Menu

Загальні відомості про будову землі та основні відомості про гірські породи

На сьогодні гірничі роботи проводять на глибинах до 1000-1500 м. В Європі є деякі копальні, глибина яких сягає близько 2000 м, в ПАР та Індії на окремих рудниках розробку провадять на глибинах понад 3000 – 3500 м. Нафту і газ добувають з глибин до 6000 – 7000 м. Найглибші опорні свердловини досягають глибини 9000 м. Реалізовано кілька проектів буріння до глибини 15 000 м.

Наведені факти дають уяву про глибини експлуатації земних надр, яких людство досягло сьогодні і зможе досягнути в найближчі десятиліття. Ці глибини знаходяться в межах верхньої частини земної кори, грубизна якої мізерна порівняно з розмірами Землі. Нагадаємо, що екваторіальний радіус Землі 6378 км, полярний радіус – 6358 км. Однак, напружений стан земної кори в цілому і у верхній її частині, котра є предметом вивчення механіки гірських порід, тісно пов’язаний з глибинною будовою і розвитком Землі, вивченням яких займається геотектоніка.

За сучасними уявленнями Земля складається з концентричних оболонок, або геосфер (рис. 1). Зовнішніми оболонками є газова (атмосфера) й водна (гідросфера). З цими оболонками межує земна кора, грубизна якої змінюється від 5 до 15 км під океанами і до 6080 км під гірськими районами. Розрізняють континентальну кору (складається з осадового, “гранітно-метаморфічного” і “базальтового” шарів) і океанічну кору (гранітний шар відсутній або має незначну грубизну). Земна кора складається з кисню (47,2% за вагою), кремнію (27,6%), алюмінію, заліза, кальцію, натрію, калію, магнію й водню, які разом становлять близько 99% її ваги. В земній корі зосереджена переважна частина корисних копалин.

Земна кора відділена поверхнею Мохоровича від мантії Землі, яка простягається до глибини 2900 км. В межах останньої виділяють верхню і нижню мантію. Верхня частина мантії називається субстратом. Субстрат разом з земною корою утворює літосферу. Нижня частина верхньої мантії – астеносфера, або шар порід з пониженою швидкістю розповсюдження сейсмічних хвиль. Блоки літосфери плавають у в’язко-пластичній речовині астеносфери.

За сучасними уявленнями склад мантії близький до складу кам’яних метеоритів – у ній переважають кисень, кремній, магній, залізо.

 На глибині 2900 км міститься ядро Землі, радіус якого становить близько 3500 км. У його складі виділяють суб’ядро (тверде ядро) радіусом 1300 км та зовнішнє (рідке) ядро. Глибинні шари Землі нагріті більше, ніж поверхневі. Головним джерелом внутрішнього тепла Землі є розпад радіоактивних елементів у її надрах.

Тектонічна будова літосфери досить складна. Літосфера складається із структурних елементів різних порядків – так званих глибинних і корових тектонічних структур. Глибинними структурами першого порядку є континенти і океанічні області кори. Глибинні структури другого порядку – це рухомі геосинклінальні пояси і відносно нерухомі платформи. Ці структури називають планетарними. Тектонічні структури нижчих порядків – третього і четвертого порядків – називають регіональними.

Особливе значення в тектонічній будові і розвитку земної кори мають глибинні розломи, які є первинними елементами будови земної кори. Глибинні розломи і розриви земної кори є тими природними швами, по яких протягом усієї геологічної історії Землі безперервно відбувалися тектонічні рухи, які поділяють на такі типи: а) пульсації або загальні коливання; б) загальні підняття і опускання; в) хвильові рухи; г) складчасті і блокові рухи.

Причинами тектонічних рухів і деформацій земної кори і пов’язаними з ними тектонічними силами за уявленнями академіка Пейве можуть бути теплова, густинна, механічна і речовинна неоднорідність земної кори і верхньої мантії, непостійність швидкості обертання Землі і розташування її полюсів.

Отже, головна концепція сучасної механіки гірських порід полягає в тому, що напружений стан земної кори в цілому і у верхній її частині зокрема визначається дією двох незалежних силових полів. Одне з них – гравітаційне поле – зумовлене дією земного тяжіння. Друге – тектонічне поле – зумовлене нерівномірним розподілом в просторі швидкості тектонічних рухів і швидкості деформації земної кори, тобто наявністю градієнта тектонічних рухів.

Последние материалы

Заключение (Грунты)

При построении курса учитывалась необходимость его использования для различных гидротехнических специальностей и специализаций. В качестве основной части для студентов всех гидротехнических специальностей следует считать обязательным прочтение гл. 1—7. В гл. 8...

25-08-2013 Просмотров:5251 Грунты и основания гидротехнических сооружений

Представления о решении задач нелинейной механики грунтов

На современном этапе развития нелинейного направления механики грунтов оформились два основных подхода к решению практических задач расчета грунтовых оснований и сооружений: нелинейно-упругий и упругопластический (А. К. Бугров, С. С. Вялов...

25-08-2013 Просмотров:8408 Грунты и основания гидротехнических сооружений

Прочность грунтов при сложном напряженном состоянии

Для сред и материалов, обладающих сплошностью, предложено много различных условий прочности. Для оценки прочности грунтов наиболее широкое распространение получило условие Мора—Кулона (2.38), не содержащее промежуточного главного напряжения а2 и тем...

25-08-2013 Просмотров:5194 Грунты и основания гидротехнических сооружений

Еще материалы

Основные закономерности татического дефо…

За последние 15...20 лет в результате многочисленных экспериментальных исследований с применением рассмотренных выше схем испытаний получены обширные данные о поведении грунтов при сложном напряженном состоянии. Поскольку в настоящее время в...

25-08-2013 Просмотров:6104 Грунты и основания гидротехнических сооружений

Пiдготовчий комплекс робiт з пiдземного …

У підготовці свердловини до ремонту можна виділити три основні частини: допоміжні роботи; власне, підготовку свердловини до проведення запланованих робіт; підготовку устатковання, що використовується для ремонту. Допомiжнi роботи – це роботи з...

19-09-2011 Просмотров:5004 Підземний ремонт свердловин

Согласное и несогласное залегание пород

Различают два основных типа соотношения слоёв: согласное и несогласное. Согласное залегание характеризуется отсутствием перерывов в осадконакоплении. Границы слоёв, толщ, свит или серий обычно субпараллельны друг другу. Иногда могут быть случаи «несогласованности»...

01-10-2010 Просмотров:26048 Геологическое картирование, структурная геология