рыхлые обломочные породы в природных  условиях могут подвергаться цементации за счет веществ, выделяющихся из циркулирующих водных растворов. Обычно это происходит в зоне цементации, которая располагается в земной коре на некоторой глубине, ниже зоны выветривания.

По взаимоотношению обломков (или  зерен) и цементирующего вещества различают  базальный, контактовый и поровый  тип цемента. Наиболее прочны породы с базальным цементом, в котором обломки рассеяны в общей массе цементирующего вещества. Цементирующие вещества по своему составу могут быть кремнеземистыми, железистыми, известковыми и глинистыми. Наиболее прочным является кремнеземистый цемент, менее прочным — глинистый. Наиболее широко распространены следующие типы сцементированных пород: конгломераты, брекчии, алевролиты и аргиллиты .

Известняк-ракушечник

 

Хемогенные  породы образуются в результате выпадения из водных растворов химических осадков. Такой процесс происходит в водах морей, континентальных усыхающих бассейнов, соленых источниках и т. д. К таким породам относятся различные известняки, известковый туф, доломит, ангидрит, гипс, каменная соль и др. Общей для этих пород особенностью является их растворимость в воде, трещиноватость.                    

Наиболее  распространенными породами являются известняки, которые по своему происхождению могут быть также обломочными, органогенными        и    т.      д.

Органогенные породы образуются в  результате накопления и преобразования остатков животного мира и растений, отличаются значительной пористостью, многие растворяются в воде, обладают большой сжимаемостью. К органогенным породам относятся диатомит, трепел, опока, торф, асфальты и др.

Метаморфические горные породы

Происхождение метаморфических пород. На земной поверхности господствует процесс выветривания (разрушение горных пород). Глубже располагается зона цементации. Здесь рыхлые породы уплотняются, цементируются. Под зоной выветривания и цементации, примерно с глубины 0,8 км и далее на многие километры располагается зона метаморфизма. В этой зоне горные породы, как осадочные, так и магматические, под воздействием факторов метаморфизма — высокой температуры, давления, химически активных веществ (магматических газов и растворов) претерпевают глубокие изменения. На их основе в процессе метаморфизма («превращения») рождаются принципиально новые породы — метаморфические, со своим минеральным составом, структурами и текстурами.

Метаморфические породы по внешнему виду и условиям залегания занимают промежуточное положение между магматическими и осадочными породами. По минеральному составу они ближе к магматическим породам. Типичными минералами являются слюды, кварц, хлорит, тальк и др.

Метаморфическим породам присущи  кристаллическая структура и своеобразные текстуры. Наиболее характерны следующие текстуры: 1) слоистая, 2) сланцеватая — однообразное расположение (параллельно друг другу) пластинчатых минералов, 3) полосчатая —обособление минеральных скоплений в форме полос, в виде слоев. Для пород типа кварцита характерны также массивные текстуры.

В зависимости от ведущего фактора  различают следующие типы метаморфизма: 1) контактовый, при котором породы преобразуются под влиянием высокой температуры на контакте с магмой; 2) динамометаморфизм, который вызывается высоким давлением при горообразовательных (тектонических) процессах, 3) региональный (глубинный) метаморфизм, обусловленный совместным воздействием на горные породы высокого давления, температур и активных веществ, протекающий на больших глубинах с захватом крупных участков земной коры.

Форма залегания. Метаморфические  породы, возникшие из глубинных магматических пород, более или менее сохраняют их первоначальную форму залегания. При метаморфизации осадочных пород слоистость сильно деформируется. При контактном метаморфизме образуются своеобразные оболочки метаморфических пород, окружающих магматические породы. Динамометаморфизм образует мощные зоны смятия, возникают сложные складки. При региональном метаморфизме измененные осадочные породы часто сохраняют первичную слоистость.

В процессе движения земной коры метаморфические  породы могут быть выведены на дневную  поверхность и служить объектом строительной деятельности человека. Они являются хорошим скальным основанием для зданий и сооружений. При строительстве подземных сооружений сланцеватость оказывает неблагоприятное действие, так как по плоскостям сланцеватости возможны обвалы, особенно кровли горизонтальных подземных выработок. Породы чаще всего бывают трещиноватыми. Долговечность некоторых метаморфических пород в городских условиях показана в табл. 3.

Классификация метаморфических пород  основана на структурно-текстурных признаках и минеральном составе. Среди них выделяют породы: 1) массивные — (зернистые) — кварцит, мрамор, 2) сланцеватые — гнейс и кристаллические сланцы различного минерального состава .