РАЗДЕЛ 2
МЕТОДИКА И РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ВЗАИМОСВЯЗИ МИКРО-, МАКРОСТРУКТУРЫ И
ХАРАКТЕРА ВЗРЫВНОГО РАЗРУШЕНИЯ ИНТРУЗИВНЫХ ПОРОД
Разработка способов взрывного разрушения интрузивных пород на основе прогнозной
оценки перспективности месторождений облицовочного камня и щебеня, а также
создание ресурсосберегающей технологии производства вскрышных и добычных работ
на карьерах строительных материалов невозможны без достоверных сведений об
особенностях внутреннего строения полиминеральной среды.
В настоящей главе излагается методика исследования структуры магматических
пород, разработанная с учетом задач горного дела. Она основана как на
известных, так и на принципиально новых способах изучения структуры и позволяет
получать исчерпывающие достоверные сведения об ориентировке слагающих породу
минеральных зерен, пространственном положении микро- и макротрещин, наличии
возможных поверхностей ослабления внутренних связей в породе при исследовании
небольших по объему образцов.
Приведены результаты исследования взаимосвязи между микро- и макроструктурой
интрузивных пород, полученные с помощью данной методики, и их свойствами,
определяющими характер взрывного разрушения.
2.1. Методика исследования структурных особенностей интрузивных
пород
Согласно ряду теоретических работ по структурному анализу магматических тел
[16-18], форма интрузии и пространственное положение секущих ее трещин
закономерно связана с ориентировкой слагающих породу минеральных зерен –
линейностью. Поэтому при исследовании структурно-текстурных особенностей
магматических пород чрезвычайно важно на основании массовых измерений получить
достоверные сведения о линейности породообразующих минералов и трещиноватости
массива.
Имеющиеся методики изучения структурных особенностей интрузивных пород
[10-13,15,17] из-за большой сложности, а также в силу теоретически
необоснованных приемов интерпретации фактического материала не могут быть
рекомендованы для получения исчерпывающих сведений о структуре и свойствах
исследуемого массива. Основные их недостатки сводятся к следующему: нет четких
рекомендаций по отбору ориентированных образцов пород, не разработаны способы
выявления линейной ориентировки зерен, отсутствуют сведения о методах
исследования ориентировки пород по внутреннему строению, а также о современных
приемах обработки данных измерений пространственного положения микро- и
макротрещин и других поверхностях ослабления внутренних связей в породе.
В процессе разработки методики исследований структурных особенностей
интрузивных пород вышеперечисленные недостатки были нами учтены и устранены.
2.1.1. Исследование микроструктурных особенностей пород. Отбор образцов. В
качестве образцов для микроструктурных исследований были использованы
ориентированные штуфы размером от 5ґ5ґ5 см до 15ґ15ґ15 см (в зависимости от
размера минеральных частиц, слагающих породу). Обычно для ориентированных
штуфов применяют специальные координаты, так называемые оси Зандера [90]: a, b
и c. Ось a лежит в плоскости уплощения агрегатов минеральных зерен и, как
правило, совпадает с ее простиранием, ось b совпадает с линейностью, ось c
ориентирована нормально к плоскости уплощения. Все три оси ортогональны по
отношению друг к другу. Однако на практике, когда направление линейности не
установлено, использовать систему координат Зандера невозможно. По этой
причине, для ориентирования штуфов в пространстве применяли обычную систему
прямоугольных координат X, Y, Z, r, j. В этой системе координаты X, Y, Z
использовали для плановой и высотной привязки точки отбора, а координаты r
(угол падения) и j (азимут угла падения) – для маркирования одной из плоскостей
отделяемого от массива штуфа горной породы.
Подготовка образцов к исследованию. В камеральных условиях отделенный от
массива образец ориентировали относительно сторон света. Обычно для этой цели
использовали горный компас и подставку из пластилина.
После установки образца в его первоначальное положение относительно сторон
света, с помощью уровня или горного компаса (обычно снабженного уровнем и
угломером) на гранях образца красным карандашом (либо другим контрастным
цветом) прочерчивают след горизонтальной плоскости. Параллельно этому следу
делают затем срез алмазным диском на камнерезной машине. Формируют также два
вертикальных среза, перпендикулярных один к другому. Все три среза
пришлифовывают. На горизонтальной плоскости красным карандашом или титановым
стержнем наносят линию «север-юг». При этом учитывают величину магнитного
склонения, характерного для района отбора образца. После вышеперечисленных
операций образец подготовлен к исследованию.
Выявление и исследование ориентировки по внешней форме зерен. В естественных
обнажениях линейно-параллельная ориентировка зерен даже тогда, когда она,
несомненно, существует, часто подмечается с большим трудом, и недостаточно
опытными исследователями обычно пропускается. На свежем сколе породы или срезе,
сделанном алмазной пилой, ориентировку зерен без применения специальных
технических приемов установить практически невозможно. Ориентировку зерен
породообразующих минералов в магматических породах целесообразно выявлять путем
травления поверхности среза на образце концентрированной плавиковой кислотой.
Предложенный нами для исследования текстуры гранитов метод химтравления [82], в
настоящее время является одной из базовых операций, входящей в принципиально
новые, защищенные авторскими свидетельствами, способы исследования структуры
магматических пород и прогнозной оценки их свойств [83,91-93].
Травление обычно производ
- Київ+380960830922