Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь FAQ Написать работу КАТЕГОРИИ: АрхеологияБиология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия Экология ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Пористость, трещиноватость, флюндонасыщенностьСодержание книги
Поиск на нашем сайте
Влияние пористости, трещиноватости и флюидонасыщенности на физические свойства довольно велико в осадочных породах на глубинах до 3—5 км, а для магматических и метаморфических пород — только в приповерхностных условиях. Пористость зависит от литологического состава горных пород, а трещиноватость в большей мере контролируется тектоническими факторами. У них различна геометрия нарушений структуры породы, но воздействие их на свойства горных пород имеет во многом общие черты. Ведущим фактором, определяющим электропроводность горных пород, является состав флюидов в порах, конкретно — электропроводность поровых вод, зависящая от их минерализации. Этот фактор настолько сильный, что удельное сопротивление осадочных пород часто не зависит от состава скелета, определяясь исключительно составом и концентрацией флюидов.
Билет №4
1. Принципы систематики горных пород.
2. Типы взаимоотношений стратифицированных образований и характеристика согласных и не согласных границ различного вида.
3. Магматические сульфидные медно-никелевые месторождения. Минеральный состав, условия образования, геологическое строение. Примеры на территории России
4. Плотность и упругие свойства горных пород: определяющие факторы и закономерности.
1. Принципы систематики горных пород. I.Необходимость систематики: а) Невозможность объять множество очень разных предметов, если их не классифицировать. б) Прогностическое значение классификаций: при классификации некоего множества члены выделенных подмножеств будут обладать определенной общностью. Значит, если удается какой-то объект отнести к определенному подмножеству, мы вправе ожидать у него проявления свойств, присущих другим членам подмножества (классификация химических элементов Менделеевым – предсказание еще не открытых элементов и их характеристика). II. Классификация – интеллектуальный инструмент познания; в зависимости от целей деятельности принципы классификации могут быть различными, отсюда – множественность классификаций
Горные породы Тип (генетический критерий) – Осадочный, магматич, метаморфический Класс (фациальный критерий) – (далее для магматических) – плутонические, гипабиссальные, вулканические Группа (по содержанию SiO2 30-44 у/о, 44-53 основные, 53-64 – средние, >64 кислые) Ряд (по степени насыщенности щелочами (Na2O+K2O) относительно содержания кремнезёма и глинозёма) – нормальный, умеренно-щелочной и щелочной Семейство – по положению в системе координат SiO2/ (Na2O+K2O) (на TAS-диаграмме) Виды и разновидности – классификационные критерии – количественно-минералогические, структурные, и т.д. Классификаций тысячи. Каждый классифицирует в зависимости от целей исследований. Вот примеры
2. Типы взаимоотношений стратифицированных образований и характеристика согласных и не согласных границ различного вида.
(Ответ по лекциям Благовидова В.В)
Взаимотоношения слоистых толщ:
1. Латеральное: Выклинивание Замещение 2.Стратиграфическое Согласное (отстутствие стратиграфического перерыва) С резкой границей Постепенный переход Несогласное (с перерывом)
Поверхность несогласия – подошва молодого комплекса.
1. Стратиграфическое несогласие – 2 комплекса (молодой и древний) структурно залегают согласно. Это параллельное налегание А это параллельное прилегание (в древних комплексах) (в четвертичке) Волнистая линия – несогласие 2. Структурное несогласие. Структурные координаты не соответствуют друг другу. (угловое, азимутальное) Если осень небольшие различия в азимутах падения и углах падения, то называют географическим несогласием.
По площади распространения 1. Местные (площадь одной складки) 2. Региональные (Сиб.платформа)
Признаки несогласных взаимотоношений: 1. Стратиграфический перерыв. 2. Поверхность размыва в подошве молодого комплекса. 3. Базальные конгломераты, коры выветривания.
Структурные признаки Угловые и азимутальные взаимоотношения, общий структурный план, характер налегания, тип структур и т.д. Внимание! Не путать с внутриформационным перерывом. Внутриформационный перерыв формируется при процессе осадконакопления (в аллювиальных толщах много размывов). При перерыве в осадконакоплении слои поднимаются и размываются. Так вот.. Если в основании комплекса конгломераты, то они могут быть внутриформационными, но если в их составе породы древнего комплекса, то такие конгломераты – базальные, в основании молодого комплекса – несогласие! Если есть кора выветривания между комплексами –> был перерыв -> несогласие. Несогласия связаны с крупными периодами изменения Земли (10-20-30 млн. лет). Несогласия рассматриваются как реперные события.
Если чем моложе отложения, тем больше площадь их распространения, то был подъём уровня моря, то есть ТРАНСГРЕССИВНОЕ ЗАЛЕГАНИЕ. Если наоборот – РЕГРЕССИВНОЕ.
ЗНАЧЕНИЕ НЕСОГЛАСИЙ – ВЫДЕЛЕНИЕ СТРУКТУРНЫХ ЭТАЖЕЙ. Структурный этаж – 2 комплекса отложений, разделённых поверхностью несогласия, при этом комплексы могут отличаться: 1. составом толщ 2. степенью метаморфизма 3. типом складчатости и разрывных дислокаций 4. общим структурным планом 5. типом магматических тел. Степени различия могут быть разные.
3. Магматические сульфидные медно-никелевые месторождения. Минеральный состав, условия образования, геологическое строение. Примеры на территории России
Характеристика магматических сульфидных медно-никелевых месторождений и их примеры на территории России. - В.И.Смирнов, А.И. Гинзбург, В.М.Григорьев, Г.Ф.Яковлев, Курс рудных месторождений, с.86-92 При высоких температурах (1500—1200 °С) возможно разделение (ликвация) магмы на два несмешивающихся расплава: сульфидный и силикатный. На процесс ликвации влияют концентрация серы, общий состав силикатной магмы, в первую очередь количество Fe, Mg и Si, а также содержание халькофильных- элементов в жидкой силикатной фазе. Присутствие железа в силикатном расплаве повышает растворимость сульфидов в десятки раз. При раскристаллизации отликвировавшего сульфидного расплава возникают магматические месторождения сульфидных медно-никелевых руд. Известно 45 минералов никеля. Среди них минералами сульфидных руд являются: пентландит (Fe, Ni)S (22—42 %), миллерит NiS (65), никелин NiAs (44), хлоантит NiAs3_2 {4,5—21,2,) полидимит Ni3S4 (40—54) и герсдорфит NiAsS (26—40); силикатных руд: гарниерит NiO-SiO2-H2O (NiO 46), непуит 12NiO-3SiOa -2Н2О (20—46), ревденскит 3(Ni, _Mg)O-2SiO2-2H2O (46) и никельсодер-жащий нонтронит Fe2[AlSi3Oio] (ОН)2-пН2О. В зонах окисления мышьяксодержащих руд развивается аннабергит Ni3As3Os-8H2O (37), который имеет лишь поисковое значение. В истории геологического развития Земли намечается две главных эпохи формирования сульфидных медно-никелевых месторождений: протерозойская (Балтийский и Канадский щиты, Южная Африка, Австралия) и киммерийская (Сибирская платформа). Силикатные никелевые месторождения коры выветривания возникли в новейшее время. Они распространены на Южном Урале, Балканах (Албания, СФРЮ,. Греция), в Бразилии, Новой Каледонии, на Кубе, Филиппинах, Мадагаскаре. ТИПЫ ПРОМЫШЛЕННЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ Намечаются следующие промышленные месторождения никеля: 1) магматические, 2) плутоногенные гидротермальные, 3) коры выветривания. Магматические месторождения Ликвационные магматические месторождения сульфидных медно-никелевых руд в СССР известны на Кольском полуострове (Печенга, Аллареченское, Монча), в Красноярском крае (Талнах, Октябрьское, Норильск I), за рубежом — в Финляндии (Пори), Швеции (Клева), Канаде (Садбери, Томпсон), США (Стиллуотер), ЮАР (Бушвельд, Инсизва) и Австралии (Камбалда). Месторождения связаны с дифференцированными базит-гипербазитовыми массивами, обогащенными магнием. По А. Лихачеву, они формируются в пределах континентальной коры, главным образом в активизированных краевых частях платформ. Эти расслоенные интрузивы сложены перидотитами, пироксенитами, габбро, норигами и габбродиоритами гипабиссальной фации на щитах, габбро-долеритами, долеритами и пикритами субвулканической фации в чехле платформ. Более основные разности слагают нижние части массивов (их основание), менее основные — верхние. Рудные тела размещаются внутри, по периферии, в придонной части, и вблизи материнских интрузивов. Среди них встречаются: 1) пластообразные висячие залежи вкрапленных руд; 2) пластообразиые и линзовидные донные залежи массивных «шлировых» и прожилково-вкрапленных руд, иногда распространяющиеся в подстилающие породы; 3) линзы и неправильные тела приконтактовых брекчиевых руд; 4) жилообразные и жильные тела массивных руд. Размеры рудных тел изменяются от первых сотен метров да 1000—1500 м в длину по простиранию, от нескольких сотен метров до 800—1000 м по падению при мощности от 1—2 до 40—50 м, редко 100 м. Руды бывают сингенетичными - вкрапленными, реже массивными, и эпигенетичными — инъекционньми массивными и брекчиевыми. Обычно они комплексные: кроме Ni и Сu, содержат Pt, Pd, Rh, Ru, Co, Se, Те характеризуются достаточно выдержанным минеральным составом. Главные рудные минералы — пирротин, халькопирит, пентландит; второстепенные — магнетит, пирит, кубанит, борнит, полидимит, никелин, миллерит, виоларит сперил-лит и кулерит. Нерудные минералы представлены оливином, основным плагиоклазом и пироксеном, кроме того, встречаются гранаты, эпидот, серпентин, актинолит, тальк, хлорит и карбонаты. Вмещающие породы местами сопровождаются тонкими оторочками актинолита, скаполита, антигорита, хлорита, серпентинита и других гидроксидсодержащих минералов. Иногда ореолы измененных пород — скарнированных, окварцованных, карбонатизирован-ных — бывают значительны (Талнах). Однако эти гидротермальные изменения произошли после формирования главной массы сульфидных медно-никелевых руд, образовавшихся при процессах ликвации в магматический этап. Этот этап, по М. Годлевскому,, состоит из нескольких стадий: 1) ранняя стадия — отделение сульфидной жидкости; 2) средняя стадия —кристаллизация породообразующих силикатов (при температуре 1100—1200 °С и более),, сульфиды оставались жидкими; 3) поздняя гистеромагматическая стадия — кристаллизация сингенетических сульфидов при достаточно высоких температурах (600—800 °С) и продолжение формирования инъекционных вкрапленников (600—300 °С) во вмещающих породах; 4) заключительная стадия — сульфуризация, т. е. образование сульфидов вследствие реакции серы с металлсодержащими минералами горных пород, а также инъекции жильного сульфидного расплава. При этом рудный расплав сменился водным сульфидсодержащим гидротермальным раствором, из которого отлагались поздние борнит-миллеритовые руды. С низкотемпературной заключительной стадией постмагматического этапа связано некоторое переотложение руд. При постепенном изменении состава сульфидного расплава, па мере его обособления и раскристаллизации, достигалась определенная предельная концентрация никеля, и дальнейшая эволюция заключалась в увеличении концентрации меди за счет железа. Этот процесс иллюстрирует диаграмма псевдотройной системы FeS—Ni3S2—Cu2S. Из нее следует, что кристаллизация сульфидных руд начинается с пирротинового твердого раствора и протекает по перитектической схеме, последующими продуктами которой оказываются пентландит, а затем халькопирит. Талнах-Октябрьская группа. Эта группа месторождений находится в Красноярском крае, на северо-западной окраине Сибирской платформы. Участок месторождения сложен образованиями платформенного чехла (снизу вверх): терригенно-карбонатными и галогенными породами девона, угленосными терригенными отложениями пермо-карбона (тунгусская серия) и туфолавовой толщей пермо-триаса. Они слагают Хараелахскую мульду, на юго-западном центриклинальном замыкании которой, прорезанном Норильско-Хараелахским глубинным разломом, находятся Талнахское и Октябрьское месторождения. Породы имеют пологое падение (под углами 10—15 °) в северных румбах. Месторождения приурочены к межформационному Талнахскому базит-гипербазитовому интрузиву сложного строения. Он состоит из отдельных массивов — ветвей, соединяющихся на северо-востоке участка, где предполагается наличие магмоподводящего канала. Эти ветви имеют пласто- и корытообразную форму и занимают несколько секущее положение от подошвы туфолавовой толщи до карбонатно-глипистых отложений девона. Талнахское месторождение находится в верхнем рудном этаже и связано с Северо-Восточной, Центральной и Юго-Западной интрузивными ветвями, протягивающимися в виде лент мощностью 200—250 м. Октябрьское месторождение расположено в нижнем рудном зтаже и приурочено к Северо-Западной, Хараелахской и Лесноозерской ветвям, залегающим в породах девона. Рудоносные дифференцированные интрузии, относящиеся к гипабиссальной фации траппового вулканизма, имеют анизотропное строение. Вначале происходило выделение оливина (при температуре более 1200 °С) и накопление его в придонной части интрузива, затем кристаллизовался плагиоклаз (1170—1140 °С), несколько позже — пироксен (1140— 1100 °С) и в заключение из остаточного расплава — кварц (1070— 1060 °С). На Талнахском и Октябрьском месторождениях известно пять рудных залежей пластообразной и линзовидной форм, приуроченных к пяти интрузивным ветвям. Они состоят из пространственно сближенных тел, сложенных вкрапленными, прожилково-вкрапленными и сплошными рудами. Главные рудоносные дифференциаты — пикритовые, такситовые и контактовые долериты, которые составляют около 10 % мощности интрузива. Контуры залежей в плане повторяют в целом контуры интрузий. Основная масса руд локализуется в зоне нижних эндо- и экзоконтактов массива, лишь иногда вкрапленные и сплошные руды отмечаются в кровле интрузии. Выделяются три промышленных типа руд: 1) вкрапленные (77% от общей массы руды), 2) сплошные сульфидные руды в приподошвенной его части (10), 3) прожилково-вкрапленные(13) в породах экзоконтакта. Развиты пирротиновые, кубанитовые и халькопирит-талнахитовые руды с различным содержанием пент-ландита, а также миллерит-борнит-халькопиритовые и пиритовыеруды. Главные рудные минералы—пирротин, пентландит и халькопирит; второстепенные — кубанит, магнетит, ильменит, титаномагне-тит; редкие —пирит, миллерит, борнит, талнахит, валлериит, хиз-левудит (Ni3S2), троилит, ковеллин, годлевскит, платиноиды. Текстуры руд массивные, брекчиевые, вкрапленные, прожилково-вкрапленные и пятнистые; структуры порфировидные, гипидио-морфнозернистые, аллотриоморфнозернистые, субграфические, ин-терстиционные, каплевидные, сидеронитовые, пламеневидные, петельчатые и решетчатые. Отмечается зональность залежей вкрапленных руд: в вертикальном направлении (от кровли к подошве) пикритовые габбродолериты сменяются такситовыми, в горизонтальное направлении (от центральных частей к флангам) кубанит-моихукит-троилито-вые ассоциации, включающие недосыщенные серой сульфиды, — халькопирит-пирротиновой. В последней пирротин нередко представлен наиболее сернистой модификацией. Внутреннее строение залежей массивных сульфидных руд характеризуется сменой от одного фланга залежи к другому пент-ландит-халькопиритовых руд пентландит-халькопирит-пирро-тин-кубанитовыми, а затем пентландит-кубанит-халькопиритовыми. В экзоконтактовых прожилково-вкрапленных рудах иногда проявлена вертикальная минеральная зональность — вверх и вниз от интрузии существенно пирротиновые руды сменяются халькопиритовыми, а затем миллерит-борнит-халькопиритовыми и существенно пиритовыми. По вопросу образования рассматриваемых сульфидных мед-но-никелевых месторождений существует две основные точки зрения: магматическая ликвационная (Н. Урванцев, В. Котульский, М. Годлевский, А. Лихачев) и метасоматическая (В. Золотухин, В. Рябов). Согласно первой, наиболее правдоподобной точке зрения, вкрапленные сульфидные руды в пикритовых и такситовых габбродолеритах образовались в результате ликвации, происходившей на ранней стадии раскристаллизации Талнахского интрузива. Сплошные руды сформировались из сульфидного расплава в придонных частях интрузива. Однако по мере кристаллизации сульфидного расплава (650—600 °С) со снижением температуры, по В. Ворцепневу, происходила его эволюция до низкотемпературных (450—70 °С) гидротермальных растворов хлоридно-натриево-каль-циевого состава, за счет которых образовались незначительные по количеству переотложенные и экзоконтактовые руды.
4. Плотность и упругие свойства горных пород: определяющие факторы и закономерности.
ПЛОТНОСТЬ ГОРНЫХ ПОРОД Определение и способы измерения плотности Плотность является важнейшим параметром состояния вещества. В естественном залегании пород их плотность (σ) есть отношение полной массы (m) к полному объему (V) тела (выделенной части среды), которые включают твердую матрицу породы, жидкую и газовую фазы в поровом пространстве: σ = m/V= (mт+ mж + mг)/(Vт+ Vж + Vг) где индексы, относятся к массе и объему твердой, жидкой и газообразной фаз соответственно. Массой газов можно пренебречь. Vг+Vж =Vп - объем порового пространства, его отношение к полному объему называется коэффициентом пористости: Кп=Vп/V Минеральная плотность (твердой фазы) σ = mт/Vт, плотность сухой породы σс= mт/V= σм (1 — Кп), тогда σ = σс + σж Кп где σж — плотность жидкости в поровом пространстве. Общая пористость осадочных пород довольно велика. Вблизи поверхности она достигает 0,2—0,4, а на глубинах 5—б км под давлением вышележащих пород уменьшается до уровня пористости минералов, 10-3-10-2. Магматические и метаморфические породы имеют большие значения пористости в корах выветривания, до 0,2, а у неизмененных пород она редко превышает первые проценты. В гравиразведке такие величины не учитывают. для плотности не имеют большого значения различия общей и эффективной пористости, степень связности порового пространства. В нормативной для учебной литературы системе СИ плотность выражается в килограммах на кубический метр (кг/м3), а значения плотности геологических объектов вынуждают записывать их с множителем 10. Приводимые ниже значения плотности минералов м горных пород относятся к обычным условиям: нормальному атмосферному давлению и температуре 20 °С. Значения плотности флюидов в поровом пространстве горных пород таковы: наиболее распространены минерализованные воды с плотностью 1,0—1,2 г/см3 плотность нефти изменяется при разном составе фракций от 0,5 до 1,0 г/см. Плотность воздуха в условиях атмосферного давления равна 0,0012 г/см’, природного газа в зависимости от состава углеводородов 0,0006—0,002 г/см3, но под давлением, например, 70 МПа (на глубине 2 км) плотность газов (и воздуха) достигает 0,2 г/см3
|
||||
Последнее изменение этой страницы: 2016-06-22; просмотров: 457; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 18.223.159.237 (0.01 с.) |