По цвету мрамора делятся на белые и цветные (розовые, желтые, серые, голубые, зеленоватые, красноватые, черные, коричневые, а также различные сочетания этих цветов). Цветному мрамору свойственно наличие прожилок, представляющих собой трещины, заполненные природными цементами. Наиболее ценной разновидностью является чистый, белый статуарный мрамор, который используется для изготовления скульптур.

На постаменте у пушки напротив бассейна ТулГУ (рядом со вторым корпусом) также использован полированный светлый мрамор.

Карельские порфировидные граниты, серые мелкозернистые граниты использованы в облицовке подземного перехода на проспекте Ленина между первым и вторым учебными корпусами.

На ступеньках при входе во второй учебный корпус ТулГУ использован ячеистый и крупнопористый базальт.

Базальт - основная эффузивная горная порода нормального ряда, самая распространённая из всех кайнотипных пород. Палеотипными аналогами базальта являются диабаз и базальтовый порфирит. Интрузивными аналогами базальта являются габбро, габбро-нориты, нориты, троктолиты.

Структура порфировая или афировая. Основная масса однородная скрытокристаллическая и стекловатая.

Текстура массивная, реже пористая, -пузыристая, шлакообразная: крупные пустоты составляют основной объем породы, разделяясь лишь тонкостенными перегородками базальта. Основная масса -- нераскристаллизованное вулканическое стекло, густо пропитанное мелкими частицами магнетита, и смесь микроскопических выделений основного плагиоклаза, пироксена и оливина, менее -- роговой обманки.

Ступени перед площадью у памятника Льву Толстому Выложены плитами нескольких разновидностей гранита. Несколько плит необработанного серого гранита. В основном, полированные плиты среднезернистого гранита и крупнозернистого лабрадорита.

Фундамент хлебного магазина "Нива" облицован редкой разновидностью зелёного мрамора.

Цокольные части зданий прокуратуры, МВД и филармонии облицованы полированным среднезернистым гранитом.

Здание Драмтеатра облицовано плитами желтоватого сильно пористого известкового туфа.

Площадь перед зданием вымощена крупными плитами гранита.

Цокольная часть магазина "Тутанхамон" на проспекте Ленина облицована плитами полированного лабрадорита.

Лабрадорит является полнокристаллической магматической горной породой. Его основу составляет минерал лабрадор - породообразующий минерал группы плагиоклазов. Кроме плагиоклаза, в лабрадоритах часто встречаются ортопироксен, клинопироксен, оливин, ильменит, титаномагнетит и др.

Средний минералогический состав лабрадоритов можно представить так: плагиоклаз (лабрадор) - 85%; кварц - 7%; пироксен - 3%; калиевый полевой шпат - 3%; других примесей - 1%.

Содержание двуокиси кремния (кислотность) - 45-52 %.

Структура равномерно-кристаллическая, крупнозернистая, текстура - массивная. С магматическими комплексами лабрадоритов связаны месторождения титана, хрома, платиноидов.

Плотность 2700-2860 кг/м?.

4. Музей эталонных образцов Тульского НИГП

28 февраля 2015 года наша группа посетила Тульское НИГП, в котором находится Федеральный Фонд эталонов руд. Там имеется около 14000 образцов горных пород из 250 разных месторождений. Начали экскурсию с золотосодержащих руд. Как мы знаем, золото - очень драгоценный материал, поэтому его добыча ведется тщательно. Мы увидели много образцов , в которых содержится золото, а также муляж " Большого треугольника " - золотого самородка весом 36,2 кг, найденного на Урале в долине реки Миасс. В каждом месторождении содержание золота в минералах разная. Так, если в одном месторождении его 0,6 грамм/тонна, то в другом месторождении количество золота достигает 40 г/т. Ниже приведены снимки золотосодержащих руд.

Следующие образцы были добыты из Кольской сверхглубокой скважины. Пробурена Научно-производственным центром «Недра». Находится в Мурманской области, в 10 километрах к западу от города Заполярный. Скважина заложена в северо-восточной части Балтийского щита, в области сочленения рудоносных докембрийских структур, типичных для фундаментов древних платформ. Её глубина составляет 12 262 метра; диаметр верхней части -- 92 см, диаметр нижней части -- 21,5 см.

В отличие от других сверхглубоких скважин, которые бурились для добычи нефти или геологоразведочных работ, СГ-3 была пробурена исключительно с научно-исследовательскими целями в том месте, где граница Мохоровичича подходит близко к поверхности Земли.

Далее нам показали разновидности колчеданов и минералы, содержащие медь. В том числе такую интересную породу, как малахит. Он образует зелёные массы натёчной формы с радиально-волокнистым строением. Используется для поделок, раньше -- для добычи меди. Формы выделений малахита в природе на редкость разнообразны.

Хорошо образованные кристаллы весьма редки и всегда мелки, имеют столбчатый, пластинчатый, игольчатый вид, имеют тенденцию к расщеплению с образованием пучков, пушистых шариков, расщеплённых наподобие розетки «сферокристаллов», сферолитов и их эксцентрических разновидностей -- «сфероидолитов» и гроздьевидных «сфероидолитовых дендритов». Наиболее характерны и общеизвестны сферолитовые тонковолокнистые концентрически-зональные почковидные формы агрегатов, дающие на полированном срезе причудливый красивый рисунок. Они растут из сильнопересыщенных неравновесных растворов. Иногда встречается в виде псевдосталактитов. Также в виде прожилков, примазок, зернистых и грубо-шестоватых агрегатов.

Следующими образцами, которые мы увидели, были никелевые руды. В добыче никеля принимало участие огромное количество человек. вскоре там возник город Норильск и Норильский горно-металлургический комбинат, которым руководил А.П. Завенягин.

Далее мы отправились в следующий зал, где увидели много разных горных пород, таких как сера, биотит мусковит и габбро.

Последний зал, который мы посетили, был не таким большим как два предыдущих, но довольно насыщенным. В нем были собраны образцы, которые можно встретить на территории Тульской области.
Тульская земля занимает далеко не последнее место среди других областей страны по богатству полезных ископаемых. Горные предприятия области добывают значительном количестве уголь, гипс, соль, известняк, глину и ряд других полезных ископаемых. В недавнем прошлом шла добыча железных руд и фосфоритов. Запасы полезных ископаемых у нас велики и уникальны. Угля, например, хватит, по прогнозам специалистов, на 75 лет интенсивной добычи. Такого ценнейшего материала, как гипс, на 200 лет. Есть мощные залежи огнеупорной глины, фосфоритов, глауконитовых песков, глинозема с высоким содержанием алюминия и прочих полезных ископаемых. Горнодобывающий потенциал Тульской области превышает потенциал десяти близлежащих областей Центральной России вместе взятых.

5. Инженерно-геологические исследования грунтов

5.1 Исследование гранулометрического состава и фильтрационных свойств песчаных грунтов

Скважность и гранулометрический состав.

Как рыхлые, так и твердые горные породы в природном массиве имеют различного рода пустоши и трещины, которые обуславливают изменчивость механических свойств, водо- и газопроводимость пород. Иначе говоря, горные породы обладают скважностью.

Скважность имеет большое значение при решении ряда практических задач, так как от нее зависят водопроницаемость, водоотдача, влагоемкость, прочность, сжимаемость, упругие свойства.

Скважность твердых пород в массиве изучается специальными методами подземной гидравлики и геофизики.

Для рыхлых раздельнозернистых и связных пород, частицы которых связаны слабыми водно-коллоидными связями, скважность, а следовательно и водно-физические свойства зависят от их гранулометрического состава.

Любую рыхлосвязную или раздельнозернистую породу можно разделить на фракции. Фракцией называется совокупность частиц породы одного размера или группы размеров (например, от 0,5 до 0,25 мм). Содержание той или иной фракции выражает в процентах по массе. Исследование распределения всех частиц пород по размерам называют гранулометрическим анализом.

Классификация пород по грансоставу.

В зависимости от преобладающего размера обломков выделяют фракции: крупнообломачные (более 2 мм), песчаные (от 2 до 0,05 мм), пылевые (от 0,05 до 0,005 мм и менее).

В отличии от песчаных частиц, имеющих обычно окатанную форму, частицы глинистых фракций имеют форму иголок, тонких чешуек листиков, заполняющих пространство между частицами крупных размеров.

При содержании 3% глинистых фракций порода приобретает связность.

Породы, содержащие более 30% глинистых частиц, называют глинистыми.

Породы, содержащие менее 3% глинистых частиц, называются крупнообломачными, песчаными, пылевыми (алевритами), в зависимости от размера и процентного содержания соответствующих фракций. Для уточнения наименования крупнообломачных и песчаных пород, содержащих менее 3% глинистых частиц, принята следующая классификационная схема:

Щебнистый, галечниковый грунт- более 50% частиц крупнее 10 мм

Гравийный, древесный грунт- более 50% крупнее 2 мм

Крупный песок- более 50% частиц крупнее 0,5 мм

Среднезернистый песок- более 50% частиц крупнее 0,1 мм

Мелкий песок- более 75% частиц крупнее 0,1 мм

Пылеватый песок- не менее 50% частиц крупнее 0,1 мм

Алеврит- менее 50% частиц крупнее 0,1 мм

Гранулометрический анализ.

Для установления грансостава нескольких пород применяется несколько методов. Крупнообломочные и песчаные породы легко разделяются на фракции рассеиванием на ситах с отверстиями различных диаметров. Для глинистых пород ситовый метод не применим, поэтому здесь используют методы, основанные на том, что скорость осаждения взвешенных в воде частиц зависит от их размеров.

Глинистую породу предварительно взбалтывают в воде и через определенные промежутки времени берут пипеткой пробу, из которой затем выпаривается и определяется масса (пипеточный метод). Для пород, содержащих глинистые и песчанные фракции, применяют комбинированный анализ с предварительным отмачиванием: на песчаных частицах имеется некоторое количество налипших на них глинистых частиц. Глинистые частицы смываются, а промытые песчаные высушиваются и фракционируют на ситах.

Результаты изучение грануметрического состава грунтов используются при решении следующих практических методов:

Определение водопроницаемости пород по эмпирическим формулам.

Обоснование выбора типа и конструкции фильтров водозаборных скважин.

Прогнозирование процессов суффозии на бортах котлованов и выемок.

Прогнозирование водоотдачи и проявление плывунных свойств.

Определение пригодности песчаных пород в качестве инертного заполнителя в бетонных и строительных растворов.

Порядок выполнения работы

Образец грунта доводится до воздушного сухого состояния, крупные куски растираются в ступке.

Навеску грунта в 200г просеивают через стандартный набор сит и на лабораторных весах с точностью до 10мг взвешивают выделенные на ситах фракции.

В целях контроля качества сортировки необходимо взять сито с фракцией 0,25-0,5 мм и просеять над листом чистой бумаги. Необходимая чистота фракционирования достигнута, если после ручного просеивания остаток не уменьшился более чем на 0,5% по массе.

Если содержание фракции диаметром менее 0,25мм превышает 10%, то ее фракционирование продолжается другими методами.

Построение графиков гранулометрического состава.

По графику пространства можно определить следующие параметры. Диаметра частиц, соответствующий 10% содержания фракции - d10 (эффективный диаметр). Эффективный диаметр соответствует такому размеры частиц, при котором составленный из них однородный грунт имел бы такую же водопоницаемость, как и данный реальный грунт.

Например, для его определения на графике находят точку М- соответствующую 10% по оси ординат, а, затем проектируя ее на ось абсцисс, находят диаметр = 0,28мм.

Определяют коэффициент неоднородности грунта:

Kh=d60/d10

При K 5 порода считается однородной, а при K>5- неоднородной.

Пользуясь классической схемой, можно дать наименование исследованному грунту.

Определить коэффициент фильтрации исследованного грунта, используя эмпирическую формулу А. Газена:

K=C*d210*t

где: К- коэффициент фильтрации м/сут.

Т- температурная попровка, рассчитывается по формуле t=0.7+0.3T

С- эмпирический коэффициент «чистоты и однородности»

С=400+40(п-26)

n-общая пористость в процентах

у- минералогическая плотность грунта, кг/куб. см

8-плотность скелета грунта

А- объемная плотность грунта в естественном залегании, кг/куб. м

w- влажность песчаного грунта

Область применения формулы А. Газена:

0,1d3p3мм Kh6

При проведении экспериментов в лаборатории рекомендуется использовать следующие значения: w=18%; А=2000кг/куб.

5.2 Определение механического состава почвы

5. Сопоставив с уже изученными нами данными о характерном состоянии различных типов почв, определили тип нашей почвы- тяжелый суглинок.

5.3 Экспериментальное определение фильтрационных свойств песчаных грунтов в трубке СПЕЦГЕО

Водонепроницаемость пород, то есть способность пропускать воду, зависит от размера пустот, трещин. При одинаковой пористости водонепроницаемость обратно пропорциональна удельной боковой поверхности пор породы. Удельная поверхность возрастает с уменьшение эффективного диаметра частиц, зависит от неоднородности и содержания глинистого вещества. Гидравлические методы оценки пористости основаны на измерении объема профильтровавшейся воды через единичное сечение породы за определенный отрезок времени. В лабораторных установках для измерения интенсивности фильтрационного потока обычно используют ламинарные параллельноструйчатые потоки жидкости, без разрывов, пульсаций, подчиняющиеся закону Дарси.

Закон Дарси экспериментально устанавливает линейную зависимость между скоростью фильтрации V и градиентом упора J, обуславливающего фильтрационный поток.

V=K*J

где K - коэффициент фильтрации.

Гидравлический градиент:

J=(H1-H2)/(X1-X2)=dh/dx

Если J=1, то V=K, то есть единицы измерения коэффициента фильтрации и скорости фильтрации одинаковы.

Скорость фильтрации V определяется как расход фильтрационного потока Q через единичную поверхность F:

V=Q/F

Расход потока измеряется в м3/сут , см3/с. Если площади потока измеряются в м3 или см3, то скорость фильтрации будет измеряться м/сут или см/сек. Такова же единица измерения и коэффициента фильтрации.

Вязкость воды изменяется в зависимости от температуры, поэтому необходимо полученные в результате опытов значения коэффициента фильтрации приводить к одной температуре, то есть к 100С. Это осуществляется введением температурной поправки, ? = 0,7-0,003*t0 тогда приведенный к 100С коэффициент фильтрации определим так:

K10=Kt/?=Q/(F*J*?)=V/(F*J*t*?)

где V - объем профильтровавшейся воды за время t (сут.,с), м3 или см3.

В зависимости от значений коэффициента фильтраций фунты классифицируются на следующие:

1. Водонепроницаемые (К<0,001 м/сут - глины, аргилитты, суглинки).

2. Слабопроницаемые (0,001<К<0,01 - глинистые пески, суглинки).

3. Полупроницаемые (0,01<К<0,2 - супеси, легкие суглинки).

4. Водопроницаемые (0,5<К).

Трубка СПЕЦГЕО состоит из мерного сосуда Мариотта 1, металлического цилиндра 2, в который засыпается исследуемый грунт, закрывающегося сверху и снизу крышками 3 и 4 с галунными сетками, через которые свободно проходит вода; крышки имеют резиновый уплотнитель.

Сосуд Мариотта заполняется водой и устанавливается на верхнюю крышку отверстием вниз. Если уровень воды понижается, то поверхностным натяжением перекрывается поступление воздуха в сосуд. Как только вследствие инфильтрации воды в песке уровень понизится, происходит снижение уровня воды в сосуде Мариотта, напор цилиндре остается постоянным.

Количество профильтровавшейся воды V в определенный отрезок времени t определяется по шкале, нанесенной на поверхность сосуда Мариотта, одно деление которой соответствует 1см. Поперечное сечение цилиндра с пробой грунта = 25 см(обозначено на верхней поверхности).

Порядок выполнения работы:

На металлическую трубку 2 надевают крышку и засыпают песок небольшими порциями, уплотняя через каждые 2 см.

Запаленный песком до верхнего края обреза цилиндр устанавливается в банку с водой для насыщения грунта водой снизу вверх(по капиллярам). Замачивание наливом сверху недопустимо. так как при этом возможно защемление в порах пузырей воздуха и уменьшение площади сечения потока, что искажает результаты измерений.

После пропитывания водой поверхности пробы трубка заполняется песком на уровне верхнего среза и закрывается верхней крышкой.

Установив пробу в банку для сбора профильтровавшейся жидкости, полностью заполняют сосуд Мариотта водой и, закрыв указательным пальцем отверстие, быстро опрокидывают и устанавливают отверстием вниз в пружинных зажимных крышки.

Фильтрация начинается с момента появления первых мелких пузырьков воздуха. После снижения уровня воды в мерном сосуде на 5-10 делений можно приступить к производству первых замеров. Рекомендуется записывать время просачивания 10 или 20 см воды. При этом последовательно производятся 3-4 замера (например, время прохождения между делениями 90-70, 70-50, 50-30 и тд).

Если разница в расчетах не превышает 10%, то такие измерения считаются качественными, если расхождение больше, то опыт повторяется.

Рисунок 5.1 Экспериментальное определение фильтрационных свойств песчаных грунтов в трубке СПЕЦГЕО

6. Охрана окружающей среды

Наиболее существенным изменением окружающей среды является извлечение огромных масс полезных ископаемых из недр земли. Большинство полезных ископаемых являются невосполнимыми природными ресурсами.

При разработке месторождений происходит значительное изменение ландшафта. Открытые разработки месторождений сопровождаются огромными капиталовложениями.

Рекультивация территорий позволяет частично восстановить рельеф, но полностью восстановить особенности геологической среды невозможно.

Особенно неблагоприятно условия рекультивации на угольных карьерах, поскольку угольные породы обычно являются токсичными группами.

При подземной разработке неглубоко залегающих месторождений также происходит изменение рельефа (провальные воронки, блоковые оседания).

При ведение горных работ применяют осушение пород, что приводит к истощению водных горизонтов.

При подработке массивов горных пород происходит нарушение водоносных горизонтов и водоупоров, происходит соединение горизонтов и создаются условия для последующего загрязнения воды.

Отвалы горных пород и отходы на обогатительных предприятиях также являются источником загрязнения поверхности. Природное равновесие гидрогеологической среды подвержена резкому влиянию в результате использования подземных вод для хозяйственных целей.

Заключение

По завершению геологической практики мы получили предварительные знания о горных породах и геологических процессов на основе естественных наблюдении и ознакомлении с геологическим строением района.

Проводя маршрутные исследования, мы ознакомились с методикой полевых геологических исследований, приобрели навыки составления и использования геологических документов, применительно к задачам горного дела.

Мы изучили минералогический состав и физико-механические свойства горных пород, используемых в качестве строительных материалов. Практика следует закреплением изученного материала. На практике теоретические знания применяют к практическим исследованиям.

Список используемой литературы

1. Масленников В.П. Происхождение и возраст тульских железных руд. Материалы по геологии и полезным ископаемым центральных районов Европейской части СССР, вып.6. Приокское изд., Москва, 1970.

2. В.С. Дымов, А.И. Сычев Недра тульской области изд., «Гриф и Ко», 1970.

3. Краткий отчет по результатам обследования карьера и изучения материалов.

4. Паспорт горного компаса Л82.510.001 ПС

5. Гущин А.И., Романовская М.А., Стафеев А.Н., Талицкий В.Г. Практическое руководство по общей геологии, 2007.

Размещено на Allbest.ur