Горные породы — это устойчивые сочетания минералов, которые входят в состав земной коры.
Породы бывают мономинеральными, то есть состоящими из одного минерала (известняк) и полиминеральными, то есть состоящими из нескольких минералов (гранит).
По происхождению (генезису) горные породы делятся на три типа: магматические, образовавшиеся при застывании магмы в земной коре или на ее поверхности, осадочное, возникшие в результате внешних процессов, происходящих на поверхности Земли (в океанах и на суше) и метаморфические, образованные в результате глубоких изменений (метаморфизма) магматических или осадочных пород под влиянием высокой температуры, давления и химически активных веществ.
Определение горной породы производится по совокупности внешних признаков — структуре, текстуре, минералогическому составу и цвету породы.
Структура — это строение породы, обусловленное формой, величиной и распределением слагающих породу минералов или обломков исходных горных пород.
PHYSPLAST01 — Определение пористости горных пород
Структуры различаются по агрегатному состоянию компонентов и генезису частиц, входящих в породу.
Структура может быть кристаллической (рис. 1,а) (гранит, мрамор). В зависимости от размеров кристаллов: крупно — 5 мм, средне — 1,5 мм и мелкокристаллической- 1 мм; от формы кристаллов — зернистой (при изометрической форме), листовой, чешуйчатой, игольчатой (кристаллы в виде листочков, чешуек, иголок).
Порфировая структура отличается заметно выделяющимися отдельными крупными зернами среди тонкозернистой или плотной массы (рис. 1, б).
От порфировой структуры следует отличать обломочную, характерную для осадочных пород, в которых отдельные зерна связаны цементом (рис. 1,в).
Стекловатая структура присуща излившимся магматическим породам.
Осадочные породы, образующиеся из скелетных остатков различных организмов, имеет органогенную структуру.
Текстура — сложение породы, характеризуется пространственным расположением составных частей породы.
По способу заполнения пространства различают текстуры массивные, присущие магматическим породам, где минеральные компоненты располагаются беспорядочно (рис 2,а) и пористые, которые характеризуются наличием в породе большого количества пустот (пор), оставшихся в момент улетучивания газов при застывании лавы или формировании осадочной породы. Неоднородные текстуры могут быть полосчатыми, при чередовании полос или пятен разного цвета, гнейсовыми, когда призматические или чешуйчатые минералы располагаются внутри полосок параллельно друг другу, сланцеватыми при плоскопараллельной ориентировке структурных элементов (рис. 2,б), флюидальными, когда минералы напоминают поток (рис. 2,в) и миндалекаменными, при включении в поток каких-либо минеральных зерен (рис. 2,г).
Минералогический состав у магматических пород связан с первоначальным химическим составом магмы. Среди осадочных распространены породы карбонатного, сульфатного, глинистого состава, обломочные и др.
Цвет горной породы — преобладающая окраска (белая, серая, темно-серая, черная, зеленовато-черная и др.)
Формы залегания горных пород
Источник: studfile.net
Горная порода
Твердость Горных пород
Твердость — характеристика прочности горных пород.
Скорость бурения скважин на нефть и газ в большой степени зависит от твердости горных пород.
Нередко твердость пород определяется по шкале Мооса, по которой в качестве эталонов твердости выбрано эталонных 10 минералов.
Основан на способности более твердого минерала царапать более мягкий.
Метод не точен и показывает лишь диапазон твердости.
Метод актуален в полевых условиях, когда нужна грубая идентификация минералов.
Существует шкала Кнупа, которая тоже обеспечивает сопоставление твердости.
| Название минералов (материалов) | Твердость горных пород | |
| по шкале Мооса | по шкале Кнупа | |
| Тальк | 1 | 12 |
| Гипс | 2 | 32 |
| Известковый шпат | 3 | 135 |
| Плавиковый шпат | 4 | 160 |
| Апатит | 5 | 400 |
| Стекло | 6 | 500 |
| Кварц | 7 | 1250 |
| Топаз | 8 | 1550 |
| Корунд | 9 | 1900 |
| Карбид вольфрама | 9,5 | 2800 |
| Алмаз | 10 | 8300 |
Метод измерения путем вдавливания специального пуансона (метод Шрейнера).
Твердость породы определяется по нагрузке на пуансон в момент ее разрушения.
Количественно твердость определяется отношением разрушающей силы к площади пуансона.
Во время нагружения пуансона при определении твердости породы регистрируется нагрузка и показывается диаграмма деформации.
По диаграмме определяют твердость рш, условный предел текучести δт, коэффициент пластичности Кпл и удельную контактную работу разрушения As.
| Горная порода | Твердость рш· 10 7 Па | Условный предел текучести, δт · 10 7 Па , | Коэффициент пластичности, Кпл | Модуль упругости первого рода (модуль Юнга) , Е · 10 10 Па | Удельная контактная работа разрушения As · 10 5 Дж/м 2 |
| Гипс | 25-40 | 15-35 | 1,8-3,7 | 0,6-1,4 | 0,2-0,5 |
| Аргиллит и глинистые сланцы | 20-75 | 15-40 | 1.3-3,3 | 0,5-0,9 | 0,3-0,4 |
| Алевролит с карбонатным базальным цементом | |||||
| 70-90 | 40-50 | 2,2-3,3 | 0,4-1,2 | 0,8-1,3 | |
| Мрамор | 95-130 | 65-70 | 2,2-3,0 | 3,5 | 1,3 |
| Ангидрит | 105-140 | 40-95 | 2,1-4,3 | 1,8-5,4 | 0,5-1,2 |
| Известняк плотный | 110-200 | 50-110 | 1,7-2,8 | 2-5 | 0,7-2,8 |
| Песчаник среднезернистый с карбонатным цементом | 170-300 | 140-210 | 1,7-2,8 | 1,8-2,5 | 2,2-2,8 |
| Доломит плотный | 250-320 | 150-220 | 2,5-4,5 | 5-8 | 1,7-3,4 |
| Гранит (уральский) | 300-370 | 220-300 | 1,4-1,9 | 4,1-5 | 2 |
| Базальт | 390 | 140 | 4,2 | 3,3 | 16,9 |
| Диорит кварцевый (уральский) | 410 | 340 | 1,4 | 4,5 | 2,5 |
| Сиенит (уральский) | 570 | 480 | 2,2 | 8,8 | 14,6 |
| Диабаз (кольский) | 630 | 500 | 1,5 | 10 | 5,1 |
| Кварцит (карагандинский) | 580-630 | — | 1,0 | 6,9-7,3 | 4-6 |
| Роговик эгириновый (криворожский) | 800 | 580 | 2,5 | 10 | 8,5 |
| Джеспилит | 810 | — | 1,0 | 10 | 3,6 |
Существуют другие методы определения твердости: Бринеля, Роквелла, Шора, Виккерса.
Источник: neftegaz.ru
3. Горные породы
Горные породы — это природные скопления одного или нескольких минералов, возникшие в недрах Земли или на её поверхности.
Горные породы сложены кристаллами минералов разного размера. От степени соединения этих кристаллов между собой зависит прочность горных пород. Горные породы могут быть твёрдыми , пористыми , рыхлыми и сыпучими .
К твёрдым относятся довольно прочные камни, например: гранит, известняк, мрамор, гнейс, базальт. К рыхлым — породы, которые рассыпаются или легко разламываются. Это глина, песок, торф, мел. От условий образования горных пород зависят её прочность и состав минералов.
Источник: www.yaklass.ru