Podzielność skał

Details

Published on Tuesday, 05 June 2007 08:48

Jedną z najważniejszych cech fizycznych skał zwięzłych jest ich podzielność. Chociaż często używamy potocznie określenia "lita skała" - to tak naprawdę wszyscy wiemy, że skały jako całość, a więc w masywie, który tworzą, nie stanowią jednolitej całości. Widzimy, że skały są spękane, warstwo-wane, zuskoko-wane - krótko mówiąc, podzielone na mniejsze fragmenty, z lepiej lub gorzej widocznymi gołym okiem płaszczyznami. Cecha ta ma niebagatelne znaczenie z czysto praktycznego punktu widzenia. Projektując sposób urabiania skał nie można nie brać jej pod uwagę. Sposób jej wykształcenia może określać przydatność skał do produkcji różnych asortymentów produktu końcowego. Podzielnością nazywamy zdolność skał do dzielenia się na bloki wzdłuż określo-nych pła-szczyzn. Może ona być widoczna gołym okiem, może się jednak także ujawniać dopiero przy urabianiu, a więc przy zastosowaniu odpowiednich sił. Mówimy więc, że podzielność może być jawna bądź utajona. Podzielność jawna to, inaczej mówiąc, spękania. Mogą one być wykształcone bardzo różnie; na przykład mogą być zaciśnięte, wtedy o ich istnieniu świadczą jedynie rysy na odsłoniętej powierzchni skały. Często jednak są to spękania rozwarte; podzielone wzdłuż nich fragmenty skały są od siebie odsunięte. Taki rodzaj spękań nazywamy szczelinami. Najczęściej są one puste, niemniej jednak możliwe jest też wypełnienie ich różnego rodzaju treścią mineralną. Może to być zarówno zwietrzelina naniesiona przez krążące w szczelinach wody, jak i minerały wytrącone z krążących w nich roztworów (krzemionka, kalcyt). Jeżeli minerały te wypełniają szczeliny całkowicie, spajając obie części skały, to określamy je jako żyły mineralne, a spękania i szczeliny takie określamy jako zabliźnione. Podzielność tworzy się na różnych etapach rozwoju skały. Rozróżnia się podzielność pierwotną, czyli powstałą w wyniku procesów skałotwórczych oraz wtórną,  która jest  wynikiem procesów działających na skałę już po jej uformowaniu się. Podzielność pierwotna jest związana z budową skały. W skałach osadowych przykładem takiej podzielności jest warstwowanie (rys. 1), w skałach metamorficznych natomiast mówimy o łupkowatości. Zarówno warstwowanie, jak i łupkowatość to podzielność jawna. W skałach magmowych sytuacja jest znacznie bardziej skomplikowana. Zróżnicowane warunki krzepnięcia magmy powodują często specyficzny układ minerałów, który może się zaznaczać jako kierunek bądź kierunki ukryte w skale (a więc utajone), które ujawnią się dopiero po przyłożeniu odpowiednio skierowanych sił. Trzeba tu wyraźnie zaznaczyć, że ułożenie minerałów nie musi być zauważalne gołym okiem. Tak jest w skałach granitowych. Każdy, kto widział skalników dzielących bloki granitu na mniejsze fragmenty przy pomocy młotków pneumatycznych, klinów i odpowiednio ciężkiego młota, nie może wyjść z podziwu, jak to jest możliwe. Ludzie ci jednak, przy odpowiednio dużym doświadczeniu, potrafią "wyczuwać" kierunki, wzdłuż których taki podział jest możliwy. Próby dzielenia w przypadkowo wybranych kierunkach mogą się skończyć zniszczeniem bardzo cennego materiału. Taki rodzaj pierwotnej, utajonej podzielności, występującej w skałach magmowych głębinowych nazywamy łupnością. W skałach magmowych wylewnych obserwuje się charakterystyczną podzielność słupową (rys. 2). Tworzy się ona na etapie krzepnięcia potoku lawy po jej wydostaniu się na powierzchnię ziemi. Naprężenia powstające w trakcie krzepnięcia prowadzą do powstania mniej lub bardziej regularnego układu słupów wielobocznych, mierzących w przekroju od kilkunastu do kilkudziesięciu centymetrów (zdarza się jednak, że i powyżej jednego metra). Słupy te są zawsze zorientowane prostopadle do powierzchni potoku lawowego lub ścian komina wulkanicznego, w którym krzepła lawa. Podzielność taka występuje w bazaltach, porfirach i melafirach. Przy bardziej skomplikowanych warunkach krzepnięcia lawy pojawia się podzielność kulista i skorupowa (rys. 3), a także podzielność poprzeczna do wydłużenia słupów. Podzielność słupowa określa ściśle sposób eksploatacji złóż bazaltu, porfiru czy melafiru. Długie otwory strzelnicze wierci się na poziomie eksploatacyjnym zgodnie z wydłużeniem słupów bazaltowych, wykorzystując tym samym podzielność słupową jako kierunek odspajania skały od calizny. Zanik podzielności słupowej lub pojawianie się podzielności kulistej powoduje komplikacje w postaci zwiększonego udziału brył nadwymiarowych. Podzielność wtórna to inaczej spękaniowa. Zwykle jest to podzielność jawna. Jej szczególnym przypadkiem jest podzielność ciosowa. Ciosem nazywamy taką podzielność masywu skalnego, która składa się w przybliżeniu z jednakowo zorientowanych przestrzennie spękań, tworzących tzw. zespół ciosowy. W danym masywie skalnym może takich zespołów ciosowych występować kilka, tworzą one wówczas system ciosowy. Klasycznym tego przykładem jest podzielność masywów granitowych. Już na początku ubiegłego stulecia pracujący na Dolnym Śląsku niemieccy geolodzy stwierdzili obecność powtarzających się systemów spękań w kamieniołomach oddalonych od siebie, ale położonych w obrębie tego samego masywu granitowego.

Swój system spękań (ciosowy) mają kamieniołomy masywu Strzegom-Sobótka, masywu strzelińskiego oraz granitowego. W każdym z tych masywów wyróżnia się zespoły ciosowe:

- pokładowy (spękania prawie poziome, których odległości rosną z głębokością),

- podłużny (spękania o biegu zgodnym

z osią masywu),

- poprzeczny (w przybliżeniu prostopadły do osi masywu).

Utworzony przez te zespoły system ciosowy decyduje o warunkach eksploatacji granitu na bloki, zespoły te "wycinają" bowiem w sposób naturalny bloki w caliźnie granitowej, ułatwiając ich odspajanie, określając jednak także kierunki postępu eksploatacji (rys. 4). Ten sielankowy obraz komplikuje lokalnie obecność innych zespołów ciosowych, zorientowanych poprzecznie do opisanego układu. W zależności od gęstości ich występowania, mogą one w skrajnym przypadku uniemożliwiać eksploatację złoża na bloki, pozostaje wówczas tylko „ścieżka" kruszywowa.

• < Prev
• Next >