Отчет по практике в ТулГУ

Поры бывают первичные и вторичные. В процессе отложения чистый песчаный осадок, как правило, является сильно пористым. Но даже в этом случае поры могут заполняться более мелким алевритовым или глинистым материалом. Оформившиеся песчаные породы обычно хорошо сцементированы и не имеют пор или малопористы. Но все-таки из-за участкового развития цемента или его отсутствия поровое пространство часто может быть широко распространено.

Поры — важный структурный элемент песчаных пород, который несет информацию о вторичных процессах, развивающихся в диа- и катагенезе, а также о том, может ли порода являться вместилищем жидких и газовых полезных ископаемых. Поэтому в шлифе необходимо оценивать размеры пор, их форму и площадь, которую они занимают.

4.3 Изучение глинистых пород

Глинистые породы – группа осадочных пород, образованных мелкодисперсными минералами слоистых и слоисто-ленточных силикатов, определяющих характерные свойства пород этой группы.

Процесс формирования глин, как и других осадочных пород, состоит из нескольких последовательных стадий:

• образование осадочного материала;
• перенос, или миграция, вещества;
• накопление осадка (седиментация);

-преобразование осадка в осадочную горную породу (литогенез).

К этому классу относятся породы с преобладающим размером частиц менее 0,01 мм; значительная часть представлена тонкодисперсными частицами размером менее 0,001 мм. Классификация глинистых пород основана на их минеральном составе. Основными минеральными типами глин являются каолинитовый, гидрослюдистый и монтмориллонитовый (иногда важную роль играет ещё один глинистый минерал – палыгорскит). В качестве примесей могут присутствовать карбонатные, терригенные или иные компоненты. Их присутствие, как и у описанных выше пород, отражается в названии (например, песчанистая глина).

Вблизи поселка Усть-Манья находится месторождение бентонитовых глин. Общие прогнозные ресурсы бентонитовых глин Усть-Маньинской площади оцениваются в 25,3 млн. куб м.

Бентонитовые глины относятся к востребованным полезным ископаемым, это обусловлено широким спектром применения данного вида полезных ископаемых в народном хозяйстве. К основным направлениями применения бентонитовых глин относятся: бентопорошки для приготовления буровых растворов; в металлургии для окомкования железорудных окатышей, формовки в литейном производстве; приготовления смесей для экологических целей, применяемых при разливах нефти и нефтепродуктов; в пищевой промышленности для очистки и рафинирования в производстве растительного масла и вина; в сельском хозяйстве как БАД (биологически активные добавки) и др.

В настоящее время на территории Березовского района ведется подготовка к введению в эксплуатацию Усть-Маньинского месторождения бентонитовых глин. Подготовлена проектно-сметная документация на разведку этого месторождения, которое в настоящее время проходит государственную экспертизу. При благоприятном инвестировании проекта выпуск готовой продукции в объеме 300 тыс. тонн в год может начаться через 3-4 года.

5. Роль процессов выветривания

Выветривание – открытая динамическая система механических, физических, химических и биологических преобразований и новообразования горных пород и осадков в условиях поверхностной части литосферы.

Изверженные горные породы в условиях земной поверхности (наличия свободного кислорода, воды, углекислоты и других агентов выветривания) переходят в устойчивые минеральные формы.

При выветривании изверженных пород основные изменения происходят за счет полевых шпатов с образованием скрыто- или тонкокристаллических минералов: серицита, каолина, соссюрита, цеолитов и пр. Хорошо известно изменение альбита (а) и анортита (б), сопровождающееся появлением каолинита:

а) 2NaAlSi₃O₈ + 3H₂O + 2CO₂ → Al₂Si₂O₅(OH)₄ + 2Na+ + 2HCO₃ – +4SiO²;

б) CaAl₂Si₂O₈ + 3H₂O + 2CO₂ → Al₂Si₂O₅(OH)₄ + Ca(HCO₃)₂.

Главной особенностью процесса выветривания является постепенное и постоянное разрушение верхних слоев литосферы. В результате; этого горные породы и материалы дробятся, изменяют свой химико-минеральный состав, вследствие чего ухудшаются их строительные свойства или они полностью разрушаются.

Интенсивность проявления выветривания зависит от многих причин — «мощи» агентов выветривания, состава пород, геологического строения местности и т. д. Наиболее сильно выветривание проявляется на поверхности земли, куда облегчен доступ агентам выветривания. Глубина проникновения в толщу земли агентов выветривания завис от степени трещиноватости пород, раскрытия и глубины трещин. Наиболее глубоко они проникают при наличии тектонических трещин и разломов. Область активного современного выветривания достиг; глубины 5—10 м. Проникновению агентов способствует инженерная деятельность человека (проходка тоннелей, шахт и т. д.).

Интенсивность выветривания находится в зависимости от состава пород. Разрушению способствуют разнозернистость и крупнозернистость пород, качество природного цемента.

Воздействие на земную поверхность, на толщи скальных горных пород процесса выветривания приводит к образованию коры выветривания, которая состоит из видоизмененных выветриванием горных пород или продуктов их разрушения. Продукты выветривания горных пород, остающиеся на месте их образования, носят название элювия. Всегда видно, как элювий постепенно переходит в свою «материнскую» породу. По составу он представляет собой смесь с обломков этой породы и глинистого материала. Нескальные породы, залегающие на дневной поверхности, также имеют кору выветривания, но она в большинстве случаев не имеет четкой зональности. Верхняя часть коры обычно бывает представлена песчано-пылевато-глинистой массой, а нижняя — обломочным материалом.

Виды выветривания:

Процесс выветривания протекает при одно­временном участии многих агентов, но роль их при этом далеко неодинакова. По интенсивности воздействия тех или иных агентов выветривания и характеру изменений горных пород принято выделять три вида выветривания: физическое, химическое и биологическое {орга­ническое).

Физическое выветривание выражается преимущест­венно в механическом дроблении пород без существенного изменения их минерального состава. Породы дробятся в результате колебания температур, замерзания воды, механической силы ветра и ударов песчинок, переносимых ветром, кристаллизации солей в капиллярах, давления, которые возникает в процессе роста корней растений и т. д.

Большую роль в этом разрушении играют температурные явления. В условиях земной поверхности, особенно в пустынях, суточные колебания температур довольно значительны. Так, летом в дневное время породы нагреваются до + 80 °С, а ночью их температура снижа­ется до + 20 °С. Кроме попеременного нагревания и охлаждения разрушительное действие оказывает также неравномерное нагревание пород, что связано с различными тепловыми свойствами, окраской и размером минералов, которые составляют горные породы. На контак­тах отдельных минералов образуются микротрещины и порода посте­пенно распадается на отдельные блоки и обломки различной формы.

Химическое выветривание выражается в разрушении горных пород путем растворения и изменения их состава. Наиболее активными химическими реагентами в этом процессе являются вода, кислород, углекислота и органические кислоты.

Простейшим видом химического выветривания является растворе­ние в воде. Легко растворяются каменная соль, гипс. Разрушительное действие оказывает процесс гидратации. Примером может служить переход ангидрита в гипс CaSO₄ + 2Н₂О = CaSO₄‘2H₂O. Этот процесс сопровождается резким увеличением объема (до 50—60 %), что вызывает разрушительное давление гипса на окружающие его породы.

Биологическое (органическое выветривание).

Проявляется в разрушении горных пород в процессе жизнедеятельности живых организмов и растений. Породы дробятся и в значительной мере подвергаются воздействию органических кислот.

Растения и животные, особенно микроорганизмы (бактерии, мик­робы и др.) и низшие растения (водоросли, мхи, лишайники), вьщеляют различные кислоты и соки, которые, в свою очередь, весьма активно взаимодействуют с минералами горных пород, разрушают их, форми­руют минеральные новообразования.

6. Изучение геологической деятельности текучих вод

Под текучими водами понимают всю воду, стекающую по поверхности суши, начиная от мелких струек, возникающих во время дождей и таяния снега, до самых крупных рек, подобных Волге, Амуру, Амазонке. Текучие воды являются самым мощным из всех экзогенных факторов, преобразующих поверхность материков. Разрушая горные породы и перенося продукты их разрушения в виде гальки, песка, глины и растворённых веществ, текучие воды способны в течение миллионов лет срезать даже самые высокие хребты и сравнять их с прилегающими равнинами. В то же время вынесенные ими в моря и океаны продукты разрушения горных пород служат главным материалом, из которого возникают мощные толщи осадков.

Все реки земного шара выносят за год в море в растворённом и механически взвешенном состоянии около 17,5 млн. тонн вещества, полученного за счёт разрушения суши. Это равносильно общему понижению её поверхности со средней скоростью около 0,09 мм в год или 9 см в тысячелетие. Всю разрушительную работу текучих вод в целом называют эрозией (от лат. «разъедание»). Выделяются две формы её проявления, принципиально отличающиеся друг от друга по своим результатам. Первая из них — размыв (линейный размыв). Это разрушительная работа русловых водных потоков, то есть временных или постоянных ручьёв и рек. Все они стремятся врезать своё русло в поверхность Земли в виде более-менее глубокой рытвины, промоины, оврага. Совсем иной формой проявления разрушительной работы воды является смыв (площадной смыв, абляция). Под смывом понимают работу воды, стекающей по склонам во время дождей или таяния снегов. Этот временный склоновый сток выражается либо в виде сплошной тонкой пелены воды, двигающейся по пологому скату, либо в виде густой сети мелких струек, каждая из которых является как бы миниатюрным ручейком.

Под влиянием площадного смыва происходит выполаживание и сглаживание склонов, общее выравнивание поверхности суши, уменьшение её вертикального расчленения. Иными словами, площадной смыв приводит к прямо противоположным результатам по сравнению с линейным размывом. Реки и ручьи, производящие линейную эрозию, и мелкие струйки склонового стока, осуществляющие площадной смыв, создают совершенно различные по составу и строению отложения, играющие неодинаковую роль в общем комплексе континентальных осадков.