§ 5. Подразделение горных пород

На основании изложенного выше, удобно для дальнейшего под­разделить все твердые горные породы на: связные и сыпучие. Между этими крайними состояниями могут быть промежуточные. Так, на­пример, при незначительной связи между частицами, созданной сла­бым минеральным цементом или давлением, горная порода будет рыхлой.

Сыпучие горные породы при полном насыщении их водою и при весьма малых размерах частиц при соответствующих условиях спо­собны выплывать при обнажении их сбоку. Это состояние горной породы часто называют плывуном.

Глава II

ГОРНЫЕ ПОРОДЫ КАК НЕОДНОРОДНЫЕ СРВДЫ

0

§ 6. Вводные замечания

За весьма малыми исключениями горные породы неоднородны но составу, строению и сложению. Это влечет за собою и неоднород­ность в их физических свойствах. Для двух образцов горной породы одного и того же наименования, но взятых из разных мест, физико- механические свойства обычно оказываются неодинаковыми. Незначи­тельные на первый взгляд различия в строении и сложении, харак­тере и величине пористости и т. п. вызывают существенные разли­чия в физико-механических свойствах взятых образцов. Более то­го, эти свойства различны для одного и того же образца породы, в зависимости от того, изучается ли он обособленно или же рассма­тривается находящимся в массиве. Различия в свойствах горных пород возрастают с течением времени под влиянием воды, воздуха и изменений температуры. Поэтому числовые характеристики (пара­метры) физико-механических свойств, получаемые для образцов горных пород в лаборатории, строго говоря, нельзя относить пол­ностью к данной породе вообще. Такое отнесение может быть только ориентировочным. Более точным является статистический метод полу­чения указанных характеристик. «

§ 7. Состав горных пород

Неоднородность состава особенно типична для сложных горных пород (гранит, диабаз, доломит и т. п.). Однако и простые горные породы (известняк, кварцит, гипс и т. п.) ие могут считаться строго' однородными по составу, так как включают минеральные примеси в виде глины, песка и т. п.

Кристаллическое вещество, из которого состоят зериа породы,, определяет анизотропию таких физических свойств, как: теплопро­водность, упругость, оптические свойства и т. д. Таким образом,' например, чистые по своему минеральному составу простые горные породы, хотя и являются макроскопически однородными, в то же время они вообще анизотропны. Нужно заметить, что анизотропия не всегда распространяется на все физические свойства. Некоторые кристаллы являются изотропными в отношении однизГ свойств и ани­зотропными в отношении других свойств (каменная соль и др.).

В сложных горных породах неоднородный по составу зерна обыч­но распределяются по объему неравномерно. Зерен одного состава в одних местах оказывается больше, чем в других местах. Это уси­ливает неоднородность состава порбды в целом, а, следовательно, и различия в физико -механических свойствах. \

§ 8. Строение и сложение пород

Неоднородность строения и сложения имеет место вообще во всех горных породах. В связи с этим различают многочисленные струк­турные и текстурные типы и виды, подробно рассматриваемые в петрографии. Размеры, форма и ориентировка зерен в породах ecipe- чаются самые разнообразные.

Размеры отдельных зерен колеблются в широких пределах: от размеров кристаллов, с трудом различимых под микроскопом (микро­литы), що размеров в несколько десятков сантиметров (пегматиты). В среднем, например, в изверженной породе колебание размеров зерен составляет около 1 :1000 [1].

Степень развития граней кристаллов также встречается самой раз­нообразной: or вполне развитых граней (эвгедральные кристаллы) до совсем неразвитых (ангедральные кристаллы). Встречаются изомет- ричные кристаллы, а также таблитчатые или плоские формы кри­сталлов в виде пластинок, чешуек, табличек и др. (некоторые поле­вые шпаты и слюды). Развитие кристаллов в одном направлении типично для призматических кристаллов в виде столбиков, призм, брусочков и игл (апатит, роговая обманка и др.). Наконец, встреча­ются совсем неправильные формы кристаллов в виде жилок, пучков, скелетов и т. п. (ильменит и др.).

Различные формы зерен и степень развития их граней определя­ют и различный характер контактов зерен между собою и с цемен­тирующим веществом. Выступы одних зерен нередко входят в уг­лубления в других зернах и в результате получается подобие „кли­новых" соединений, играющих большую роль при деформации поро­ды. Нередки также соприкосновения соседних зерен в отдельных точках или по небольшим площадкам. При преобладании цементи­рующего вещества, стекла, контакты между зернами отсутствуют и все промежутки между последними заполнены этим веществом.

Взаимное отношение компонентов породы, определяемое характе­ром выделения, формой, размерами и способом срастания неделимы*, определяет в целом строение (структуру) породы. Некоторые осо­бенности строения, обязанные преимущественной ориентировке зе­рен, определяют текстуру породы.

Текстура называется полной, если кристаллы ориентированы оди­наково в каком-либо одном кристаллографическом направлении. Од­нако и при полной текстуре часто имеет место так называемое рас­сеяние текстуры, вносящее и в ориентировку элементы неоднород­ности. То же самое встречается и при ограниченной текстуре, когда наблюдаются два обособленных направления ориентировки зерен.

Неоднородность строения и сложения еще более осложняется присутствием в породах пор и трещин.

Поры в породе встречаются в виде каналов (капилляров), узких щелей, раковин и т. п., размерами от видимых неворуженным глазом до ультрапор, сравнимых с размерами молекул. Поры могут быть замкнутыми или сообщающимися, пустыми и заполненными полностью или частью водою. Характер пористости пород определяется коли­чеством, формой и размерами пор.

Пористость оценивается отношением объема пор к полному объ­ему образца породы. Она не является однозначной. Одну и ту же пористость могут иметь два образца породы: один — с небольшим количеством крупных пор, а другой — е большим количеством более мелких пор