Опис та визначення метаморфічних порід

Мета роботи– описати структуру, текстуру, мінералогічний склад і умови утворення метаморфічних порід та визначити їх назву по визначнику метаморфічних порід.

1. Теоретична частина

Метаморфічні гірські породи утворились з магматичних і осадових порід внаслідок їх зміни під впливом таких факторів: висока температура, високий тиск, розчини, пари і гази, які входять до складу магми.

Контактовий метаморфізмпояснюється температурним впливом магми, яка проникає в товщу земної кори. Вздовж контакту з магмою, породи зазнають плавлення з наступною їх перекристалізацією. Гази, пари та гідротермальні розчини, які входять до складу магми, вступають в хімічні реакції з породами, внаслідок чого виникають нові хімічні сполуки, нові мінерали. Таким чином, при контактовому метаморфізмі в корінних, материнських породах змінюється як структура при перекристалізації, так і хімічний та мінералогічний склад породи.

Ступінь змінення порід при контактовому метаморфізмі неоднакова в різних зонах: близько контакту змінюється структура і хімічний склад породи (метасоматоз), на значній відстані від нього змінюється головним чином структура. Контактовий метаморфізм проходить в невеликих по площі зонах інтрузивних процесів.

Динамічний метаморфізмвідбувається при горотворенні, коли масиви гірських порід зазнають великого одностороннього стискання, що зумовлює їх перекристалізацію. При динамічному метаморфозі всі округлі частини породи (наприклад, галька в конгломерат) стискаються і перетворюються в лінзоподібні включення; зерна породи розтискаються в напрямку перпендикулярному дії тиску. При цьому порода начебто розподіляється на тонку луску або пластинки, які ковзають і пришліфовуються одна до одної. Так виникає сланцювата текстура. Процеси динамічного метаморфізму являються локальними, тобто характерні тільки для зон тектонічної геологічної діяльності.

Регіональний метаморфізмрозвивається на великій глибині і охоплює значні простори. Цей процес пов’язаний з зануренням окремих ділянок земної кори на значну глибину під вагою осадів, які накопичуються в западинах або внаслідок рухів земної кори. На глибині породи під впливом високого тиску і одночасно високих температур перекристалізовуються, перебуваючи у твердому стані.

Усі метаморфічні породи мають кристалічну структуру. Текстура порід пов’язана з умовами утворення, тобто з типом метаморфізму. Виділяють текстури: масивну,смугасту (гнейсовидну) тасланцювату.

2. Найголовніші метаморфічні породи:

гнейси– утворюються з магматичних (ортогнейси) і осадових (парагнейси) порід;

слюдяні сланці– утворюються з глинистих порід;

мармури– утворюються з вапняків та доломітів;

кварцити – утворюються з пісків і пісковиків.

Форми залягання метаморфічних порід визначаються формою залягання тих порід, з яких вони утворилися.

3. Геотехнічні властивості магматичних і метаморфічних порід

Геотехнічні (будівельні) властивості гірських порід (ґрунтів) визначаються мінеральним складом, характером внутрішніх зв’язків, структурно-текстурними особливостями та наявністю тріщин.

Магматичні породи, в яких відсутні тріщини, мають: високу міцність, низькі показники стисливості, не розчиняються у воді, не пропускають через себе воду.

Міцність таких порід набагато вища всіх відомих в інженерній практиці навантажень. У межах реальних величин тиску породи практично деформуються як пружні тіла.

Будівництво на магматичних породах може ускладнювати наявність у них тріщин. При цьому знижується міцність порід, збільшується величина їх стисливості, а також здатність фільтрувати через себе воду.

Магматичні породи схильні до вивітрювання, що приводить до часткового, а іноді і повного руйнування породи. Особливо чітко це виявляється в породах, до складу яких у великій кількості входять мінерали групи польових шпатів, які при вивітрюванні можуть перетворюватись у глинясті мінерали. Цей процес має назву каолінізації.

Геотехнічні властивості метаморфічних порід з масивною текстурою без наявності тріщин майже такі, як у магматичних порід: висока міцність, низькі показники стисливості, водонепроникність, водонерозчинність (за виключенням карбонатних різновидів). Тріщинуватість погіршує будівельні властивості цих порід.

Метаморфічні породи з гнейсовидною і сланцюватою текстурою характеризується, насамперед, своєю анізотропністю. Міцність, здатність до стискання, водопроникність відрізняються в напрямках вздовж сланцюватості і перпендикулярно до неї. Ці породи дуже легко руйнуються під впливом зовнішніх факторів. У них знижена стійкість в природних схилах і бортах кар’єрів. Вони можуть утворювати рухливі відклади на поверхні схилів та укосів. У цих породах різко знижується міцність при поглинанні ними води (до 30%).

Внаслідок таких особливостей ці породи потребують при їх дослідженнях і будівництві пильного інженерного підходу.

Таблиця 8