Header image alt text

СИП

САЙТ ИНЖЕНЕРА-ПРОЕКТИРОВЩИКА

Основания (минералы, горные породы и их происхождение)

Вернуться на страницу «Основания фундаментов»

Минералы и происхождения горных пород

Земная кора представляет собой образования из горных пород. Все горные породы состоят из минералов и их агрегатов. Минералы — это относительно однородные по химическому составу и физическим свойствам природные соединения химических элементов.

Различных минералов известно более 3000 (ангидрит, апатит, бурый железняк, гипс, доломит, кальцит,каолинит, кварц, магнезит, полевой шпат, роговая обманка, тальк и т.п.), но главных в образовании земной коры насчитывается всего 20 … 25.

Горные породы, содержащие преимущественно один минерал, называются мономинеральными, а состоящие из определенного соотношения частей двух и больше минералов — полиминеральными. Известно до 1000 горных пород.

По происхождению горные породы разделяют на три основные группы:

магматические, которые образовались при медленном остывании магмы, то есть расплавленных масс, находящихся в глубинных частях земной коры (интрузивные или глубинные породы: гранит, диорит и др.), а также последствия вулканических извержений из недр земли и быстрого застывания в верхних слоях земной коры и даже на самой поверхности земли (эффузивные или выливные породы: андезит, базальт, диабаз, липарит, обсидиан, пемза, порфир, порфирит,трахит и др.);

осадочные, образовавшиеся в верхней части земной коры в результате разрушения других пород под воздействием воды, воздуха, изменения температуры, жизнедеятельности растительных и животных организмов (аргиллит, ангидрит,брекчия, известняк, уголь, галька, гипс, глина, гравий, доломит, каменная соль, мел, песчаник, песок, суглинок, супесь, торф, щебень и др.);

метаморфические, которые образовались в результате дальнейших изменений магматических и осадочных пород, попавших с поверхности земли вглубь земной коры,под воздействием высокой температуры, давления и химических процессов (гнейс, железная руда, кварцит, мрамор,  сланец и др.).

Процессы образования земной коры продолжались в течение многих миллионов лет. Установлено, что возраст горных пород равен возрасту минералов, то есть времени их кристаллизации. Исключением является осадочные обломочные породы, где минералы старше чем порода. Сначала создавались магматические породы, затем осадочные и метаморфические. Абсолютный возраст древнейших магматических пород равен 3,5 миллиарда лет. Возраст Земли как планеты — не менее 4,5 млрд. лет.

В зависимости от возраста горных пород, геологическая история, продолжительность которой принято считать 3,5 миллиарда лет, по времени разделена на геологические эры, которые в свою очередь делятся на геологические периоды, а последние — на эпохи.

Существуют шкалы процесса напластования земной коры: Геохронологическая и стратиграфическая, то есть по времени своего формирования и по отложениям.

Для архейской и протерозойской эр характерны магматические и метаморфические горные породы, а для палеозойской, мезозойской и кайнозойской — осадочные.

В большинстве случаев основаниями зданий и сооружений служат четвертичные отложения, то есть горные породы последнего четвертичного периода. Четвертичные отложения чаще всего представлены дисперсными породами, залегающих у поверхности земной коры слоем, толщина которого изменяется в очень широких пределах — от нескольких десятков сантиметров до нескольких десятков метров. В горных ущельях и речных долинах она может достигать нескольких сот метров. По ряду причин выходить на поверхность или располагаться на небольшой глубине могут и коренные породы.

В земной коре постоянно происходят геологические процессы. Кроме вулканов и землетрясений, ее деформируют, под совместным воздействием температуры, воздуха и воды (нагрев и охлаждение породы, замерзания и оттаивания в ее порах воды и др.) составляющие кору, горные породы растрескиваются и непрерывно раздробляются. В результате, размер отдельных частиц может уменьшиться до десятых, сотых, а иногда и тысячных долей миллиметра. Этот процесс называют физическим выветриванием.

Кроме того, кислород и углекислый газ, содержащиеся в проникающих в глубь земли воде и воздухе, химически разрушают горные породы.Такой процесс называется химическим выветриванием. В результате жизнедеятельности растений, которые корнями механически разрушают горные породы, а также действия различных кислот, которые выделяются животными организмами и вызывают химическое преобразование минералов, происходит биологическое (органическое) выветривание.