4 Горные породы, классификация . и их значение в военно-инженерном деле

Привет, Вы узнаете о том , что такое горные породы, Разберем основные их виды и особенности использования. Еще будет много подробных примеров и описаний. Для того чтобы лучше понимать что такое горные породы, минералы, горные породы в военном деле , настоятельно рекомендую прочитать все из категории Военная геология.

Петрография – это наука, которая занимается изучением состава, строения, происхождения, структуры, текстуры, форм залегания и применения в народном хозяйстве горных пород.
горные породы – это закономерное сочетание минералов.

Го́рная поро́да — любая масса или агрегат одного или нескольких минеральных видов или органического вещества, являющихся продуктами природных процессов. Вещество может быть твердым, консолидированным или мягким, рыхлым.

Горные породы — плотные или рыхлые агрегаты, слагающие земную кору, состоящие из однородных или различных минералов, либо минералов и обломков других горных пород. Состав, строение и условия залегания пород находятся в причинной зависимости от формирующих их геологических процессов, происходящих внутри земной коры или на ее поверхности. С геохимической точки зрения горные породы — естественные агрегаты минералов, состоящих преимущественно из петрогенных элементов (главных химических элементов породообразующих минералов)

Горные породы изучает наука петрография и петрология — учение о горных породах. Примеры горных пород — гранит, базальт, глина, соли, каменный уголь, мел и многие другие. Твердые оболочки планет земной группы, спутников и астероидов состоят из горных пород.

Генетическая классификация и основные диагностические свойства горных пород

По генезису (происхождению) горные породы делятся на три группы:
магматические, осадочные и метаморфические.
Магматические горные породы являются первичными горными породами, т.к. они образовались в результате застывания магмы.
Осадочные и метаморфические горные породы являются вторичными т.к. они
образовались из ранее существовавших горных пород.
Магматические и метаморфические горные породы составляют приблизительно 95% массы земной коры, в то время, как на осадочные горные породы
приходится только 5%. Однако, осадочные горные породы покрывают 75%
земной поверхности.
Всего в природе насчитывается 1000 видов горных пород.
Горные породы всех трех групп характеризуют по четырем диагностическим признакам: цвету, минеральному составу, структуре, текстуре.
Цвет горных пород зависит от цвета, входящих в породу минералов. Породы могу иметь цвет от белого, до черного.
Горные породы могут состоять из одного или из множества минералов.
Горные породы, состоящие из одного минерала, называются мономинеральными. Горные породы, состоящие из множества минералов – полиминеральными.
Структура горных пород – характеризует внутреннее строение горных
пород. Структура зависит от: формы, размера и степени кристаллизации слагающих горную породу минералов (полнокристаллическая, обломочная, оолитовая).
Текстура горных пород характерезует внешний вид горной породы. Текстура зависит от расположения минералов в горной породе (массивная, слоистая, пятнистая).
Состав горных пород нельзя выразить одной химической формулой. Химический состав выражается совокупностью окислов: SiO2, Al 2 O3 , Fe 2 O3,FeO, MgO, MnO, Na 2 O, K2 O и др. Кроме этого в горные породы входит S, Ag,F, Cl и др.

Магматические горные породы

Магматическими горными породами называются породы, которые образовались в результате застывания магмы внутри земной коры или на ее поверхности.
Под магмой мы понимаем сложный силикатный расплав, расположенный
в нижних слоях литосферы или в верхних слоях верхней мантии земли при
температуре 1300°-1500°С, в туго пластичном состоянии.
Лава – магма, которая вышла на поверхность земли.
Всего в природе насчитывается 600 видов магматических горных пород.
По происхождению магматические горные породы подразделяются на
два класса: интрузивные (глубинные), и эффузивные (излившиеся).
Интрузивные (глубинные) – это магматические горные породы, образованные в результате застывания магмы внутри земной коры без прорыва ее на
поверхность. Эти породы образуются в условиях большого давления, больших
температур. Остывание магмы происходит медленного и равномерного, кристаллы минералов успевают образоваться крупные, плотно прилегающие друг к
другу, примером могут служить такие породы, как гранит, габбро, сиенит.
Эффузивные (излившиеся)– магматические горные породы, образованные в результате застывания магмы на поверхности земли или в при поверхностных зонах. Застывание происходит при низком давлении и температуре, быстрой отдаче теплоты и газовых компонентов. Кристаллы или совсем не видны
или образуются мелкими не видны глазом (базальт, трахит). Так как остывание
происходит быстро, в породах скапливаются пары воды и газы, в следствии
этого образуются пустоты (каверны). Примером эффузивных пород служат:
диабаз, базальт, липарит и др.
Основные структуры магматических горных пород: полнокристаллическая (крупнозернистая), скрытокристаллическая, стекловатая (аморфная), порфировая, порфировидная.
• Полнокристаллическая структура – это структура, при которой в породе
видны крупные кристаллы минералов невооруженным глазом. Этот вид
структуры подразделяются на: крупнозернистую (размер кристаллов
>5мм), среднезернистую (размер кристаллов минералов от 1-5мм), мелкозернистую (размер кристаллов <1мм). Эта структура присущая интрузивным магматическим горным породам.
• Скрытокристаллическая структура – это структура, при которой в породе кристаллы минералов, видны только под микроскопом. Эта структура
присущая эффузивным магматическим горным породам.
• Стекловатая (аморфная) – в породах с этой структурой кристаллы минералов отсутствуют (застывание породы на поверхности земли шло настолько быстро, что кристаллы минералов на успели выкристаллизоваться). Эта структура присущая эффузивным магматическим горным породам.

• Порфировая – основная масса породы находится в аморфном состоянии,
но в ней содержатся крупные кристаллы минералов. Эта структура присущая эффузивным магматическим горным породам.
• Порфировидная – основная масса породы представлена мелко- и среднезернистыми кристаллами, и в ней выделяются крупные кристаллы. Эта
структура присущая интрузивным магматическим горным породам.
Основные текстуры магматических горных пород): массивная (плотная), пятнистая, шлаковая (пузырчатая), миндалекаменная, флюидальная,
полосчатая.
• Массивная (плотная) – порода сложена крупными кристаллами плотно
прилегающими друг к другу или в породе нет кристаллов минералов и порода представлена аморфной массой; порода плотная не имеющая каверн и
пустот.
• Пятнистая – неправильное чередование светлых и темных минералов.
• Шлаковая (пузырчатая) – наличие в породе пустот, каверн.
• Миндалекаменная – пустоты в породе заполнены вторичными минералами (опал, халцедон).
• Флюидальная – в породе видны следы течения лавы.
• Полосчатая – чередование светлых и темных полос.

Формы залегания магматических горных пород

Формы залегания горных пород по способу их образования разделяют на два
типа: интрузивные формы и эффузивные формы залегания магматических горных пород.
Интрузивные магматические горные породы имеют такие формы залегания как: батолиты, штоки, лакколиты, жилы.
Эффузивные магматические горные породы имеют следующие формы залегания как: купола, потоки, покровы.

• Батолиты – крупные массивы интрузивных горных пород, занимающие
по площади десятки тысяч км2
, пределы по глубине не найдены, возможно, достигают пределов верхней мантии Земли (не изменяют форму залегания вмещающих горных пород).
• Штоки – ответвления от батолитов неправильной формы, сложенные интрузивными горными породами, занимающие по площади сотни км2
,(не изменяют форму залегания вмещающих горных пород).
• Лакколиты – это ответвления от батолита грибовидной караваевообразной формы. При своем образовании лакколиты нарушают форму залегания
вмещающих пород, подымая их над своим куполом.
• Жилы – это трещины в горных породах, которые заполнены магмой. Разделяю такие виды трещин, как секущие, межпластовые (горизонтальные).
• Купол – называется сводообразное залегание магматических горных пород,
которые образовались в результате периодической деятельности вулканов
и имеют характер напластований. Сложены эффузивными магматическими
горными породами.
• Потоки – массивы эффузивных горных пород, которые образовались в результате излияния магмы на поверхность Земли. Длина потоков больше
ширины.
• Покровы - массивы эффузивных горных пород, которые образовались в результате излияния магмы на поверхность земли (длина и ширина потоков
соразмерны

Осадочные горные породы

Осадочные горные породы это породы, которые образовались в результате разрушения, переноса, переотложения и уплотнения ранее существовавших
магматических или метаморфических горных пород, в результате выпадения
пород солей из перенасыщенных водных растворов и в результате жизнедеятельности живых организмов.
Осадочные горные породы – это вторичные горные породы, так как они
образовались из ранее существовавших горных пород.
Процесс накопления осадков называется седиментацией.
Процесс преобразования осадков в породу, связанный с уплотнением, упрочнением и происходящий за счет уменьшения их пор называется процессом
диагенеза.
Осадочные горные породы занимают 5% объема литосферы и 75% от
общей площади Земли. Строительство чаще всего ведется на осадочных горных
породах, поэтому знание этих пород необходимо будущим строителям, проектировщикам.
По генезису (происхождению) осадочные горные породы делятся на три
класса: осадочные обломочные, осадочные химические, осадочные органические горные породы.
Минеральный состав осадочные горные породы может быть представлен
одним или несколькими минералами. Породы могут быть или полиминеральными или мономинеральными. Чаще всего мономинеральными являются осадочные химические горные породы.
Осадочные горные породы имеют четыре отличительных признака:
• слоистость залегания;
• пористость;
• влияние климатических условий на их соста;
• наличие остатков древней фауны и флоры.
Слоистость залегания – осадочные горные породы проявляется в том,
что эти породы залегают слоями (пластами).
Слоем – называется геологическое тело однородное по химическому составу, структуре, текстуре, по цвету, времени образования и палеонтологическим признакам.

Если слой имеет значительную мощность и площадь распространения то
он называется – пластом. Если в слоях горных пород залегают более тонкие
слои других пород, то их называют – прослоями. Если в пластах горных пород
залегают более тонкие пласты других осадочных горных пород, то они называются – пропластками. Осадочные горные породы могут залегать в виде линз.
Линзами называют незначительные по площади распространения слои
осадочных горных пород, которые имеют значительную мощность и
выклиниваются со всех сторон. Осадочные горные породы могут залегать в
виде клиньев и карманов.
Залеганием в виде клина называется слой горных пород, который имеют
тенденцию к вклиниванию с одной стороны.
Карманами называется скопление осадочных горных пород в местах понижения рельефа.

Каждый слой осадочных горных пород характеризуется: кровлей, подошвой и
мощностью.
• Кровлей слоя – называется условная плоскость, которая отделяет данный
слой от вышележащих слоев или пластов.
• Подошвой слоя – называется плоскость, которая отделяет данный слой от
нижележащих слоев или пластов.
• Истинной мощностью слоя - называется кратчайшие расстояние от кровли до подошвы слоя.
Толща осадочных горных пород – это группа слоев или пластов различной мощности, объединяемых по их составу или возрасту.
Залегание пластов или слоев может быть нормальным или дислоцированным.
Нормальное залегание наблюдается тогда, когда кровля и подошва слоя
иди пласта располагаются параллельно линии горизонта.
Дислоцированное залегание – это измененное первоначальное залегание
горных пород, при этом слои горных пород могут залегать наклонно к линии
горизонта или могут быть собранными в складки.
Наличие пористости объясняется тем, что осадочные горные породы
состоят из обломков, частиц магматических и метаморфических горных пород,
которые не полностью прилегают друг к другу.
Поры (пустоты) остающиеся в местах неплотного прилегания обломков
друг к другу могут быть заполнены водой, воздухом, нефтью, газом.

Пористость характеризуется двумя величинами: собственной пористостью (n=Vп/V), коэффициентом пористости (е=Vп/Vs), где Vп – объем пор,

содержащихся в горной породе, V – полный объем всей породы, Vs – объем
твердых частиц.
Пористость (n) измеряется в %.
Коэффициент пористости (е) - величина безразмерная.
Пористость различных осадочных горных пород может колебаться в различных пределах. Ниже, в таблице представлена величина пористости для наиболее часто встречающихся осадочных горных пород.
Название породы Пористость (n)
Торфы и илы 70% - 80%
Глины, суглинки 50% - 40%
Пески 40% - 30%
Известняковые ракушечники 40% - 30%
Песчаники 15% - 10%
Для сравнения, пористость (наличие трещин и пустот) магматических
горных пород составляет 1% - 3%.
Влияние климатических условий на слоистость осадочных горных пород
связано с изменением условий осадконакопления. При этом сказывается как
периодические изменения состава осадков (в том числе кружности частиц), так
и перерывы в их накоплении. Примером могут служить сезонные изменения
осадков озер. Во время паводков реки наряду с мелкими частицами доставляют
в озера в значительном количестве и более крупный материал – песок, в остальное время – только мелкий глинистый материал. В результате в течение года образуются два слоя – песчаный и глинистый. Также известно, что цвет осадочных горных пород зависит от климата, в котором образуются эти породы. В
сухом жарком климате образуются осадочные горные породы красного цвета, в
районах с холодным влажным климатом образуются породы с зеленовато-серой
окраской.

Осадочные обломочные горные породы

Осадочные обломочные горные породы – это породы, которые образовались в результате переноса и переотложения, ранее существовавших магматических и метаморфических горных пород, в результате физического выветривания (перепада температур), действия ветра, постоянных и временных водотоков, ледников и живых организмов.
Осадочные обломочные горные породы классифицируются по: размеру
обломков, виду обломков, по связи между обломками (частицами).
• По размеру обломков – делятся на грубообломочные, среднеобломочные,
мелкообломочные, тонкообломочные.
• По связи между частицами – делятся на:
− рыхлые – связь между твердыми частицами отсутствует;
− связные – породы состоят из столь мелких частиц, что между этими частицами возникают силы меж молекулярного притяжения,
силы Вандер-Ваальса (присуще осадочным мелко- и тонко обломочным горным породам);
− сцементированные – поры в породе заполнены цементирующим веществом, при этом ранее рыхлая порода становится скальной или полу скальной.
• По виду обломков – разделяются на окатанные и неокатанные.
Сцементированные обломочные осадочные горные породы – это породы, у которых поры заполнены полностью и частично природными цементами.
Природные цементы в сцементированных обломочных осадочных породах бывают различные, например, глинистые, известковые (карбонатными),
кремнистые, железистые, фосфатные, гипсовые и др. Самый прочный природный цемент - кремнистый; самый не прочный – глинистый.
По количеству и текстуре цемента различают обломочные породы с базальным, поровым и контактовым цементом.

Базальный цемент - это такой вид цемента при, котором отдельные обломки породы не соприкасаются друг с другом, а как бы плавают в массе цемента.

Поровый цемент - это такой вид цемента при, котором все поры заполнены цементирующим веществом.

Контактовый цемент - это такой вид цемента при, котором цемент присутствует только на контакте между твердыми частицами.

Осадочные обломочные горные породы по размерам обломков подразделяются на:
грубообломочные осадочные горные породы (псефиты) – все осадочные
обломочные горные породы у которых обломки из которых они состоят больше
2мм. Эти породы могут состоять из окатанных и неокатанных обломков, находиться в рыхлом или сцементированном состоянии.
К рыхлым окатанным грубо обломочным горным породам относятся:
− валуны, состоят из обломков размером более 200 мм;
− галька, состоят из обломков размером более от 200 до 40 мм;
− гравий, состоят из обломков размером более от 40 до 2 мм.
К рыхлым неокатанным грубо обломочным горным породам относятся:
− глыбы, состоят из обломков размером более 200 мм;
− щебень, состоят из обломков размером более от 200 до 40 мм;
− древа, состоят из обломков размером более от 40 до 2 мм.
К сцементированным окатанным грубо обломочным горным породам относятся:
− конгломерат, состоит из обломков размером 100 -10 мм;
− гравелит, состоит из обломков размером 40 - 2 мм.
К сцементированным неокатанным грубо обломочным горным породам относятся:
− брекчия, состоит из обломков размером 100 -10 мм;
− гравелит, состоит из обломков размером 40 - 2 мм.
Среднеобломочные осадочные горные породы (псаммиты) – это все обломочные горные породы, которые имеют размер частиц от 2 – 0,05 мм. Эти породы могут состоять находиться в рыхлом или сцементированном состоянии.
К сцементированным среднеообломочным горным породам относится песчаник.
К рыхлым среднеообломочным горным породам относится песок. Песок
по зерновому (гран) составу подразделяется на такие виды:
− Гравелистый, состоит из частиц размером от 2 – 1 мм;
− Крупнозернистый, состоит из частиц размером от 1 – 0,5 мм;
− Среднезернистый, состоит из частиц размером от 0,5 – 0,25 мм;
− Мелкозернистый, состоит из частиц размером от 0,25 – 0,1 мм;
− Тонкозернистый, состоит из частиц размером от 0,1 – 0,05 мм.
Мелкообломочные осадочные горные породы (пылеватые или алевриты) – это связные или сцементированные осадочные горные породы, у которых
размер частиц от 0,05 до 0,005 мм.
Частицы с размерами от 0,05 – 0,005 называются пылеватыми. Об этом говорит сайт https://intellect.icu . Мелкообломочные горные породы бывают в связанном или в сцементированном состоянии. В рыхлом состоянии в природном сложении эти породы находиться не могут. Это объясняется малыми размерами частиц составляющих мелко обломочные горные породы.
К связным мелкообломочным осадочным горным породам относятся:
− лесс;
− лессовидный суглинок.
К сцементированным мелкообломочным осадочным горным породам
относятся алевролит.
Тонкообломочные осадочные горные породы (пелиты) – это все горные
породы, которые находятся в связанном или сцементированном состоянии(не
бывают в рыхлом), и имеют размер частиц преимущественно менее 0,005 мм.
Частицы размером менее 0,005 мм называются глинистыми частицами. Их
размер столь мал, что между ними возникают силы меж молекулярного притяжения (силы Вандервальса), это и объясняется то, что эти породы не могут находиться в рыхлом состоянии.
К связным тонкообломочным осадочным горным породам относятся:
− супесь содержит глинистых частиц от 3% до 10%;
− суглинок содержит глинистых частиц от 10% до 30%;
− глина содержит глинистых частиц более 30%.
К сцементированным тонкообломочным осадочным горным породам
относится – аргиллит.
Глина – это осадочная тонкообломочная горная порода, которая состоит
из частиц размером менее 0,01 мм, но среди них должно быть не менее 30%
частиц размером менее 0.005 мм.
Супесью – называется осадочная тонкообломочная горная порода, которая
состоит из песчаных и глинистых частиц, но песчаных частиц в ней должно
быть больше чем глинистых, а глинистых частиц (менее 0,005 мм) среди них
должно быть от 3% до 10% по массе.
Суглинком – называются осадочная тонкообломочная горная порода, которая состоит из песчаных и глинистых частиц, но песчаных частиц в ней
должно быть меньше чем глинистых, а глинистых частиц (менее 0,005 мм) среди них должно быть от 10% до 30% по массе.
Глинистые частицы предают некоторые специфические свойства тонкообломочным горным породам: пластичность, набухание (при увлажнении),
усадка (уменьшаться в размере при высыхании), пластичность, ползучесть,
коррозионная активность и др.
За счет большого количества глинистых частиц, глина является водоупорной породой, которая не пропускает через себя воду.
Мелкообломочные осадочные горные породы, такие как лесс, или лессовидный суглинок обладают большой пористостью (большие, крупные, вертикально расположенные поры). В сухом состоянии эти породы обладают связностью (именно за счет этого хорошо держат вертикальный откос), достаточно
большой прочностью. При увлажнении связь между пылеватыми частицами нарушается, происходит оплывание пылеватых частиц в крупные поры при этом
объем породы резко уменьшается и в ней проявляются просадочные свойства.
Минеральный состав осадочных обломочных горных пород
Грубообломочные осадочные горные породы состоят из различных по величине и виду магматических и метаморфических горных пород, поэтому их
минеральный состав соответствует минеральному составу тех пород из обломков которых они состоят.
Среднеобломочные осадочные горные породы состоят из такие минералов, как кварц, полевые шпаты, слюда. В них могут присутствовать различные
цветные минералы , например, глауконит.
Мелкообломочные осадочные горные породы состоят из тонкодисперсного кварца, кальцита, глинистых минералов, в них может присутствовать гипс.

Тонкообломочные осадочные горные породы состоят:
− такие, как супесь, суглинок - из песчаных и глинистых минералов;
− такие, как глина – из глинистых минералов (каолинит, гидрослюда,
монтмориллонит).
Структуры и текстуры осадочных обломочных горных пород.
У грубообломочных осадочных горных пород структура - грубообломочная.
У среднеобломочных осадочных горных пород структура песчаная (песок,
песчаник).
У мелкообломочных осадочных горных пород структура - пылеватая
(лесс).
У тонкообломочных осадочных горных пород структура - песчаноглинистая (супесь), глинисто-песчаная (суглинка), глинистая (глина).
Осадочным обломочным горным породам свойственны такие текстуры:
− плотная или массивная;
− рыхлая или беспорядочная;
− слоистая;
− макропористая;
− микропористая;
− кавернозная.
Осадочные грубообломочные и среднеобломочные горные породы чаще
всего являются хорошим основанием для зданий и сооружений. Осадочные
тонко обломочные горные породы в твердом, полутвердом, тугопластичном состоянии могут служить достаточно надежным основанием для зданий и сооружений, однако при увлажнении их прочностные и деформационные характеристики резко снижаются. Осадочные мелкообломочные горные породы в сухом
состоянии хорошо держат откос, обладают достаточно высокими прочностными характеристиками, но при увлажнении размягчаются, проявляют просадочные свойства.
Осадочные обломочные горные породы широко используются в строительстве. Щебень, дресва – используются как наполнитель бетонов, подсыпка
под дорожное полотно. Сцементированные осадочные породы используются
(конгломерат, брекчия, песчаник) используются как строительный камень. Песок применяется для производства силикатного кирпича, стекла, строительных
растворов, как подсыпка под дорожное полотно, для устройства песчаных подушек под фундаменты. Лесс, супесь, суглинка, глина – используются для производства кирпича; глина как наполнитель строительных растворов.

Осадочные химические горные породы

Осадочные химические горные породы – это все осадочные горные породы, которые образовались в результате выпадения пород солей из перенасыщенных водных растворов, в результате коагуляции коллоидных растворов и в
результате химического выветривания.
Осадочные химические горные породы это вторичные горные породы.
Часто осадочные химические горные породы являются мономинеральными.
Все осадочные химические горные породы по химическому составу делятся на семь классов: карбонатные, сульфатные, галоидные, фосфатные,
железистые, алюминиевые, кремнистые.
К карбонатным осадочным химическим породам относятся такие породы, как известняк химический, доломит, известковый туф, травертин. Эти породы состоят преимущественно из минерала кальцита химического происхождения. Известняки химические - образовались в результате выпадения кальцита в закрытых водоемах при повышении концентрации растворов, в теплом
климате. В состав известняков входят различные примеси, чаще всего обломочный материал. Доломиты – породы, состоящие преимущественно из минерала доломита, образуются так же как известняки химические. Известковый
туф – породы, которые образуются в месте выхода подземных источников, насыщенных углекислым кальцием, на поверхность земли, эти породы обычно
пористые, ноздреватые, часто имеют аморфное строение. Туфы, имеющие повышенную плотность и тонкопористость, часто кристаллическое строение, называются травертинами.
К сульфатным осадочным химическим породам относятся гипс и ангидрит. Обычно они залегают в земной коре совместно, ангидрит сверху перекрывается шапкой гипса. Эти породы так же образуются в результате выпадения
солей из перенасыщенных водных растворов. Благодаря тому, что ангидрит при
попадании в него влаги переходит в гипс, и увеличивается в объеме на 33% могут, происходить поднятия перекрывающих ангидрит пород с нарушением их
первоначального залегания.
К галоидным осадочным химическим породам относятся каменная соль и
сильвин. Каменная соль – породы, которые образуются в результате выпадения
пород солей из перенасыщенных водных растворов, эти породы мономинеральные. Каменная соль состоит из минерала галита. Каменная соль и сильвин
легко растворяются в воде, если бы эти породы не были перекрыты глинистыми
породами, то они бы уже растворились под действием подземных и поверхностных вод.
К фосфатным осадочным химическим породам относятся различные
фосфориты. Могут образовываться в результате химического выветривания и
выпадения пород солей из перенасыщенных водных растворов.
К железистым осадочным химическим породам относятся рудные породы, например, бурый железняк.
К алюминиевым осадочным химическим породам относятся бокситы
(алюминиевые руды). Образуются в результате химического выветривания.
К кремнистым осадочным химическим породам относится кремень и
кремнистый туф.
Структуры осадочных химических горных пород: кристаллическая, аморфная.
Текстуры осадочных химических горных пород: плотная (массивная), полосчатая, кавернозная, пятнистая.
Применение осадочных химических горных пород в строительстве
Осадочные химические горные породы могут использоваться, как основание для зданий и сооружений. Однако, благодаря их высокой растворимости
в них могут образовываться каверны, пустоты, трещины, пещеры т.е. происходить карстообразование.
Карстообразованием называется процесс растворения горных пород
подземными водами с образование в них трещин, пустот, пещер. Процесс растворения горных пород протекает тем быстрее, чем выше коэффициент фильтрации подземных вод.
В результате наличия в осадочных химических горных породах трещин,
пустот их прочные свойства резко снижаются, и поэтому прежде чем использовать их необходимо исследовать на наличие пустот, каверн, трещин.
Кроме этого осадочные химические горные породы могут использоваться, как строительный материал, например, доломит – как строительный камень,
известняковый и кремнистый туф – как отделочный материал, бокситы – для
производства алюминия, бурый железняк – для производства чугуна, железа.
Органические (или органогенные) осадочные горные породы
Органические или органогенные горные породы это горные породы, которые образовались в результате жизнедеятельности живых организмов.
Органогенные горные породы по образованию делятся на два класса:
фитогенные и зоогенные.
Фитогенные это осадочные органические горные породы, которые образовались в результате жизнедеятельности растений.
Зоогенные это осадочные органические горные породы, которые образовались в результате жизнедеятельности животных.
По химическому составу органические горные породы делятся на четыре
класса: карбонатные, кремнистые, углеродистые, железистые.
Карбонатные – к ним относится известняк органогенный, ракушечник,
мел, жемчуг.
2
Кремнистые – к ним относится диатомит, трепел; и та и другая порода
состоит из кремнистых остатков диатомовых водорослей и кремния химического происхождения (опала).
Углеродистые (каустобиолиты) – к ним относится торф, угли (каменный уголь, бурый уголь и антрацит), некоторые виды нефти.
Железистые – к ним относятся железные бабовины (найдены только на
дне Черного моря в прибрежной полосе в районе Керчи). Эта порода образовывается за счет жизнедеятельности бактерий, которые поглощают железо из морских вод, а затем отмирая, скопления этих бактерий выпадают на дно моря в
виде конкреций, содержащих железо органического происхождения.

Структуры и текстуры осадочных органических горных пород

Структуру осадочных органических горных пород определяются по преимущественному остатку организмов, из которых они образовались. Например,
у мела структура – фораминиферовая, у диатомита – диатомовая. Также структуру в органических горных породах можно определять и по размеру обломков,
остатков живых организмов из которых состоят породы. Таким образом выделяют три структуры осадочных органических горных пород: макроорганогенную, микроорганогенную, детритусовую.
− Макроорганогенная – состоит из больших, крупных остатков живых
организмов (торф, бурый уголь, ракушечник).
− Микроорганогенная – состоит из мельчайших живых организмов или
их остатков (мел, известняк органический, диатомит, трепел).
− Детритусовая – промежуточная между макро- и микроорганогенными структурами. В составе имеются крупные и мелкие частицы, обломки живых организмов.
Основными текстурам осадочных органических горных пород являются:
плотная (массивная), полосатая, кавернозная, рыхлая, пористая.

Смешанные осадочные горные породы

Смешанные осадочные горные породы – породы, которые имеют в своем составе частицы органического, химического происхождения, а также обломочный материал. К смешанным осадочным горным породам относятся некоторые виды известняков, доломитов, опока, мергель.
Опока – кремнистая горная порода, она состоит из диатомовах водорослей и
кремнезема химического происхождения. Мергель – карбонатная горная порода.
Она состоит из углекислого кальция химического и органического происхождения и
глинистых частиц механического происхождения. Это порода разнообразно окрашенная, в естественном состоянии может обладать значительной прочностью, однако при многократно повторяющемся намокании и высыхании растрескивается, переходит из массивной породы в отдельные обломки, а нередко в грязеподобную массу

ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ГОРНЫХ ПОРОД

В военно-полевом строительстве горные породы, с которыми
приходится сталкиваться офицерам инженерных войск, имеют
значение, прежде всего, как подручный строительный материал. Этим термином обычно называют’ различного вида материалы, в том числе минеральные, которые используются при оборони¬ тельном строительстве, устройстве фортификационных сооруже¬ ний, аэродромов, войсковых дорог п т. п. Геолог должен знать
не только строительные свойства этих пород, но и те специфи¬ ческие требования к их качеству, размещению месторождпний, особенностям поисков, разведки и разработки, которые дик¬
туются военным временем и обстановкой.
Нередко, однако, военному геологу приходится подходить
шире к изучению пород и давать заключение не только о возможности их использования в качестве строительного материала,
но и оценивать их как основание и среду для воепно-инжеперных работ и сооружений. Большое разнообразие пород и их практических свойств тре¬
бует учета военным геологом следующих главнейших их признаков:
I. Основные свойства, определяющие разрабатываемость,
прочность, морозостойкость, временное сопротивление сжатию,
твердость, допускаемые нагрузки, устойчивость в откосах и т. д.
2. Отношение к воде: водопроницаемость, влагоемкость, растворимость, размываемость н пр.
3. Основные физические свойства: электрическое сопоотивление, проводимость сейсмических и звуковых волн и т. д.
4. Отношение к газам (ОВ): газопроницаемость, способность
горных пород к адсорбции БОВ и т. д.
Различные существующие практические классификации перед пытаются учесть некоторые или большинство указанных
признаков. К ним относятся классификации, предложенные
Ф. П. Саварепским, М. М. Протодьяконовым, В. А. Приклопским.
П. М. Цимбаревичем, Л. Н. Бернацким и др. Военный геолог
может пользоваться упрощенной инженерно-геологической классификацией пород (см. табл. 1).
При построении схемы, данной в табл. 1. в осплву ее были
положено разделенпе всех плрод на трп группы, различающиеся
между собой по характеру внутренних связей (В. А. Приклонский), что сообщает им одно из следующих основных свойств:
жесткость (упругость, твердость), пластичность или рыхлость (сыпучесть). Этому разделенито соответствует широко принятое среди
строителей разделение всех естественных минеральных строительных материалов на три катерогии: плотных, рыхлых и землистых.

1 Как указывает В. А. Приклонскпй, эти три группы горпых
пород резко различаются между собой и по механической прочности связей и по характеру типичных деформаций в них, давая
соответственно скол, пластический сдвиг и сдвиг сыпучего тела.
Характерна для них также стойкость связи и породы в целом
против выветривания п размягчающего действия воды. Помимо
перечисленных признаков, в основу своей классификации В. А. Прпклппскпй кладет и другие —
гепезис породы, ее состав,
строение и пр.
С указанным делением хорошо согласуется и другой важный
в инжрпрппон отношении признак попит первоначально подчеркнутый А. П. Павловым и позднее Л. Я. Бернацким, Которые положили в основу своей классификации раздробленность порол и их сжимаемость. По существу говоря, классификация В. А.
Прикпонского является дальнейшим развитием классификации А. П. Павлова и Л. Я. Бернацкого. С этой точки зрения жесткие
и рыхлые породы оказываются практически несжимаемыми,
а пластичные —
сжимаемыми.
При сооружении фортификационных построек, в подземномипном деле, в различных расчетах часто фигурирует так называемый «коэфициент крепости породы» Л который входит в различные расчетные формулы. Этот коэфициент устанавливается М. М. Протодьяконовым на основании различных признаков по¬
род, обусловливающих степень трудности их Проходки и разработки, и вводится в предлагаемую им классификацию. Вследствие широкого использования этого коэфициента в практических и расчетных работах он, безусловно, должен быть включен и
в пашу схематическую группировку.
В таблице дается также характеристика некоторых групп пород и с точки зрения их физических и строительных свойств,
заимствованная нами из сводки Ф. П. Саваренского и других
источников. Многообразие горных пород определяет и диапазон
строительных качеств различного естественного материала. Наряду с породами, обладающими высокими качествами, встречаются и пе пригодные или мало пригодные для этой цели. Строительные качества естественных пород определяются прежде всего
их фпзпко-механичегкпми свойствами, генезисом породы, условиями залегания и пр. Большое значение при этом определении
играют также назначение и срок службы того или иного строительного материала.
Один и тот же строительный камень в одних условиях может
оказаться прекрасным строительным материалом, а в других будет забракован: при кратковременной работе он может оправдать
свое назначение, прп службе, рассчитанной на большой срок,
может оказаться мало пригодным.
Все разновидности строительных материалов, с которыми приходится иметь дело при полевом воспно-инжеперпом строительстве, сведены в табл. 1.

Таблица1 Упрощенная инженерно-геолотплеск ня классификация горных пород

Характеристика горных пород

МИНЕРАЛЬНЫЕ СТРОИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Минеральные строительные материалы могут быть разделены на естественные и искусственные. Первые представляют собой
самые разнообразные породы, применяемые в строительстве, вто¬
рьте— те же естественные минеральные материалы с определен¬
ной технологической переработкой их.
Естественные минеральные строительные материалы
К этой группе относятся все породы, разнообразные по своим
признакам, происхождению и внешнему облику, которые оказываются под рукой близ мест построек фортификационных и
военно-инжеперных сооружений. Только при строительстве тыловых оборонительных линий может использоваться привозной
строительный материал.
Плотные минеральные строительные мате¬
риалы, так называемые «строительные камни», ввиду крайне
ограниченного времени для строительства полевых сооружений

почти всегда применяются в необработанном виде. Употребляют или крупные глыбы, или валуны, или бутовый камень (крупные
куски неправильной формы), или булыжный камень (мелкие валуны). Более тонкая обработка строительного камня путем от¬
колки и обтески для изготовления штучного камня, брусчатки и т. д. применяется .в строительстве только при наличии доста¬
точного количества времени, главным образом, в условиях стабилизировавшегося фронта или в тыловой полосе фронта. В соответствии с назначением и сроком службы к плотным
строительным материалам предъявляются различные требования,
определяемые родом работы, на которую рассчитывают строительный камень в условиях разного вида строительства.
Например, материал, идущий на одежду дорог, должен быть
вязким, т. е. достаточно сопротивляющимся раздроблению, твердым, т. е. достаточно сопротивляющимся истирающим усилиям,
обладать достаточно высоким сопротивлением сжатию, быть
морозостойким и т. д.
материал, применяющийся для гидротехнических сооружений,
должен отличаться большим объемным весом, малой пористостью,

незначительной растворимостью, малой водопроницаемостью,
морозостойкостью, достаточным сопротивлением сжатию, твердостью и общей прочностью.
Строительный камень, идущий для фундаментов, для зубов
и тюфяков дзотов, должен отличаться высоким сопротивлением
сжатию, быть морозостойким, плотным, устойчивым в отноше¬
нии растворимости и т. д.
Крупные глыбы употребляются при строительстве гидротехнических сооружений, папример портовых, устройстве противотанковых заграждений в виде каменных завалов и т. д. Широко
используется бутовый камень, который идет для кладки подпорных степ, устоев мостов, иногда для железнодорожных пасыпей,
для заполнения пространств между стенками дзотов, для зубов и
тюфяков дзотов, для перекрытий котлованных сооружений, так
называемого «жесткого слоя», иногда для добавки в бетон в качестве инертного составляющего. В ряде случаев бутовый камень
применяется как дорожный материал. Для всех этих целей идет
бутовый камень, состоящий из самых разнообразных пород. При
этом лучшими считаются кампп из масспвпо-крпсталлических
пород. Из них в строительном отношении более ценятся мелко¬
кристаллические разности с большим временным сопротивлением
сжатию; менее цеппы крупнокристаллические разности (особенно
граниты), легко поддающиеся процессам выветривания. Широко
используются плотно цементированные песчаники, отличающиеся
достаточной крепостью и устойчивостью. Совершенно непригодны
для строительства фортификационных сооружений слабо цементированные песчаники.
Прн отсутствии указанных пород используются и карбопатпые разпости пород —
известняки, доломиты и мергели. Лучшими
из них считаются плотные мелкозернистые разпости. Плохими
строительными качествами отличаются кавернозные известняки.
Карбонатные породы используются также как сырье для изготовления цемента (хорошим считается известняк с содержанием
СаСОз 74—80%). Не мепее широкое применение паходит и булыжный камень,
состоящий преимущественно пз массивно-кристаллических и
метаморфических пород. Петрографически эти породы являются
чрезвычайно разнообразными. Так, например, в 1 м3 валунов
Московской области насчитывают более 60 разновидностей горных
пород. Булыжный камень попользуется как дорожный материал
для заполнения пространств между стенками дзотов, для зубов
и тюфяков дзотов, для жесткого слоя котлованных построек
и т. д. Крупные валуны иногда используются в строительстве
в качестве обыкновенного строительного бутогого камня: иногда
их подвергают обработке на штучный камень.
Рыхлые минеральные строительные мате¬
риалы— песок, гравий п щебень, относятся к широко используемым естественным строительным материалам, находящим при¬
менение в различных областях восппо-ипженерпого дела.

Пески встречаются в природе различного Минерального состава (полимиктовые и олиюммктовые), различного гранулометрического состава и имеют вместе с тем и различную САрошельную ценность и различный круг применения.
Гравий и щебень также отличаются различным минерало!ическим составом, и к ним относят рыхлую ооломочную народу
с диаметром частиц 2,5 —
5 мм, (и до ЮО лма), Щебень может
быть или естественный (в виде материала осыпи, дресвы и т. д.),
или полученный искусственно путем дробления.
Песок, так же как гравий п щебень относится к наиболее
распространенным строительным материалам и используется в
качестве инертного в бетоне, для фильтров и дренажей, как балластный материал, для одежды дорожного полотна и в качестве
основания дорог; кроме того, он находит применение в качестве
примеси к цементным растворам и для настила тела плогины и
перемычек.
Для песков, используемых в качестве заполнителей при изготовлении бетона, наилучшими считаются крупно- и среднезернпстые разности и разнозернистые пески.
К вредным примесям в лесках относят слюду, серный колчедан и гипс. Слюда дает слабое сцепление с цементным раствором, и содержание ее не должно превышать более 1%. Разложе¬
ние серпого колчедана и гипса оказывает химическое воздействие на бетон, вследствие чего образуются соли Деваля, которые, вследствие присоединения воды, увеличивают объем в 2,5
раза и разрушают бетон. При наличии пирита и гипса рекомен¬
дуется определение в песке 804", содержание которого должно
быть менее 0,3%.
Кроме того, песок для бетона должен быть чистым и не со¬
держать глинистых и пылеватых частиц (размером менее 0,05 мм).
По существующим нормам их не должно быть более 5% от веса
песка. При этом глинистые частицы (менее 0,005 мм диаметром)
должны составлять не более 2%.
Особенно нежелательна примесь глины, обволакивающая
зерна песка, так как это препятствует скреплению их цементом
и понижает прочность бетона.
Очень вредными для бетона являются органические примеси в песке (гумус и пр.), которые значительно понижают прочность
бетона.
Гравий и щебепь для бетона должны также отличаться признаками, указанными и для песка. Наилучшим считают размер
от 2 до 80 мм. Механический гравий должен отличаться достаточной прочностью (не мепее 900 кг/см2).
Лучшими песками для дорожного строительства считаются
крупнозернистые разности. Те пески, которые укладываются
в основание дорожного полотна для равномерного распределения
иагрузкп иа групт и препятствия размокапию дороги и накоплению воды под одеждой, не должны содержать пылеватых и гли¬

нистых частиц (менее 0,05 лл) более 10% и одних глщщетых
(0,005 мм)— более 3—5%.
Для железнодорожного балласта употребляют и крупнозернистые пески и гравий со щебнем. Они мало размываемы, слабо
раздуваются ветром, дают мало пыли и пучин при замерзании.
Пески, идущие для насыпей тела небольших, имеющих так¬
тическое значение плотин и перемычек, должны быть разнозериистыми и достаточно глинистыми.
Пески, гравий и щебень, идущие в качестве дренажа, должны
отличаться малой выветрелостью, определенной твердостью; материал для фильтров должен быть равномерно зернистым (лучше мелкие пески), лишенным глинистых частиц и органических
примесей. Землистый минеральный строительный ма¬
териал составляют различные глины, суглинки, торф, дерн.
Под землистым материалом понимают также поверхностные
грунты с растительным почвенным слоем самого различного ме¬
ханического состава. Употребляется такой грунт в мешках для
одежды откосов, чтобы предохранить их от осыпания. Исполь¬
зуется он также в земленосных мешках для устройств брустве¬
ров фортификационных сооружений, им же перекрывают котло¬
ванные постройки. Не менее широко применяется и дерн, представляющий собой
верхний слой растительной земли, покрытый травой и поросший
корпями, обладающий достаточной прочностью.
Употребляется дерн при строительстве военно-инженерных
сооружений, для одежды откосов, для маскпровки различных
построек, при устройстве ложных окопов, траншей и пр.
Используется почвенный слой и как подручный маскировоч¬
ный краситель. Так, например, высушенный и просеянный чер¬ нозем иа водном закрепителе может употребляться как серо-ко¬
ричневая краска, а на смолистом закрепителе и олифе он дает
краску темнокоричневого цвета.
Для этой же цели может использоваться и цветная глина, ко¬
торая в природе встречается разных цветов и оттенков. Нужные тона могут быть получены путем смешения. В обязанности гео¬
лога входит выявить' этот своеобразный материал в районе рас¬ положения войск.
Употребляются глины и в строительстве различных военно¬
инженерных сооружений, причем требования к ним при различ¬
ном назначении предъявляются разные.
Так, для замков, экранов и понуров плотин рекомендуются
очень жирные глины, для насыпей плотин (в исключительных
случаях) —
глина с большим содержанием песка (50% и более).
Жирная глина употребляется и как водоизоляционный мате¬
риал в перекрытиях дзотов, дотов и в другпх сооружениях. На¬
конец, глина употребляется и для изготовления кпрпича. Лучшей считается глина с содержанием песка 30%, лишенная известко¬
вых конкреций.

Пскусствоппые минеральные строительные материалы
К этой группе можно отнести разнообразные естественные
минеральные строительные материалы, которые подвергались
технологической переработке, в частности кирпичи самого разно¬
образного типа: сырец, саманный кирпич, обожженный кирпич
в виде строительного кирпича и клпнкера. Сюда же относятся
различные закрепители, употребляющиеся для цементации грун¬
тов. Технология производства этих материалов и различные ре¬
цепты закрепителей описываются в специальной литературе, до¬
статочно известны и останавливаться на них мы пе будем.
Ниже освещается наиболее важный строительный материал
данной группы—бетон. Чрезвычайно ценен бетоп тем, что он
почта целиком состоит из местных материалов и привозная
часть —
цемент —
составляет всего 10—12% по весу.
В каждом бетоне различают:
Активное составляющее—вяжущее вещество из цемента п
воды; вследствие реакции между ними происходит сцепление —
затвердение. I
Инертные составляющие —
песок, гравий, щебень, шлак и ир.
Мслсду цементным камнем и инертными (или заполнителями) —
существует только механическое сцепление. От общего объема
бетона инертные составляют 60—80%.
Положительным качеством бетона является и то, что прп же¬
лании ему можно придавать самые разнообразные свойства: ме¬
нять плотность, объемный вес, прочность и т. д. Достигается это
подбором составного материала, расчетом его состава, тщательным
изготовлением бетонной массы и укладкой. Среди многих сортов
бетона для фортификационных сооружений употребляют тяжелый
(с тяжелыми заполнителями) и особенно плотный (0,8—0,9).
Требования, которые предъявляются к заполнителям, указы¬ вались выше. Добавим только, что пески должны быть разнозернистыми во избежание большого расхода цемента. Полезпо
поэтому для песков делать определение пористости, которая пе
должна превышать 37%. Кроме того, неподходящий грануломе¬
трический состав заполнителей может отражаться и на проч¬ ности бетона.
Цементы, как известно, делятся на две большие труппы: воз¬
душные и гидравлические. Гидравлические характеризуются тем,
что после первоначального затвердевания продолжают дальше
твердеть и сохраняют прочность как на воздухе, так и в воде.
Воздушные цементы сохраняют прочность только на воздухе
(воздушная известь и пр.). В военном строительстве применяется,
главным образом, портланд-цемент.
Под ним понимают гидравлическое вяжущее вещество —про¬
дукт тонкого помола клинкера, получаемого равномерным облспгом до спекания тщательно дозированных искусственных смесей,
содержащих известняк и глину или мергель. Иногда к ним при¬
мешивают различные добавления.

Портланд-цемент дает достаточную прочность черев 28 дней.
Помимо этого, употребляют быстро твердеющий глиноземистый
цемент. Иначе его называют бокситовым цементом. Это гидравли¬
ческое вяжущее вещество, получаемое путем топкого перемола
продукта обжига до сплавления плн спекания материалов, бога¬
тых глиноземом (бокситы), с известью илп известняком. Изгоговленпые на нем растворы характеризуются быстрым возраста¬
нием механическою сопротивления.
Перед империалистической войпой 1914—1918 гг. глиноземи¬
стый цемент изготовлялся французской фирмой Ляфарж
(с 1908 г.). Все производство держалось в секрете. Во время
войны немцы стали замечать, что французы, отбивая у них по¬
зиции, немедленно устанавливали тяжелые орудия и через ка¬
кие-нибудь два дня начинали вести обстрел. Оказалось, что они
устанавливали платформы, которые изготовлялись из глиноземи¬
стого цемента.
Этот же цемент был применен французами и при защите
Вердена. Когда немцы разрушали крепостные сооружения, фран¬
цузы в течение ночп их восстанавливали и таким образом ликви¬
дировали последствия бомбардировки.
Достаточно широко применяется в полевом фортификацион¬ ном строительстве и железобетон. Так, в первую мировую войну
немцы па участке Руап-Уаза делали полевые укрепления из
железобетона, употребляя для этого различный железный .\ом:
рельсы, рельсовые заграждения, плоское железо, которое распо¬
лагали зачастую без всякого определенного порядка в массе бе¬
тона. Однако оказалось, что такой железобетон обладает малой
прочностью, так как рельсы и всевозможное фасонное железо
имели различную амплитуду впбрации, отличающуюся от бетона,
вследствие чего при сотрясении от взрыва снарядов железо отде¬
лялось от бетона. Надо заметить, что пемецкий бетон, употре¬
блявшийся в первую мировую войну, не отличался высоким каче¬
ством и легко крошился.
Подсобные подручные минеральные строительные
материалы
К подсобпым подручным строительным материалам относятся
все те материалы или изделия из них, которые окажутся под
рукой строителя прн возведении фортификационных сооружений. Эти материалы могут быть самыми разнообразными —
и расти¬
тельными, и минеральными, и др. Известей случай из опыта
первой мировой войны 1914—1918 гг., когда при необходимости
затампоппровать скважину был использован горох, который при
размокании разбух и образовал плотную пробку. Свои замечания
мы ограничим только минеральными подсобными подручными
материалами. При инженерной разведке местности и специальных
геологических исследованиях военный геолог должен обратить внимание и на эту группу.

К ним будет относиться прежде всего очень широко распространенный в некоторых районах шлак, который может употребляться, например, в качестве инертного в цементе. При
отсутствии каменных строительных материалов найдут себе применение и надгробные плиты на кладбищах, и каменные мате¬
риалы заборов, фундаментов зданий и пр. Все это может быть
употреблено при постройке военно-инженерных сооружений.
В ряде мест встречается в изобилии битый строительный
кирпич—кирпичный щебень. При отсутствии материалов для
бетона кирпичный щебень в крайнем случае может быть исполь¬
зован как заполнитель.
Тот же красный кирпич, размельченный, растертый и просеянный в виде порошка, используется на любом закрепителе
в виде красной краски для маскировочных целей. В качестве
серо-землистой краски можно употребить дорожную пыль. Черная краска получается путем размельчения и растирания дре¬
весного угля, причем нужный оттенок получается добавлением
к этому порошку других красящих веществ, как цветные глины
(при смешивании с желтой глиной получается оттенок, близкий
к цвету хаки; с мелом—смесь дает серый оттенок) и др.
В практической работе прн постройке различных военноинженерных сооружений, геологу приходится иметь дело и
с другими видами строительных материалов —
лесными и железными. Представление о них он должен получить в специаль¬
ной литература

Исследование, описанное в статье про горные породы, подчеркивает ее значимость в современном мире. Надеюсь, что теперь ты понял что такое горные породы, минералы, горные породы в военном деле и для чего все это нужно, а если не понял, или есть замечания, то не стесняйся, пиши или спрашивай в комментариях, с удовольствием отвечу. Для того чтобы глубже понять настоятельно рекомендую изучить всю информацию из категории Военная геология