Общая геология: Строение земли (ядро, мантия, з.к.) Научные направления геологии: ДВИЖЕНИЯ ЗЕМНОЙ КОРЫ Минералы Горные породы...

Информация о документе:

Дата добавления: 26/10/2015 в 02:24
Количество просмотров: 27
Добавил(а): Асенька Сыщук
Название файла: obschaya_geologiya_stroenie_zemli_yadro_mantiya_z_.docx
Размер файла: 48 кб
Рейтинг: 0, всего 0 оценок

Общая геология: Строение земли (ядро, мантия, з.к.) Научные направления геологии: ДВИЖЕНИЯ ЗЕМНОЙ КОРЫ Минералы Горные породы...

Общая геология:

  1. Строение земли (ядро, мантия, з.к.)

Земное ядро состоит из внешнего (жидкого) и внутреннего (твердого) ядра. Радиус внутреннего ядра примерно равен 1200-1250 км, переходный слой – 300-400 км, внешнего ядра – 3450-3500 км. В центральной части внутреннего ядра плотность вещества достигает почти 14 г/см3. Внутреннее ядро имеет железо-никелевый состав, примесь серы, углерода, кислорода и водорода.

Мантия – это силикатная оболочка между ядром и подошвой литосферы. Она подразделяется на верхнююю мантию (до глубины 400 км), переходный слой Голицына (400-1000) и нижнююю мантию (подошва на глубине 2900 км). По современным представлениям мантия имеет ультраосновной состав. Мантийное вещество находится в частично расплавленном, пластическом состоянии.

Земная кора – верхний слой Земли, имеющий подошву (граница Мохо), где отмечено скачкообразное увеличение скорости распространения упругих (сейсмических) волн до 8,2 км/c. Земная кора имеет алюмосиликатный состав (кислород, кремний и алюминий в форме оксидов и силикатов), и содержит повышенные содержания радиоактивных изотопов урана, тория, калия.

Литосфера– верхняя оболочка Земли, объединяющая земную кору и верхнюю часть мантии, имеет сложное строение и отличается значительной неоднородностью. Поверхность земной коры формируется под воздействием противоположно направленных друг другу процессов: эндогенных – тектонические и магматические процессы, происходящие на глубине, экзогенные – внешние процессы, вызывающие денудацию (выравнивание рельефа) за счет выветривания, эрозии и гравитационных сил, седиментационные – процессы осадконакопления, заполняющие неровности в рельефе.

Существует три типа земной коры: материковая, океаническая и СОХи.


  1. Научные направления геологии:

Геотектоникаизучает строение земной коры, геологические структуры, закономерности их расположения и развития (платформа, геосинклиналь).

Тектоникаизучает движения земной коры.

Минералогия – изучает минералы

Геология- это наука, изучающая строение земли, ее происхождение и развитие.

Инженерная геология– наука, изучающая свойства горных пород (грунтов), природные геологические и техногенно-геологические (инженерно-геологические) процессы в верхних горизонтах земной коры в связи со строительной деятельностью человека.

грунтоведение – грунты и почвы,

инженерная геодинамика– природные и антропогенные геологические процессы и явления,

региональная инженерная геология– строение и свойства геологической среды определенной территории.изучает региональный и зональный характер распространения инженерно-геологических процессов и явлений; оценивает применительно к данной территории геологические факторы, определяющие условия строительства и эксплуатации инженерных сооружений; даёт прогноз изменения инженерно-геологических условий в результате строительства.

Историческая геология– изучает историю Земли, горных пород и т.п.

ДВИЖЕНИЯ ЗЕМНОЙ КОРЫ

Геотектоника изучает строение земной коры, геологические структуры, закономерности их расположения и развития.

Тектоника изучает движения земной коры.

Тектоническими движенияминазываются движения земной коры, вызывающие изменения залегания геологических тел.

Выделяют три типа перемещения плит: раздвижение с образование рифтов, надвиг – подныривание одной плиты под другую при сжатии и сдвиг плит относительно друг друга. Эти явления происходят под влиянием конвективных течений в мантии.

Подвижность земной коры в значительной степени зависит от характера ее тектонических структур. Наиболее крупные структуры: платформы и геосинклинали.

Платформа- жесткая, малоподвижная структура. Им свойственны выровненные формы рельефа. Платформы имеют двухъярусное строение: нижний - фундамент, верхний – осадочный чехол. Пример древних платформ: Русская, Сибирская платформы. Платформам свойственны эпейрогенические движения – спокойные, медленные движения вертикального характера.

Геосинклинали располагаются на границах платформ. Это подвижные участки земной коры, для них характерны тектонические движения, вулканизм, сейсмические явления.

Три типа тектонических движений: колебательные (медленные эпейрогенические), складчатые, разрывные.

  1. Минералы

Всё множество минералов по химическому принципу разбито на типы, которые, в свою очередь, подразделены на классы:


Простые вещества(состоят из одного химического элемента, около 130 минералов)

- Самородные металлы - например, медь Cu, серебро Ag, золото Au, железо Fe, платина Pt, ртуть Hg и т.д. и природные сплавы - камасит (Fe,Ni), тэнит (Ni,Fe).

- Неметаллы - алмаз C, графит C, мышьяк As, сера S, сурьма Sb и прочие.


• Сернистые соединения (сульфиды) и их аналоги (содержат металлы в соединении с сульфидной серой, либо заменяющими её мышьяком, сурьмой, теллуром и селеном, более 500 минералов)

- Низшие (простые) сульфиды и их аналоги - галенит PbS, сфалерит ZnS, халькопирит CuFeS2, борнит Cu5FeS4, киноварь HgS, антимонит Sb2S3, молибденит MoS2 и другие.

- Высшие сульфиды (персульфиды, полисернистые соединения) и их аналоги - пирит FeS2, марказит FeS2 и прочие.

- Сульфосоли - например, блёклые руды Cu+10Cu2+2[AsS3]4S.


• Галогенные соединения (состоят из металлов и галогенных элементов - фтора, хлора, йода, брома, около 200 минералов), среди них: флюорит CaF2, галит NaCl, сильвин KCl, нашатырь NH4Cl и др.


Далее в классификации выделяются кислородные соединения (более 2500 минералов):

• Оксиды и гидроксиды (окислы и гидроокислы металлов, содержат кислород либо гидроксогруппу (ОН-)

- Оксиды - отличаются особой прочностью - корунд (рубин, сапфир) Al2O3, гематит Fe2O3, рутил TiO2, касситерит SnO2, кварц SiO2, опал SiO2, хризоберилл (александрит) BeAl2O4, шпинель MgAl2O4, прочие.

- Гидрооксиды - гётит FeO(OH), манганит MnO(OH), брусит Mg(OH)2.


• Соли кислородных кислот

- Карбонаты, содержат металл и радикал [CO3], например - кальцит Ca[CO3], родохрозит Mn[CO3], арагонит Ca[CO3], церуссит Pb[CO3], магнезит Mg[CO3], доломит CaMg[CO3]2, малахит Cu2[CO3](OH)2, азурит Cu3[CO3]2(OH)2.

- Нитраты, содержат радикал [NO3].

- Сульфаты, содержат радикал [SO4], барит Ba[SO4], целестин Sr[SO4], ангидрит Ca[SO4], гипс Ca[SO4] • 2H2O.

- Фосфаты [PO4], арсенаты [AsO4] и ванадаты [VO4], вольфраматы [WO4] и молибдаты [MoO4], хроматы [CrO4] и бораты [BO3]. Например: апатит Ca5[PO4]3(F,Cl,O,OH), бирюза CuAl6[PO4]4(OH)8 • 2H2O, шеелит Ca[WO4], монацит Ce[PO4], крокоит Pb[CrO4], ванадинит Pb5[VO4]3Cl и прочие.


Но самым многочисленным классом среди солей кислородных кислот являются силикатыи их аналоги (алюмосиликаты, боросиликаты, бериллосиликаты). Это самые распространённые в земной коре и мантии минералы, слагающие их практически на 99%. В состав силикатов входят структурные радикалы - кремнекислородные тетраэдры [SiO4], которые могут быть расположены в структуре как отдельно друг от друга, так и объединяться в кольца, цепи, двойные ленты, слои и трёхмерные каркасы. В зависимости от структуры говорят об островных, кольцевых, цепочечных, ленточных, слоистых и каркасных силикатах.


Островные силикаты: например, гемиморфит Zn4[Si2O7](OH)2*H2O, хризолит (оливин) (Mg,Fe)2[SiO4], гранаты (Mg,Fe,Mn,Ca)3(Al,Fe,Cr)2[SiO4]3, циркон Zr[SiO4], кианит Al2[SiO4]O, ставролит FeAl4[SiO4]2O2(OH)2, топаз Al2SiO4](F,OH)2, эпидот Ca2(Fe,Al)3[Si2O7][SiO4]O(OH).


Кольцевые силикаты: берилл (аквамарин) Be3Al2[Si6O18], турмалин Na(Fe,Mg,Li,Al,Mn)3Al6[Si6O18] [BO3]3(OH,F)4, эвдиалит (Na,Ca)9(Zr,Ti,Mn)3[Si3O9][Si9O24(OH)3].


Цепочечные силикаты (пироксены): гиперстен (Mg,Fe)2[Si2O6], диопсид CaMg[Si2O6], эгирин NaFe[Si2O6], жадеит NaAl[Si2O6], родонит CaMn4[Si5O15].


Ленточные силикаты (амфиболы): актинолит и тремолит Ca2(Mg,Fe)5[Si4O11]2(OH)2, роговая обманка (Na,K)0-1(Ca,Na)2(Mg,Fe,Al,Ti)5[(Si,Al)4O11]2(OH,F,Cl,O)2.


Слоистые: хризотил (серпентин) Mg6[Si4O10](OH)8, тальк Mg3[Si4O10](OH), мусковит KAl2[AlSi3O10](OH,F)2, биотит K(Fe,Mg)3[AlSi3O10](OH,F)2, хризоколла (Cu,Al)2H2Si2O5(OH)4•nH2O), клинохлор Mg4Al2[Al2Si2O10](OH)8, пренит Ca2Al[AlSi3O10](OH)2, апофиллит КСа4[Si4O10]2F•8Н2O.


Каркасные: калиевые полевые шпаты (ортоклаз, минроклин) K[AlSi3O8], плагиоклазы (альбит, адуляр, лабрадор, анортит) (Na,Ca)[(Al,Si)2Si2O8], нефелин KNa3[AlSiO4]4, содалит Na8[AlSiO4]6[Cl2], лазурит Ca2Na6[AlSiO4]6[SO4][S2-], цеолиты (стильбит (Na2,Ca)[Al2Si5O14]•6H2O, пренит Ca2Al[AlSi3O10](OH)2).


Какими свойствами обладают минералы

Важнейшими характеристиками минералов, как уже было сказано, являются их кристаллическая структура и химический состав. Все остальные свойства минералов вытекают из них или с ними взаимосвязаны. Основные свойства минералов, являющиеся диагностическими признаками и позволяющие их определять, следующие:


Облик кристаллов и форма граней - обусловлены в первую очередь строением кристаллической решётки.

Твердость - определяется по шкале Мооса.

Блеск - световой эффект, вызываемый отражением части светового потока, падающего на минерал. Зависит от отражательной способности минерала.

Спайность - способность минерала раскалываться по определенным кристаллографическим направлениям с образованием ровных зеркальных поверхностей.

Излом - специфика поверхности минерала на свежем не спайном сколе.

Цвет - признак, с определённостью характеризующий одни минералы (зелёный малахит, синий лазурит, красная киноварь), и очень обманчивый у ряда других минералов, окраска которых может варьировать в широком диапазоне в зависимости от наличия примесей элементов-хромофоров либо специфических дефектов в кристаллической структуре (флюориты, кварцы, турмалины).

Цвет черты - цвет минерала в тонком порошке, обычно определяемый царапанием по шершавой поверхности фарфорового бисквита.

Магнитность - зависит от содержания, главным образом, двухвалентного железа, обнаруживается при помощи обычного магнита.

Побежалость - тонкая цветная или разноцветная плёнка, которая образуется на выветрелой поверхности некоторых минералов за счёт окисления.

Хрупкость - прочность минеральных зёрен (кристаллов), обнаруживающаяся при механическом раскалывании. Хрупкость иногда увязывают или путают с твёрдостью, что неверно. Иные очень твёрдые минералы могут с лёгкостью раскалываться, т.е. быть хрупкими (например, алмаз).

Шкала твердости минералов (шкала Мооса).Состоит из 10 эталонов твёрдости: тальк — 1; гипс — 2; кальцит — 3; флюорит — 4; апатит — 5; ортоклаз — 6; кварц — 7; топаз — 8; корунд — 9; алмаз — 10.







  1. Горные породы

Классификация пород

Название

Содержание SiO2

Породы (примеры)

Ультраосновные

< 45%

дунитперидотитпироксенит, горнблендит, кимберлитоливинит

Основные

45-52%

габбролабрадоритбазальтдиабаз

Средние

52-65%

сиенитдиоритандезитполевошпатовый порфирпорфирит

Кислые

65-70%

гранитлипарит, кварцевый порфир

Ультракислые

> 75 %

пегматит, аляскит и др.


По генезису:

Магматические.

Интрузивные – глубинные (гранит), крупнозернистые, хорошо раскристаллизованные

Эффузивные – излившиеся на поверхность (пемза, вулк.стекло), стекловатые, неполнокристаллические

Осадочные.Образуются при осаждении и накоплении в водной или воздушной среде продуктов физического и химического разрушения (выветривания) материнских горных пород с уплотнением и цементацией осадка.

Главный признак осадочных пород – слоистость – чередование горных пород в виде слоев в процессе периодического накопления осадков. По характеру залегания: согласное (параллельные слои) и несогласное.

Слой (пласт) имеет сравнительно постоянную мощность и занимает большую площадь.

Толща – комплекс слоев или один слой большой мощности.

Первоначально осадочные породы залегают почти горизонтально. Тектонические движения выводят слои из горизонтального положения и нарушают их первоначальное залегание, возникают дислокации складчатые и разрывные. Складчатые образуются без нарушения сплошности слоев или пластов, к ним относятся моноклиналь, складка, флексура. Складки: антиклиналь, синклиналь. Разрывные нарушения характеризуются разрывом сплошности пород и смещением слоев относительно друг друга.

По происхождению: обломочные, органогенные и химические. Морские и континентальные.

Обломочные– породы, которые образовались из продуктов физического и химического выветривания материнских горных пород. Подразделяются на собственно обломочные (рыхлые – пески, гравий, галька и сцементированные – песчаники, брекчии) и глинистые породы (несцементированные - глины, суглинки, супеси и сцементированные – аргиллиты и алевролиты). Наибольшее распространение имеют глинистые породы (около 50 %), в состав которых входят глинистые минералы – каолинит, монтмориллонит, гидрослюды и т.д.

Разновидность грунтов

Размер зерен, частиц d, мм

Содержание зерен, частиц, % по массе

Крупнообломочные:



- валунный (при преобладании неокатанных частиц - глыбовый)

> 200

> 50

- галечниковый (при неокатанных гранях - щебенистый)

> 10

> 50

- гравийный (при неокатанных гранях - дресвяный)

> 2

> 50

Пески:



- гравелистый

> 2

> 25

- крупный

> 0,50

> 50

- средней крупности

> 0,25

> 50

- мелкий

> 0,10

 75

- пылеватый

> 0,10

< 75


Органогенные породы – образуются в водоемах в результате накопления и преобразования остатков животного мира и растений. Это доломиты, мергели, мел и др. К группе фитогенных относится также торф.

Породы химического происхождения образуются в результате выпадения из морских или озерных вод растворенных солей. Это гипс, мирабилит, ангидрид, калийная соль. Они залегают слоями большой мощности, до сотен метров. Растворимы в воде, трещиноватые.

Метаморфические.Образуются в результате преобразования пород магматического и осадочного происхождения под влиянием процессов метаморфизма – высокой температуры, давления и флюидов.

  1. Карты геологические

Породы на них отображаются с учетом абсолютного и относительного возраста. Абсолютный возраст измеряется в общепринятых единицах времени: порода образовалась столько-то лет назад. Относительный же возраст определяет время по принципу древнее—моложе: такое-то событие произошло раньше, такое-то позже.

Абсолютный возраст– это продолжительность существования породы, выраженная в годах. Для его определения применяют методы, основанные на использовании процессов радиоактивных превращений в элементах (уран, калий, рубидий и др.), входящих в состав пород. С их помощью устанавливают возраст в миллионах лет.

Абсолютные значения возраста горных пород приведены в геохронологической шкале.

Относительный возрастпозволяет определять возраст пород относительно друг друга. Используется два метода: стратиграфический и палеонтологический.

Стратиграфический методприменяют для толщ с ненарушенным горизонтальным залеганием слоев. При этом считают, что нижележащие слои (породы) являются более древними, чем вышележащие.

Палеонтологический методпозволяет определять возраст осадочных пород независимо от характера залегания слоев и сопоставлять возраст пород, залегающих на различных участках. В основу метода положена история развития органической жизни на Земле. Остатки вымерших организмов захоронялись в тех осадках, которые накапливались в тот отрезок времени, когда они жили. Зная последовательность и время жизни вымерших организмов, по их остаткам можно определить относительный возраст слоев осадочных пород.

Цветовые обозначения на геологической карте

Группа

Система

Цвет

Индекс

Кайнозойская

Четвертичная

Желтовато-серый

Q

Неогеновая

Желтый

N

Палеогеновая

Теплый желтый, до оранжевого

P

Мезозойская

Меловая

Зеленый

K

Юрская

Синий

J

Триасовая

Фиолетовый

T

Палеозойская

Пермская

Кирпично-красный

P

Каменноугольная

Серый

C

Девонская

Коричневый

D

Силурийская

Болотно-зеленый

S

Ордовикская

Серовато-зеленый

O

Кембрийская

Сине-зеленый

C

Протерозойская

 

Розовый

PR

Архейская

 

Красный

AR


Инженерно-геологический разрезпредставляет собой чертеж, на котором изображены горные выработки (скважины, шурфы), выделены слои грунта, показана их мощность, нанесен ряд показателей их свойств, показан уровень грунтовых вод.


  1. Подземные воды

Вода в грунтах:

  • парообразная;

  • связанная – прочносвязанная (гигроскопическая), рыхлосвязанная;

  • свободная – капиллярная, гравитационная

  • в твердом состоянии (лед);

  • кристаллизационная и химически связанная.

Пo степени минерализации подземные воды подразделяют на пресные (до 1 г/л), солоноватые (от 1 до 10 г/л), солёные (от 10 до 50 г/л) и подземные рассолы (свыше 50 г/л); в более поздних классификациях к подземным рассолам относят воды c минерализацией свыше 36 г/л.

. В отношении водопроницаемости грунты делятся на три основные группы: водопроницаемые, полупроницаемыеи водонепроницаемыеили водоупорные.

К водопроницаемым породамотносятся крупнообломочные породы, галечник, гравий, пески, трещиноватые породы и т.д. К водонепроницаемым породам– массивно- кристаллические породы (гранит, мрамор), имеющие минимальную впитывать в себя влагу, и глины. Последние, пропитавшись водой, в дальнейшем ее не пропускают. К породам полупроницаемым относятся глинистые пески, рыхлые песчаники, рыхловатые мергели и т.п.

По происхождению выделяется несколько типов подземных вод.

Инфильтрационные воды образуются благодаря просачиванию с поверхности Земли дождевых, талых и речных вод. По составу они преимущественно гидрокарбонатно-кальциевые и магниевые. При выщелачивании гипсоносных пород формируются сульфатно-кальциевые, а при растворении соленосных — хлоридно-натриевые воды.

Конденсационные подземные водыобразуются в результате конденсации водяных паров в порах или трещинах пород.

Седиментационные водыформируются в процессе геологического осадкообразования и обычно представляют собой измененные захороненные воды морского происхождения — хлоридно-натриевые, хлоридно-кальциево-натриевые и др. К ним же относятся погребённые рассолы солеродных бассейнов, а также ультрапресные воды песчаных линз в моренных отложениях.

Воды, образующиеся из магмы при её кристаллизации и вулканическом метаморфизме горных пород, называются магматогенными, или ювенильными(по терминологии Э. Зюсса).

Ламинарный закон движения– параллельные потоки, без завихрений.

Приток воды – дебит – максимальное количество воды, которое дает водозаборное сооружение в единицу времени при постоянном уровне воды.

  1. Природные процессы

Сейсмические явленияизучает сейсмология. Землетрясения порождаются сильными и внезапными нарушениями сплошности, разрывами и разломами, смещениями в земной коре. Эти явления характерны для районов геосинклиналей с современными горообразовательными процессами. По своей природе они подразделяются на денудационные, вулканические, тектонические и техногенные.

Денудационные- происходят на глубине и обусловлены разрушением природных сводов в подземных пустотах. Такие землетрясения характерны для карстовых районов. Характеризуются незначительными колебаниями.

Вулканическиеимеют место при извержении вулканов и обусловлены обрушением кровли, стенок больших пустот, образующихся при выходе лавы. Распространяются на небольшие расстояния, интенсивность их колебаний больше, чем у денудационных.

Тектонические - возникают вследствие тектонических процессов земной коры, распространяются на большие площади и обладают большой разрушительной силой.

Техногенные, или инженерные, происходят в результате инженерной деятельности человека. К ним относятся подземные взрывы.

Процессы выветривания– это разрушение и изменение горных пород под действием колебания температуры, замерзания воды в трещинах горных пород, а также под влиянием кислорода и различных организмов.

Физическое выветриваниепроисходит преимущественно без существенного изменения минерального состава гонных пород. Температурные колебания и разрушительная сила воды приводит к механическому разрушению пород, образованию обломков различной величины и перемещению их вниз по склону.

Химическое выветриваниепроисходит под воздействием паров газов и воздуха, воды, содержащей соли, различные органические кислоты. Выражается в окислении, гидратации, растворении, карбонизации и др.процессов. Приводит к изменению состава пород и появлению вторичных минералов.

Биологическое выветривание– под влиянием деятельности растений и живых организмов. Химическое воздействие выражается в выделении углекислоты и др.соединений, разрушающих горные породы.

Все процессы воздействуют на горные породы одновременно. Климат существенно определяет тип выветривания.

Геологическая деятельность ветра.Эоловыми называются континентальные отложения, обусловленные ветром. В результате происходит дефляция – выдувание тонких частиц пород и коррозия – механическая обработка поверхности пород с помощью переносимых ветром частиц.

Геологическая деятельность рек

Геологическая деятельность морей, озер и болот.(абразия). Наступление моря на сушу – трансгрессия (толассократия), отступление моря – регрессия.

Геологическая работа ледников.

Смещение горных пород на склонах.(оплыв, оползень)

Явления суффозии и карста.Горные породы подвергаются воздействию движущихся подземных вод как механически так и химически. В результате происходит вынос частиц пород и образуются провалы и пустоты. Этот процесс называется суффозией.

Карст– это химическое растворение горных пород, сопровождающееся образованием крупных пустот (каналов, пещер).

Плывуны. Это горные породы, преимущественно песчаные, проявляющие подвижность при определенных гидродинамических условиях. Подразделяются на истинные – это пески, содержащие коллоидные частицы; и ложные – не содержат коллоидных частиц.

Морозное выветривание: вода в микротрещинах при замерзании увеличивается в объеме на 9-11% и развивает значительное боковое давление, трещины расширяются и углубляются.

Солифлюкция (сползание грунта по склонам) происходит в пучинистых грунтах в результате поднятия частиц грунта при промерзании и оттаивании.

Наледи – замерзание прорвавшейся грунтовой воды с образованием больших ледяных полей.

Морозобойные трещиныобразуются в результате изгиба верхнего промерзшего слоя и могут оказывать неблагоприятное воздействие на трубопроводы, подземные кабели и др.

Термокарстобуславливается наличием в верхней части вечномерзлого грунта прослоек и клиньев льда. Даже незначительное потепление приводит к таянию льда и может привести к опусканию земной поверхности


  1. Отложения, формирующиеся в результате деятельности геол.процессов

Элювий- продукт выветривания горных пород, остающийся на месте своего образования.

Делювий– отложения наносов на склонах и у их подошвы. Это несортированный материал.

Аллювиальные- речные отложения.

флювиогляциальные отложения – ледниковые

Морские и лиманно-морские отложения (абразия)

Техногенные отложения- связанные с деятельностью человека

Коллювий - обломочный материал, накопившийся на склонах гор или у их подножий путем перемещения с расположенных выше участков под влиянием силы тяжести (осыпи, обвалы, оползни) и движения оттаивающих, насыщенных водой продуктов выветривания в областях распространения многолетнемёрзлых горных пород.

Пролювий (от лат. proluo — выношу течением), рыхлые образования, представляющие собой продукты разрушения горных пород, выносимые водными потоками к подножиям возвышенностей; слагают конусы выноса

  1. Инженерно-геологические изыскания; Полевые работы могут включать геодезические измерения, бурение скважин, отбор образцов для лабораторных анализов, полевые испытания грунтов (зондирование, испытания свай и т.д.), гидрологические, экологические наблюдения и замеры и т.д. В их выполнении могут участвовать, значительное количество рабочих, использоваться механизмы, специальное оборудование. Работами руководят инженеры-геологи, инженеры-геодезисты и т.д. (в зависимости от вида работ). Они ведут полевую документацию и несут полную ответственность за достоверность получаемых сведений.

Лабораторные работы включают обработку монолитов (т.е. образцов ненарушенной структуры) грунта, в том числе проведение лабораторных испытаний, химический анализ грунтовой воды и т.д. На основании таких работ специалисты лаборатории выдают таблицы свойств грунта, графики их испытаний, химический состав грунтовой воды, оценку ее агрессивности к бетону и металлу и т.д.

Камеральные работы делаются на основе результатов полевых и лабораторных работ и включают расчеты, графические работы, составление отчета по изысканиям.

В течение камерального периода производят обработку полевых материалов и результатов лабораторных анализов, составляют инженерно геологический отчёт с соответствующими графическими приложениями в виде карт, разрезов и. т.д.

Инженерно-геологический отчётявляется итогом инженерно-геологических изысканий.

В зависимости от величины масштаба И.-г.с. разделяются на три категории: мелкомасштабные — 1:200 000—1:50 000; среднемасштабные — 1:25 000; 1:10 000; крупномасштабные — 1:5 000; 1:2 000; 1:1 000. Каждая из этих категорий съемки имеет свое значение и свои методические особенности, так как по мере укрупнения масштаба в обосновании съемки возрастает роль разведочных работ. Мелкомасштабная съемкапроводится для изучения инженерно-геологических условий значительных по величине участков, протяженность которых может достигать десятков и сотен километров. Среднемасштабная съемкапроводится на площади, обычно не превышающей несколько сот квадратных километров. Крупномасштабная съемкавыполняется в пределах участка, выбранного для размещения того или иного сооружения.


Полевые работы могут включать геодезические измерения, бурение скважин, отбор образцов для лабораторных анализов, полевые испытания грунтов (зондирование, испытания свай и т.д.), гидрологические, экологические наблюдения и замеры и т.д. В их выполнении могут участвовать, значительное количество рабочих, использоваться механизмы, специальное оборудование.

Шурф – вертикальная, реже наклонная горная выработка прямоугольного сечения в плане, проводимая с поверхности земли. Неглубокий шурф круглого сечения называется дудка.

Бурение– процесс сооружения горной выработки цилиндрической формы (скважины, шпура, дудки, шахтного ствола) путем разрушения горных пород на забое с последующим их удалением из выработки. В инженерно-геологических целях применяют колонковый, шнековый, ударно-канатный, вибрационный и др.способы бурения.

Скважина буровая– цилиндрическая горная выработка, пройденная в процессе бурения и имеющая глубину, существенно большую диаметра. Начало скважины называется устьем, самая глубокая точка – забоем, внутренняя поверхность – стенками. Скважины проходят с поверхности земли или из подземных горных выработок под любым углом (вертикальные, наклонные, горизонтальные).

Вибрационное бурение– способ бурения с применением вибратора, вызывающего колебания бурового инструмента. Осуществляют до глубин 20-30 м в мягких породах без вращения инструмента, в твердых – с вращением.

Бурение колонковое– бурение, осуществляемое вращением колонковой трубы с буровой коронкой на конце. Горная порода разрушается только по кольцу под буровой коронкой, а ее внутренняя часть сохраняется в трубе, периодически отрывается от забоя и поднимается на поверхность в виде керна. Частицы разрушенной породы удаляются из забоя промывочным раствором или сжатым воздухом.

Ударно-канатное бурение– способ бурения, при котором разрушение горных пород на забое осуществляется породоразрушающим инструментом (массой 0,5- 3т), удерживаемым на канате и падающим с частотой 40-60 ударов в минуту.

Бурение шнековое– способ вращательного бурения, при котором пробуриваемая порода транспортируется от забоя к устью скважины с помощью шнека (винтового транспортера). На нижнем конце шнека устанавливается буровой наконечник, вид которого зависит от свойств пробуриваемой породы. Применяется для проходки песчано-глинистых пород до глубины 30 м, при этом структура пород, поступивших на поверхность, нарушается.

Термическое бурение применяется в основном при взрывных работах.

Гидравлическое бурение (гидровибрационное бурение, гидропневматическое бурение) применяется при сооружении скважин для водоснабжения и водопонижения.

Типы скважин:

Скважина буровая– цилиндрическая горная выработка, пройденная в процессе бурения и имеющая глубину, существенно большую диаметра. Начало скважины называется устьем, самая глубокая точка – забоем, внутренняя поверхность – стенками. Скважины проходят с поверхности земли или из подземных горных выработок под любым углом (вертикальные, наклонные, горизонтальные).

Скважины инженерно-геологические– буровые скважины, проходимые с целью получения сведений о геологическом и гидрогеологическом строении исследуемого участка (района) на сравнительно небольшую глубину (несколько большую глубины предполагаемого взаимодействия сооружения или технологического процесса с окружающей средой), отбора образцов (монолитов) грунта и проб воды для проведения лабораторных исследований, проведения полевых работ. По назначению бывают: зондировочные, разведочные, гидрогеологические, специального назначения.

Зондировочные(диаметр 33-127 мм) служат для предварительного изучения геологического разреза, установления границ резко отличных по свойствам слоев. Преобладают на начальных этапах изысканий.

Разведочные– диаметр 108-219 мм – для детального изучения разреза с отбором необходимого количества кернов (монолитов).

Технические– разновидность разведочных, Диаметр 127- 325 мм. Для отбора монолитов или проведения трудоемких опытных работ (прессиометрия, испытание штампом, испытание на срез и др.).

Гидрогеологические(диаметр 108-425 мм) – для изучения гидрогеологического разреза и проведения опытных откачек (могут быть одновременно и разведочными).