Структурные особенности гранитных массивов

Структурные особенности гранитных массивов

8 марта 2017 - Отдел снабжения
Структурные особенности гранитных массивов
Большинство гранитных массивов независимо от их происхождения имеет некоторые общие структурные особенности. При добыче дробленного гранитного камня эти структурные особенности не имеют большого значения, но при разработке гранитных месторождений штучного камня они очень важны.Случайный наблюдатель и даже опытный геолог могут сразу не заметить в стенках гранитного карьера некоторой линейной или плоскостной ориентировки кристаллов в гранитном массиве. Тем не менее оказалось, что большинство гранитов обладает различными свойствами по разным направлениям. Направление наиболее легкого разделения породы, совпадающее с системой наиболее хорошо развитых трещин, называется расколом (rift), а второе направление легкого раскола породы, совпадающее с направлением вытянутости зерен породы, называется волокнистостью (grain). В большинстве месторождений одно направление располагается вертикально или почти вертикально, а второе — горизонтально или почти горизонтально. Плоскость, перпендикулярная расколу и волокнистости, называется торцовой плоскостью, или торцом.
 
Дейл (Dale, 1923), детально изучавший структурные особенности гранитов Новой Англии, считает, что раскол и волокнистость в породах образованы системой пересекающихся под прямым углом мельчайших трещинок размером 0,09— 1,3 мм, пересекающих зерна кварца и полевого шпата. Раскол параллелен ориентировке пластинок слюды в породе и совпадает с направлением доминирующей спайности полевых шпатов. (Опытные камнетесы гранитного района центральной части штата Миннесота могут найти направление раскола породы на ощупь с завязанными глазами.) Плоскости раскола и волокнистости грубо параллельны или совпадают с плоскостями ориентировки мельчайших жидких включений в кварцевых зернах. По трещинкам, параллельным направлениям раскола и волокнистости, выделяются вторичные минералы (серицит, лимонит).
 
Трещины в гранитах встречаются так же часто, как и в других породах. Считается, что они возникают под действием регионального напряжения скручивания. Они обычно образуют две вертикальные системы, пересекающиеся друг с другом под прямым углом. Кроме того, в породах встречаются трещины промежуточного направления, изогнутые и неправильные трещины. В производстве штучного камня имеют важное значение расстояние между трещинами и наличие окраски по этим трещинам. Если расстояние между трещинами главной системы колеблется в пределах 10—30 футов, то на таком месторождении легко получить прямоугольные блоки и добыча камня развивается равномерно. Если трещины проходят на меньшем расстоянии, такой гранит невозможно использовать в качестве штучного камня. В результате окисления и других химических процессов порода по трещинам может быть окрашена, так как трещины служат естественными путями для циркуляции грунтовых вод.
 
Окрашенная порода («разрушенная порода») обычно просто выбрасывается. Если такая окрашенная порода достаточно прочна, встречается в виде крупных блоков и имеет приятный вид, она используется в виде особой разновидности штучного гранита.
Плитообразная отдельность (sheet structure) выражается в способности гранитного массива распадаться на отдельные плиты или «слои» по трещинам, параллельным поверхности массива. Во многих карьерах эта структурная особенность оказывается весьма полезной. Плитообразная отдельность образована плоскими плитами или тонкими линзовидными телами гранита, которые с глубиной становятся толще, площе и правильнее. Эта структура не зависит от структур раскола, волокнистости и трещиноватости. Трещины отдельности могут пересекать дайки, включения, ксенолиты кровли гранитного массива и вмещающие породы. И на возвышенностях, сложенных гранитами, и в долинах, прорезающих гранитные массивы, трещины отдельности располагаются преимущественно параллельно поверхности рельефа. Плитообразная отдельность особенно хорошо развита в менее трещиноватых частях гранитных массивов. В самых глубоких карьерах Новой Англии в гранитах встречается пластовая отдельность — в карьерах Барре в штате Вермонт на глубине 200 футов, а в карьере Куинсц в штате Массачусетс даже на глубине 20 футов
 
Плитообразная отдельность встречается не только в карьерах, но и в природных выходах гранитных пород, где она обнаружена довольно давно. Это не совсем понятное явление, хотя его природа обсуждается в геологической литературе уже в течение многих лет. Джанс (Jahns,. 1943) критически рассмотрел имеющиеся в литературе представления о причинах возникновения плитообразной отдельности и привел новые данные по плитообразной отдельности для ряда обнажений гранитов и карьеров в штатах Массачусетс и Нью- Гэмпшир. Плитообразная отдельность обусловлена, по его мнению, расширением породы в результате ослабления давления на породы за счет сноса доледниковой эрозией части вышележащих пород. Так как разгруженная порода расширяется, возникающие силы направлены в сторону ближайшей обнаженной поверхности, вследствие чего устанавливается замечательное соответствие между плитообразной отдельностью и топографией местности. В самом деле, представление о доледниковой конфигурации гранитных возвышенностей можно получить на основании изучения положения плитообразной отдельности и ее соотношения с современным рельефом.
 
Соколов (1955) показал, что в некоторых местах трещины плитообразной отдельности представляют собой поверхности скольжения, вероятно возникшие в результате сдвига. Согласно его представлениям, они могут возникнуть в результате регионального горизонтально направленного тектонического давления, а не в результате разгрузки гранитных массивов от вышележащих отложений
 
Вызывает недоумение, почему плитообразная отдельность развита не повсеместно, а только в некоторых гранитных массивах. Гранитные карьеры Барре в штате Вермонт, в которых граниты характеризуются отчетливо выраженной отдельностью, находятся на расстоянии меньше мили от гранитных карьеров, в которых граниты лишены отдельности. В двух крупнейших карьерах штучного камня Северной Каролины, расположенных у Солсбери и на горе Эри, граниты не имеют плитообразной отдельности. Ясно, что отдельность гранитов еще требует дальнейшего изучения.
 
При добыче гранитного камня необходимо иметь в виду еще одну особенность гранитных массивов — их тенденцию расширяться в боковых направлениях с огромной силой при снятии нагрузок. Это напряжение, горное давление (strain) особенно отчетливо выражено в глубоких карьерах. Вполне обычно линейное расширение порядка 52 дюйма на 100 футов породы. Местами наблюдаются большие величины линейного расширения. Сила горного давления более чем достаточна для разрушения перемычек (web) между близко расположенными буровыми скважинами. Если эти напряжения освобождаются во время бурения, буровой инструмент может заклиниться. Во многих карьерах, чтобы ослабить горное давление для обеспечения нормальной эксплуатации, предварительно проходят широкую выемку или линию буровых скважин крупного диаметра.
 
В глубоких карьерах у Барре в штате Вермонт частично освобожденные блоки в результате снятия нагрузки горного давления обладают способностью трескаться, взрываться (rock-bursts), в результате чего на их углах образуются трещины, секущие плоскости раскола и волокнистости. Эти трещины могут быть пологими или крутыми, но они неизменно наклонены в сторону ближайшей наиболее глубокой выработки или в сторону высокой поверхности забоя. Чтобы уменьшить ущерб от внезапного растрескивания блоков, рекомендуется избегать широких высоких забоев и глубоких узких выемок.
 
Расширение породы вверх в результате уменьшения нагрузки в карьере разрешается за счет образования пластовой отдельности или, возможно, просто путем упругого изгибания массива или поднятия, но при этом остается горизонтальная составляющая расширения. Эта колоссальная сила — горное давление сохраняется в породе до тех пор, пока она не освободится в рельефе в глубоком карьере (шахте или глубоком разрезе). Именно эта сила, которая разрушает перегородки между скважинами, вызывает растрескивание блоков пород и придает определенную правдоподобность выражению живая порода.
 
Дайки аплита, пегматита или базальта понижают качество камня, так же как и кварцевые жилы. Скопления (knots) темноцветных минералов или включения вмещающих пород портят вид полированной поверхности гранита, и блоки, содержащие такие включения, обычно выбраковываются. Волосные трещины (hair lines), выполненные тончайшими дайками или жилками, не заметны на грубо тесаной поверхности камня, но их следует избегать в блоках, предназначенных для полировки. Особенно нежелательны такие трещины, если они расположены независимо от системы трещин в породе и равномерно распределены по породе.
Рейтинг: 0 Голосов: 0 1514 просмотров
Наш сайт не является публичной офертой , определяемой ч.2 ст. 437 ГК РФ
Внимание!: все публикации на  нашем проекте носят исключительно информационный характер и ни при каких условиях не являются публичной офертой, определяемой положениями ч. 2 ст. 437 ГК РФ. По вопросам о гранитной продукции просим обращаться к нашим менеджерам.  Цены на гранит и условия поставки сильно зависят от количества единоразовой заявки.

Весь гранит на Гранит.РФ © 2024