Согласно другой классификации осадочные породы в свою очередь разделяются на терригенные, органогенные и хемогенные (химические). Терригенные сложены неорганическими обломками и глинистыми частицами, снесенными в море с суши, земли (terra - земля). Это песок, глина, песчаник, конгломерат и др. Органогенные образовались в результате скопления остатков организмов, большей частью их скелетов. К ним относятся известняки, диатомиты, а также каустобиолиты – бурые и каменные угли. Хемогенные породы формируются при кристаллизации из воды различных солей. Самые распространенные из них каменная и калийная соли, гипс и др.
Из приведенного определения песчаник нельзя назвать осадочной породой, потому что он образовался на глубине не при выпадении осадка и вне термодинамических условий поверхностной части литосферы. Известняк из створок раковин моллюсков (ракушняк) стал таковым не на поверхности дна моря, а при погружении скоплений этих створок, также не выпадавших из морской воды. Признаков осадочного происхождения они не имеют. Относится это и к песку, например, эоловой фации.
Метаморфические породы
В том же словаре напечатано: «порода метаморфическая – основные особенности которой (минеральный состав, структура, текстура) обусловлены процессами метаморфизма, тогда как признаки первичного осадочного (в парапородах) или магматического (в ортопородах) происхождения частично или полностью утрачены».
Анализ приведенного материала. Прежде всего, необходимо отметиться, что нет признаков первичного осадочного или магматического происхождения. По ним противопоставлять метаморфические породы другим типам пород невозможно. Конечно, образцы горных пород ответить не могут, происхождение на них не написано.
Под метаморфической предлагается понимать породу, изменившую форму, внешний облик. К ней относятся мрамор, кварцит, кристаллический сланец, гнейс и др. Получается, по образцу, например, гнейса можно увидеть, что он образовался в процессе метаморфизма. Ничего подобного на нем не написано. В середине XVIII в. гнейс считался первичной породой, возникшей при сотворении Земли. В конце XVIII в. по гипотезе нептунизма гнейсу приписывалась химическая природа, – появился при осаждении солей из соленого горячего первичного мирового океана. В начале XIX в. Б. Котта отвел место гнейсу в первичной коре охлаждения – земной коре, т. е. образовался он при остывании первичного расплава. И только затем с середины XIX в. гнейс стал считаться метаморфической породой. Между тем кристаллическое сложение гнейса свидетельствует, что он образовался при перекристаллизации с увеличением размера кристаллов какой-то мелкокристаллической породы.
Горных пород, не изменивших внешний облик, вообще нет. Песок образовался при разрушении гранита, гнейса, песчаника или какой-то другой породы, песчаник при цементации песчинок и т. д. Получается, все горные породы образовались за счет других пород с изменением внешнего облика, часто минерального и химического состава.
Таким образом, признаков происхождения горные породы не имеют. Отсутствие признаков происхождения не позволяет составить алгоритмы их определения, компьютерные программы. Отсутствие признаков генезиса свидетельствует, что магматических, осадочных и метаморфических пород в природе нет. Это видимый мир геологии, или вымысел.
2. Основные свойства горных пород
2.1. Физические свойства горных пород
Число физических свойств горных пород, проявляющихся в их взаимодействии с другими объектами и явлениями материального мира, может быть сколь угодно велико. Однако для практики горного дела представляют интерес лишь те свойства, которые непосредственно связаны с процессами современной горной технологии. В геомеханике требуется знание, в первую очередь, механических и плотностных свойств, но вместе с тем могут представлять интерес и некоторые другие свойства, показатели которых достаточно чётко отражают состояние пород или отчетливо коррелируют с напряжениями в породном массиве и потому могут быть использованы для оценки напряженного состояния пород и массивов. Кроме того, некоторые физические характеристики пород могут быть достаточно тесно взаимосвязаны с механическими и плотностными показателями свойств горных пород, но при этом более просто определяются на образцах или в массиве.
В качестве основного признака классификации физических свойств пород наиболее целесообразно принять внешние поля или воздействия, во взаимодействии с которыми проявляются те или иные свойства. На основе этого признака можно выделить следующие классы физических свойств горных пород: плотностные, механические, горнотехнологические, тепловые, электромагнитные, радиационные.
В табл.2/1 приведена классификация свойств с выделением внутри классов групп. [3]
Таблица 2.1
Классификация физических свойств горных пород
| Класс | Группа | Наименование основных характеристик | Обозначение | Наиболее часто применявшаяся единица | Единица в СИ | Коэфперехода к СИ |
| Плотностные | ГравитационныеСтруктурные | Удельный вес Объёмный весУдельная массаПлотностьПористость общая,открытаяКоэффициент пористости | g0gr0rПП0КП | гс/cм3гс/cм3(тс/cм3)г/cм3г/cм3%%- | Н /м3--кг/м3%%- | 0.981 104--103111 |
| Механические | Прочностные | Предел прочности при одноосном сжатииПредел прочности при одноосном растяженииСцеплениеУгол внутреннего трения | [Sсж ][Sр ][t0 ]j | кгс/cм2кгс/cм2кгс/cм2градус | ПаПаПарад | 0.981 1050.981 1050.981 105/180 |
| Деформационные | Модуль упругостиКоэф.поперечных деформацийМодуль сдвигаМодуль всестороннего сжатияМодуль деформации | ЕnGKMДЕФ | кгс/cм2-кгс/cм2кгс/cм2кгс/cм2 | ПаПаПаПа | 0.981 1050.981 1050.981 1050.981 105 | |
| Акустические | Скорости распространения волн в массивепродольнойпоперечнойповерхностнойКоэф. затухания | VPмVSмVLмa | см/ссм/ссм/ссм-1 | м/см/см/см-1 | 10-210-210-21 | |
| Реологические | Параметры ползучестиПериод релаксации | aП;dt0 | c -1лет | c -1с | 131.5 106 | |
| Горнотехнологические | Коэф.крепостиКоэф. разрыхленияКоэф. трения | fKpfтр | --- | --- | 111 | |
| Тепловые | Свойства состояния | ТеплопроводностьТемпературопроводностьУдельная теплоёмкостьТемпературный коэф. линейного расширенияТемпература фазовых превращенийУдельная теплота плавления | IаСaТфL | ккал/(м ч 0С)м2/чккал/(кг 0С)1/ 0С0Сккал/кг | Вт/(м К)м2/сДж/(кг К)1/ К0КДж/кг | 1.1632.78 1044.1868 1031273.15+0С4.1868 103 |
| Электромагнитные | Электрические | Объёмное удельное электрическое сопротивлениеДиэлектрическая проницаемостьТангенс угла электрических потерьЭлектрическая прочность | rvetgdEпр | Ом см--кВ/см | Ом м--В/м | 10-211105 |
| Магнитные | Магнитная восприимчивостьМагнитная проницаемостьОстаточная намагниченностьКоэрцитивная сила | cmIrHc | ед. СГС-ед. СГСА/м | ед. СИ-А/м2А/м | 4p110-31 | |
| Радиационные | Естественная радиоактивностьЛинейный коэф. поглощения гамма-излученияЭффективное сечение поглощения нейтроновЭффективное сечение рассеяния нейтронов | АКSПSР | 1/ссм-1см2см2 | 1/см-1м2м2 | 110210-410-4 |
2.2. Плотностные свойства горных пород
Плотностные свойства горных пород проявляются в результате действия гравитационного поля Земли. Их в свою очередь можно подразделить на две группы: гравитационные и структурные. К гравитационным свойствам относят удельный g0и объемный g вес пород, к структурным — их удельную массу r0, плотность (объемную массу) r, общую П и открытую пористость П0, коэффициент пористости Кп.
Удельный вес—это вес единицы объема твердой фазы породы, т. е.
g0 = GT/VT (1)
где GT и VT—вес и объем твердой фазы образца.
Значения удельного веса горных пород в зависимости от удельного веса породообразующих минералов колеблются обычно в пределах 2,5—5,0 гс/см3.
Объемным весом называют отношение веса основных агрегатных фаз породы (твердой, жидкой и газообразной) к объему, занимаемому этими фазами:
g = G/V, (2)
где G —вес агрегатных фаз породы; V—объем, занимаемый этими фазами.
Объемный вес — это наиболее часто используемая плотностная характеристика горных пород, которая зависит от их состава и структуры. Он всегда меньше удельного веса и лишь для весьма плотных пород может приближаться к нему.
Удельная масса — это отношение массы твердой фазы горной породы к объему твердой фазы:
r0 = mT/VT, (3)
где mT и VT— масса и объем твердой фазы образца.
Плотность (объемная масса) горной породы определяется как масса единицы ее объема (твердой, жидкой и газообразной фаз, входящих в состав породы), т. е.
r = m/V, (4)
где m—масса всех агрегатных фаз породы; V—объем, занимаемый этими фазами.
Удельная масса и плотность породы могут быть выражены через ее удельный и объемный вес:
r0 = g0/g; (5)
r = g/g, (6)
где g—ускорение свободного падения.
В отличие от удельного и объемного весов плотность является параметром вещества в строгом физическом смысле.[4]