Источник энергии, факторы, виды денудации. Запасы полезных ископаемых

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«КУЗБАССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ имени Т.Ф. ГОРБАЧЕВА»

Кафедра геологии

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

по дисциплине: «ОСНОВЫ ГЕОЛОГИИ»

Кемерово 2015

1. Денудация продуктов выветривания горных пород. Источник энергии, факторы, виды денудации, геологический результат. Влияние инженерно-хозяйственной деятельности человека на денудацию продуктов выветривания

Денудамция (от лат. denudatio -- обнажение) -- совокупность процессов сноса и переноса (водой, ветром, льдом, непосредственным действием силы тяжести) продуктов разрушения горных пород в пониженные участки земной поверхности, где происходит их накопление. На темпы и характер денудации большое влияние оказывают тектонические движения. От соотношения денудации и движений земной коры зависит направление развития рельефа суши. При преобладании процессов разрушения и денудации над эффектом тектонического поднятия происходит постепенное снижение абсолютных и относительных высот и общее нивелирование рельефа. Особенно быстро процесс идёт в горах, где большие уклоны земной поверхности способствуют сносу. В результате длительного преобладания процессов денудации целые горные страны могут быть полностью разрушены и превращены в волнистые денудационные равнины (пенеплены). Следствием денудации являются и другие денудационные поверхности -- педименты, педиплены, предгорные лестницы. Об интенсивности денудации можно в известной мере судить по количеству наносов, выносимых реками (до нескольких тыс. т в год).[1]

Денудация -- перемещение рыхлых минеральных масс (водой, ветром и т. д.) с более высоких уровней на более низкие. Денудации подвергаются только относительно возвышенные поверхности, приподнятые над базисом денудации. Базис денудации - это поверхность, ниже которой денудация не происходит, это нижний предел распространения денудации. Базис денудации может быть относительным или абсолютным. Относительным (местным) базисом денудации могут быть водоем, уровень реки, уровень аккумулятивной равнины, которые находятся на пути водотока, производящего эрозию. Абсолютным базисом денудации является уровень мирового океана.

К денудационным процессам относится разрушающая деятельность ветра (дефляция и корразия), поверхностных текучих вод (плоскостной смыв и эрозия), подземных вод (суффозия и карст), морского и озерного прибоя (абразия), ледников (выпахивание, экзарация).

Разрушительная деятельность ветра носит название дефляции (от лат. де- фларе - сдувать, выдувать), или развевания, и корразии. Развевание выражается в том, что ветер подхватывает мелкие продукты выветривания и уносит их. С развеванием тесно связана корразия (от лат. корразус - обтачивание), которая состоит в том, что песчинки, переносимые ветром, встречая на своем пути об ломки горных пород и скалы, истирают, сверлят, бороздят, обтачивают их. В результате действия развевания и корразии скалы, встречающиеся в пустынных районах, приобретают различные причудливые очертания. Если они сложены слоистыми породами различной крепости, в них образуются желобообразные углубления, соответствующие слоям мягких пород, и выступы, соответствующие более твердым породам. Так как основная масса песка перемещается на вы соте 1,5-3 м, скалы иногда приобретают грибообразные очертания. [5]

Деятельность поверхностных текучих вод. Различают две формы разрушительной деятельности текучих вод: Плоскостной смыв, Линейный смыв (эрозия). Плоскостной смыв и образование делювия. Атмосферные осадки стекают по поверхности Земли или в виде сети тонких переплетающихся струек, движущихся по всей поверхности склона, или в виде более или менее мощных струй и потоков, движущихся по рытвинам, оврагам, речным долинам. Геологическая деятельность плоскостного смыва выражается в том, что дождевые и талые воды , стекающие по склону в виде тесно переплетающейся сети струек, подхватывает мелкие продукты выветривания пород и сносят их вниз по склону. Там, где крутизна склона мала, а так же у его подножья материал, сносимый струйками, отлагается. Продукты выветривания, отложившиеся под действием плоскостного смыва, называются делювием. В связи с этой плоскостной смыв называют также делювиальным процессом. Делювий, отлагаясь у подножья склона, образует делювиальный шлейф, представляющий собой полосу рыхлых отложений, окаймляющих склон. В результате действия плоскостного смыва склоны постепенно выхолаживаются и выравниваются, делювиальные отложения все выше и выше продвигаются вверх по склону, и когда крутизна склона достигает 3-4^о, дальнейший смыв прекращается.

Эрозионные процессы. Под эрозией понимают разрушительную деятельность водных потоков, текущих в определенном русле. Если плоскостной смыв приводит к выравниванию и выхолаживанию склонов, то линейный размыв вызывает их расчленение оврагами и речными долинами.

Денудационная, разрушительная, деятельность подземных вод проявляется в карсте, суффозии, оползнях. Карстом называются явления, связанные с образованием подземных пустот в результате выщелачивания подземными водами из горных пород растворимых составных частей. Наиболее подвержены карстовым процессам такие породы, как известняк, доломит, ангидрит, гипс. Выщелачивание их может происходить как с поверхности, так и изнутри. Вода, циркулируя по трещинам, преобразует их в различного рода пустоты и пещеры. Струи дождевых и талых вод, устремляясь с поверхности в трещины, превращают их в карстовые колодцы, называемые понорами. Воды, стекая по поверхности карстующихся пород, образуют рытвины, называемые каррами. Поверхности, покрытые каррами, называются карровыми полями. Если кровля подземных карстовых пустот обрушивается, на поверхности образуются карстовые воронки. Суффозия (подкапывание) заключается в механическом вымывании мелких пылеватых частиц из рыхлых горных пород подземными водами с образованием на поверхности западин, небольших суффозионных воронок и блюдец. Наиболее характерное развитие суффозионных процессов для лессов и лессовидных отложений. Оползни - это смещение масс пород вниз по склону под влиянием силы тяжести, происходящее без переворачивания и дробления. Часто непосредственной причиной возникновения оползней являются подземные воды. Атмосферные осадки, сточные воды, просачиваясь в толщу рыхлых пород, залегающих на склоне, достигают глинистого водоупора и смачивают его. В результате насыщения водой масса увеличивается, поверхность водоупора становится скользкой и слой водонепроницаемой породы медленно сползает вниз по склону.

Разрушительная работа ледников носит название ледникового выпахивания, или экзарации. К эрозионным формам относятся кары, троги, «бараньи лбы» и курчавые скалы». Кары возникают в виде котловин с крутыми склонами в горных районах в результате морозного выветривания под снежником или льдом. Троги - корытообразные долины, выработанные сползающими ледниковыми языками. Если он передвигался по уже существующей речной долине (что чаща всего бывает), то имевшая V-образный поперечный профиль долина горной реки превращается в U-образную, торговую. Дно трога плоское или вогнутое, стенки почти отвесные. Под влияние деятельности ледников рельеф приобретает мягкие, округлые очертания. Склоны скал, небольших возвышенностей, обращенные навстречу движения ледника, становятся пологими, а противоположные - круглыми. Формы рельефа таких очертаний называются «бараньими лбами». Сочетание «бараньих лбов» и углублений образует «курчавые скалы».

В последнее время большое участие в омоложении поверхностей принимает человек. Интенсивная эрозия связана с вырубкой лесов и земледельческим освоением. То, что ускоренная денудация суши бывает необычайно интенсивна, можно проиллюстрировать таким примером. В Среднем Поволжье в условиях очень высокой распаханности исчезло более 1070 озер. Темпы их заиливания были колоссальные. Так для существовавшего еще в 1970-х гг. оз.Раифского определено, что его глубина всего за последние от момента измерений 30 лет уменьшилась с 38 до 19 м. Из снесенного с полей в озерные впадины чернозема образовались линзы органоминерального вещества, питательные качества которого вдвое или более выше, чем у смытых почв прилежащих полей. Изучение осадков в центральной части Черного моря показало, что сток наносов в море увеличился в последних 2000 лет втрое. Эта ситуация характерна для многих речных бассейнов мира со значительной антропогенной нагрузкой. Сток растворенных веществ также увеличился. Наконец, имеется новый, весьма заметный и быстро увеличивающийся, полностью антропогенный компонент баланса литосферы - сжигание минерального топлива. Таким образом оказывается, что человек играет ведущую роль в денудации и сносе твердого материала с суши, причем эта роль может быть оценена в 60% от общей величины денудации

денудация горный порода месторождение

2. Определить технологическую марку, группу и подгруппу угля по следующим качественным показателям

а)RО=0,87%

?ок=6%

Vdaf=38.4%

у=32мм

каменный уголь, 08 класс, категория 0, тип 38 (Г-газовый, первый газовый, витринитовый 1ГВ)

б)RО=1,37%

?ок=70%

Vdaf=18,4%

у=0-7мм

каменный уголь, класс 13, категория 7, тип 18, подтип 00-07 (КС-коксовый слабоспекающийся, первый коксовый слабоспекающийся, витринитовый)

3. Запасы полезных ископаемых. Их классификация по степени разведанности месторождений. Методы и формулы подсчета запасов полезных ископаемых

Запасы полезных ископаемых -- весовое или объемное количество полезного ископаемого и его компонентов, заключенное в недрах на определенной площади [4].

Запасы полезных ископаемых в зависимости от степени разведанности, изученности качества и горнотехнических условий разработки подразделяются на 4 категории-- А, В,C1 и С2:

Категория А --запасы, разведанные и изученные с детальностью, обеспечивающей полное выявление условий залегания, формы и строения тел полезного ископаемого, а также его качества и технологических свойств. Категория В -- запасы, разведанные и изученные с детальностью, обеспечивающей выяснение основных особенностей условий залегания, формы и характера строения тел полезного ископаемого, а также качества и основных технологических свойств.

Категория C1 -- запасы, разведанные и изученные с детальностью, обеспечивающей выяснение в общих чертах условий залегания, формы и строения тел полезного ископаемого, а также его качества и технологических свойств.

Категория C2 -- запасы предварительно оцененные; качество полезного ископаемого определено по единичным пробам и образцам.

Кроме запасов категорий А, В, C1 и С2 для оценки потенциальных возможностей рудных зон, полей, бассейнов и районов на основе общих геологических представлений определяются прогнозные запасы полезных ископаемых.

МЕТОДЫ ПОДСЧЕТА ЗАПАСОВ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ -- совокупность операций по оконтуриванию месторождений, выделению подсчетных блоков, определению исходных подсчетных данных, объема и весового количества руды и металла.

Существуют следующие методы: геологических блоков; эксплуатационных блоков; разрезов; изолиний; секансов (изогипс); статистический; многоугольников и др. На их выбор влияют характер и степень изменчивости месторождения, а также система разведочных работ. [3]

Метод изогипс применяется для подсчета запасов пластовых месторождений с изменяющимся углом падения рудного пласта. Объем пласта при этом может быть определен как сумма объемов отдельных его участков, которые сохраняют примерно одинаковый угол падения. Чаще применяют при таком методе построение изогипс как линий равных высот поверхности пласта. Поверхность пласта рассчитывается по формулам или определяется графически. Обычно он применяется при подсчете запасов угольных месторождений.

Для определения площади поверхности пласта, заключённой между двумя изогипсами, А. К. Бауман (2) предложил использовать следующую формулу:

S = vK² + T² ,

где : К - боковая поверхность цилиндра, равная произведению длины средней линии, проходящей между изогипсами, или длины промежуточной изогипсы на вертикальное расстояние между изогипсами;

Т - площадь, измеренная на плане между двумя изогипсами.

Поверхность пласта может быть измерена также графически, для чего строится прямоугольный треугольник, катеты которого численно равны величинам К и Т.

Метод изолиний требует построения на плане или на разрезе изолиний равных мощностей рудного тела, изолиний равных произведений мощности на объемный вес руды, изолиний равных произведений мощности на содержание полезного компонента. После этого измеряются площади, ограниченные названными изолиниями и по ним вычисляются запасы, выраженные в объеме, весе руды или весе заключенного в ней компонента

Метод треугольников. Сущность этого метода заключается в том, что вся разведанная площадь месторождения (рудного тела) разбивается на трехгранные косоусеченные призмы. Верхними и нижними основаниями таких призм являются треугольники, вершины которых представляют собой точки входа и выхода разведочных выработок из тела полезного ископаемого, а боковыми ребрами - мощности полезной толщи по соответствующим выработкам (скважинам, шурфам и т. д.).

Площадь треугольников определяется измерением оснований и высот их обычным методом. Объем трехгранных призм определяется по формуле:

Запасы руды подсчитываются по каждой призме как произведение ее объема на объемный вес руды, а запас полезного компонента по каждой призме высчитывается по формуле

P = q * С,

где: С - среднее содержание компонента, a q - запас руды в призме.

Общие запасы руды и полезного компонента по рудному телу или месторождению получаются путем суммирования запасов по всем призмам.

Метод эксплуатационных блоков. Этот метод часто применяется для подсчета запасов жильных и пластовых месторождений в тех случаях, когда геологоразведочные работы проводятся с предварительной нарезкой горных выработок (штолен, штреков), которые будут в дальнейшем использоваться и в качестве эксплуатационных выработок. При этом происходит как бы совмещение системы разведки с системой разработки месторождения. Понятно, что в таких случаях удобнее всего использовать систему подсчета, именуемую системой эксплуатационных блоков.

При этом методе под блоками подразумеваются части рудных тел, оконтуренные с нескольких сторон горными выработками - штреками, штольнями, восстающими.

При подсчете запасов этим методов определяется среднее содержание каждого полезного компонента и средняя мощность рудного тела по каждой выработке, которая оконтуривает этот блок (с двух, трех, четырех сторон) среднеарифметическим способом или средневзвешенным способом, если содержание полезного компонента увеличивается или уменьшается в зависимости от мощности рудного тела. В случае если существенное значение на содержание полезного компонента оказывает объемный вес руды, то производится и среднее взвешивание на объемный вес или на объемный вес и мощность рудного тела.

Средняя мощность определяется по формуле

Среднее содержание по блоку определяется по формуле:

где: L1, L2 - длины отрезков выработок, оконтуривающих блок.

Запасы руды Q = S * m₀ * d₀, где S - площадь блока; _m0 - средняя мощность в пределах блока; d₀ -средний объемный вес руды в блоке.

Запасы металла Р определяется по формуле Р= Q * С₀. При этом если содержание (С) приводится в %%, то результат делится на 100.

Метод геологических блоков является самым простым методом подсчета геологических запасов месторождения. В качестве частного случая можно рассмотреть случай, когда все рудное тело рассматривается в качестве одного единого подсчётного блока. Условием применения такого способа является включение в этот блок все рудное тело в пределах контура рудного тела. В таком случае площадь блока замеряется палеткой.

Мощность определяется как среднеарифметическое значение по всем выработкам (скважинам, горным выработкам).

Метод геологических разрезов. Этот метод применяется в тех случаях, когда разведочные работы на месторождении выполнены равномерно расположенными выработками (горными выработками или буровыми скважинами), находящимися на примерно параллельных разведочных или поисковых линиях.

Подсчет запасов начинается с построения разрезов по разведочным линиям с изображением сечения рудного тела в горизонтальной или вертикальной плоскости. В зависимости от этого различают метод вертикальных и горизонтальных разрезов.

Для подсчёта запасов необходимо выполнить следующие действия:

1.Определить запасы участков, расположенных между двумя выработками на одной линии. При этом ширина участка на линии принимается равной 1 м.

Такой участок имеет форму трапецоэдра с объемом V:

где V - объем участка шириной 1 м между двумя скважинами,

m₁, m₂ - мощности рудного тела,

а - расстояние между выработками

2. Определить линейные объемные запасы по формуле:

Q = V₁ * d (объемный вес руды)

или:

запасы металла по формуле: P₁ = Q₁ * C₁ (среднее содержание металла).

3. Суммировать запасы всех участков по линии.

4. Определить запасы блоков между линиями по формуле:

где L - расстояние между линиями.

Приведенные формулы применяются, если запасы на линиях не очень сильно отличаются друг от друга. В противном случае (при резких различиях в запасах по линиям, превышающим 40%) применяется другая формула подсчета запасов:

Для краевых сечений, опирающихся на разведочную линию, запасы определялись по формуле Q * k (половину расстояния между линиями).

Список литературы и электронных источников

1. Горная энциклопедия - сайт (http://www.mining-enc.ru/d/denudaciya)

2. ГОСТ 25543-88 Угли бурые, каменные и антрациты. Классификация по генетическим и технологическим параметрам (электронная версия)

3. Плякин, А. М. Подсчет запасов месторождений твердых полезных ископаемых : метод. указания по дисциплине «Основы методов поисков и разведки месторождений полезных ископаемых» для студентов специальности «Прикладная геология» / A. M. Плякин. - 2-е изд., с измен. и доп. - Ухта : УГТУ, 2011. - 23 с.

4. Энциклопедия горного дела - сайт (http://maxi-exkavator.ru/articles/encyclopedia)

5. Старков, В.Д. Геология и геоморфология/В.Д. Старков, А.А. Тюлькова. - Тюмень: Федерельное гос.унитарное издательско-полиграфическое предприятие «Тюмень», 2007 - 384 с.

Размещено на Allbest.ru