Генетическая классификация трещин горных пород » Ремонт Строительство Интерьер

Электромонтаж Ремонт и отделка Укладка напольных покрытий, теплые полы Тепловодоснабжение

Генетическая классификация трещин горных пород

30.04.2021

По генезису выделяются первичные, тектонические, планетарные и гипергенные трещины. Однажды возникнув, трещина (как и любой другой разрыв) искажает вокруг себя поле напряжений, и новые по генезису трещины будут, по возможности, использовать уже существующие ослабленные зоны. Поэтому и тектонические, и планетарные и гипергенные трещины обычно используют уже имеющуюся отдельность, образованную первичной трещиноватостью.

Первичные трещины образуются в кристаллизующемся расплаве или литифицирующемся осадке за счет сокращения их объема и возникновения всестороннего внутреннего сжатия (стяжения). Характерной особенностью таких трещин является то, что они обычно развиты в каждом слое отдельно. Первоначально они могут быть скрытыми, но если порода попадает в зону выветривания, трещины раскрываются и разделяют породу на хорошо выраженные блоки отдельностей - геометрически правильных штуфов горной породы. Их форма определяется взаимным расположением трещин. Нередко форма отдельности специфична для конкретного вида пород и служит хорошим полевым диагностическим признаком толщ. В осадочных горных породах развиваются следующие виды отдельности: прямоугольная, кубическая, параллелепипедальная, призматическая, плитчатая, шаровая и глыбовая. В метаморфических горных породах - плитчатая, пластинчатая, ребристая, в лавах - призматическая, столбчатая и др. И даже условные знаки некоторых горных пород символически изображают характерную для них отдельность - известняки, мергели, доломиты, песчаники.

Размеры отдельности зависят от толщины пластов, степени дислоцированности породы и ее состава. В общем, наиболее часто встречаются размеры 3, 9, 20, 50 см. Изучением размеров отдельности с практическими целями занимаются специалисты по разработке отделочных и строительных материалов (гранит, известняк, мрамор), каменного угля. В этом случае отдельность выступает под названием «блочность» или «кусковатость».

Ориентировка первичных трещин закономерно связана с очертаниями бассейна осадконакопления, и, как указывают многочисленные исследователи, при достаточно большом числе замеров, преимущественными простираниями трещин являются трещины с азимутами 0°, 45’, 90°, 135°. Специфические первичные открытые трещины образуются в локальных объемах пород при диагенезе и катагенезе в результате неравномерного сокращения пород различного состава. Такая трещиноватость, в последующем, может играть значительную роль при межрезервуарной миграции флюидов.

Тектонические трещины образуются в результате приложения к породе тектонических (эндогенных) сил. Они обычно сравнительно хорошо выдержаны по простиранию и падению и ориентированы по единому плану в разных по составу породах. Наблюдаемая длина трещин может достигать нескольких десятков метров, но, как правило, колеблется от десятков сантиметров до первых метров. Среди тектонических трещин выделяют трещины отрыва и трещины скалывания.

Трещины отрыва - открытые, зерна, слагающие терригенную породу, при пересечении их трещиной отрыва иногда выпадают из породы, и поверхность сместителя становится неровной, с ямками. Трещины отрыва наблюдаются в осях линейных складок, на смыкающих крыльях флексур. Они, как правило, выдержаны по простиранию и падению на десятки и сотни метров. По ним часто вырабатывается овражно-балочная сеть, долины водотоков. В изометрических куполах трещины отрыва развиваются по радиусам и концентрически. В овальных поднятиях развиваются два направления трещин отрыва - более раннее, параллельное длинной оси поднятия, и позднее, параллельное короткой.

Трещины скалывания - часто закрытые. По их сместителю иногда можно заметить следы перемещения. Гальки и крупные зерна, попавшие на линию разрыва, срезаются. Трещины скалывания обычно хорошо выдержаны по простиранию и падению. Трещины отрыва, как уже говорилось, перпендикулярны оси наибольшего растяжения и параллельны оси сжатия, а две взаимно перпендикулярные трещины скалывания ориентированы под углами примерно в 45° к осям, при этом линия пересечения трещин совпадает с осью промежуточных значений главных нормальных напряжений. Следовательно, изучив ориентировку трещиноватости, можно восстановить ориентировку полей напряжений, сформировавших данную сеть трещин. Сложность заключается в том, что в природных условиях очень трудно выявить пару трещин скола, образовавшихся одновременно в одном поле напряжений. Существующие методики пока несовершенны и требуют дальнейшей разработки.

Планетарная трещиноватость. Под этим термином значатся, в основном, два понятия. Некоторые авторы под планетарной трещиноватостью понимают систему разрывов, выделенную при мелкомасштабных исследованиях структур регионального (платформы, складчатые пояса) и планетарного (Земля в целом) рангов. Понятно, что при региональных и планетарных исследованиях как трещиноватость выделяются разрывы разных размеров. Другие к планетарной трещиноватости относят трещины любых размеров, в основном перпендикулярные поверхностям наслоения и ориентированные преимущественно в направлениях 0°, 45°, 90°, 135°. Считается, что такая ориентировка вызвана едиными для всей планеты причинами, например, изменениями скорости вращения Земли. На рис. 9.10а приведена теоретическая схема размещения планетарных трещин земной коры, создаваемая вращательными силами, действующими на Землю совместно с силами гравитационного влияния Луны и Солнца, на рис. 9.10б - результат моделирования этой системы на примере каучукового шара, обмазанного парафином, а на рис. 9,11 - размещение основных зон разломов ортогональной и диагональной систем в разных масштабах. Как видно, характерная особенность планетарной трещиноватости ~ ее регулярность. Поэтому выявленная закономерность распределения трещиноватости позволяет прогнозировать местоположение ненаблюдаемых трещин. Таким образом, планетарная трещиноватость фиксирует структурный результат делимости земной коры - способности литосферы расчленяться на отдельные сегменты, глыбы, блоки и другие, меньшие по размерам составные элементы.

Гипергенные трещины - образуются в результате экзогенных процессов в приповерхностных частях горных пород. Эти трещины часто являются открытыми. Среди них выделяются:

— трещины выветривания, которые образуются из-за раскрытия и расширения ранее существовавших трещин первичного или тектонического происхождения. По мере удаления от дневной поверхности частота трещин и величина их раскрытия резко уменьшается. Обычно трещины выветривания распространены на глубину не более 10-15 м.

— трещины оползней, обвалов и провалов - встречаются в осевших блоках пород, на бортах оползней. Как правило, в верхней части оползня наблюдаются параллельные между собой трещины отрыва, а в нижней - как трещины отрыва, так и разнообразно ориентированные трещины скалывания, связанные со скучиванием оползающих масс.

— трещины расширения пород при разгрузке (трещины отслаивания, бокового отпора, отседания и др.). По механической природе, это трещины отрыва, развивающиеся в горных породах вблизи горных выработок, глубоких ущелий, в шахтах параллельно поверхности. Эти трещины возникают потому, что горные породы находятся под действием литостатического давления. Когда с одной стороны это давление исчезает, то породы начинают «выдавливаться» в эту сторону, образуя трещины. Сила, с которой блоки пород выдавливаются настолько велика, что они иногда «выстреливают» из стен шахт или «захватывают» буровой инструмент (рис. 9. 12).

Существует еще много других разновидностей нетектонических трещин.
Генетическая классификация трещин горных пород

Имя:*
E-Mail:
Комментарий: