Генезис в геологии что это

14.03.202315.03.2023 admin 0 Comments

Генезис минералов (Таблица)

Генезис минералов – это способ и условия формирования минералов в природе. Определить генезис отдельного минерала удается далеко не всегда. Обычно генезис минерала связывают с генезисом породы, которую он слагает. В этом плане выделяют минералы магматических, метаморфических и осадочных пород.

Характеристика, примеры, описание

Магматические горные породы

Магматические горные породы, как и составляющие их минералы, формируются из магматического расплава при застывании магмы в недрах (интрузивные) и на поверхности (эффузивные) Земли. Такие породы в основном слагаются силикатами и по содержанию кремнекислоты делятся на:

— кислые (более 65% SiO₂), кварц-полевошпатовые породы группы гранита-липарита;

Изверженные породы формируются на глубине в главную стадию кристаллизации. По мере их формирования происходит постепенное объединение расплава и обогащение другими элементами. В результате формируется “остаточный” расплав, состав и свойства которого отличны от начального.

При кристаллизации остаточного расплава образуются особые породы, получившие название пегматитов. Пегматиты слагают жилы и характеризуются крупным кристаллом. Наиболее распространены пегматиты гранитного состава, т. е. богатые кварцем и полевым шпатом. Процесс сопровождается выделением летучих компонентов.

При взаимодействии паров и газов между собой или с ранее возникшими минералами образуются минералы пневматолитового генезиса. Пневматолитовый процесс осуществляется, если расплав, насыщенный летучими компонентами, кристаллизуется при пониженном давлении, когда происходит сухая перегонка вещества, т.е. летучие переходят в твердое состояние, минуя жидкую фазу. По минеральному составу пневматолитовые жильные тела бывают разными, но наиболее характерны для них касситерит, гематит, молибденит. Пневматолито-вый процесс сопровождает вулканизм, когда пары воды, CO₂, H₂S, SO₂, НСl, HF и другие газы реагируют друг с другом и газами атмосферы и создают минералы, накапливающиеся в вулканических трещинах и кратерах (сера, железный блеск, нашатырь и другие).

Метаморфические горные породы

Метаморфические горные породы образуются как результат сложных преобразований в составе и строении минералов и горных пород в связи с воздействием на них высоких температур и давлений. С региональным метаморфизмом, свойственным обширным платформенным территориям, связано понятие “ступень метаморфизма”, определяющее глубину процесса. Каждой ступени соответствует парагенез минералов, образованных в определенном диапазоне температур и давлений.

При контактном метаморфизме метаморфизму подвергаются породы в зоне контакта с внедрившейся интрузией. Наиболее распространенной метаморфической породой контактовых зон являются роговики, нередко содержащие кордиерит и андалузит (вблизи контакта), а также биотит, хлорит, мусковит (дальше от контакта в сторону вмещающей породы).

В случаях, когда минералы возникают посредством кристаллизации из магматического расплава или при участии летучих или гидротермальных продуктов дифференциации магмы, что происходит при магматическом, пегматитовом, пневматолитовом, гидротермальном и контактово-метасоматическом процессах, об их генезисе можно говорить как о магматогенном или эндогенном. С экзогенными процессами связано гипергенное (супергенное), то есть экзогенное происхождение минералов.

Осадочные горные породы

В водоемах аридных зон посредством осадки формируются залежи хлоридных, сульфатных, гидрокарбонатных и пр. солей. Биогенные процессы обеспечивают накопление на дне водоемов с нормальной соленостью мощных толщ пород, сложенных кальцитом, арагонитом, опалом; в специфических морских обстановках образуются железо-марганцевые, баритовые конкреции, глаукониты и прочие минеральные образования.

В горных породах возможно определить возрастные соотношения и генерации минералов. Естественно, что если минерал выделился в трещинах другого, нарос на его поверхность, замещает или цементирует его, этот минерал образовался позже. Хорошо окристаллизованные минералы обычно более ранние по сравнению с теми, которые заполняют промежутки между ними и хуже огранены. Реликты, уцелевшие от растворения и замещения, естественно, тоже являются ранними. Один и тот же минерал может выделяться в разные моменты остывания магмы. Так возникает несколько генераций одного и того же минерала. Одноименные минералы разных генераций отличаются деталями химического состава и парагенезисом.

____________

Источник информации:

Источник

Генезис (геология)

Ге́незис (происхождение) — в геологии происхождение каких-либо геологических образований: горных пород, месторождений полезных ископаемых и др., возникших в определённых условиях при воздействии геологических процессов. Выявление генезиса имеет основное значение для понимания природы геологических образований, для правильного направления поисков полезных ископаемых, для разработки общих теорий геологических процессов, например процессов рудообразования и др. (см. Генезис рудных месторождений).

Литература

Полезное

Смотреть что такое «Генезис (геология)» в других словарях:

Генезис — Генезис[1] (греч. Γένεσις, Γένεση) происхождение, возникновение, (за)рождение. Происходит от названия ветхозаветной Книги Бытия (лат. Genesis) … Википедия

генезис почв — Происхождение, образование и развитие почв и всех присущих им особенностей (строение, состав, свойства и современные режимы). [Словарь геологических терминов и понятий. Томский Государственный Университет] Тематики геология, геофизика Обобщающие… … Справочник технического переводчика

генезис торфяного месторождения — Условия образования и накопления торфяных залежей. [ГОСТ 21123 85] Тематики торф Обобщающие термины геология торфяных месторождений EN genesis of peat deposit DE Nullgrenze der Torflagerstätten … Справочник технического переводчика

Геология — (от др. греч. γῆ «Земля» и от λόγος «учение») наука о составе, строении и закономерностях развития Земли, других планет Солнечной системы и их естественных спутников. Содержание 1 История геологии … Википедия

ГЕОЛОГИЯ — наука о строении и истории развития Земли. Основные объекты исследований горные породы, в которых запечатлена геологическая летопись Земли, а также современные физические процессы и механизмы, действующие как на ее поверхности, так и в недрах,… … Энциклопедия Кольера

Бабаев, Курбан Латыпович — Бабаев Курбан Латыпович Дата рождения: 26 декабря 1910(1910 12 26 … Википедия

НАУКА — особый вид познавательной деятельности, направленный на выработку объективных, системно организованных и обоснованных знаний о мире. Взаимодействует с др. видами познавательной деятельности: обыденным, художественным, религиозным, мифологическим … Философская энциклопедия

СССР. Естественные науки — Математика Научные исследования в области математики начали проводиться в России с 18 в., когда членами Петербургской АН стали Л. Эйлер, Д. Бернулли и другие западноевропейские учёные. По замыслу Петра I академики иностранцы… … Большая советская энциклопедия

Источник

ГЕНЕЗИС

Смотреть что такое ГЕНЕЗИС в других словарях:

ГЕНЕЗИС

генезис м. Происхождение, возникновение; процесс образования, становления.

ГЕНЕЗИС

генезис м.genesis, origin

ГЕНЕЗИС

ГЕНЕЗИС (греч. ), происхождение, возникновение; в более широком смысле — зарождение и последующий процесс развития, приведший к определ. сос. смотреть

ГЕНЕЗИС

ГЕНЕ́ЗИС, у, ч.Походження, виникнення, становлення; генеза.Лише після пізнання генезису та виробничих особливостей ґрунту можливе застосування тих чи і. смотреть

ГЕНЕЗИС

ПОХО́ДЖЕННЯ (виникнення, утворення, поява чогось як наслідок якихось подій, процесів, явищ і т. ін.), ПОСТАННЯ́ рідше, ГЕНЕ́ЗИС книжн., ГЕНЕ́ЗА книжн.;. смотреть

ГЕНЕЗИС

Генезис (греч. genesis – происхождение) происхождение, возникновение; процесс образования и становление развивающегося явления. Большой толковый сл. смотреть

ГЕНЕЗИС

1) Орфографическая запись слова: генезис2) Ударение в слове: г`ен`езис3) Деление слова на слоги (перенос слова): генезис4) Фонетическая транскрипция сл. смотреть

ГЕНЕЗИС

ГЕНЕЗИС (греч. genesis), происхождение, возникновение, первопричина. Экологический энциклопедический словарь. — Кишинев: Главная редакция Молдавской. смотреть

ГЕНЕЗИС

(от греч. genesis – происхождение, возникновение) – в широком смысле рассматривается как момент зарождения и последующий процесс развития. Первоначально термин «Г.» появился в древнегреческой мифологии. Впоследствии получил распространение в философии (Фалес, Гераклит, И. Кант, Г. Гегель и др.), а также в естествознании (космогоническая гипотеза Канта-Лапласа, эволюционная теория Ч. Дарвина и т. д.). В современной философии понятием «Г». большей частью обозначается возникновение предпосылок нового в недрах старого и становление нового предмета (или явления) на основе этих предпосылок. смотреть

ГЕНЕЗИС

-а, м. Происхождение, возникновение.Мы не только говорим, что человек со всеми своими мыслями и чувствами есть продукт общественной среды; мы стараемс. смотреть

ГЕНЕЗИС

(от греч. genesis — происхождение) — процесс возникновения, образования, становления и развития во времени какого-либо природного или социального явления (например, биогенезис — возникновение и развитие жизни, или название 1-й книги Моисея, изображающей картину возникновения мира (Книга Бытия)). Начала современного естествознания. Тезаурус. — Ростов-на-Дону.В.Н. Савченко, В.П. Смагин.2006. Синонимы: возникновение, генез, зарождение, источник, книга, начало, происхождение. смотреть

ГЕНЕЗИС

[нэ]Á сущ см. _Приложение II (книжн. происхождение, возникновение)Сведения о происхождении слова:Слово происходит от греческого γένεσις и сохраняет уд. смотреть

ГЕНЕЗИС

ГЕНЕЗИС (греч. genesis) — происхождение, возникновение. Понятием «генезис» большей частью обозначается возникновение предпосылок нового в недрах старого и становление нового предмета (явления) на основе этих предпосылок. В совр. уфологии остро стоит проблема выявления генезиса (происхождение и развитие) «феномена НЛО», начиная с палеоконтактов, т.е. с древних времен (см. «Палеоконтакт»).

ГЕНЕЗИС

— 1. Происхождение видов, флор, сообществ или каких-либо других систематических, флористических и ценотических единиц. 2. В более широком смысле — зарождение и последующий процесс развития, приведший к определенному состоянию, виду, явлению.
Синонимы:

ГЕНЕЗИС

(гр. – происхождение) – так называется весь процесс происхождения (возникновения), образования, становления и изменений развивающегося явления: человеческого рода, таланта, взглядов, слов и т.д. Генезис – это процесс изменения в его динамике. Так называлась Книга бытия – первая книга Моисея о начале, зарождении, образовании человеческого рода на Земле. смотреть

ГЕНЕЗИС

генезисהִתהַווּת נ’, בּרִיאָה נ’* * *היווצרותСинонимы: возникновение, генез, зарождение, источник, книга, начало, происхождение

ГЕНЕЗИС

(от греч. genesis — происхождение) — происхождение, возникновение; история закономерного развития. Генетика (от греч. genetikos — относящийся к рождению, происхождению) — наука, изучающая закономерности наследственности и изменчивости организма. Гередитарный — наследственный. смотреть

ГЕНЕЗИС

мGenesis f, Werden n; Entstehung f (возникновение)Синонимы: возникновение, генез, зарождение, источник, книга, начало, происхождение

ГЕНЕЗИС

köken* * *мgenez; oluş; kökenСинонимы: возникновение, генез, зарождение, источник, книга, начало, происхождение

ГЕНЕЗИС

ге́незис [нэ, не гене́зис\]Синонимы: возникновение, генез, зарождение, источник, книга, начало, происхождение

ГЕНЕЗИС

образование и дальнейшее развитие организма, органа.Синонимы: возникновение, генез, зарождение, источник, книга, начало, происхождение

ГЕНЕЗИС

Rzeczownik генезис m geneza f

ГЕНЕЗИС

(греч. genesis происхождение, становление) происхождение, возникновение, развитие, напр. биогенезис (возникновение или развитие жизни); название 1-й книги Моисея, изображающей картину возникновения мира (Книга Бытия). смотреть

ГЕНЕЗИС

(греч. genesis происхождение) 1. развитие, происхождение, возникновение некоего явления; 2. процесс образования и становления развивающегося явления; 3. процесс формирования симптомов психического расстройства. смотреть

ГЕНЕЗИС

(греч. genesis — происхождение, становление) — происхождение, возникновение, развитие (напр., биогенезис — возникновение или развитие жизни); процесс образования и становления развивающегося явления. смотреть

ГЕНЕЗИС

генезис м Genesis f, Werden n 1; Entstehung f (возникновение)Синонимы: возникновение, генез, зарождение, источник, книга, начало, происхождение

ГЕНЕЗИС

происхождение, возникновение; в более широком смысле зарождение и последующий процесс развития, приведший к определ. состоянию, виду, предмету, явлению. См. также Генетический метод, Историзм. смотреть

ГЕНЕЗИС

м.genèse fСинонимы: возникновение, генез, зарождение, источник, книга, начало, происхождение

ГЕНЕЗИС

(2 м)Синонимы: возникновение, генез, зарождение, источник, книга, начало, происхождение

ГЕНЕЗИС

(от греч. genesis – рождение, происхождение, развитие) – понятие, отражающее как момент возникновения, так и закономерный процесс развития какого-либо явления, предмета. смотреть

ГЕНЕЗИС

发生 fāshēng, 起源 qǐyuánСинонимы: возникновение, генез, зарождение, источник, книга, начало, происхождение

ГЕНЕЗИС

genesisСинонимы: возникновение, генез, зарождение, источник, книга, начало, происхождение

ГЕНЕЗИС

genesisСинонимы: возникновение, генез, зарождение, источник, книга, начало, происхождение

ГЕНЕЗИС

Ударение в слове: г`ен`езисУдарение падает на буквы: е,еБезударные гласные в слове: г`ен`езис

ГЕНЕЗИС

происхождение, возникновение; в широком смысле момент зарождения и последующий процесс развития, приведший к определенному состоянию, виду, явлению.

ГЕНЕЗИС

-у, ч. Походження, виникнення, становлення.

ГЕНЕЗИС

[от греч. genesis зарождение, происхождение, развитие] происхождение, возникновение; процесс образования и становления развивающегося явления

Источник

Самые большие отложения образуются, когда источник большой, транспортный механизм эффективен, а ловушка активна и готова в нужное время.

СОДЕРЖАНИЕ

Процессы рудогенеза

Эндогенный

Магматические процессы

Гидротермальные процессы

Эти процессы представляют собой физико-химические явления и реакции, вызванные движением гидротермальных вод внутри земной коры, часто как следствие магматической интрузии или тектонических потрясений. В основе гидротермальных процессов лежит механизм источник-перенос-ловушка.

Источники металла могут включать множество горных пород. Однако большинство металлов, имеющих экономическое значение, переносятся в виде микроэлементов в породообразующих минералах и поэтому могут высвобождаться гидротермальными процессами. Это происходит из-за:

Осаждение сульфидов :
осаждение сульфидов в зоне ловушки происходит, когда металл-несущий сульфат, сульфид или другие комплексы становятся химически нестабильными из-за одного или нескольких из следующих процессов;

Метаморфические процессы

Метаморфические процессы также управляют многими физическими процессами, которые образуют источник гидротермальных флюидов, описанных выше.

Осадочные или поверхностные процессы (экзогенные)

Классификация рудных месторождений

Классификация гидротермальных рудных месторождений также достигается путем классификации по температуре образования, которая примерно также коррелирует с конкретными минерализующими флюидами, минеральными ассоциациями и структурными стилями. Эта схема, предложенная Вальдемаром Линдгреном (1933), классифицирует гидротермальные месторождения следующим образом:

Рудные месторождения обычно классифицируются по процессам рудообразования и геологическим условиям. Например, осадочные эксгаляционные отложения (SEDEX) представляют собой класс рудных отложений, образованных на морском дне (осадочные) в результате выдыхания рассолов в морскую воду (выдыхание), вызывающих химическое осаждение рудных минералов, когда рассол охлаждается, смешивается с морской водой, и теряет металлическую несущую способность.

Генезис обыкновенных руд

Железо

Железные руды в подавляющем большинстве происходят из древних отложений, известных как пластинчатые железные образования (BIF). Эти отложения состоят из минералов оксида железа, отложенных на морском дне. Для переноса достаточного количества железа в морскую воду для образования этих отложений необходимы особые условия окружающей среды, такие как кислая и бедная кислородом атмосфера в протерозойскую эру.

Свинец цинк серебро

Свинцовые и цинковые отложения образуются в результате сброса глубоких осадочных рассолов на морское дно (так называемый осадочный эксгаляционный или SEDEX) или путем замены известняка в скарновых отложениях, некоторые из которых связаны с подводными вулканами (называемые месторождениями вулканогенных массивных сульфидных руд или VMS), или в венчике из субвулканических интрузий гранитов. Подавляющее большинство месторождений свинца и цинка SEDEX имеют протерозойский возраст, хотя есть значительные юрские образцы в Канаде и на Аляске.

Золото

Тектоника плит является основным механизмом образования месторождений золота. Большинство первичных месторождений золота делится на две основные категории: жильные месторождения золота или вторжение о связанных месторождениях.

Месторождения латеритного золота образуются из ранее существовавших месторождений золота (включая некоторые россыпные месторождения) во время длительного выветривания коренных пород. Золото откладывается в оксидах железа в выветрившейся породе или реголите и может быть дополнительно обогащено за счет эрозии. Некоторые отложения латерита образуются в результате ветровой эрозии коренных пород, оставляя на поверхности остатки самородного металла золота.

Платина

Сульфидные фазы образуются в ультраосновных магмах только тогда, когда магма достигает насыщения серой. Обычно считается, что это практически невозможно при чистой фракционной кристаллизации, поэтому в моделях рудогенеза обычно требуются другие процессы для объяснения насыщения серой. К ним относятся загрязнение магмы материалом земной коры, особенно богатыми серой вмещающими породами или отложениями; перемешивание магмы; неустойчивый выигрыш или потеря.

Никель

Месторождения никеля обычно встречаются в двух формах: сульфид или латерит.

Считается, что коматиитовые месторождения сульфидов никеля и меди образованы смесью сегрегации сульфидов, несмешиваемости и термической эрозии сульфидных отложений. Считается, что отложения необходимы для насыщения серой.

Некоторые субвулканические силлы в поясе Томпсона в Канаде содержат залежи сульфида никеля, образованные отложениями сульфидов вблизи подводящего канала. Сульфид накапливался около жерла из-за потери скорости магмы на границе жерла. Считается, что массивное месторождение никеля Voisey’s Bay образовалось аналогичным образом.

Медь встречается в сочетании со многими другими металлами и стилями месторождений. Обычно медь образуется в осадочных породах или связана с магматическими породами.

Осадочная медь образуется в океанических бассейнах в осадочных породах. Обычно он образуется рассолом из глубоко захороненных отложений, выходящим в глубокое море, и осаждением сульфидов меди и часто свинца и цинка непосредственно на морское дно. Затем он засыпается отложениями. Этот процесс аналогичен процессу цинка и свинца SEDEX, хотя существуют некоторые примеры, содержащие карбонат.

Титан и цирконий

Олово, вольфрам и молибден

Редкоземельные элементы, ниобий, тантал, литий

Интрузии карбонатитов являются важным источником этих элементов. Рудные минералы по существу являются частью необычной минералогии карбонатита.

Фосфат

Фосфат используется в удобрениях. Огромные количества фосфоритов или фосфоритов встречаются в осадочных отложениях шельфа, возраст которых варьируется от протерозоя до формирующихся в настоящее время сред. Считается, что отложения фосфата происходят из скелетов мертвых морских существ, скопившихся на морском дне. Считается, что, как и в случае с месторождениями железной руды и нефти, особые условия в океане и окружающей среде способствовали появлению этих месторождений в геологическом прошлом.

Ванадий

Источник

Инженерная геология. Методическое пособие

УМП предназначено для студентов II – IV курсов СУЗов и ВУЗов. Оно содержит основные материалы теоретического и практического курса по дисциплине «Инженерная геология» и состоит из 3-х разделов, а также содержит контрольные вопросы и тестовые задания. УМП будет полезно не только студентам, но и преподавателям при подготовке и проведении занятий.

Магматической называется порода, возникшая из расплавленной магмы. При тектонических движениях земной коры, магма может подняться на поверхность Земли, при этом образуются два типа пород: интрузивные (образуются в земной коре) и эффузивные (излившиеся на поверхность, где в результате быстрого остывания становятся более рыхлыми и непрочными чем интрузивные).

Метаморфические породы образуются на глубине 10—15 км под действие высоких температур и давления из пород магматического и осадочного происхождения. В результате образуется слоистая порода, при этом свойства метаморфических пород, образованных из магматических, как правило, ухудшаются, из осадочных — улучшаются.

Литогенез всех пород проходит по плану:

диагенез — преобразование породы под действием внешних условий;

метаморфизм — преобразование породы на большой глубине под действие большого давления и температуры;

Литогенез осадочных горных пород

Литогенез осадочных горных пород можно рассмотреть применительно к данной схеме следующим образом:

Генезис осадочных пород называется седиментогенез (осадконакопление), который можно представить в виде следующих этапов:

Выветривание скальных пород и образование продуктов выветривания.

Транспортировка продуктов выветривания, во время которого частицы сортируются, дробятся.

Накопление продуктов выветривания на дне водоемов.

Диагенез (осадконакопление) осадочных горных пород тоже происходит в три этапа:

накопление и предварительное уплотнение осадка (ранний диагенез);

собственно диагенез — это дальнейшее уплотнение осадка, его литификация за счет дегидратации и перекристаллизации;

катагенез (поздний диагенез) — это преобразование химической структуры осадка под действием химических реакций.

Метаморфизм — под действием тектонических движений порода может опустится в зону метаморфии, где под действием температуры и давления преобразуется в слоистую структуру;

В результате обратных тектонических движений порода может попасть в зону выветривания, где разрушается под действием солнца, температуры и воды.

Генетические типы четвертичных пород

Элювиальные грунты — образуются как продукт выветривания коренных пород. Они обладают неоднородностью состава и часто подлежат удалению при строительстве. В зависимости от состава породы (глина, известковая масса) образуются сланцы, глины, известняки.

Делювиальные грунты — образуются в результате смыва с водораздела или верхней части склона более легких компонентов грунта (глинистые и пылеватые частицы, мелкий песок). Делювиальные грунты — глинистые, неоднородные по составу, часто бывают обводнены и недостаточно устойчивы.

Коллювиальные грунты — образуются в результате склоновых гравитационных процессов, их мощность невелика.

Пролювиальные грунты — образуются в результате смыва и переноса поверхностных отложений временными дождевыми и снеговыми потоками.

Аллювиальные грунты — представляют собой продукт переноса и отложения наносов рекой. Их состав и свойства различны для горных и равнинных рек. Аллювий горных рек, как правило, состоит из валунно-галечникового хорошо окатанного и отсортированного материала.

Грунты ледникового происхождения — бывают геолого-генетических разновидностей: моренные, водно — и озерно-ледниковые.

Озерно-болотные отложения относятся к биогенным и представлены торфом, сапропелем, заторфованным болотным мергелем. Общей чертой этих грунтов является их высокая влажность, большая влагоемкость и малая несущая способность.

Грунты эолового происхождения. К ним относятся барханные пески пустынь, дюнные пески побережий озер и морей и некоторые виды лессовых отложений. Все эти грунты характеризуются невысокой связью, легким или пылеватым гранулометрическим составом, большой однородностью, а пески — хорошей отсортированностью.

Грунты морского и лагунного происхождения возникли в результате аккумуляции осадков. Характерными грунтами здесь являются глины, суглинки, илы с прослойками солей.

Составные части грунтов

В естественном виде грунты представляют собой трех фазную систему, состоящую из жидкой, твердой и газообразной фазы, которая изучается по направлениям: минеральный состав, гранулометрический состав, структура.

Минеральный состав грунтов

По минеральному составу грунты можно разделить на группы:

Группа — первичные минералы нерастворимы в в оде;

Группа — вторичные минералы нерастворимые в воде;

Группа — вторичные минералы растворимы в воде;

Группа — органические и органоминеральные соединения.

К первичным минералам относятся минералы материнских магматических пород с неизмененным химическим составом.

Вторичные минералы получаются из них путем химических преобразований, происходящих в процессе диагенеза при условии наличия мельчайших частиц породы, они имеют более слабые химические связи и поэтому химически более агрессивны.

Минералы первой группы (кварц, полевые шпаты, роговая обманка) в общем виде имеют большие размеры частиц, следовательно высокую водопроводимость, высокие механические качества (щебень, галька, гравий, песок).

Вторая группа минералов представляет глинистые грунты, состоящие из вторичных минералов скальных пород после химических преобразований. Общие свойства: высокая гигроскопичность, пластичность, химическая агрессивность.

По эти и другим признакам минералы этой группы делятся на 3 вида:

Монтмориллононит (инколлоидные глины);

Минералы I группы имеют темную окраску (Са, Mg, Fe) и имеют пакетное строение кристаллической решетки, причем расстояние ионами внутри пакета меньше, чем между пакетами, куда и проникают молекулы воды, раздвигая эти слои, что приводит к набуханию грунта.

Минералы группы каолинита. Сюда входят: каолинит, галлаузит, диккит и накрит. Характерными для минералов этой группы является одинаковый химический сосав, прочная и относительно малоподвижная кристаллическая решетка, небольшое набухание при увлажнении и невысокая обменная способность.

Минералы группы монтмориллонита. К этой группе относятся монтмориллонит,, нонтронит и др. Разновидности отличаются составом катионов в кристаллической решетке. Особенностью строения кристаллической решетки монтмориллонита является более слабая связь между пактами, что обуславливает значительно большую гидрофильность и набухаемость монтмориллонита по сравнению с каолинитом.

Гидрослюды. В группу гидрослюд входят продукты различной степени гидратации слюд (илит, глауконит, гидромусковит, гидробиотит и др).

Минералы этой группы отличаются от двух предыдущих изменчивостью химического состава и по своим свойствам занимают промежуточное положение между группами каолинита и монтмориллонита.

К минералам III группы относятся водорастворимые соли — хлориды, сульфаты, карбонаты.

В песчано-глинистых грунтах упомянутые выше минералы могут встречаться в виде хорошо-, средне — или слаборастворимых солей, находящихся в виде прослоев, пропластков, стяжений, конкреций или рассеянных по всему объему грунта.

В случае, если в грунте содержится более 0,3% растворимых солей, то грунт считается засоленным.

К IV группе относятся органические и органоминеральные соединения, часто встречающиеся в грунтах, находящихся в условиях избыточной влажности (озерно-болотные, пойменные, старичные, лиманные).

Органические остатки, встречающиеся в грунтах, в большинстве случаев растительного происхождения. Они присутствуют в виде примесей, прослойков, примазок.

Органические вещества существенно влияют на физико-механические свойства песчано-глинистых грунтов, придавая им большую гидрофильность, которая обуславливает их высокую влагоемкость, пластичность, липкость, набухание, большую сжимаемость, малую прочность и низкую несущую способность, замедленное размокание и большую длительность осадки грунта под нагрузкой.

Коллоидные свойства глинистых частиц

Было установлено строение глинистой частицы, в центре ее находится минеральная частица, имеющая заряд. Вокруг нее формируется слой прочно связанной воды в виде диполей.

Глинистая частица, свободная от прочно связанной воды называется ядром.

При наличии слоя прочно связанной воды она называется гранулой, а сам слой называется адсорбированным. Вокруг адсорбированного слоя формируется второй неплотный слой диполей воды, который называется диффузионный слой, а частица вместе с диффузионным слоем имеет завершенный вид и называется мицелла.

Несколько глинистых частиц, подходя близко друг к другу могут взаимодействовать, образуя единый диффузионный слой, в результате чего образуется агрегат, который по мере вовлечения других частиц увеличивается в объеме и, в конце концов, выпадает в осадок.

В связи с этим рассматривают свойства глинистых частиц:

коллоидной частицей — называется частица, способная находиться длительное время во взвешенном состоянии;

коагуляция — это процесс образования агрегатов коллоидных частиц и выпадение их в осадок. Различают электролитную, механическую и тепловую коагуляцию;

пептизация — процесс, обратный коагуляции, т.е. процесс перехода осадка в коллоидный раствор, в результате разрушения агрегатов частиц под действием встряхивания или других причин;

адсорбция — способность втягивать и удерживать в себе воду глинистыми частицами.

Перечисленные свойства характерны для глинистых коллоидных растворов, но подобный механизм свойственен водонасыщенным глинистым грунтам, в связи с этим различают следующее состояние грунтов: золь и гель.

Золь — разжиженное состояние грунтов, в результате нарушения коллоидных связей.

Гель — это более плотное состояние глинистых грунтов в результате коагуляции частиц и образования агрегатов.

Рассматривают процесс тиксотропии — процесс перехода глинистого грунта из геля в золь, в результате чего несущая способность грунта уменьшается во много раз. Тиксотропия происходит под действием другого воздействия при избыточной влажности грунта.

Структура и текстура грунтов

Под структурой понимается совокупность признаков:

Размер, форма, характер поверхности частиц и агрегатов;

Взаимное расположение между частицами и агрегатами;

Наличие и характер внутренних структурных связей между частицами и агрегатами.

Под агрегатами понимаются образования состоящие из многих частиц, сцементированными различными структурными связями.

Структура формируется в процессе литогенеза (например, для скальных пород, равномерно-зернистая, пористая и т.д.).

В природе существуют следующие основные структуры (микроструктуры) осадочных пород, выделенные по 1 структурному признаку — размеру частиц:

Пелитовая — образованная глинистыми частицами 0,0005 2 мм.

На практике встречаются комбинации указанных структур, названия определяются в соответствии с представительством каждой структуры.

По первому структурному признаку (по характеру поверхности) различают брекчевидную (угловатую, неокатанную) и конгломератовидную (окатанную) структуры.

Образование агрегатов возможно при наличии структурных связей, которые формируются в процессе диагенеза.

За счет образования агрегатов с помощью коллоидного и карбонатного цемента, возможно образование трех видов агрегатов (структур).

Макро структуры (комковая, глыбовая, ореховидная и т.д.) — характеризуется размером агрегатов;

Мезо структуры — образуются отсортирования легко растворимых солей в агрегатах глинистых и пылеватых грунтов.

Различают типы мезо структур: агрегатная (склонная к просадке) структура и комковая и т. д.

По второму структурному признаку (взаимному расположению частиц и агрегатов) можно выделить виды структур: раздельно-зернистая (рыхлая) и раздельно-зернистая (плотная).

Текстура — это совокупность признаков, характеризующих неоднородность породы в пласте, определяется взаимным расположением и соотношением участков породы разного минерального состава и структуры.

Типы структур песчано-глинистых грунтов связные с:

условиями отложения: слоистые (тонко, толсто, косо и неправильно слоистые, ленточная, линзовидная) и массивные;

диагенетическими изменениями: массивная, макропористая;

процессами метаморфизма — сланцеватые;

высыханием осадка — сетчатые;

оползневыми явлениями — плойчатые;

эоловыми явлениями — гребенчатая и кавернозная;

суффозными явлениями — дырчатая, правильная.

Под текстурой грунтов следует понимать совокупность признаков, характеризующих неоднородность сложения грунтовой толщи в пласте, т. е. неоднородность в расположении структурных и механических элементов в отдельных пластах грунта.

Основные типы текстуры грунтов

а — слоистая (ленточная); б — порфировая; в — ячеистая; г — слитная

Текстура грунтов обязана своим происхождением как условиям образования грунтовых отложений, например периодичности осаждения частиц в текучей и спокойной воде, так и последующим изменениям в величине и направлении внешнего давления. Различают следующие основные виды текстуры грунтовых толщ: слоистая, порфировая, ячеистая и слитная.

Наиболее распространены слоистые текстуры грунтов, среди которых можно различать ленточное сложение (например, в тонкослойных озерно-ледниковых отложениях с перемежающимися тонкими глинистыми и песчаными слоями), косослойное сложение, наблюдаемое в некоторых видах мелководных морских отложений, и сланцеватое в глинистых и илистых грунтах, подвергавшихся в геологическом прошлом значительным давлениям с частичной цементацией. Ярко выраженная слоистая текстура грунтов и все ее разновидности делают грунты анизотропными, т. е. физические свойства таких грунтов (например, водопроницаемость, сопротивление сдвигу, упругость и пр.) будут резко различны в различных направлениях.

В грунтах порфировой текстуры обе составляющие (грубозернистый материал и дисперсный — глинистый) участвуют в общем сопротивлении грунта действию внешних сил, но такие свойства, как сжимаемость, водопроницаемость, сопротивление сдвигу и упругость грунтов, будут зависеть главным образом от свойств мелкодисперсного материала, в который включены крупные обломки горных пород.

Ячеистая текстура характерна для некоторых видов засоленных, а также для дисперсных мерзлых грунтов, промерзание которых происходило в условиях неодностороннего охлаждения. Грунты ячеистой текстуры в различных направлениях, часто во взаимно-перпендикулярных, разделены на ряд отдельностей, промежутки между которыми заполнены одним из компонентов, составляющих грунт, например прослойками солей, льда и т. п., образуя подобие ячеек.

Наконец, слитной текстурой обладают некоторые древние глины и илы, подвергавшиеся в геологическом прошлом значительным давлениям, а также некоторые разновидности лессов и лессовидных суглинков, недоуплотненных, но сцементированных солями.

Что следует считать грунтом?

Почему к грунтам относят в основном породы осадочного происхождения?

Назовите группы осадочных отложений, выделяемые по генезису и свойствам.

Кратко охарактеризуйте типы грунтов, различных по генезису.

Как подразделяются грунты оснований в соответствии с ГОСТом (номенклатура грунтов оснований)?

Что такое дисперсные грунты? Назовите составные их части.

Назовите четыре основные группы минералов, входящих в состав дисперсных грунтов и кратко охарактеризуйте их влияние на свойства грунтов.

Вода и воздух в грунтах.

Существуют следующие виды воды в грунтах:

вода в твердом состоянии;

Вода в газообразном состоянии в виде пара;

Связанная вода формирует физико-химические свойства грунтов.

Свободная вода является универсальным растворителем способствует образованию некоторых процессов, под действием напора и скорости движения (суффозия, фильтрация, оползни и т.д.)

Вода в твердом состоянии формирует специальные кристаллические процессы.

Академик Саваренский выделил следующие виды химически связанной воды:

Конституционная вода — входит в состав кристаллической решетки минералов в виде ионов Н+ и ОН-, удаляется только в результате разрушения кристаллической решетки (плавления) и необратимого изменения свойства грунтов;

Кристаллизационная вода — входит в состав кристаллической решетки в виде молекулы Н2О, удаляется при высоких температурах (ниже точки плавления), при этом получается минерал с другими свойствами;

Цеолитовая — входит в состав минералов в виде нейтральной молекулы, удаляется при температуре свыше 1050С, при этом изменяются свойства минералов.

Физически связанная вода связана с минералами молекулярными силами и формирует физические свойства грунтов.

Различают прочносвязанную, рыхлосвязанную и очень рыхлосвязанную воду.

Рыхлосвязанная вода формирует пластичные свойства грунтов, очень рыхлосвязанная — текучие свойства.

Под капиллярными силами следует понимать силу Лапаласа, возникающую при искривлении поверхности жидкости и поднимающую воду в тонких трубках-капиллярах. Различают: капиллярно-поднятую и капиллярно-подвешенную воду.

В первом случае капилляр-кайма достигает уровня грунтовых вод, поднимает воду на поверхность, где она испаряется, накапливая в почве соли, возникает засоление.

Во втором случае капилляры имеют положительный эффект, сохраняя воду после атмосферных осадков в верхнем слое.

Свободная вода существует в следующих видах:

Потоки подземных вод (под действием силы тяжести и давления);

Роль свободной воды:

Она является универсальным раствором;

Замерзая, вызывает морозное пучение и выветривание;

Изменяет консистенцию пород, оказывает влияние на физико-механические свойства;

Вызывает нежелательные природные процессы.

Инженерно-геологическая классификация грунтов.

Академик Саваренский выделил 5 групп грунтов:

Скальные твердые очень прочные практически несжимаемые (магматические породы, метаморфические и твердые осадочные).

Твердые относительно компактные достаточно прочные (выветренные породы 1 группы и слабо сцепленные осадочные породы).

Мягкие пластичные водонепроницаемые, физические свойства которых зависят от влажности (глинистые).

Рыхлые несвязанные дисперсные породы с высокой водопроводимостью (песчаные и крупнообломочные).

Мягкие очень слабые с большим количеством органических веществ (торф, ил).

Приведите классификацию форм и видов воды в грунтах.

Охарактеризуйте виды и свойства связанной воды.

Покажите где размещается в грунте свободная, а где — связанная вода (нарисуйте схему).Какого происхождения газы, содержащихся в грунтах, и в каком состоянии они могут находиться?

Что такое газовая составляющая и от чего она может завесить?

Понятие показателей физико-механических свойств грунтов. Гранулометрический состав и физические свойства грунтов

Для характеристики свойств грунтов применяются количественные критерии, которые называются показателями. По назначению показатели делятся на классификационные и расчетные (косвенные и прямые).

Классификационные показатели используются на ранних стадиях исследований для классификации (типизации) пород, определяются в полевых условиях на простых приборах и приспособлениях. Это такие показатели, как цвет, блеск, твердость, пластичность.

Расчетные показатели предназначены для проведения расчетов с различными целями:

Косвенные расчетные показатели служат для проверки правильности проведения типизации расчетом и для вычисления прямых расчетных показателей;

Прямые расчетные показатели предназначены для вычисления конечных характеристик, определяющих устойчивость и надежность сооружений: осадки фундамента, просадки, несущей способности основания и т. д.

Все показатели можно условно разделить на группы:

Показатели физических свойств;

Показатели водно-физических свойств;

Показатели водных свойств;

Показатели механических свойств.

Гранулометрический состав — это относительное содержание в грунте фракций различного размера. выраженное в процентах к массе абсолютно сухого грунта.

Фракция — это группа частиц определенного интервала размеров.

В природе осадочные грунты представлены следующими размерами фракций:

Крупно-обломочная фракция (валуны, галька, гравий) — от 200 до 2 мм

Песчаная — от 2—0,05 мм

Пылеватая — от 0,05—0,0005 мм

g-ускорение силы тяжести

γ — плотность частиц

η — коэффициент вязкости воды

Пипеточный метод (глинистые грунты);

ГРАНУЛОМЕТРИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ С ПРИМЕНЕНИЕМ ПИПЕТКИ

Этот метод анализа гранулометрического состава грунтов осно-ван на том же принципе различной скорости падения частиц в воде, что и описанный выше метод отмучивания. От последнего пипеточиый и метод отличается тем, что вместо многократных взмучивании и сли-вании суспензии в этом случае взмучивание производится всего один раз, а затем через определенные сроки с известной глубины пипеткой отбираются пробы. Предполагается, что в первый момент после взмучивания в каж-дом кубическом сантиметре суспензии будет содержаться одинаковое количество частиц различной величины. Через некоторое время Т вследствие различной скорости падения частиц разного размера они распределятся неравномерно, причем сверху до некоторой глубины h будут полностью отсутствовать частицы, падающие со скоростью больше h, так как к этому времени они опустятся глубже h. Следо-вательно, если через первые Т минут веять пипеткой с глубины h пробу суспензии, то в последней будут находиться частицы,, ско-1г рость падения которых меньше т,. Беря ряд таких проб через разные промежутки времени и учи-тывая определяемое формулой Стокса соотношение между скоростью падения частиц и их диаметром, можно установить содержание в анализируемом грунте частиц разных фракций. Описываемый метод применяется или в сочетании с методом отмучивания для анализа супесчаныу грунтов, или в качестве самостоятельного метода гранулометрического анализа для глинистых грунтов.

Применяя пипеточный анализ в качестве самостоятельного метода анализа глинистых грунтов, определяют содержание фракций 0,05—0,01 мм; 0,01—0,005 мм; 0,005—0,001 мм; меньше 0,001 мм. Пипеточиый анализ производится с по-мощью прибора (рис. 10), главную часть которого составляет пипетка У емкостью 25 смз. Пипетка закреплена в держателе 2 штатива 3, на котором нанесены миллимет-ровые деления. зажим может быть закре-плен на любом делении. На штатив наса-жена муфта 4, служащая упором для за-жима при опускании пипетки на ту или иную глубину. Верхний конец пипетки соединен с аспиратором 5 каучуковой труб-кой б, снабжеиной зажимом Мора 7. В кау-чуковую трубку б между пипеткой и аспира-тором включен стеклянный тройник 8 и на и и третий конец тройника надета каучуковая трубка 9 с зажимом Мора. Аспиратор сое-динен с бутылью при помощи каучуковой трубки У0 с зажимом. Для анализа рекомендуется применять пипетку с запаянным нижним коицом ствола, имеющим четыре боковых отверстия, через которые суспензия поступает внутрь пипетки. Конструкция пипетки должна обе-спечивать быстрый и точный отбор необхо-димого объема суспензии и возможность смывания небольшой струей воды частиц грунта, задерживающивсяна стенках пипетки.

Ареометрический метод (пылеватые и глинистые).

Показатели физических свойств

Физические свойства определяю состав и состояние грунта. К ним относятся: минеральный состав, гранулометрический состав, плотность (масса), влажность пористость.

Вводятся следующие условные обозначения:

М — масса грунта естественного сложения;

mт — масса твердых частиц;

mв — масса воды в грунте;

Vт — объем твердых частиц;

Vп — объем пор в грунтах;

Vв — объем воды в грунтах.

Показатели плотности (массы) грунта

К показателям плотности (массы) грунта относятся: плотность влажного грунта, плотность сухого грунта, плотность твердых частиц грунта.

Плотностью грунта называется отношение массы грунта к его объему.

Плотность влажного грунта — это отношение массы всего грунта, включая воду в порах к объему всего грунта, включая объем пор.

Для большей части грунтов (исключая илы, торф и др.) значения плотности грунта колеблются в пределах 1,5—2,2 г/см3, плотность относится к расчетным показателям свойств грунтов. Наиболее распространенным способом определения плотности песчано-глинистых связанных грунтов являются методы режущего кольца и гидростатического взвешивания.

Плотность сухого грунта — это отношение массы твердых частиц грунта, исключая воду в порах к массе сего грунта, включая объем пор.

Сравнивая формулы 1 и 2 можно сделать вывод о разнице значений по массе воды содержащейся в грунтах, т.е. вычислить влажность.

Плотность твердых частиц грунта — это отношение массы твёрдых частиц к объему твердых частиц грунта

Сравнивая формулы 2 и 3, можно получить информацию о величине пористости пород.

Пористость — это объем пор в грунте. Пористость имеет 2 показателя — абсолютная пористость (n) и коэффициент (e) пористости.

Абсолютная пористость — это отношение объема пор в грунте к объему всего грунта.

Коэффициент пористости — это отношение объема пор в грунте к объему твердых частиц.

Влажность — это количество воды в порах дисперсных грунтов. Влажность имеет три показателя: естественная (абсолютная) влажность, степень влажности и полная влагоемкость.

Естественная (абсолютная) влажность — это отношение массы воды в грунте к массе сухого грунта. Вычисляется по формуле:

Где m₁ — масса влажного грунта с бюксой, m₂ — масса сухого грунта с бюксой, m₀ — масса бюксы.

Степень влажности — это отношение естественной влажности к полной влагоемкости:

где — W_е — естественная влажность, W_п — полная влагоёмкость, ρ_s — плотность твердых частиц грунта, e — коэффициент пористости.

Источник