Лекция 8 Разрывы без смещения Классификация трещин

Лекция 8. Разрывы без смещения

Классификация трещин В настоящее время разрывные ______________ принято называть просто трещинами. n Горные породы обычно расчленены сетью трещин располагающихся самым различным образом. n Совокупность трещин называется _______________. n

Их изучают по следующим причинам n n 1. Трещины часто являются вместилищем полезных ископаемых. Для правильной оценки и разведки таких месторождений, а также для их разработки необходимо выяснить, с какими типами трещин связана рудная минерализация, как эти трещины распределены по объему месторождения. Трещиноватость является одним из главных критериев коллекторских свойств пород. 2. Трещины могут служить не только благоприятным фактором для образования месторождений полезных ископаемых, но и отрицательно влиять на ценность минерального сырья. При добыче строительных и облицовочных камней они существенно ухудшают их ценность. 3. Трещины улучшают технологические свойства руд, когда требуется обогащение ископаемого, т. е. повышение содержания в добытой руде полезного компонента. Трещины влияют не только на размещение, обогащение полезных ископаемых и их качество, но и на условия эксплуатации месторождений. При большом объеме подземных вод и высоком уровне их стояния трещины являются каналами, по которым они (воды) перемещаются.

Трещины: А — нетектонические (извилистые, короткие, не выходят за пределы одного слоя); Б — тектонические (прямолинейные, протяженные, секут сразу несколько слоев)

Морфологическая классификация трещин проводится по семи признакам. n 1. По форме в плане. Выделяются трещины: прямолинейные, дугообразные, коленообразные, кольцевые n 2. По углу наклона плоскости разрыва: горизонтальные (010°), пологие (10 -45°), крутые (45 -80°), вертикальные (80 -90°).

Морфологическая классификация трещин n n 3. По характеру поверхности: гладкие (притертые), зазубренные, неровные (шероховатые). 4. По степени выражения в горных породах. Открытые, когда между стенками трещин есть пространство. Такие трещины часто образуются при землетрясениях. Со временем они могут заполнятся жильными минералами (кварцем, кальцитом и др. ). Закрытые (скрытые), когда между стенками нет зияющего пространства. Они часто не видны в горных породах и проявляются только при ударе, когда порода разбивается на куски по трещинам. Закрытые (А) и открытые (Б) трещины

Морфологическая классификация трещин n n n 5. По протяженности трещины: делятся на микроскопические (могут развиваться по спайности минералов), мелкие (не выходят за пределы слоя), крупные (секут несколько слоев). 6. По соотношению со слоистостью : согласные, ориентированные параллельно слоистости; секущие — секут слоистость в разных направлениях. Среди последних выделяются: поперечные, диагональные. 7. По взаимному расположению трещины: делят на эшелонированные, кулисообразные, ветвящиеся, пересекающиеся, веерообразные, концентрические.

По соотношению со слоистостью в плане трещины: а — продольные; 6— поперечные; в — диагональные Трещины по взаимному положению. А — эшелонированные; Б — кулисообразные; В — ветвящиеся; Г— пересекающиеся; Д — веерообразные; Ж— концентрические

С учетом геологических условий формирования трещин выделяются нетектонические трещины и тектонические трещины n Трещины нетектонического происхождения образуются без участия тектоники. Тектонические трещины обязаны своим происхождением тектоническим движениям, перемещениям блоков пород и тесно связаны с разрывными нарушениями со смещением. Основные отличительные особенности тектонических трещин: n протяженные, выдержанные в ориентировке; n имеют преимущественно прямолинейную конфигурацию; n охватывают несколько пачек слоев: в различных горных породах развиваются по единому плану; n образуют системы трещин. n

Среди нетектонических различают: n n n Диагенетические трещины. Их образование связано с диагенезом, т. е. с превращением осадка в твердую консолидированную породу. В ходе этого процесса происходит уплотнение осадка, обезвоживание пород, химические реакции между минералами, входящими в состав осадка, их перекристаллизация. Диагенез сопровождается сокращением объема породы и как следствие образованием трещин. При этом трещины извилистые и не выходят за пределы слоя Первичные трещены в эффузивных горных породах. Они образуются в процессе остывания лавы и разбивают горные породы на отдельные блоки, которые могут иметь различную конфигурацию: подушечную, призматическую. Первичные трещены, образованные в интрузивных породах при их остывании и сокращении объема, по трещинноватости формируется матрацевидная отдельность.

Среди нетектонических различают: n n Трещины выветривания. Они образуются в результате физического выветривания (разрушения ) горных пород, в зоне их дезинтеграции. Частный случай выветривания — трещины десквамации шелушения Трещины разгрузки. Образуются при снятии напряжений с горных пород, чаще всего в результате эрозии вышележащих толщ. Среди трещин такой природы выделяют трещины отслаивания и трещины бортового отпора Оползневые трещины. Сопровождают образование крупных оползней. Трещины динамического напора льда. Образуются в горных породах при движении тела ледника

Диагенетические трещины в слое известняков Трещины усыхания в глинах

Первичные трещины в интрузивном теле (продольные, диагональные, параллельные кровле) Система трещин в гранитпорфирах: три группы трещин, пересекающихся под прямым углом. Ю. Урал

Трещины отслаивания, параллельные поверхности речных террас Трещины отпора в борту речной долины

Трещины выветривания (десквамационные) Система "концентрических" десквамационных трещин в габбро. Ю. Урал

Тектонические трещины n n подразделяются на трещины отрыва, скалывания, трещины сплющивания (кливаж). Они появляются в горных породах в результате деформации разрыва под влиянием тектонических сил, развивающихся в условиях земной коры. Трещины отрыва отражают явления растяжения, а скалывания – сжатия. Трещины отрыва (раскалывания) обычно имеют полости той или иной величины, часто заполняемые в дальнейшем гидротермальными или магматическими, кластическими образованиями. Трещины скалывания обычно плотно сжаты, имея равные поверхности. Тектонические трещины: А — отрыва: Б — скалывания. Стрелками показаны направления действия напряжений

Кливаж n n __________ располагаются в плоскостях параллельных главным осям деформаций. Они развиваются в результате пластического течения вещества в твердом состоянии. Наглядным выражением трещин сплющивания является __________. Кливажом называется совокупность частых параллельных поверхностей скольжения расчленяющие породы на тонкие параллельные пластинки и плитки. Кливаж возникает при __________ горных пород.

Различают кливаж : n n n __________ - развивающийся параллельно слоистости; __________ - располагающийся веерообразно относительно осевой поверхности складок; __________ - поверхности кливажа сходятся под антиклиналями и под синклиналями; __________– выражается в S - образном изгибе кливажных поверхностей внутри отдельных слоев; __________– развивается параллельно осевым поверхностям.

Разновидности кливажа (по А. Е. Михайлову): а - послойный кливаж. Секущий кливаж: б - веерообразный; в - обратный веерообразный; г - S-образный; д - параллельный

Послойный кливаж в известняках. Ю. Урал Грубый кливаж в алевролитах. Ю. Урал

Кливаж осевой поверхности. www. rci. rutgers. edu/…/st. . . olds. gif Кливаж осевой поверхности в сланцах. Фото А. Б. Кирмасова

Веерообразный кливаж (Ramsay, Huber, 1983)

S-образный кливаж Волнистый кливаж E. Fitz (Испания)

Правило кливажа Отличить наклонные складки от опрокинутых (т. е. определить характер залегания слоев) можно только по соотношению залеганий слоистости и осевого кливажа. __________________ __ Соотношение слоистости и кливажа осевой поверхности (по Ramsay, Huber, 1983) ____________________ ____________________

Ориентировка поверхности трещин n n в точке замера характеризуется углом и азимутом падения. При замерах элементов залегания трещины горным компасом определяется ее магнитным азимут падения. Чтобы перейти к истинному азимуту, следует учесть магнитное склонение. При работе в подземных горных выработках необходимо также иметь в виду местные отклонения. Поправка на эти отклонения вводится в связи с тем, что при замерах, осуществляемых горным компасом, в условиях горных выработок наблюдаются искажения его показаний под влиянием металла, находящегося в руднике (рельсы, вагонетки), и других причин. Для определения поправки на местные отклонения приходится замерять магнитный контрольный азимут выработки и определять на плане горных работ истинный азимут этой же выработки.

Замер ориентировки трещиноватости Прежде чем приступить к замерам ориентировки трещин, необходимо на участке, где производятся измерения, установить: n Генезис трещин, n определить элементы залегании пластов горных пород, n сланцеватости или иных ориентированных текстур. n n Запись результатов наблюдений над трещинами следует сводить в таблицы непосредственно в поле, а не разбрасывать среди текста полевой книжки. Для каждого генетического типа трещин обработка замеров их ориентировки должна производиться раздельно.

Графические методы изображения замеров трещин n n При полевом изучении трещиноватости горных пород проводятся массовые замеры трещин, требующие дальнейшей обработки. Ориентировка поверхности трещин в точке замера характеризуется углом и азимутом падения. При обработке данных трещиноватости прибегают к составлению различных диаграмм и карт трещиноватости. В основе построения таких диаграмм должно лежать разделение трещин по генезису.

Диаграммы трещиноватости n n n В настоящее время наибольшим распространением пользуются круговые диаграммы в изолиниях, построенные с помощью сетки Вальтера-Шмидта. Широко используются и другие виды диаграмм, в особенности розы-диаграммы на которых легко можно выявить преобладающие простирания трещин, азимуты или углы их падения. Достоинством же диаграммы, построенной на сетке Вальтера-Шмидта, заключается в наглядности изображения, возможности количественной оценки трещин различного направления и сравнение диаграмм, построенных для различных участков и районов.

Построение розы-диаграммы n n n n На розах-диаграммах легко можно выявить преобладающие простирания трещин, азимуты или углы их падения. В качестве примера рассмотрим построение розы-диаграммы азимутов линий простирания. На полукруг произвольного радиуса наносится градусная сетка с северными румбами и проводятся радиусы-меридианы. Интервалы между меридианами можно брать различными – 2 -3 или 5°. Затем выбирается единичный отрезок с произвольной длиной, соответствующей одному замеру, служащий масштабом для изображения количества трещин. Единичный отрезок откладывается на полукруге от его центра по направлению замеренного азимута. При этом производится округление значений замеров азимутов в соответствии с частотой проведенных радиусов-меридианов Можно вести построение и без округлений. При повторении замера единичный отрезок откладывается от ранее нанесенного к периферии диаграммы. После нанесения всех замеров концы линий составленных единичными отрезками, соединяют прямыми, и образовавшийся контур затушевывают.

Роза-диаграмма простираний (по А. Е. Михайлову) Каждое деление соответствует одной трещине