Глава 6 «ЭНДОГЕННЫЕ ГЕОДИНАМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ»
Раздел 6.1 «Тектонические движения земной коры»
К параграфу 6.1.1 «Понятие о деформации горных пород»
Упругость горных пород – свойство горных пород восстанавливать исходную форму и размеры после снятия механической нагрузки. Полное восстановление формы возможно только в случае, если не превышен предел упругой деформации. Пределом упругой деформации называется минимальное напряжение, при котором начинаются необратимые пластические деформации.
Прочность горных пород – свойство горных пород в определённых условиях, не разрушаясь, воспринимать воздействия механических и других (температурных, магнитных и др.) нагрузок. При разработке месторождений, когда на горные породы воздействуют нагрузки от технологических процессов (бурение, взрывание, экскавация и др.), вместо «прочность» намного чаще используют термин «крепость горных пород».
Пластичность горной породы – свойство горных пород необратимо деформироваться без микроскопических нарушений сплошности под действием механической нагрузки. Пластичность увеличивается с ростом температуры и давления. Наиболее пластичные горные породы – глины, графит, каменная соль и некоторые др. Под давлением 0,98–1,96 МПа гранит, и диабаз становятся пластичными. Отсюда при изменении давления и других параметров среды горные породы могут не только деформироваться, но и изменять свои реологические свойства.
Вязкость горной породы – способность горной породы необратимо поглощать энергию в процессе деформирования. На практике определяют коэффициент относительной вязкости. В испытуемый массив заделываются специальные отрывники. Коэффициент относительной вязкости устанавливается как отношение усилия, требуемого для отделения отрывником образца от испытуемого массива, к эталонному усилию, необходимому для отрыва образца от массива известняка. Величина коэффициента относительной вязкости изменяется от 0,5 до 3 (например, для мрамора – 0,7; песчаника – 1,2; гранита – 1,3; кварцита – 1,9; базальта – 2,2). С увеличением вязкости возрастают поглощение упругих волн и энергоемкость процессов дробления и измельчения пород при переработке полезных ископаемых и взрывных работах.
Ползучесть горной породы – медленная непрерывная пластическая деформация горных пород под воздействием постоянной нагрузки или механических напряжений. Ползучесть в той или иной мере присуща всем твёрдым телам (как кристаллическим, так и аморфным), подвергнутым любому виду нагрузки. Ползучесть проявляется при температурах от криогенных до близких к температуре плавления. Деформация и скорость ползучести при постоянной нагрузке увеличивается с ростом температуры.
Релаксация напряжений в горных породах – изменение во времени поля напряжений образца породы или горного массива. Релаксация напряжений является функцией времени и состоит в убывании упругой и возрастании необратимой деформации при неизменной общей нагрузке. Для прочных горных пород значения времени релаксации напряжений очень велики – сотни и тысячи лет, для слабых горных пород – несколько суток.
К параграфу 6.1.2 «Понятие о дислокациях горных пород. Пликативные и дизъюнктивные дислокации»
Рис. 6.1. Моноклиналь (а) и флексура (б). Крылья флексуры: 1 – нижнее; 2 – соединительное; 3 – верхнее
Рис. 6.2. Антиклинальная (а) и синклинальная (б) складки. Латинскими буквами показан возраст горных пород: J – юра, древнее чем К 1, К 2 (кайнозойские отложения); Q – четвертичные отложения, моложе чем N (неоген) и Р (палеоген)
Рис. 6.3. Элементы складки (1/4 складки условно удалена): 1 – осевая плоскость; 2 – ось; 3 – свод (замок); 4 – крыло; 5 – периклиналь; 6 – шарнир АБ; 7 – угол складки; 8 – амплитуда; 9 – ширина; 10 – длина
Рис. 6.4. Типы складок по положению осевой поверхности: а – прямая; б – наклонная; в – лежачая; г – перевернутая
Рис. 6.5. Элементы дизъюнктивной дислокации: ff – сместитель; h 1– h 4 – амплитуды смещения – соответственно истинная, вертикальная, горизонтальная, стратиграфическая; 1 – лежачее крыло; 2 – висячее крыло
Рис. 6.6. Дизъюнктивные дислокации: а – сброс; б – взброс; в – надвиг; г – сдвиг; д – ступенчатый сброс; е – грабен; ж – горст