Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

22

.pdf
Скачиваний:
5
Добавлен:
21.04.2015
Размер:
345.02 Кб
Скачать

2.3.6. Методи вивчення піщано-алевритових порід

Піщано-алевритові породи вирізняються великою різноманітністю типів, видів і різновидів. Вони утворюються в самих різних умовах, є об’єктом розробки і як самостійні корисні копалини (будматеріали, скляні піски), і як породи, що містять такі цінні компоненти, як алмази, золото, каситерит, монацит тощо. У багатьох випадках товщі піщано-алевритових порід є рудовмісними для фосфоритів, залізних і марганцевих руд тощо. Пісковики (іноді алевроліти) містять найбільші нафтові і газові родовища.

Успішні пошуки і розвідка багатьох корисних копалин вимагають вивчення умов утворення піщано-алевритових порід, їх складу, характеру зміни їх властивостей і особливостей по площі і розрізу і ряду інших питань. Методи вивчення піщаноалевритових порід різноманітні. Вони детально розглядаються в спеціальному керівництві по вивченню осадових порід, тому стисло зупинімося лише на тих відносно простих методах, за допомогою яких, незважаючи на складність мінерального складу і будови піщано-алевритових порід, можна дати їх загальну характеристику.

Вивчення порід у відслоненнях

Вивчення піщано-алевритових порід, як і всіх інших типів осадових порід, починається в польових умовах, де проводиться опис оголень, складаються літологічні колонки (розрізи) і відбираються зразки порід для їх лабораторного вивчення. Більшість важливих спостережень, що розкривають умови утворення порід, може бути зроблена тільки в полі при описі оголень, тому їх уважне вивчення є відповідальним етапом дослідження осадових товщ. З урахуванням рекомендацій різних дослідників (Л.Б. Рухін, М.В. Логвіненко і інші) пропонується наступний порядок опису шарів порід в оголенні.

1.Назва породи, що визначається по переважанню в ній того або іншого уламкового матеріалу (наприклад, гравеліт піщанистий, пісковик грубозернистий, алевролит глинистий тощо).

2.Забарвлення породи і особливості зміни забарвлення в межах відслонення.

3.Характер цементації породи, її міцність, крихкість. Зміни характеру цементації в межах відслонення.

4.Міра однорідності породи в шарі. Зміни структури породи в шарі: наприклад, зменшення розмірів зерен від підошви до покрівлі шару (градаційна шаруватість), наявність мікропрошарків, гнізд і лінз крупнішого чи дрібнішого уламкового матеріалу.

5.Наявність і характер шаруватості породи в межах шару. При наявності косої шаруватості відмічаються її особливості (однонаправлена, перехресна і тощо), потужність окремих верствочок, кути їх нахилу, азимути площини нашарування.

6.Характеристика пластових поверхонь шару. Наявність і характер знаків брижі, тріщин висихання, слідів повзання тварин і інших знаків на поверхні. Відмічається поступовий або різкий перехід у вище- і нижче залягаючі шари. Особлива увага звертається на наявність слідів розмиву в підошві і покрівлі шару; рельєф поверхні розмиву, зміна кольору, зернистості та інших параметрів породи вище і нижче цієї поверхні, тощо.

7.Наявність і характер органічних залишків в шарі. Їх просторове положення, орієнтація, збереження, видова належність.

8.Характеристика конкрецій і інших новоутворень. Їх розмір, форма, мінеральний склад, положення в пласті, кількість.

9.Міра вивітреності порід шару в відслоненнях.

10.Потужність шару і елементи залягання.

Вивчення порід в петрографічних шліфах

Вивчення порід в шліфах під мікроскопом є першим кроком будь-якого літологічного дослідження. Воно дозволяє скорегувати визначення порід, які були зроблені в польових умовах; дає можливість намітити програму подальших досліджень окремих типів порід, а також зразки, для яких доцільно провести більш детальні дослідження (гранулометричний, термографічний, рентгенофазовий і інші види аналізів). Дослідження порід в шліфах дозволяє отримати відомості щодо їх мінерального складу і, значить, щодо характеру материнських товщ, за рахунок розмиву яких вони утворилися; щодо умов їх накопичення, процесів діа- і катагенетичних змін. Детальність опису шліфів залежить від цілей дослідження. У одних випадках дослідник обмежується встановленням найменування породи, в інших здійснює її детальне вивчення і докладний опис.

При вивченні шліфів допомогу починаючим дослідникам надасть схема опису піщаноалевритових порід, яка дозволяє послідовно охарактеризувати всі особливості складу і будови породи.

Загальна характеристика породи. У процентах вказується кількість уламкових зерен і цементуючої маси, що підтверджує віднесення породи до групи уламкових (алотигенні, уламкові компоненти повинні складати більше за 50% всіх породи).

Опис уламкової частини породи:

1. Характеризуються розміри уламкових зерен. Передусім вказується, якого розміру уламкові зерна переважають, тобто складають понад 50% всіх зерен. Цей розмір дозволяє визначити назву породи. Наприклад, якщо переважають зерна розміром від 0,1 до 0,2 мм, порода називається «пісковик дрібнозернистий», від 0,2 до 0,3 мм - «пісковик дрібно-середньозернистий», тобто переважають зерна двох розмірних класів: 0,1 - 0,25 мм (дрібні) і 0,25 - 0,5 мм (середні) і т. д. Наводяться дані про розміри самих великих і дрібних уламків, які спостерігаються в шліфі. Характеризується міра відсортованості породи: добра, середня або погана. Оцінити відсортованість породи допомагає хід визначення розмірів уламкових зерен, переважаючих в породі. У добре відсортованих породах ці розміри визначаються легко і лежать у вузькому розмірному інтервалі (біля 0,2 мм або від 0,3 до 0,35 мм). Якщо інтервал розмірів переважаючих зерен визначається з певними складнощами (від 0,1 до 0,5 мм), вказують на середню відсортованість породи. Якщо серед уламкових зерен немає переважаючих розмірів, тобто порода різнозерниста, її відсортованість буде погана.

Необхідно пам’ятати, що при визначенні розмірів уламків в шліфі ми заміряємо не їх істинний розмір, а величини випадкових перетинів. За даними різних дослідників, істинний розмір об’єктів в середньому приблизно на 25% більше виміряного, тобто dіст =1,25•dвим, де d - діаметр уламків.

2.Оцінюється обкоченість уламків по трибальній шкалі: необкочені, напівобкочені, добре обкочені. Або по п’ятибальній: необкочені, слабко обкочені, напівобкочені, обкочені, добре обкочені (див. трафарети обкоченості на мал. 9.6).

3.Наводяться відомості про характер розподілу уламкового матеріалу в полі шліфа: рівномірний розподіл, наявність мікрошаруватості, мікролінз, згустків, грудок тощо.

4.Характеризується мінеральний склад уламкової частини породи. Передусім

визначається вміст трьох груп алотигених компонентів, які в сумі приймаються за 100%: уламки монокристалів кварцу; уламки кристалів польових шпатів; уламки, що є агрегатами мінеральних зерен, тобто фрагменти інших порід (магматичних, метаморфічних і більш давніх осадових). За трьома отриманими координатами точка, що характеризує мінеральний склад уламкової частини породи, наноситься на класифікаційний трикутник згідно до обраного варіанту класифікації. Визначається мінеральний тип породи.

Описуються окремі алотигенні компоненти. Наприклад, для кварцу важливо відмітити особливості погасання (нормальне, хвилясте), наявність і характер включень. При характеристиці польових шпатів визначається кількість калієвих відмін (ортоклаз, мікроклін) і плагіоклазів (частіше альбіт - олігоклаз, рідше - андезин і більш основні), міра їх «свіжості», характер продуктів зміни. Описуються уламки материнських порід, їх склад, міра вивітреності та інші особливості, а також співвідношення уламків магматичних, метаморфічних і осадових порід. Магматичні породи в уламковій частині пісковиків представлені практично тільки фрагментами ефузивних відмін, оскільки кристали мінералів інтрузивних порід за своїми розмірами частіше за все перевищують розміри уламкових зерен пісковиків, а тим більше алевролітів. Коротка характеристика уламків материнських порід, що частіше за все зустрічаються в складі уламкової частини пісковиків і рідше - в уламках алевролітів, наведена в табл. 9.7.

5.Відмічається наявність оолітових утворень, їх мінеральний склад, розміри, форма, будова, кількість, характер розподілу в породі і міру перекристалізації, або зміни вторинними процесами.

6.Вказується присутність рослинних залишків (рослинний детрит, що обвуглився) і уламків фауни, їх кількість, розподіл в породі, розміри, особливості будови тощо.

Опис цементуючої частини породи включає детальну характеристику мінеральної речовини, що заповнює пустоти між уламковими зернами породи. При цьому визначаються:

1.Мінеральний склад цементу.

2.Розподіл цементу в породі (рівномірне або нерівномірне). У разі полімінерального складу цементу вказуються взаємовідносини різних аутигенних (що цементують породу) мінералів.

3.Тип цементу (контактовий, плівковий, заповнення пір або базальний).

4.Ступінь кристалічності (структура) цементу.

5.Будова цементу: регенераційна, пойкілітова, крустифікаційна (якщо можливо).

Особливості будови породи: фіксується наявність тріщин в породі і їх заповнення мінералами. Розглядаються стилолітові шви тощо.

Висновок. На основі проведеного опису визначається повне найменування породи. Наводяться міркування про умови її утворення і ступінь зміненості процесами катагенезу. Для зразків, відібраних з відслонень, вказується їх зміни внаслідок вивітрювання.

Таблиця 2.3.11 Уламки материнських порід, що зустрічаються в пісковиках, рідше - в алевролітах

 

Типи порід

 

 

Характер і особливості уламків

 

 

Ефузивні

ріоліти

 

 

 

Уламки тонкоабо мікрокристалічної кварц-

 

 

 

 

 

польовошпатової

маси фельзитової

структури

 

 

 

 

 

або кислого вулканічного скла. Характерні

 

 

 

 

 

зкрем’яніння і серицитизація або озалізнення.

 

базальти

 

 

 

Уламки основного вулканічного скла або

 

 

 

 

 

основної маси породи гіалопілітової або

 

 

 

 

 

інтерсертальної

 

структури.

Як

 

правило,

 

 

 

 

 

озалізнені, майже непрозорі, хлоритизовані,

 

 

 

 

 

заміщені

агрегатами

епідоту

 

або

 

 

 

 

 

соссюритизовані

 

 

 

 

 

 

 

андезити і трахіти

 

Уламки основної маси порід мікролітової,

 

 

 

 

 

пілотакситової або трахітової структури, або

 

 

 

 

 

середнього вулканічного скла. Як правило,

 

 

 

 

 

вивітрені, хлоритизовані і епідотизовані,

 

 

 

 

 

озалізнені

 

 

 

 

 

 

 

Метамор

кварцити

 

 

 

Уламки

з

кварцитовидною,

мозаїчною

фічні

 

 

 

 

структурою, складені агрегатами кристалів

 

 

 

 

 

кварцу

 

 

 

 

 

 

 

 

 

сланці

серицитові,

Уламки

сланцюваті,

складаються

з

оптично

 

хлоритові тощо.

 

орієнтованих агрегатів серициту, мусковіту або

 

 

 

 

 

хлориту, часто з кварцом. Структура звичайно

 

 

 

 

 

лепідобластова

 

 

 

 

 

 

 

Осадові

алевроліти

 

 

Фрагменти що складаються з зцементованого

 

(пісковики)

 

 

уламкового матеріалу.

 

 

 

 

 

 

глини,

 

аргіліти,

Агрегати

гідрослюди, серициту (іноді

оптично

 

глинисті сланці

 

орієнтовані), часто з домішкою обвугленої

 

 

 

 

 

органіки чи озалізнені, темно-сірі, буруваті,

 

 

 

 

 

майже непрозорі

 

 

 

 

 

 

 

 

кременисті

(яшми

і

Уламки,

складені

масою

тонко-

або

 

т.п.)

 

 

 

мікрокристалічного кварцу (схожі на уламки

 

 

 

 

 

фельзитової маси ріолітів), халцедону. Іноді із

 

 

 

 

 

залишками радіолярій, спікулами губок.

 

 

карбонатні

 

 

Уламки

пелітоморфного

кальциту,

або

 

 

 

 

 

фрагменти біогенних, оолітових, кристалічних

 

 

 

 

 

вапняків. Уламки доломітів.

 

 

 

 

Гранулометричний аналіз порід

За допомогою гранулометричного аналізу здійснюється точне визначення кількості уламкових часток різного розміру, присутніх в породі. Віднесення породи до класу пісковиків або алевролітів здійснюється в залежності від того, частки якого розміру переважають в складі даної породи.

Для гранулометричного аналізу різних порід застосовують різні методи. Крупні уламки (гравій, галька) звичайно вимірюють чи розділяють з допомогою грохотів. Гранулометричний склад пісків та крупнозернистих алевролітів вивчається з допомогою сит. Для більш дрібнозернистих порід використовують гідравлічні методи, засновані на відмінності швидкості осадження часток різної крупності.

Методи гранулометричного аналізу, засновані на розділенні уламкових часток шляхом просіювання їх через систему сит або на відмучуванні часток різного розміру у воді,

можуть застосовуватися тільки до сипучих пісків і алевритів, або ж до порід, зцементованих цементом (наприклад, кальцитом), який може бути розчинений без шкоди для уламкових зерен. Гранулометрія пісковиків і алевролітів, зцементованих нерозчинними цементами (наприклад, кременистими), проводиться шляхом вимірювання уламкових зерен в шліфах, під мікроскопом.

Гранулометричний склад визначає ряд дуже важливих властивостей породи (пористість, проникність тощо), його вивчення дозволяє робити припущення щодо генезису породи.

Гранулометричний аналіз галечників. При вивченні гравійно-галечникових відкладів застосовується набір сит-грохотів, який є системою скріплених рам з отворами, що зменшуються в 2 рази, наприклад: 160, 80, 40, 20, 10, 5, 2,5 та 1,2 мм. Цей аналіз можливий в стаціонарних умовах.

Ситовий аналіз заснований на розділенні зерен на окремі фракції просіюванням через сита із зменшуючимися розмірами отворів. Розподіл на фракції в цьому випадку не залежить від густини мінералів.

Сита характеризуються розміром отворів, або числом меш, тобто кількістю отворів на дюйм (це не зовсім коректно, оскільки при одному й тому ж числі отворів на дюйм їх розміри можуть відрізнятися).

Широко поширені набори сит з наступними розмірами отворів: 10; 5; 2,5; 1,2; 0,5; 0,25; 0,1 мм. Цей набір зручний якщо подальше розділення алевритової та глинистої фракції проводиться гідравлічним методом. Існують набори сит з розміром отворів кратним √2=1,41 або 10√10=1,28.

Кількість проби для аналізу різна для різних порід:

-50 г - для піщано-алевритових порід;

-100 г - для грубозернистих пісків з гравієм;

-500-600 г - для аналізу теригенної складової карбонатних порід (в залежності від вмісту нерозчинного залишку).

Пробу слід підготувати згідно інструкцій і довести до повітряно-сухого стану, після чого висипати на верхнє сито. Просіювання триває 20 хвилин вручну, або 15 хвилин на ротаті. перевірка чистоти відсіву проводиться струшуванням сит над чистим листком паперу. Частки, які пройшли саме тонке сито (<0,1 мм), аналізуються далі одним з гідравлічних методів: в спокійній воді (метод О.М.Сабаніна, 1903) або в рухомій воді.

Метод Сабаніна заснований на законі Стокса, при цьому вважається що оскільки густина породи і рідини в досліді є постійними величинами то швидкість осадження

залежить лише від розміру часток: V=C r2; де C - постійна. Відомі таблиці Ломтадзе, який підрахував швидкість осадження в воді зерен з густиною 2700 кг/м3.

Таблиця 2.3.12.

Діаметр

Швидкість осадження, мм/с, при температурі:

часток, мм

10°С

15°С

20°С

0,05

1,727

2,071

2,246

0,01

0,070

0,083

0,091

0,005

0,0173

0,204

0,0225

0,002

0,0028

0,0033

0,0036

0,001

0,0007

0,00083

0,00091

Прилад Сабаніна складається з стакана (не менше 1 л) з поділками через 2 см та сифону для зливу суспензії:

-Для відділення фракції <0,01 мм стакан заповнюється до відмітки 6 см, суспензія взмучується (без кругових рухів), і через 8 хвилин ця фракція зливається з відмітки 2 см.

-Для відділення фракції 0,05-0,01 мм стакан заповнюється до відмітки 12 см, суспензія взмучується, і через 30 секунд ця фракція зливається з відмітки 6 см, а на дні стакану -

фракція понад 0,05 мм.

Для дослідження в рухомій воді використовують метод Шене, де використовується система з’єднаних між собою воронок.

Гранулометричний аналіз порід з розчинними цементами здійснюється після обробки зразків породи відповідними розчинниками (звичайно 3-5% соляною кислотою, 5-10% оцтовою кислотою тощо). Існує багато різних методик аналізу, більш або менш близьких один до одного.

Часто використовується так званий комбінований метод гранулометричний аналізу, що включає відділення глинистих часток шляхом відмучування у воді і подальше розсіювання більш великих уламків на ситах.

Спочатку з нерозчинного залишку породи видаляються глинисті частки з розміром меншим за 0,01 мм. Для цього нерозчинний залишок заливається водою в банці, на якій зроблені дві відмітки: на висоті 4 і 14 см від дна. Вода доливається до верхньої мітки. Уламкові частки з суспензії починають занурюватися на дно. По формулі Стокса розраховують, через скільки хвилин всі частки крупніше за 0,01 мм зануряться нижче нижньої відмітки, т. е. пройдуть шлях в 10 см. Формула Стокса:

V = 2g(d2 d1 )r2

де V - швидкість осадження часток сферичної форми в см/с; g - прискорення сили тяжіння, рівне 981 см/с2; d2 - середня густина мінеральних часток; d1 - густина води при даній температурі; r - радіус часток в см; µ - в’язкість води в сантипуазах при даній температурі. Зробивши відповідні підрахунки, дізнаємося, що час, за який частки крупніше за 0,01 мм пройдуть шлях в 10 см при 20 °С, складає близько 20 хвилин. Це означає, що виливши за допомогою сифона стовп каламутної води з банки до нижньої мітки, ми видалимо плаваючі в ній глинисті частки. Цю операцію повторюють декілька разів, доти, поки через 20 хвилин стовп води вище нижньої мітки не буде повністю прозорим.

Обережно зливши залишки води, частки крупніше за 0,01 мм висушують і розсіюють на ситах. Знаючи вміст в породі нерозчинного залишку (який звичайно визначається з паралельної проби) і зваживши всі фракції уламкових часток, що затрималися на різних ситах, можна визначити, яку кількість глинистих часток ми відмучили, зливаючи глинисту суспензію через 20 хвилин. Приймаючи весь нерозчинний залишок породи за 100%, розраховується вміст в породі всіх розмірних інтервалів (що визначаються використаними нами ситами), включаючи глинисті частки, в процентах.

Гранулометричний аналіз уламкових порід в шліфах використовується для порід з нерозчинними цементами. і заснований на замірах діаметрів уламкових зерен у випадковому перетині, яким є площина шліфа. Виміряні в шліфі поперечники зерен групуються в розмірні фракції.

Недоліком методу є те, що в шліфі вимірюються не істинні розміри зерен, а випадкові перетини. При цьому вміст дрібних фракцій буде завищуватись за рахунок частини вимірювань, зроблених по випадковим перетинам. Для того щоб результати гранулометричного аналізу в шліфах відповідали дійсному складу породи, вводяться поправки, що усувають цей недолік. Такі поправки розраховані теоретично.

Відповідна методика такого гранулометричного аналізу розроблена слабо, і в роботах різних дослідників вказуються дещо відмінні поправочні коефіцієнти. Наприклад, А. А. Шантаром, запропоновані наступні поправочні коефіцієнти для таких інтервалів фракцій:

Таблиця 2.3.13.

Фракції зерен, мм

Поправочні

Число

Вміст

Обчислений

Істинний

 

коефіцієнти

зерен, що

зерен за

вміст зерен

вміст

 

А.А.

попали у

даними

Q, %

зерен Р, %

 

Шантара

фракції,

виміру F,

 

 

 

 

шт.

%

 

 

1,00 - 0,75

0,51

1

0,2

0,4

0,3

0,75 - 0,60

0,21

3

0,6

1,0

0,8

0,60 - 0,50

0,10

3

0,6

0,7

0,6

0,50 - 0,40

0,075

12

2,4

4,2

3,5

0,40 - 0,315

0,037

25

4,9

7,6

6,4

0,315 - 0,25

0,028

128

25,1

44,7

37,9

0,25 - 0,20

0,015

91

17,9

13,8

11,8

0,20 - 0,15

0,010

70

13,7

10,9

9,2

0,15 - 0,10

0,007

40

7,9

0,9

0,8

0,10 - 0,05

0,005

50

9,8

10,8

9,1

Менше 0,05

0,002

86

16,9

23,1

19,6

Всього:

0,999

509

100

118,1

100

Для отримання достатньо представницького матеріалу в шліфі за допомогою окулярної лінійки необхідно заміряти розміри приблизно 500 зерен, переміщуючи шліф препаратовідником (рос. - препаратоводителем) по системі паралельних ліній. А. А. Шантар рекомендує вимірювати мінімальний розмір зерен в перетинах. Отримані результати заносяться в колонку 3. Прийнявши суму всіх заміряних зерен за 100%, визначаємо вміст зерен F за даними виміру (колонка 4) в процентах.

Перерахунок отриманого процентного вмісту фракцій проводиться за наступними формулами:

1

Q1 = 0,51 F1 =1,96 F1

Q2 =1,96 F2 Q1 0,21

Q3 = 1,96 F3 (Q2 0,21+ Q1 0,10)

………..

Qn =1,96 Fn (Qn1 0,21+Qn2 0,1+Qn3 0,075+Qn4 0,037+...+Qn10 0,002)

де F1; F2; F3; ... FN - вміст різних фракцій за даними виміру; Q1; Q2; Q3; ... Qn - обчислені вмісти фракцій з урахуванням поправочних коефіцієнтів А. А. Шантара.

Після перерахунку сума процентних вмістів фракцій (Q1+Q2+... Qn) завжди є більшою за 100% (колонка 5) і тому результати необхідно привести до 100% (колонка 6).

До недоліків цього методу слід віднести неможливість визначення вмісту в породі глинистих часток, розміри яких менше 0,01 мм. На практиці уламки з розмірами менше 0,05 - 0,04 мм звичайно ледве помітні серед глинисто-кременистої або кременистохлоритової маси цементу.

При узагальненні даних щодо гранулометричного складу порід потрібно пам’ятати також про те, що не можна порівнювати результати гранулометричного аналізу рихлих порід або порід з розчинними цементами, які відображають масові процентні співвідношення фракцій, з гранулометричний аналізами, виконаними шляхом вимірювання зерен в шліфах, де ми отримуємо процентні співвідношення числа зерен.

Існують різні способи обробки та зображення результатів гранулометричного аналізу, найпростішим з них є побудова гістограм.

Рис. 2.3.20. Кумулятивна крива породи, для якої середній (медіанний) діаметр Md=0,24 мм. Коефіцієнт відсортованості So= Q3/Q1=4 або So=√ Q3/Q1 =2

Гістограма є сукупністю прямокутників, основи яких зображають кінцеві розміри фракцій, а висота - вміст кожної фракції (<0,01;0,01-0,05; 0,05-0,1; 0,1-0,25; 0,25-0,5; 0,5- 1,0) в процентах. Замість рівних умовних відрізків, що зображають фракції, по осі абсцис іноді відкладають їх розміри в логарифмічному або арифметичному масштабі. Звичайно розподіл прямокутників на гістограмах наближається за формою до гаусової кривої (нормальний розподіл). Наявність на гістограмі не одного, а двох максимумів може вказувати на утворення породи за рахунок змішування уламкового матеріалу, що поступав в басейн осадконакопичення з двох різних джерел зносу. Чим слабкіше виражений на гістограмі основний максимум, тим гірша відсортованість породи.

Побудова сумарних (кумулятивних) кривих. Кумулятивна крива є графіком розподілу уламкових часток по розмірах; в будь-якій точці цієї кривої можна визначити кількість (процентний вміст) зерен, що характеризуються меншими і більшими розмірами. Для побудови кривої по осі абсцис відкладають в простому або логарифмічному масштабі розміри фракцій, а по осі ординат (в тих же масштабах) - процентний вміст фракцій. Для нанесення кожної подальшої точки (фракції) її вміст підсумовується із вмістом фракцій, вже нанесених раніше.

Обчислення гранулометричних коефіцієнтів. За результатами гранулометричного аналізу обчислюються різні коефіцієнти, що дозволяють дати узагальнені характеристики особливостей структури уламкових порід в чисельній формі і порівнювати ці породи між собою. Питання обгрунтування і обчислення таких коефіцієнтів розглядаються в багатьох роботах. Найбільш простими і такими що набули широкого поширення є наступні коефіцієнти.

Середній (медіанний) діаметр уламків Мd є розмірністю уламків, по відношенню до яких більш дрібні і крупніші уламки складають по 50%. Медіанний діаметр визначається по кумулятивній кривій як розмірність другого квартилю: Md=Q2 мм (рис.2.3.20).

Рис. 2.3.21.Коефіцієнт симетрії, що демонструє положення максимуму в кривій розподілу фракцій у порівнянні з нормальним гаусівським розподілом: а- гаусовий розподіл =1; б- коефіцієнт симетрії більше 1;

в- коефіцієнт симетрії менше 1

Коефіцієнт відсортованості породи S0, або дисперсія значень розмірів зерен навколо середнього, обчислюється по формулі S'0=Q3/Q1 або ж S"0= √ Q3/Q1, де Q3 і Q1 - розмірність третього (75%) і першого (25%) квартилю в міліметрах, визначених по кривій. Порода вважається добре відсортованою, якщо S'0 = 1-2,5 або S"0 =1-1,58; середньо відсортованою, якщо S'0=2,5-4,5 або S"0=1,58-2,12; погано відсортованою, якщо S'0>4,5 або S"0>2,12.

Коефіцієнт симетрії SК показує, наскільки крива розподілу фракцій симетрична, тобто співпадає з гаусовою кривою, і обчислюється по формулі SК=√ (Q1*Q3/Md2)

Якщо SК = 1 - крива розподілу фракцій симетрична. Якщо SК >1 - максимум кривий зміщений у бік дрібних фракцій, якщо SК <1 - у бік великих фракцій.

Ексцес кривих розподілу фракцій показує, чи співпадає характер кривих розподілу по крутизні з нормальною гаусовою кривою. Для визначення ексцесу кумулятивна крива будується на масштабі розмірів фракцій, виражених через шкалу Ф Крамбейна К=(Ф95- Ф5)/2,44*(Ф7525). При нормальному, гаусовому розподілі К=1,0. Для кривих розподілу більш пологих, ніж гаусова крива, К<1,0; для більш крутих - К>1,0 (рис.2.3.21).

Інтерпретація даних гранулометричного аналізу.

Рис. 2.3.22. Генетичний графік Р. Пассега: продукти осадових процесів – 1- пелагічні суспензії; 2- однорідних суспензій; 3- градаційних суспензій; 4- руслові відклади; 5- турбідитні потоки

Відомо багато спроб використати дані гранулометрії для встановлення умов накопичення осадків. Аналізуючи отримані результати, багато які дослідники (Ф.Дж. Петтіджон, Р.К. Селлі і інші) приходять до висновку, що цей напрям досліджень був недостатньо успішним. Проте в ряді робіт приводиться характеристика процесів

накопичення осадків на основі генетичного графіку Р. Пассега (рис.2.3.22), побудованого в координатах шкали розмірності Ф Крамбейна. На графіку виділяються поля, що характеризують різні умови накопичення осадків: турбідитні потоки, руслові відкладення рік, градаційні суспензії тощо.

Взагалі ж за узагальненням Фюхтбауера та Мюллера: Річкові умови:

1)русло (річище) і прируслові відмілини - коефіцієнт сортування >1,2, в пересихаючих ріках >1,3 . Асиметрія <1. Типовим є зменшення розмірів зерен вверх по розрізу.

2)заплава - коефіцієнт сортування >2. Асиметрія <1. В загальній масі уламкового матеріалу присутні домішки.

Еолові умови: піщані дюни, сортування добре, асиметрія <1, грубозерниста домішка відсутня, медіанний діаметр головним чином 0,15-0,35 мм.

Морські умови:

1)пляжі - сортування дуже добре (1,1-1,25), Асиметрія >1.

2)мілководдя (припливно-відпливна зона шельфу) - сортування погане, асиметрія <1. В глибинній частині шельфу піщані фації відсутні.

3)глибоководдя: континентальний схил - глинистий алеврит, абісальна рівнина

-алевритиста глина, турбідитні потоки.

Мінералогічний аналіз порід

У задачу вивчення уламкових, алотигенних мінералів порід входить дослідження не тільки породоутворюючих мінералів, що складають основну частину уламкових порід (насамперед, кварцу і польових шпатів), але і так званих акцесорних мінералів, що складають в породі незначну, але надзвичайно важливу для літолога домішку.

При утворенні різних магматичних, метаморфічних або осадових порід формуються специфічні, характерні для цих порід мінерали. Зазнаючи потім процесів денудації, перенесення і відкладення, вони можуть входити до складу уламкових порід, що утворюються. Виявивши такі мінерали в уламкових породах, ми можемо визначити характер материнських порід, за рахунок руйнування яких сформувалися піщаноалевритові породи. Важливу роль при цьому грає вивчення акцесорних мінералів, присутніх в уламкових породах, як вже вказувалося, у вигляді незначної домішки. Як правило, акцесорні мінерали характеризуються підвищеною щільністю (вона звичайно перевищує 2800 кг/м3) і виділяються під назвою мінералів важкої фракції. Кількість різновидів важких мінералів, що входять до складу уламкових порід, досягає багатьох десятків, однак найчастіше зустрічаються наступні мінерали (табл.2.3.14):

Таблиця 2.3.14 Важкі мінерали уламкових порід

1

Амфіболи

14

Ільменіт

27

Титаніт (сфен)

2

Анатаз

15

Каситерит

28

Топаз

3

Ангідрит

16

Корунд

29

Турмалін

4

Анкерит

17

Лейкоксен

30

Флогопіт

5

Андалузит

18

Лімоніт

31

Флюорит

6

Апатит

19

Магнетит

32

Хлоритоїд

7

Барит

20

Монацит

33

Хлорити

8

Біотит

21

Мусковіт

34

Хроміт

9

Брукіт

22

Пірит

35

Целестин

10

Глауконіт

23

Піроксени

36

Циркон

11

Гранати

24

Рутил

37

Цоїзит

12

Гематит

25

Силіманіт

38

Шпінель

13

Дістен

26

Ставроліт

39

Епідот

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]