Гранулометрические состав горных пород

Содержание

1. Методика  построения сводного стратиграфического разреза.

2. Предмет и  методы исследования Стратиграфии:

3. Стратиграфические подразделения и шкалы.

2. Гранулометрический  состав горных пород

3. Кора выветривания
4. Библиография

1. Методика построения сводного стратиграфического разреза.

  Стратиграфия (от лат. stratum — настил, слой и . . . графия), раздел геологии, изучающий последовательность формирования геологических тел  и их первоначальные пространственные взаимоотношения. Для этих целей  в первую очередь используется возможность прослеживания пластов осадочных горных пород и изучение их фациальных изменений в бассейнах прошлых геологических эпох. Основное значение для установления одновозрастности изученных отложений имеет состав ископаемых организмов, находимых в осадочных толщах, отражающих необратимое развитие органического мира Земли . Поэтому Стратиграфия тесно связана с палеонтологией, а также с геохронологией — учением о хронологической последовательности формирования и возрасте горных пород, слагающих земную кору. Возникновение Стратиграфии связано со становлением геологии как науки; она послужила основой создания геологических карт и  геохронологической шкалы.

1.1 Предмет и методы исследования Стратиграфии:

  Основным  положением в Стратиграфии является закон последовательности напластования, когда при нормальном залегании пластов каждый подстилающий пласт древнее покрывающего; исключение из этого правила наблюдается только в том случае, когда в результате тектонических деформаций первичное залегание пластов нарушается, и они могут оказаться перевёрнутыми. Пласты горных пород, отлагавшиеся в бассейнах прошлых геологических периодов, залегают в определённой последовательности, изучая которую можно составить стратеграфическую колонку . При сопоставлении этих колонок применяются различные методы, из них наиболее распространённым и надёжным является палеонтологический метод, основанный на необратимом прогрессивном развитии органического мира Земли. Палеонтологический метод может применяться только с учётом данных палеоэкологии.

  По  существу все группы ископаемых организмов могут быть использованы для целей  стратиграфической корреляции; особенно большое значение имеют остатки  мельчайших организмов, встречающихся  в массовом количестве (фораминиферы, радиолярии, нанопланктон, диатомовые и др. ); даже небольшие куски осадочных горных пород содержат сотни и тысячи таких организмов, что особенно важно при определении возраста пород в кернах буровых скважин. Этими же особенностями отличается и применение споровопыльцевого анализа, который используется для определения возраста осадочных толщ всех подразделений фанерозоя . Палеонтологический метод имеет широкое применение во всей фанерозойской истории Земли. В более древних отложениях докембрия остатки животных встречаются крайне редко; в массовом количестве встречаются следы жизнедеятельности синезелёных водорослей, которые в 1960-е гг. начали с успехом использоваться для расчленения и корреляции карбонатных толщ верхнего докембрия; в более древних отложениях палеонтологический метод пока не применяется.

  Ведущее значение для более древних отложений  приобретают данные изотопных определений, основанные на радиоактивном распаде  различных элементов (К, U, Pb), заключённых  в минералах осадочных и магматических  горных пород . Информация по изотопному возрасту осадочных пород довольно скудна. При калий-аргоновом методе датирования используются очень редкие калийные соли (карналлит) и обычный для осадочных пород глауконит. Рубидий-стронциевый метод определения применяется при исследовании разнообразных глинистых пород и кислых эффузивов; урано-ториевым методом датируются цирконы из эффузивов.

  Значительно более полные данные о возрасте пород  указанными методами могут быть получены для разнообразных интрузивных  горных пород, внедрявшихся в осадочные толщи; основная трудность заключается в том, чтобы привязать эти точные цифры к стратиграфической колонке (для этих целей внимательно изучаются контакты интрузивного тела с осадочными слоистыми толщами). Во многих случаях истинный возраст интрузивных массивов может быть установлен только по результатам изотопных определений.

  Из  др. методов корреляции слоистых осадочных  и вулканогенных толщ используются данные литологического и геохимического исследования (сопоставление по преобладанию тех или иных минералов или элементов) и различные геофизические методы разведки — данные палеомагнитных и электрокаротажных определений, которые применяются для сопоставления разрезов буровых скважин на разведочных площадях.

1.2 Стратиграфические подразделения и шкалы.

  Применение  всех методов корреляции дало возможность  составить для всего земного  шара общий сводный стратиграфический  разрез, на основе которого установлена  строгая иерархия стратиграфических  подразделений. Такая система стратиграфических подразделений, или стратиграфическая шкала, была впервые утверждена на Международном геологическом конгрессе в Болонье в 1881. В середине 20 в. она была дополнена введением эонотемы — наиболее крупного подразделения стратиграфической шкалы, сформировавшегося в течение эона; применявшийся ранее термин «группа», обозначавший отложения, сформировавшиеся в течение эры, заменяется термином «эратема». С этими дополнениями и изменениями соподчинённость принятых подразделений имеет следующий вид (справа указаны соответствующие им геохронологическис подразделения):

  Каждое  из указанных стратиграфических подразделений отвечает естественному этапу развития Земли и её органического мира; они распознаются на всех материках и, как показало бурение, проведённое в 1970-х гг. , и в океанических впадинах. По мнению некоторых исследователей, ярусы геологические и зоны стратиграфические имеют только местное значение; это положение справедливо в тех случаях, когда ярус и зона выделяются на материале изолированных палеобассейнов, фауна которых развивалась обособленно и не была связана с Мировым океаном (например, неогеновые отложения Черноморско-Каспийского бассейна). Если за стратотип ярусов и зон берутся разрезы открытых океанических бассейнов, эти подразделения могут быть прослежены практически по всему земному шару.

  Отделы, ярусы и зоны единой или общей стратиграфической шкалы не везде распознаются с желаемой точностью и не отражают местные особенности строения разрезов. Поэтому основой стратиграфической классификации во многих районах являются так называемые местные стратиграфические подразделения; если они имеют палеонтологическое обоснование и включают отложения, значительно изменяющие свой состав по простиранию, то выделяют горизонты. (примерно отвечающие по объёму ярусу или подъярусу) и лоны (локальные зоны). Наоборот, если ведущими при выделении местного подразделения являются особенности литологического состава горных пород, то в этом случае принимается особая система литостратиграфических подразделений; их соподчинение, принятое в России, следующее (справа указаны эквивалентные им подразделения, принятые в США):

  Местные подразделения по своему объёму могут  не отвечать подразделениям общей шкалы.

  Основная  проблема, стоящая перед современной  Стратеграфией, — выяснение общей последовательности отложений, слагающих земную кору. Эта задача особенно актуальна для древнейших отложений докембрия. Новейшая (фанерозойская) история Земли (моложе 570 млн. лет) выяснена несравненно лучше, но и здесь предстоит работа по уточнению ныне принятого подразделения, созданию глобальных ярусных и зональных стратиграфических схем, а также построение детальных местных стратиграфических шкал и увязка их с общей шкалой.

  Практическое  применение. Стратеграфия является основой  при регионально-геологических исследованиях, позволяющих понять особенности тектоники территории, определить направление поисков и разведки полезных ископаемых; особенно это относится к пластовым месторождениям (нефть, уголь, железные и марганцевые руды, фосфориты, бокситы, каменные и калийные соли, чёрные урансодержащие сланцы и др. ), которые строго приурочены к определённым стратиграфическим уровням. Без детального изучения стратиграфического разреза не могут быть составлены геологические карты и проведены различные инженерно-геологические работы.

2. Гранулометрический состав горных пород

Гранулометрический состав, содержание в горной породе, почве или искусственном продукте зерен различной крупности, выраженное в процентах от массы или количества зерен исследованного образца. Г. с. является важным показателем физических свойств и структуры естественного или искусственного материала. В зависимости от цели исследования Г. с. может быть определен с различной степенью детальности. Общепринятой классификации по данным Г. с. не существует, что связано с различием целей и объектов, для которых производится определение Г. с. В геологии (литологии), грунтоведении, почвоведении, геологии моря и в технике (абразивы, обогащение полезных ископаемых) имеются свои классификации и наименования гранулометрических фракций. Так, в осадочных горных породах различают: валуны крупные свыше 500 мм, средние 500—250 мм, мелкие 250—100 мм, галька 100—10 мм, гравий крупный 10—5 мм, мелкий 5—2 мм, грубый песок 2—1 мм, крупный песок 1—0,5 мм, средний песок 0,5— 0,25 мм, мелкий песок 0,25–0,10 мм, алеврит 0,10–0,05 мм, пыль 0,05–0,005 мм, глина — менее 0,005 мм. Г. с. определяется при помощи гранулометрического анализа (см. Гранулометрия). Определение Г. с. обломочных горных пород нужно для оценки их коллекторских свойств и для расшифровки условий их образования. Г. с. грунтов дает возможность судить об их технических свойствах для строительных целей. Г. с. почв (см. Механический состав почвы) позволяет определять их структурные особенности, от которых в известной мере зависит их плодородие. 
 
 

3. Кора выветривания

Внешняя часть литосферы, сложенная продуктами выветривания, называется корой выветривания. За нижнюю границу выветривания следует принимать уровень грунтовых вод в данной местности. Выше уровня грунтовых вод имеются благоприятные условия для развития процессов выветривания – горные породы здесь периодически смачиваются атмосферными осадками, а в порах и пустотах пород циркулирует воздух.  

 Мощность  коры выветривания колеблется  обычно от единиц до нескольких  десятков метров, а в тропиках  – иногда и до 100-200 м.  

 Формирование  коры выветривания происходило и в отдалённые геологические эпохи. Местами она сохранилась до настоящего времени и в отличие от современной называется ископаемой корой выветривания.

Понятие о гипергенезе (выветривании)  

 На  поверхности континентов горные  породы попадают в обстановку, которая более или менее от условий их образования.   

 Дневная  поверхность, как геологи называют  границу земной коры и атмосферы,  характеризуется небольшими величинами  давления и температуры - в  сотни и тысячи раз меньше  тех величин, при которых возникают магматогенные или метаморфогенные минералы. Давление и особенно температура на поверхности суши испытывают значительные колебания в течении суток и года. Мощным фактором воздействия является жидкая вода, содержащая растворённые химически активные соединения. На горные породы здесь также действует целая серия сложных процессов, связанных с развитием живых организмов и почвообразованием. Всё это обуславливает неустойчивость минералов, возникших в иных условиях, и возникновение новых минералов.  

 Выветриванием  называется сумма физических, химических  и физико-химических процессов  преобразования горных пород  и слагающих их минералов на  поверхности суши под влиянием  факторов и условий географической  среды. Не следует думать, что  выветривание связано с деятельностью ветра. Ветровая деятельность имеет весьма отдалённое отношение к процессам выветривания. Чтобы избежать этой неясности смыслового и буквального значения термина ”выветривание”, А.Е.Ферсман в 1922г предложил процессы преобразования горных пород и минералов на поверхности обозначить термином “гипергенез” (от греч hyper – сверху, над).  

 Процесс  выветривания очень сложен и  включает многочисленные частные  процессы и явления – механические, физико-химические, химические, биогеохимические.   

 Чисто  физические (механические) явления  приводят к дезинтеграции  горных пород: к механическому их измельчению без изменения минералогического и, следовательно, химического состава. Механическая дезинтеграция пород происходит в результате неодинакового объёма и линейного расширения породообразующих минералов под влиянием сезонного  и суточного колебания температуры. Порода рассекается густой сетью тонких и тончайших трещин. В эти трещины поступает вода , вследствие чего в них возникает капиллярное давление. Его величина достигает значительной величины. Например, в трещины шириной 0,001мм капиллярное давление составляет около 1,5кг/см (при обычной температуре), а в трещинах толщиной в тысячу раз более тонких(1*10мм)- около1500кг/см. При расширении трещин начинают действовать явления замерзания -размерзания воды с изменением объёма.