Властивості гірських порід: вологість, вологоємність, водопроникність, щільність, карбонатність, просадковість, пластичність, в'язкість

Вологістю гірських порід називають кількість води, яка міститься в їхніх порах, тріщинах та інших порожнинах. Кількість води, що міститься в породі в природних умовах, називають природною вологістю. Гранично можлива вологість відповідає повній вологоємності породи.

Вологоємність – властивість гірських порід утримувати воду (в порах і тріщинах). Вологоємність визначають за кількістю води, що залишилася після вільного стікання її надлишку зі зразка, який попередньо був занурений у воду. За вологоємністю породи поділяють на вологоємні (глини, торф тощо), слабовологоємні (піски, крейда, мергелі тощо), невологоємні (гравій, галечник, скельні породи).

Водопроникність – здатність гірських порід пропускати через себе воду за певного перепаду тиску. Водопроникність залежить від швидкості фільтрації і дорівнює кількості води, яка протікає через одиницю площі поперечного перерізу фільтруючої породи. Водопроникність характеризують коефіцієнтом фільтрації, тобто швидкістю фільтрації у напірному градієнті, який дорівнює одиниці [17].

Велике значення має ступінь проникності гірських порід для дощових і талих вод. Легко проникні породи, поглинаючи воду, сприяють швидкому переведенню поверхневого стоку в підземний. Тому ділянки, складені легкопроникними породами, відзначаються слабким розвитком ерозійних форм, а схили цих форм внаслідок незначного поверхневого стоку довгий час можуть зберігати велику крутість. На ділянках, складених слабопроникними породами, створюються сприятливі умови для виникнення та розвитку ерозійних форм, для виположування їхніх схилів. Залягання водотривких пластів в основі крутих схилів долин річок, берегів озер і морів сприяє розвитку зсувних процесів та специфічного рельєфу, властивого районам розвитку зсувів. Проникність гірських порід може бути зумовлена або їхньою будовою (піски, галька); пористістю (вапняки-ракушняки, різні туфи, пемза); або тріщинуватістю (вапняки, доломіти, магматичні та метаморфічні породи). Зауважимо, що тріщинуватість гірських порід, сприяючи закладанню та розвитку ерозійних форм, часто визначає малюнок гідрографічної мережі, особливо в її верхніх ланках.

Здатність поглинати і проводити воду у різних порід різна. Позбавлені порожнин кристалічні вивержені породи, більшість метаморфічних порід (наприклад, мармур, кварцит) практично не поглинають і не проводять воду. Пластична глина володіє значним водопоглинанням, але позбавлена водопровідної здатності. Уламкові породи з розміром часток більше 0,1-0,2 мм швидко поглинають і проводять велику кількість води [13].

Водовіддача гірської породи пов’язана з кількістю води, яку можна від неї відібрати шляхом вільного стікання під впливом сили тяжіння.

Щільність гірської породи – маса одиниці її об’єму в природному стані з усіма, що містяться в її порах, рідинами і газами. Розрізняють середню і мінералогічну (мінерального скелету) щільності. Мінералогічна щільність становить 2,56-2,88 г/см³ у піщано-уламкових, 2,12-3,0 г/см³ в хемогенних утвореннях [38].

Карбонатність породи – вміст у ній солей вугільної кислоти: кальциту СаСО₃, доломіту Са, Мg(CO₃)₂, соди Na₂CO₃, карбонату калію K₂CO₃, сидериту FeCO₃ та ін. Загальну кількість карбонату зачисляють звичайно до СаСО₃, тому що вуглекислий кальцій найбільше поширений у породах і становить головну частину названих вище карбонатів. Його визначають різними газометричними методами [13].

В рельєфі відображається така властивість гірських порід – просадковість. Цією властивістю, яка виражається у зменшенні об’єму породи у разі намокання, володіють леси та лесовидні суглинки. Внаслідок просадки в ділянках поширення цих порід зазвичай утворюються неглибокі від’ємні форми рельєфу.

Пластичність – властивість породи підвпливомсилзазнавати залишкової деформації безмікроскопічних порушень суцільності. Вона зростає зі збільшенням температури і тиску. Найпластичніші, наприклад, глини. Пластичність у ґрунтах зростає зі збільшенням вмісту обмінного натрію та зменшується у разі насичення матеріалу катіонами кальцію, магнію та гумусовими речовинами.

В’язкість – властивість, яка характеризує опір зусиллям, що прагне відокремити частину породи від масиву. В’язкість залежить від міцності та пластичності породи. В однорідних породах в’язкість рівномірна в усіх напрямах. В неоднорідних породах в’язкість уздовж шарів менша, ніж у напрямі, перпендикулярному до них. На практиці визначають коефіцієнт відносної в’язкості (спеціальними відривниками, які закладають у випробовуваний масив) як відношення зусилля, потрібного для відділення деякої частини гірських порід від масиву, до величини зусилля, необхідного для відділення від масиву вапняку, прийнятого за еталон. Величина коефіцієнта змінюється від 0,5 до 3 (наприклад, для мармуру 0,7; пісковику 1,2; граніту 1,3; кварциту 1,9; базальту 2,2). Зі збільшенням в’язкості зменшується повзучість і випинання порід [3].

Існує багато інших властивостей, які визначають значення порід для вивчення рельєфу і ступінь їхньої стійкості до впливу екзогенних чинників. У підсумку сукупність фізичних і хімічних властивостей гірських порід призводить до того, що стійкіші породи утворюють зазвичай додатні форми рельєфу, а менш стійкі – від’ємні. Ще раз зазначимо, що відносна стійкість породи залежить не тільки від її властивостей, зумовлених хімічним і мінералогічним складом. Значною мірою вона визначається умовами довкілля. Та сама гірська порода в одних умовах може бути стійкою, в інших – податливою. Як справедливо зазначив І.С. Щукін, якщо ми хочемо врахувати значення тих чи інших порід у формуванні рельєфу досліджуваної території, треба зважити кожну з окремих властивостей і сукупне їхнє вираження в умовах конкретної фізико-географічної обстановки.

Запитання для самоперевірки знань

1. Що таке петрографо-мінералогічний аналіз?
2. Про що свідчить колір порід? Як його вивчають?
3. Які Ви знаєте класифікації порід за структурою?
4. Якими методами вивчають структуру породи?
5. Які бувають текстури порід?
6. Назвати перелік питань для характеристики осадових тіл.
7. Які є і як досліджують органічні залишки у відкладах?
8. Які головні властивості порід важливі для рельєфотворення?

Бібліографія

Основна

1. Спиридонов А.И. Морфолитогенетический анализ // Основы общей методики полевых геоморфологических исследований и геоморфологического картографирования / А.И. Спиридонов. – Москва: Высш. школа, 1970. – С. 139-183.
2. Яцишин А. М. Методи дослідження четвертинних відкладів: навч.-методич. посібник / А.М. Яцишин, Р.Я. Дмитрук, А.Б. Богуцький. – Львів: ВЦ ЛНУ ім. І. Франка, 2009. – 177 с.

Допоміжна

3. Антощенко Н.И. Разрушение горных пород взрывом. Учеб. пособие / Н.И. Антощенко, А.Я. Попов. – Алчевск, 2005. – 282 с.
4. Бекеша С. Методи мінералогічних досліджень: текст лекцій / С. Бекеша, Є. Сливко, Н. Білик. – Львів: ВЦ ЛНУ імені Івана Франка, 2013. – 192 с.
5. Богуцький А. Породоутворюючі мінерали і гірські породи. Лабораторний практикум з курсу загальна геологія / А. Богуцький, О. Богуцький, П. Волошин, В. Верніковський. – Львів: Ред.-вид. відділ Львів. держ. ун-ту, 1998. – 68 с.
6. Ваганов І.І. Інженерна геологія та охорона навколишнього середовища / І.І. Ваганов, І.В. Маєвська, М.М. Попович.
7. Гардинер В. Полевая геоморфология. Пер. с англ. / В. Гардинер, Р. Дакомб. – Москва: Недра, 1990. – 239 с.
8. Геологія з основами геоморфології: навч. посібник / І.С. Паранько, А.О. Сіворонов, О.І. Мамедов. – Кривий Ріг: Мінерал, 2008. – 373 c.
9. Горизонтальне і нахилене залягання шарів
10. Горная порода – это…
11. Градзиньский Р. Седиментология / Пер. с польск. Р. Градзиньский, А. Костецкая, А. Радомский, Р. Унруг; пер. изд. ПНР. – Москва: Недра, 1980. – 640 с.
12. Заморій П.К. Четвертинні відклади Української РСР / П.К. Заморій. – Київ: Вид-во Київськ. ун-ту, 1961. – 549 с.
13. Ильницкая Е.И. Свойства горных пород и методы их определения / Е.И. Ильницкая, Р.И. Тедер, Е.С. Вятолин, М.Ф. Кунтыш. – Москва: Недра, 1969. – 392 с.
14. Карта четвертинних відкладів України. Масштаб 1:1 000 000 / Гол. ред. Д.С. Гурський. – Київ: ДГСУ, 2000.
15. Ковальчук І.О. Лабораторний практикум із загальної геології / І.О. Ковальчук. – Львів: Ред.-вид. відділ Львів. держ. ун-ту, 1997. – 144 с.
16. Кольчугин А.Н. Литология: Учебно-методич. пособие / А.Н. Кольчугин, В.П. Морозов, Э.А. Королев. – Казань: Казанский федеральный університет, 2012. – 17 с.
17. Короновский Н.В. Основы геологии / Н.В. Короновский, А.Ф. Якушова
18. Кратенко Л.Я. Общая геология: учебное пособие. – Донецк: Национальный горный университет, 2007. – 352 с.
19. Куровець М. Основи геології: підручник для вузів / М. Куровець, Н. Гунька. – Львів, 1997. – 694 с.
20. Кухарчик Ю.В. Геология четвертичных отложений / Ю.В. Кухарчик. – Минск: БГУ, 2011. – 160 с.
21. Лещух Р.Й. Геологічна практика на Поділлі і в Українських Карпатах: навч.-метод. посібник / Р.Й. Лещух, В.Г. Пащенко, Р.М. Смішко. – Львів: ВЦ ЛНУ імені Івана Франка, 2004. – 243 с.
22. Методическое руководство по изучению и геологической съемке четвертичных отложений. – Ленинград: Недра, 1987. – 308 с.
23. Минералы и горные породы СССР. Інтернет-ресурс
24. Морозов В.П. Учебно-методическое пособие по курсу “Литология: теория седиментогенеза и литогенеза” / В.П. Морозов. – Казань, 2014.
25. Паранько І.С. Геологічна історія території України: навч. посібник / І.С. Паранько, А.О. Сіворонов. – Львів: ЗУКЦ, 2008. – 139 с.
26. Паранько І.С. Загальна геологія: навч. посібник / І.С. Паранько, А.О. Сіворонов, В.Д. Євтєхов. – Кривий Ріг: Мінерал, 2003. – 464 с.
27. Петрусевич М.Н. Аэрометоды при геологических исследованиях / М.Н. Петрусевич. – Москва: Недра, 1962. – 408 с.
28. Полевой определитель почв / Под ред. Н.И. Полупана, Б.С. Носко, В.П. Кузьмичева. – Киев: Урожай, 1981.
29. Пустовалов Л.В. Петрография осадочных пород. Т. 1, 2 / Л.В. Пустовалов. – Москва: Госгеолтехиздат, 1940.
30. Ронов А.Б. История осадконакопления и колебательных движений Европейской части СССР / А.Б. Ронов // Труды Геофиз. ин-та АН СССР. – 1949. – Вып. 130.
31. Рудько Г.І. Геологія з основами геоморфології: підручник для студентів екологічних і географічних спеціальностей / Г.І. Рудько, О.М. Адаменко, О.В. Чепіжко, М.Д. Крочак. – Чернівці: Букрек, 2010. – 400 с.
32. Рухин Л. Б. Основы литологии / Л. Б. Рухин. – Ленинград: Госгеолтехиздат, 1953. – 671 с.
33. Свинко Й.М. Геологія: підручник / Й.М. Свинко. – Київ: Либідь, 2003. – 479 c.
34. Свинко Й.М. Геологія: практикум / Й.М. Свинко. – Київ: Либідь, 2006. – 247 c.
35. Селли Р.К. Введение в седиментологию / Р.К. Селли. – Москва: Недра, 1981.
36. Сіворонов А.О. Польові геологічні практики: навч. посібник / А.О. Сіворонов, Л.В. Генералова, Т.С. Дворжак. – Львів: ВЦ ЛНУ імені Івана Франка, 2012. – 226 с.
37. Смывина В.С. Краткий курс лекций по исторической геологии. Лекция № 3. Методы восстановления условий накопления осадков (фациальный анализ) / В.С. Смывина.
38. Справочник по литологии / Под ред. Н.Б. Вассоевича, В.Л. Либровича, Н.В. Логвиненко, В.И. Марченко. – Москва: Недра, 1983. – 509 с.
39. Структура порід
40. Текстури порід
41. Федорончук Н. О. Навчально-методичний посібник з навчальної літологічної практики: навчально-методичний посібник / Н.О. Федорончук, І.О. Сучков, Н.В. Тюлєнєва. – Одеса: Одеський національний університет ім. І.І. Мечникова, 2014. – 28 с.
42. Фізико-механічні властивості гірських порід. Електронний ресурс.
43. Флоренский П.В. Основы литологии: учеб. пособие / П.В.Флоренский, Л.В. Милосердова, В.П. Балицкий. – Москва: РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина, 2003. – 105 с.
44. Хоменко Ю.Т. Геокартування і дистанцiйнi методи: навч. посіб. / Ю.Т. Хоменко, Л.М. Козловський, Н.В. Білан. – Донецьк: Національний гірничий університет, 2013. – 180 с.
45. Шанцер Е.В. Очерки учения о генетических типах континентальных осадочных образований / Е.В. Шанцер. – Труды, Вып. 161. – Москва: Наука, 1966. – 239 с.
46. Швецов М.С. Петрография осадочных пород / М.С. Швецов. – Москва: Госгеолтехиздат, 1958.
47. Яцишин А.М. Навчальна програма, лабораторні, самостійні та тестові завдання з курсу “Літологічні методи досліджень” / А.М. Яцишин. – Львів: ВЦ ЛНУ ім. І. Франка, 2012.