Idea Transcript
Федеральное аrентство по образованию Российской Федерации
РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ НЕФТИ И Г АЗА им. И.М. ГУБКИНА
В.Г. КУЗНЕЦОВ
МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ОСАДОЧНЫХ ПОРОД И ОБРАБОТКИ АНАЛИТИЧЕСКИХ ДАННЫХ
Допущено Российской
Учебно-Методическим
Федерации
JVU
специалистов по специальноетам и
130202 «Геофизические
объединением
подrотовки
130304 «ГеолоrИJI
нефти и газа»
методы исследовано скважин»
Учебное пособие
Москва
2005
вузов
дипломированных
УДК
SS2.S + SS2.12
Кузнецов В.Г. Методы исследования осадочных горных пород и
обработки аналитических данных. Учебное пособие В учебном
пособии
рассмотрены
основные
методы
изучения
наиболее распространенных осадочных пород, которые осваиваются студентами геологами нефтегазовых специальностей. Главное внимание уделено принципам и геологическим возможностям различных методов.
Подробно описаны схема микроскопического изучения пород в шлифах, методы
гранулометрического
анализа,
задачи
указаны
минералогического, химического, рентгеноструктурного, термического,
сnектрального и изотопного анализов, электронной микроскопии ДJJJI
решения тех или иных задач. Подробно описаны методы пересчета
аналитических данных н их графического изображения. Пособие нефтегазовых использовано
предназначено
для
специальностей при
изучении
студентов
(130304,
геологов
130202)
геологических
и
и
геофизиков
может
дисциплин
быть
студентами
других сnециальностей.
Рецензенты: О. В. Япаскурт- докт. геол.-мин. наук, проф., зав. кафедрой Литологин и морской геологии
МГУ им. М.В. Ломоносова Н.М. Скобелева- канд. геол.-мин. наук,
ст. nреnодаватель кафедры Литология
РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина
3
Содержание
Введение
1.
Основные м~ тоды изучения осадочных горных nород
1.1.
Цели и задачи изучения осадочных nород
1.2.
Изучение осадочных nород в полевых условиях
1.3.
Общая схема лабораторных исследований осадочных пород
1.4.
Изучение
осадочных
пород
в
шлифах
под
1?1
микросколом
1.5.
Гранулометрический анализ
t8
1.5.1.
Объекты и задачи rранулометрического анализа
1.5.2.
Лабораторные
ситовой
и
18
гидравлический
методы rранулометрического анализа
1.5.3.
Гранулометрический анализ в шлифах
1.5.4.
Сравнение лабораторного и шлифового методов rранулометрическоrо анализов
·2.
]("
1.6.
Минералогический анализ обломочных зерен
зr
1.7.
Химический анализ
lto
1.8.
Электронная микроскопия
~~
1.9.
Рентгеноструктурный анализ
42
1.1 О.
Термические методы анализа
1.11.
Спектральный и изотопный анализы
~з ~J
Методы
обработки
и
rрафическоrо
изображения данных
анализов.
2.1.
Некоторые методы пересчета аналитических данных
2.2.
Использование результатов аналюов дня уточнения названия и более полной характеристики породы
41 41
2.3.
Методы
графического
изображения
аналитических
51
данных
2.3.1.
Гистограммы и столбчатые диаграммы
2.3.2.
Кумулятивные
кривые,
S8 расчет
66
гранулометрических nараметров
2.3.3.
Изображение
трехкомnонентных
составов
с
nомощью треугольной диаграммы
2.3.4.
Изображение
расnределения
характеристик
2.3.5.
и
их
no разрезу
Графическое nредставление расnределения nород и их характеристик
2.3.6.
nород
Построение диаграмм».
и
no
nлощади
исnользование
«генетических
ВВЕДЕНИЕ
Литология имеет дело с материальными объектами горными
породами
и
их
детальное
базового раздела литологик пород
началось
с
последовательным
детальности
и
качественным
их
-
исследование
осадочными
основная
цель
петрографии осадочных пород. Изучение
описания
увеличением
по
числа
подробности изменением
-
-
их
внешним
изучаемых
описания.
подхода
к
признакам
с
показателей,
Принципиальным
изучению
пород
стало
использование поляризационного микроскопа, причем впервые он был применен Г. Сорби в
окремнелых
известняков.
кристаллооптических примере
г при исследовании именно осадочных пород
1851
Основные
исследований
магматических
и
методические
шлифов
были
метаморфических
приемы
разработаны
пород
н
после
на
этого,
позднее «вернулись» в литологию, которая, как самостоятельная научная
дисциплина сформировалась позже общей петрографии. В настоящее время изучение шлифов остается самым массовым н по сути дела универсальным методом изучения осадочных пород. При этом набор методов исследования весьма обширен, и многие из них связаны с использованнем сложных прецизионных приборов, на которых работают высококвалифицированные
специалисты
узкого
профиля.
Это
послужило основанием того, что методы исследования иногда выделяют
в самостоятельный раздел литологик наряду с теоретической литологней
и nетрографней осадочных nород, то есть изучением собственно пород.
Как nравило, литолог, а тем более геолог широкого nрофиля не проводит и не может nроводить лично все или по крайней мере многие ио:следования. Обязательным является изучение и оnисание nород в
образцах и микроскоnическое изучение шлифов, выnолнение некоторых nростейших,
сnецифических
остальном
литолог
же
для
исnользует
соответствующими сnециалистами.
отдельных результаты
nород
анализов,
анализов.
В
выnолненных
В этой связи задачей литолога и
nравильная
nостановка
задачи,
геолога в том числе, является
выбор
рационального
анализов, необходимых для решения той или иной задачи. должен
знать
аналитических вузовская
не
технологию
методов.
nодготовка
выnолнения,
Именно
в
сnециалистов
таком
а
комnлекса
Для этого он
возможности
плане
разных
осуществляется
геологов-нефтяников
и
в
таком
ключе nодготовлено настоящее пособие.
Оrносительно nодробно олисаны
методы, изучаемые в лроцессе
лабораторных работ по курсу (:S:
:;;
:I:
"'@ Р..
"' :s:
Химический
-
валовый и Практически все тиnы nород с
рациональный
х
nоследующим nересчетом на
минералы с nроверкой
:Е
независимыми методами
Термический
Глинистые, карбонатные
Рентгеностр_уктуриый
Окрашивания
Глинистые, карбонатные
Спектральный
Все типы пород для определения малых и редких элементов.
Количество nородообразующих элементов с содержанием в nроцент и выше не оnределяется
Оптическая микроскопия Практически все типы пород с
"'
Р..
f
~
u
ограничением для очень
тонкодисnерсных (глины,
nелитоморфные карбонаты)
1/!.
Исследуемый показ;нель
Метод нсследованна
Гранулометрический
Породы, дли которых прнменнм данный метод
Обломочные
ситовой и гидравлический
"'
Р.
~
;;.-,
u~
Пипеточный и
Глинистые
седиментационных
трубок
Электронная микроскопия, в том
Карбонатные, кремнистые,
числе растровая
глинистые, частично
~акроскопическое
Все типы пород
мелкообломочные
"'
Р.
Оптическая микроскопия Некоторые виды мелкоразмерных
~
u
... :..::
f-
текстур (м и крослоистость, Растровая электронная
микростилолиты и т.д.) для всех
микроскопия
типов пород
13 !.4.
Изучение осадочных пород в шлифах nод микросколом
Микроскопическое исследования nород в шлифах янляется наиболее распространенным
горных
пород.
определять и
и
универсальным
Изучение
методом
шлифов
описывать два
изучения
осадочных
nороды
позволяет
осадочной
важнейших локазателя
-
минеральный
состав породы (эта задача существенно осложняется лишь для очень
тонкодисперсных
глинистых
пород,
о
чем
будет
сказано
в
соответствующих разделах), и ее структуру, а иногда и текстуру.
Естественно, что каждая
nорода требует и своего своеобразного
изучения и описания, которые будут рассмотрены nри характеристике конкретных
nород.
Вместе
с
тем
имеются
и
определенные
общие
принцилы подхода к изучению осадочных пород, некая общая схема их описания.
В общем виде, структурно, то есть осадочная
no
своему строению,
nорода состоит из двух составных частей
каждая
форменных
-
элементов и связующей их массы (в английском языке последней, в
очень общем виде, соответствует термин матрикс
- matrix).
Это не
означает, что оба комnонента обязательно лрисутствуют во всех nородах
-
существуют nороды, состоящие только из форменных элементов,
наnример,
чистые
кварцевые
лески
или,
напротив,
из
«связующей
массы», например, кристаллический ангидрит. Ясно, что в таком случае, сам этот термин теряет смысл.
В свою очередь, каждая
из этих структурных частей
имеет свое
происхождение. Так, форменные элементы могут быть обломочными (зерна
кварца,
органогенными биохемогенными
nолевых
шпатов,
(скелетные остатки (оолиты
и
т.д.).
вулканогенный
организмов и Связующая
материал),
их обломки) или
масса
часто
имеет
хемоrенное лроисхождение, однако может быть н аллотигенной, такоsы,
например, в массе своей, глинистые цементы обломочных пород.
1-1 Задача
оnисания
осадочной
горной
-
характеристике ее основных составных
лороды
и
состоит
в
структурных и генетических
-
частей и их взаимоотношений друг с другом.
В
этой
связи
может
быть
рекомендована
следующая
общая
nримерная схема изучения и оnисания шлифа.
1.
Общее название nороды. Дается
ло
основному
минеральному
составу
или,
для
обломочных nород,- ло структуре. То есть, сначала надо в самом общем
виде
назвать
лороду
-
известняк,
минеральному составу); аЛевролит, гравелит
2.
ангидрит
( ло
и
т.д.
(по
структуре).
Оnисание форменных элементов
2.1.
Оnисание обломочной части.
2.1.1.
Наличие или отсутствие обломочной части
2.1.2.
Содержание обломочной части в% от nлощади шлифа.
2.1.3.
Характер расnределения обломков в nороде.
2.1.4.
Структура
обломочной
части
(размер,
форма
обломков,
стеnень отсортированности).
Минеральный состав обломков.
2.1.5. 2.2.
Оnисание органических остатков.
2.2.1.
Наличие или отсутствие органических остатков.
2.2.2.
Количество их в nроцентах.
2.2.3.
Характер расnространения в nороде.
2.2.4.Грулnовой состав организмов.
2.2.5. 3.
Стелень сохранности органических остатков. Оnисание форменных элементов не обломочной nрироды
(оолитов, углистык включения и т.д.).
2.3.1.
Наличие или отсутствие форменных элементов.
2.3.2.
Количество элементов в породе
2.3.3.
Тиn форменных элементов.
2.3.4.
Количество их в процентах.
/5 2.3.5. 3.
Характер расnределения в nороде.
Описание хемоrенной, в том числе цементирующей части.
3.3.
Наличие или отсутствие хемогенной части.
3.4.
Количество хемогенной части в nороде.
3.5.
Характер расnределения в nороде.
3.6.
Минеральный состав.
3.7.
Структура, в случае цемента- его тиn.
Оnисание микротекстуры nороды.
4.
4.3.
Наличие и отсутствие микротекстуры.
4.4.
Виды микротекстуры и их характеристика.
Оnисание вторичных изменений.
5.
5.3.
Наличие или отсутствие вторичных изменений.
5.4.
Форма и масштабы nроявления.
Оnисание пустотного nространства.
6.
6.3.
Наличие или отсутствие nустот.
6.4.
Формы nроявления- nоры, каверны, трещины и т.д.
6.5.
Характеристика
пустот
размеры,
форма,
связанность,
количество, расnределение по nлощади шлифа и т.д.
7.
Развернутое
название
nороды
и
выводы
об
условиях
ее
образования.
К
этой
схеме
необходимо
сделать
ряд
nримечаний.
Любые
обобщения, желание вместить все ра·jнообразие природных объектов и янлений в одни рамки неизбежно ведет к их сильной схематизации и в ряде
случаев
совершенно
к
неточностям,
точно
не
если
строгим,
не
не
сказать
к
конкретным
ошибкам,
и
уж
формулировкам.
Подобная неточиость nроявляется, nрежде всего, в третьем nункте этой схемы. Для обломочных пород тиnа nесчаников или алевролитов это
цемент, который может быть как аутигеиным- хемогенным (к nримеру, кальцитовый), так и аллотигенным
глинистым),
так
и
-
смешанным
nривнесенным извне (наnример,
(глинисто-карбонатным).
Для
16 органогенных, оолитовых и nрочих известняков, состоящих в основном
из форменных элементов, это тоже цемент, nричем чаще всего, того же
кальцитового состава (но не всегда, наnример, имеются и доломитистые
известняки
с
избирательной доломитизацией
цемента).
Для
гиnсов,
ангидритов, каменной соли это основная часть, суть nороды, которую никак нельзя называть цементом.
Еще сложнее ситуация с глинами. Для всех глин это основная, а иногда
nрактически
единственная
составная
их
часть,
которая
и
составляет суть nороды, но nроисхождение ее различно. Большинство глин
это
-
nереотложенные,
то
есть,
строго
говоря,
обломочные
образования и формально надо вначале оnисывать обломочную часть (nункт
2.1.
общей
схемы),
но
высокая
большинства глин исключает возможность микроскоnом. Другими словами,
дисnерсность
абсолютного
nодобного их изучения nод
ни термин «хемогенная», ни термин
«цементирующая>> часть здесь не nодходит. Имеются также хемогенные
глины,
в
том
nреобразования
числе
обр;пошшшиссн
вулканического
nособие по глинистым
за
счет
материала в
nородам).
rальмиролитического
морских
условиях
(см.
В этом случае это действительно
хемоrенная, но отнюдь не цементирующая часть.
Следующее замечание касается nорядка оnисания. Начинать его следует с тех составных частей, которых больше, которые оnределяют
суть
nороды.
Так,
оnисание
nесчаников
характеристики обломочной части (nункт
2.1.),
следует
галоидных
nород
надо
3).
с
затем охарактеризовать
другие форменные элементы, если они есть (nункты
то, что их цементирует (nункт
начинать
2.2.
н
2.3.),
а затем
Оnисание глинистых, сульфатных н
начинать
с
характеристики
основной
их
составной части, то есть с 3-го nункта, а затем отмечать в качестве
nрнмесей, если они есть, обломочный материал и органические остатки. Характеристику известняков
следует
биоморфных начинать
с
и
оnисания
органогенно-обломочных основной
их
части
-
органических остатков (пункт форменные элементы (пункт после
этого
описание
2.3.), обломочные зерна (пункт 2.1.), цементирующую
охарактеризовать
минерального
затем отметить другие нескелетные
2.2),
состава
кальцитом органические остатки
как
-
бы
часть.
и лишь
При
разрывается:
этом
сложенные
обломочные некарбонатные зерна
(чаще всего кварцевые)- кальцитавый цемент.
Следует также повторить и иметь в виду, что эта схема, общая для описания всех пород, в связи с чем дана относительно nодробная и часто
rювторяющаяся расшифровка всех пунктов. Поэтому, если в песчаниках
не
обнаружено, например,
карбонатных
элементов,
остатков организмов, или
то
все
воnросы
по
их
нескелетных
характеристике
естественно отпадают, но факт отсутствия этих компонентов должен
быть зафиксирован. Это будет свидетельством того, что при изучении ничего не пропущено, все аспекты исследовались, а факт отсутствия
этих элементов тоже зафиксирован. Правда, при этом предпочтительней выбирать относительно нейтральные формулировки тиnа «органических остатков не обнаруженш1, вместо- «органические остатки отсутствуют''· Многолетний
опыт
nреподавания
nоказывает,
что
студенты,
усвоившие общую схему описания, и ее первое применение на примере
обломочных
пород,
последовательности
обычно и при
устойчиво
применяют
ее
в
той
же
изучении других пород, то есть не меняют
последовательности разделов применительно к тем или иным породам. К примеру, описание оолитового известняка начинается с характеристики
единичных зерен кварца, которые встречаются в nороде. В свJIЗи с этим в ранее
изданных
nриводятся
пособиях,
посвященных
модифицированные
микроскоnического
описаниа
дли
породы.
отдельным
каждого Этот
типам
типа
элемент
пород
схемы
повторения,
дублирования, модифицированного дли каждого конкретного случая материала, методически оправдан.
li 1.5. Гранулометрический 1.5.1.
анализ
Объекты и задачи гранулометрического анализа
Гранулометрический или механический анализ nрименяется для изучения обломочных горных nород
-
nсефитов, nсаммитов, алевритов,
глин, а также терригеиной части хемогенных и органогенных пород. Он заключается
в
разделении
мерастворимого осадка определении (осадке).
обломочной
на отдельные фракции
количественного
содержания
Этот анализ является
обломочных
части
комnонентов
этих
породы
или
по размеру фракций
ее
зерен в
и
породе
одним из важнейших при изучении
горных
пород,
а
поскольку
именно
эти
комnоненты составляют основу обломочных пород, то анализ является также одним из ведущих при исследованиях именно обломочных пород. Гранулометрический анализ: позволяет уточнить и дать развернутое название осадочной горной породы;
дает возможность с nомощью сnециальных nодсчетов количественно
оценить структуру
обломочной
горной
nороды, то есть средний
размер слагающих ее зерен, их однородность (отсортированность); nодготавливает материал для дальнейших исследований, в частности
для nодробного изучения форм зерен (окатанности, характера их поверхности и т.д.), разделения обломочной слагающих
ее
минералов
для
части
по плотности
последующего
детального
минералогического анализа и т.д.
Получение этих данных имеет большое значение для генетических целей,
т.е.
Представляет
установления существенный
условий
образования
nрактический
nороды,
интерес,
так
а
как
также они
в
значительной мере оnределяют коплекторские свойства пород; учет их
необходим 11 иижеиерной геологии и других отраслях геологической науки.
/.9 1.5.2.
Лабораторные
ситовые
-
и
гидравлические
-
методы
грану ламетрического анализа.
Естественно, методы
что
для
разных
гранулометрического
грубообломочных пород
При
анализе
анализа.
применяются
Разделение
различные
на
фракции
галечников, конгломератов, брекчий н т.д.,
-
если они достаточно рыхлые
грохотав.
пород
-
производят с помощью разнообразных
гравийных
круnнозернистых
алевритов,
алевриты делятся
обычно
н
песчаных
используется
пород,
а
разделение
гидравлическими
методами;
иногда на
и
ситах,
специальные
гидравлические методы используются при анализе глин. Все эти методы применимы только к осадкам и рыхлым породам или породам, которые
тем
или
иным образом
можно дезинтегрировать, т.е. разделить на
отдельные слагающие породу обломки, причем без разрушения формы н размера самих обломков.
Дезинтеграция включает в себя не только разделение породы на составляющие
ее обломочные
компонентов,
которые
частицы,
естественно
но и
не
удаление аутигеиных
отражают
особенностей
первичной структуры осадка, обусловленной условиями его накоnления
(рельефом и удаленностью областей питания, гидродинамикой области
седиментации и т.д.). Выбор методов и реактивов для подобной работы определяется составом аутигеиных компонентов.
Наиболее аутигеиные соляной
распространенные
карбонатные
кислотой
-
карбонатные
минералы
удаляются
цементы
и
обработкой
вообще
5-10%
без подогрева в случае наличия кальцита н
с
нагреванием на водяной или песчаной бане при наличии доломита или
железистых карбонатов (типа сидерита, анкерита н т.д.). Гидроокислы железа,
присутствующие
в
породах
в
виде
цемента
или
железистых
рубашек на поверхности зерен, растворяютс11 при кипячении в 10-200/о солиной
кислоте.
кипячение в
Для
5-10%
удалени11
кремнистых
цементов
исnользуется
растворе щелочей (КОН или NаОН), сульфидов
.211 железа- киnячение в
\0%
а также дезинтеграция
растворе азотной кислоты. Растворение гипса,
пород с
глинистым
цементом, осуществляется
кипячением в дистиллированной воде.
К сожалению, при химической обработке породы часто не удается сохранить легко
или
частично
растворимые аллоткгенные компоненты
растворяются
сложенный
-
карбонатными
полностью
минералами
органогенный детрит, глауконит, фосфаты, апатит, обломки эффузивов и
выветрелых зерен, глинистые минералы. Поэтому перед выбором метода дезинтеграции внимательно изучается порода, в том числе и в шлифе под микроскопом и с учетом наличия в ней тех или иных компонентов
выбирается оптимальный «щадящий>> метод обработки. Для плотно сцементированных пород, где подобная дезинтеграция невозможна,
для
песчаников,
алевролитов,
иногда
гравелитов,
исnользуют специальные методики nодсчета размеров зерен в шлифах
под
микроскопом,
грубозернистых
[«Методы ... », Рухни,
1969
что
nодробно
пород
путем
1957,
т.
1,
с.
81-83;
рассмотрено замера
ниже,
размеров
а
для
галек
более
в
поле
«Справочное руководство ... >>,
1958,
и др.].
Выполнение
гранулометрического
анализа
лабораторными
методами анализа требует определенного лабораторного оборудования,
реактивов и в самом общем виде состоит из двух nоследовательных операций
nород
-
дезинтегрировання сцементированной nороды (для рыхлых
отсутствует)
и
разделения
мерастворимого
обломочного
материала на фракции. Последняя оnерация, как указывалось выше, осуществляется двумя сnособами
0,1
-
рассеиванием на ситах зерен более
мм, то есть песчаной и гравийной (ситовой анализ) и гидравлическим
методом для более мелких частиц. Дело в том, что обломки размером более
0,1
на ситах, а
разделение зерен размером менее
фракции
помощью
с
сит
nрактически
мм легко рассеиваютса
0,\
мм на отдельные
невозможно.
Во-первых,
изготовление сит с мелкими ячейками, размеры которых в nроцессе
работы оставались бы nостоянными, технически сложно и, во-вторых, такие сита быстро забиваются частицами рассеиваемого материала и выходят из строя. В-третьих, что более важно, очень велики потери зерен в ситах и само рассеяние никогда не бывает nолным. Поэтому разделение nелитовых и алевритовых зерен осуществляют
обычно
гидравлическим
методом
(методом
отмучивания).
Его
nрименение основано на разной скорости осаждения в спокойной воде частиц
различной
«Гидравлической
круnности>~,
завис11щей
от
их
размера, nлотности, морфологни и других свойств.
Скорость nадения частиц в сnокойной воде оnисываетс11 формулой Сток са:
где:
V-
скорость nадения частиц в жидкости, в см/сек;
g-
ускорение силы тяжести, равное
r-
радиус шарообразной частицы, см;
981
см/сек;
У1- nлотность nадающей частицы, r/см 3 ; YJ- nлотность жидкости, в которой идет разделение, г/см ;
3
J.J- вязкость жидкосш в о уазах (1 П == О, \.Па.с в системе СИ). Формула Стокеа применимак частицам от десятых долей до
0,005
мм, имеющим шаровидную форму и для большого объема жидкости, где нет
соударения
шаровидные,
частиц.
Поскольку
присутствуют
шаровидные,
nрисутствуют
в
различные
реальной минералы,
различные
породе
зерна
не
сами
зерна
не
минералы,
имеющие
неодинаковую nлотноста. и разную морфологию частиц н к тому же в
завиенмости
от
темnературы
меняетс11
вязкость
жидкости,
строгий
расчет скорости осаждения зерен по этой формуле затруднен.
Некоторые результаты расчетных и эксnериментальных данных по материалам разных авторов nриведсны в таблице
2.
Таблица2
r=
r=15°C
р частиц, мм
Кзн 1 = 1S°C;a = 2, 7 1!см
Ломтадзе
Хазан,
Днамеr
Скорvсть
Скорость
осаж.цс:нн
осажден н
а, мм/,ек
•·
Скорое
ts•c
ВJ>Канис
uсмента "•
11,4, 3,6,
133
26,6
7, 2
Расчет nроводится по простой формуле
r.z "i. L · 100,
где: /-число делений, лриходящнхся на цемент,
L-
число делений в линейке.
Поскольку, как указывалось выше, замеры делались в nределах всей линейки, которая имеет
100 делений,
а не ее частей, то расчет резко
упрощается, так как достаточно разделить суммарное число делений на
число линеек, то есть перемещений. В приведеином примере это будет
133:5 = 26,6%.
Гранулометрический анализ
Техника работы
при
определении
размеров зерен
аналогична
технике определения содержания цемента, но тут важен абсолютный размер, а для этого необхоnимо знать чену деления окулярной линейки.
Кроме того, определяется не суммарное число делений в линейке, а размеры
каждого
отдельного
зерна.
Вместе
с
тем,
поскольку
гранулометрический анализ подразумевает определение не абсолютных
размеров каждого зерна, а число размерных фракций, то есть фракций, имеющих определенные rраницы, nри замере отмечается не сам размер
зерна, а то, в какую размерную фракцию данное зерно попадает (табл. колонка
6).
В этой
4,
колонке каждый случай, то С(."Ть каждое зерно,
попадающее в соответствующую размерную фракцию можно отмечать
Тlбтща ФopNw х- кру1U10С'Т11 (IJI8Н)'_".....,....
Н1Нt
.
--
1
2
!'
То •• а АСJIОНИЮ< OJCY·
10•1,251 3
0,01
l1otln)olнo
C:r-a
111111 F,%
6
7
1
4
s
2,00-~
I00-12S
200-2SO
1,60-2,00
10-100
160-200
1,25-1,60
62-10
12S- 160
~ 9
ПсресчиtаИ·
..........
Куму...,...
IIWC/11 100'~ tpuшuoQ,,
аект
%
10
11
1
1,00-1,25
S0-62
I00-12S
40-SO
&о-
s
0,60-0,10
30-40
0,.50- 0,60
2S-30
S0-60
.. 1 &
0,40-0,.SO
20-2S
40-SO
0,.32-0,40
16-20
32-40
'! 1!
о
u
•
с
.
'1
..
)"'e'rrМ
-фрu·
0,10- 1,00
А88
.......... t
~
аспенuмм
0.02
""'*"•
BIUIIWoe
~-3ер011
.apнoi-IID с uоноА
tpU:шnr) со -•на·
•(.0
4
311111CR 11 pac:'leтol резуm.твтов граиуа01о1етричсскоrо 8IWDI3I в шлифах
!•
100
60-10
0,25-0,.32
12-16
2S-32
0,20-0,25
10-12
20-2S
0.16-0,20
1-10
16-20
0,13-0,16
6,$-1
13-16
0,10-0,13
S-6,5
10-13
o,os-o,1o
2,5-5
5-10
0,01-0.0S
2,5-0,$
1-S
--
'
1
---
---
100,0
·Им'о:
2
~
'
3
4
••
:t
.5
:.:
6 а.:
100,0
7
1
=
1::1
9
10
• •
l
3/ точкой, штрихом, галочкой и т.д., однако, nоскольку таких случаев достаточно много, эта колонка занимает много места, к тому же nотом
nриходится долго nересчитывать эти значения nоштучно. Проще (но не
строго обязательно!) исnользовать следующий nрием. Первые четыре определения
отмечаются
точками,
расnолагающимися
в
вершинах
квадрата. Пятый замер- это линия, соединяющая две точки. Поскольку у квадрата четыре стороны
-
четыре линии отмечают еще четыре замера,
то есть квадрат означает уже
-
все
1О.
8
случаев, а если nрибавить две диагонали
После этого надо начинать новый квадрат. При nодсчете суммы
леr·ко сразу определить число десятков (по числу квадратов с обеим
диагоналями) и число замеров по незаконченным квадратам. Эта система значков nоказана внизу таблицы Теоретические nоказывают,
что
расчеты
и
сnециальные
методические
работы
вполне удовлетворительные результаты, дает анализ,
nри котором замерено nримерно При
4.
оnределении
300-500
размеров
отдельных зерен.
возникает
воnрос,
размер, то есть nоnеречник зерна необходимо замерять
какой
-
именно
минимальный,
максимальный или какой-то средний. Строго говоря, это должен быть минимальный nоnеречный размер, то есть такой, который «nройдет
через сито с соответствующим сечением сетки)). Это nодтверждается и сnециальными исследованиями, однако замер случайного сечения
- no
линии мерной линейки- дает вnолне удовлетворительный результат, тем более,
что
сами
эти
конкретные
замеры
затем
nересчитываются
и
nогрешности, в общем, нивелируются.
Необходимость сnециальных nересчетов оnределяется следующим
6бстоятельством. При изучении зерен в шлифах, nрактически никогда не
измеряется их истинный размер. Плоскость шлифа nересекает зерна не
no
а
no
какому-то
практически всеJ-да меньшему (рис.
4).
Поэтому
их
максимальному
сечению,
случайному,
nри
но
измерении в
шлифах более круnные зерна автоматически nеревод11тс• в более мелкие
зg
Рис. ~.
Схема. объасt\АIОщu уменьшение исrииных размеров
обломков в случайных сеченИJIХ. Даже при пересечении
wapoa
одноrо
диаметра (а) а сечении получШОТСJI круги меньшие, чем круr большого диаметра (б). Справа дnА сравне1001 показан круг большого диаметра исходного шара (а).
33 и количество мелких фракций будет всегда больше, чем их истинное содержание.
Оrсюда,
необходимо
вводить определенные
поправки,
чтобы
получить истинные или хотя бы близкие к истинным значениям. Для этого существует ряд nоnравочных коэффициентов, формул, разных дла
различного шага граничных значений фракций.
Для
наиболее
распространенного
геометрической nрогреесии
~
стандарта
с
шагом
расчет нетинного содержаниJI
ПрОВОдltТСЯ ПО формулам:
Q 1 = 1,96 F 1 Q2= 1,96(F2-QI0,21) Qз= 1,96(F 3 -(~0,21
+Q 1 0,10)
Q.= 1,96 ((F.- (Q•. 1 0,21 + Q•.2 0,10 + Q•.3 0,075 + Q•.4 0,037 + Q•. 5 0,028 + Q•.6 0,015 + Q•. 70,0l + Q•. ~o.007 + Q•.90,00S + Q•. IU
0,002)]. При этом
F1 -
непосредственно определенное по шлифам, то
есть видимое содержание самой круnной фракции.
F" -
то же самой
малой фракции.
Использование
этих
поправочных
коэффициентов
длJI
оnределения истинного содержания фракций в шлифе предполагает измерение случайных срезов зерен, поэтому, как отмечено выше, нужно
замерять именно случайные сечения по линии линейки, а не стремитьса
замерить минимальный диаметр. Результаты замеров и все расчеты удобно вести в табличной форме. Поскольку в таблицу заносятся не размеры каждого конкретного
зерна, а число случаев -зерен, поладающих в данкую фракцию, то две nервые левые колонки содержат граничные 1начеttиа размеров фракций
.J/; в
мм
и
число
размерам.
В
делений
шестой
окулярной
колонке
линейки,
поштучно
соответствующих
отмечается
этим
фактическое
количество зерен, попадающих в пределы соответствующих фракций, а
их сумма в колонке В
7.
следующую
колонку
вносится
содержание зерен каждой фракции
рассчитанное
(F)- зто
видимое
процент числа зерен данной
фракции по отношению к общему количеству зерен. Учитывая, что в шлифе определяютсR видимые размеры зерен, а они
всегда меньше
истинных, в каждой размерной фракции этой колонки отмечаютсR не истинные,
а
словами
сюда попадает часть зерен из более крупных фракций и
-
именно
замеренные,
уменьшенные
размеры.
Другими
одновременно часть зерен этой фракции уходит в более мелкие фракции. Пересчет по указанным формулам исправляет эту логрешность,
увеличивает
количество
зерен
nересчета вносится в колонку
100%. по
9.
за
счет
более
мелких
и
результат
Но сумма этих значений всегда более
Для устранения такого эффекта эта сумма примимаются за
отношению
к
ней
вновь
nересчитывается
фракции; последнее значение (колонка
10)
содержание
100% и каждой
и принимается как истинное
содержание зерен в соответствующей фракции. Все эти расчеты можно вести по указанным формулам, однако
в
настоS~щее время несложно разработать компьютерую программу, (сами студенты достаточно быстро ее составляют), которая после введения фактических данных замеров автоматически проводит все расчеты и
выдает окончательный результат в табличной форме. Одновременно рассчитываетсSI
два
обобщающих
показателя
математическое
ожидание, как средний размер и среднеквадратичное отклонение, как
nоказатель однородности или сортировки обломочных зерен. Средний размер и коэффициент отсортированности определяются
также графически, что буде-с рассмотрено во вrором разделе лособиR.
.35 Для графического изображения результатов анализа и расчета некоторых
лараметров
необходимо
nодсчитать
нарастающий
кумулятивный nроцент (крайняя nравая колонка). Метод его nодсчета
будет рассмотрен ниже во втором разделе.
1.5.4. Сравнение лабораторного и
шлифового методов
гранулометрического анализа
Два описанных выше метода отличаются друг от друга не только техникой лроведения, но и по сути. При лабораторных исследованиях рассчитывается .массовое (весовое) содержание фракций, изучение в шлифах дает число зерен разных фракций, что далеко не одно и то же.
Так,
если
в
песчанике
имеется
несколько
гравийных
зерен,
то
содержание гравийной фракции, выраженное величиной ее массы, будет весьма значительно, а выраженное в числе зерен (единичны)- ничтожна.
Таким
образом,
делать
какие-либо
сравнения
и
тем
более
генетические выводы, исnользуя одновременно данные разных методов
в nринциле невозможно. Более или менее близкие результаты могут nолучиться
лишь
отсортированных
и
относительно
для
не очень
круnнозернистых
однородных
хорошо
nесчаных nород
-
nри
близкой минералогической ллопюсти зерен (в nределах 2,55 - 2,65 r/см
3
дпя основных иреобразующих минералов), число зерен во фракциях относительно
лролорционально
их
массе) однако в
общем
случае
nроводить анализ данных, полученных разными методами нежелательно.
В
связи
с
гранулометрического
этим
возникает
анализа
ответ на этот волрос нельзя
вопрос,
какой
nредnочтительный.
-
Дать
из
методов
однозначный
каждый из них имеет свои ппюсы и
минусы.
Лабораторные
методы
с
использованнем
гидравлического разделения позволяют:
рассеиванНJI
и
.36 изучить относительно большие объемы nороды, что обесnечивает большее
усреднение
и
дает
более
достоверные
результаты
для
относительно круnнозернистых и nлохо отсортированных nород;
-
сразу
же
в
лроцессе
растворимую
(no
анализа
разделять
дела
аутиrенную)
сути
цемент
и
на
две
части
нерастворимую,
как
nравило, (но не всегда!) аллотигенную; лодгопtвливают материал для дальнейших исследований, таких как
выделение тем или иным сnособом акцессорных минералов (см. ниже), изучение морфологии и характера nоверхности зерен nод бинокуляром и т.д. К основным недостаткам относятся:
-
относительная
требуется сразу
серия
-
трудоемкость
на
выnолнение
одного
анализа
дия; nравда, nоскольку обычно в работе находится
3-4
образцов,
это
время
в
лересчете
на
один
анализ
существенно сокращается;
-
необходимость
сnециальной
лабораторной
базы,
алларатуры
и
реактивов;
так как работа выnолняется чисто «механически», никаких сведений о лороде
-
ее
минеральном
составе,
характере
цемента
и
т.д.,
не
и
не
устанавливается; для этого необходимо изучить шлиф; невозможно
анализировать
дезинтегрированные
креnко
nороды,
сцементированные
наnример,
с
регенерационным
цементом, в том числе кварцевым.
К
nоложительным
моментам
гранулометрического
анализа
в
шлифах можно отнести: относительную
скорость
его
лроведения:
как
nравило
одного шлифа н расчет результатов уходит не более
1-1,5
на
изучение
часов;
возможность дать nодробную микроскоnическую nетрографическую характеристику
лороды
и
гранулометрический состав;
одновременно
охарактерюовать
ее
возможность
анализировать
крепко
сцементированные
и
недезинтегрированные породы.
Недостатки метода по сути дела изложены в положительных сторонах лабораторного
-
ситового и гидравлического анализа. Правда,
в принциве возможно в шлифах разделить растворимый
-
аутигенный и
глинистый цемент, однако, во-первых, сделать это удается не всегда
(например,
в
случае
микрозернистого
карбонатного
материала,
равномерно дисперсно распределенного совместно с глинистым) и, во вторых, раздельный замер плошадей развития разных цементов разного состава
резко
увеличивает
время
анализов
и
столь
же
существенно
снижает его точность.
1.6.
Минералогический анализ обломочных зерен
Минеральный состав зерен, слагающих обломочные породы и являющихся
примесями
в
других
породах,
кроме
изучения
в
стандартных шлифах, исследуют в непосредственно в зернах. Для этого используют анализа
фракции,
или
в
виде
полученные
в
результате
нерастворимого
остатка
гранулометрического других
пород
карбонатных, реже солевых и т.д. Практика показывает, что микропетрографические исследования удобнее всего nроводить с зернами фракции
0,1-0,05
мм. Они очень
удобны для приготовпения из них не слишком толстых ореларатов и
достаточно велики, чтобы их можно было без особого труда оnределять под микроскопом. Эти фракции относительно легко разделяются по
плотности в тяжелых жидкостях (более мелкие разделяются медленно и t{еполно), что рассмотрено несколько ниже. В случае отсутствия или недостаточного
количества
фракцию мелкого песка
зерен такого размера
(0,25-0,1
можно
использовать
мм).
При этом перед минералогическим анализом эти :rерна обычно делят на две части, условно называемые легкой и тяжелой фракциями.
Напомним,
что
все
минералы,
nодразделяются на две груnnы
в
том
числе
обломочные,
nородообразующие н акцессорные.
-
Содержание последних как в материнских nородах, так н в обломочной
-
части осадочных nород обычно невелико
первые проценты, иногда
доли процента и даже единичные зерна, однако они обладают большой химической
и
физической
сохранность
nри
выветривании
материала.
Несмотря
материалы
представляют
интерес
для
устойчивостью,
на
пород
незначительное
большой
nостроениях
обеспечивает
переносе
корреляции оnределении
-
и и
их
обломочного
содержание,
nрактический
микропетрографической
палеогеографнческих
и
что
акцессорные
теоретический особенно
при
источников
сноса
обломочного материала, nетрографического состава материнских пород питающей nровинции, nри выяснении условий переноса и т.д.
Для определения и изучения
выделить,
отделить
от
этих минералов их надо nрежде всего
основной
массы
породообразующих,
оnределенным образом сконцентрировать. Основным методом такого выделения
и
концентрации
является
разделение
зерен
в сnециальных
«тяжелых» жидкостях.
Дело в том, что nлотность основных породообразующих минералов
обычно менее 2,75 кг/м 3 ортокш:IЗ 2,55
-
(кварц 2,65-2,67, микроклин 2,54-2,57,
2,58, nлагиоклазы 2,61-2,76 г/см 3 ). Абсолютное
большинство минералов-акцессорнев, наnротив, имеют плотность более
3,0 г/см 3
андалузит- 3,1-3,2, апатит- 3,18-3,21, гранаты - 3,5-4,2,
:
дистен (кианит)
3,3,
рутил
- 3,56-3,68,
- 4,2-4,3,
монацит-
сиплиманит-
4,9-5,5,
3,23-3,25,
роговые обманки
ставролит-
- 3,1-
3,65-3,77,
сфен
3
(титанит)- 3,29-3,56, турмалин- 2,90-3,25, элидот- 3,55-3,88 г/см • Это свойство и используется дJJя их выделения из общей массы
обломков. жидкостях.
Метод
получил
название
фракционированиJJ
в
тхжелых
39 Кратко минералов,
метод
заключается
nогруженные
групnируются
в
в
следующем:
тяжелую
зерна
жидкость
(а
-
г/см 3 ),
> 2,7
более тяжелые по сравнению с жидкостью
-
дно сосу да, а более легкие
раЗJJичных
-
оседают на
концентрируются в nоверхностном слое.
Зерна минералов, nлотность которых близка к nлотности жидкости, будут находиться в ней во взвешенном состоянии. Разделение в тяжелых жидкостях
nроводится
в
специальных
делительных
воронках.
Они
nредставляют собой стеклянный сосуд конической формы с nритертой nробкой наверху и хорошо nодогнанным краником внизу. Минералы
с
nлотностью
большей,
чем
nлотность
жидкости,
составляют так называемую тяжелую фракцию или груnпу тяжелых
минералов, а более легкие
-
легкую фракцию, или
групnу легких
минералов.
Жидкости,
nрименяемые
для
разделения
должны
обладать
сnособностью в течение длительного времени сохранять nостоянную плотность, прозрачность и не оказывать химического воздействия на
минералы.
В
жидкостей,
из
настоящее
которых
время
известно
большое
число
тяжелых
в петрографических лабораториях наиболее
часто nрименяются жидкость Туле и бромоформ. Жидкость Туле_- водный раствор двойной соли- надистой ртути и надистого калия
(HgJ 2 КJ),
желтого цвета с максимальной nлотностью
3
3,17-3,19 г/см . К числу ее достоинств относятся нелетучесть и легкая растворимость
необходимой
в
воде,
nлотности
Однако, жидкосm•
благодаря
и
чему
промывать
можно
фракции
nолучать
жидкости
минералов
водой.
Туле оm11осится к числу cw1•11o ядо1итых и
no:JmOAiy pu6omy с ней npuxoдиmCJI про1одиm•
о6изumе.J1•но
•
IWnUIЖHOAI шкафу и 1 резиНОINХ nepчumкtlX.
Бромоформ_- бесцветная жидкость состава
CH 2BrJ с
максимальной
3
nлотностью 2,85 г/см , легко раствориется в спирте, бензоле и эфире, быстро фильтруетса, химически нейтральна. Недостатком бромаформа
4/l является
его
легкая
испаряемость,
сильный
и
стойкий
запах,
неустойчивость (легко разлагается под действием света и солнечных
лучей) и несмешиваемость с водой. Вследствие этого жидкость должна храниться
закрытых
в
темной
склянке,
воронках,
а
разделение
полученные
проводится
фракции
под
тщательно
тягой
в
промывают
спиртом, бензолом или эфиром. Разделенные таким образом фракции промывают, высушивают и исследуют под микроскопом в постоянных или временных npenapaтax.
Методика изготовления таких препаратов и частично их анализа описана
в пособии по минералам осадочных пород [Кузнецов,
1998].
При изучении препаратов следует пользоваться одним из учебных
пособий [Кузнецов, Наумов,
1964;
1998-2;
Мильнер,
1968;
Преображенский, Саркисян,
1989].
1. 7.
Химический анализ
Задачей химического анализа пород является определение состава основных слагающих ее элементов,
чаще
выражаемых
в виде
окислов.
Полный или силикатный анализ, когда определяется практически весь
набор
породообразующих
относительно
высокой
Значительно
стоимости
более
шестикомпонентный
элементов,
с
определением
Fe 20 3,
сложности
достаточно
проводится
(Н.О.), полуторных окислов (R2Оз -сумма
so4
своей
используется
широко
анализ
из-за
и
редко.
карбонатный
нерастворимого остатка
А1 2 0з и др.), СаО,
MgO,
и со2. Знание
осадочных
химического
nород
исследованиях
как
состава
полезных
совершенно
необходимо
ископаемых.
необходимо
химического анализа на минералы
при
При
использовании
петрографических
пересчет
результатов
проверить независимыми методами.
Дело в том, что одинаковый набор злементов (окислов) может дать разные минералы. Особенно зто характерно для карбонатных пород. Так,
-11 оnределенные соотношения СаО и
MgO
минерала
же
доломита,
но
nри
тех
могут быть связаны с наличием
содержакиях
этих
комnонентов
nорода может состоять из арагонита (кальцита) и магнезита. Именно такая ассоциация нередко установлена в современных содовых озерах. В
процессе анализа при
воздействии
соляной
кислоты
магний
может
извлекаться не только из карбонатов, но и доnолнительно nодтягиватьса из глинистых
минералов. В этом случае nри nересчете появляетса
доломит или даже магнезит, которых однако, в реальной nороде нет или их существенно меньше.
Другой пример. Такой расnространенный окисел как
SiO:z
входит в
состав большого набора минералов. Это собственно кварц, халцедон, разнообразные силикаты (nолевые шnаты, слюды, глинистые минерала) и его наличие ничего оnределенного по nоводу минерального состава без независимых оnределений не дает.
Сами методы лересчета рассмотрены в nункте
2.1
второго раздела
настоящего nособия.
1.8. Реальная
Электронная микроскоnия
разрешающая
сnособность
обычных
оnтических
микроскоnов, достигаемая nри изучении шлифов составляет
0,01-0,005
мм. При этом необходимо учитывать, что это в несколько раз меньше толщины стандартного шлифа, то есть отдельные частицы и кристаллы таких размеров nрактически уже не исследуются.
Для изучения тонкодисnерсных nород, и nрежде всего глинистых, а
также
некоторых
увеличение
других
которых
исnользуются
достигает
электронные
миллиона
раз,
а
микроскоnы,
разрешающая
с"nособность составляет 1о· - 1О -•о м. 9
В
электронных микроскоnах
nросвечивающего типа на экране
видны контуры изучаемых частиц, что nозволяет оnределать их размер и
форму, а
no ним
иногда и минеральный состав.
Принциn
работы
растровых
(сканирующих)
микроскоnов иной -электронный луч nробегает
no
электронных
nоверхности свежего
скола nороды, nокрытого nутем наnыления тончайшей nленкой металла для
отражения
электронов,
сканирует
ее
и
в
виде
весьма
четкой
nрактически объемной картины выдает на экран. Тем самым изучается размер и морфология, то есть структура фрагментов и на этой основе
-
их минеральный состав. Большим достоинством этого метода является возможность широко менять масштаб изображения за счет изменения увеличения
Благодаря
от
нескольких
этому
можно
десятков
изучать
до
не
nолутора
только
сотен
очень
тысяч
раз.
тонкодисnерсные
глинистые минералы, но и морфологию более крупных кристаллов, остатков
раковин,
характер
поверхности
аморфных
выделений,
структуру лорового nространства, характер его заnолнения и т.п.
1.9. Методы дифракции
Рентгенаструктурный анализ
рентгеноструктурного
рентгеновских
решетки.
Поскольку
различна,
по
лучей
анализа от
кристаллическая
характеру
основаны
плоскостей
решетка
дифрактоrрамм
на
явлении
кристаллической
разных
возможно
минералов
оnределить
ее
структуру, а следовательно и сам минерал. Наибольшее распространение эти методы nолучили nри изучении тонкодисnерсных глинистых nород и
частично карбонатных. Именно эти
оnисать
две
разновидности
методы nозволили установить и
кальцита
обычный
стабильный
низкомагнезиальный и метастабильный высокомагнезиальный. Важным определение
достоинством минершюв
KdK
метода в
является
мономинеральной
nолиминеральной, в частности, в смеси состава.
глин
то,
что
породе,
возможно так
и
в
разного минерального
1.10. Термические методы
анализа
При nоследовательном нагревании минералов с ними nроисходит различные
изменения,
как
в
физическом
состоянии
(nлавление,
исnарение), так и, что более важно, их химического состава. Последние
no
сути дела ведут к фазовым nревращениям
кристаллизационной,
затем
-
nотере воды, вначале
конституционной,
разложению
на
оnределенные комnоненты и т.д. Все эти nревращения соnровождаютса либо
выделением
теnла
(экзотермические
реакции),
либо
его
логлощением (эндотермические реакции), причем эти фазовые nереходы и СВJiзанные с
ними скачки темлературы специфичны дл1 каждого
минерала. Такие термические эффекты фиксируют на термарграммах в
координатах температура-время, либо в виде дифференциальной кривой в координатах
темлература
-
разность темnератур
среды
(или
время).
изучаемого вещества и эталона
При
этом
в
качестве
-
эталона
nодбирается вещество, которое наrреваетсJI nостепенно без изменениJI, то есть без появления каких-либо термических эффектов. Различные
модификации
термических
анализов
с
успехом
применяются при изучении глинистых и карбонатных пород (рис.
1.11. Спектральный
5) ..
и изотоnный анализы
Указанными выше анализами не исчерnываются методы изучени11
осадочных
пород,
хотя
они,
видимо,
являются
наиболее
широко
расnространенными и используются при общей характеристике пород. Существуют многочисленные методы анализов, которые, строго говоря, не характеризуют породу как таковую, но дают дополнительную
Информацию о ней, которая часто имеет важное генетическое значение.
Одним из таких методов является спектральный анализ. При очень высокой температуре вещество испаряется, слагающие его отдельные
атомы за счет этой энергии возбуждаются и излучают сnецифические
•-. _ , -~ J·!iflia
1/111 ft'# ltiO 111# ~ ll/JIJ't" fltl IIJO 6f/C 1/)q IIJtiQ .IJIJO'r (а' 11-,~ 1
'111 ~
Rf
!
.
.!
1
.1
!
PIIC. 5.
д•t~L'П.ные qшаые llatpeBaюUI раэ.1ичных
~
QUaнou и JIP., 1974, « Методw ... 11, 1957)
:1
А • арбонатw: 1- 1(&.1~Wrr; 2 - Nante:J1rr; 3 - JJono>mт; 4 -
~I%NaCI;
5 - JIOJIO>OO С IНicq!lrtON; 6 - Jlfl(epнт; 7 - .i10110)JifТ С Ш1111mrтo•t; В, 9 - е~шерит; 10 - бреnнер•rт; 11 ~;J2-араrонмт; 13-пuро~tаrнезкт. )) -
1":IIIНW И CJIIO.!IIol:
1-
IC80ЛI!HifТ; 2, 3 - )IIIКIШT;
4-
ГМЛ)'!JJ!Т; 5 - ферр1!ГаJ!Луа311Т; 6 - 1\el!.!!eJШrr;
1 U/1 IQJ 11'/1
7-
Nll
liiJГIN:T
II!ОТNйрWIЛОННТ; J ·
ltОirтрОю!Т;9-монотермиr, 10, 11-нлл11т; 12-8.Л.1офан; 14, 15, !б-мусковит; 17-nшромусков•rr; 18-верwнхупит; 19·
I'М)'ICOIO!Т.
~
для каждого элемента спектры. Изучение этих спектров и сравt1ение их с эталонами позволяют определять набор элементов и их концентрации.
Спектральный
анализ
относительно дешев,
обладает
высокой
nроизводительностью и чувствительностью (для некоторых элементов
до 10....-IO.s %), что позволяет
устанавливать наличие и содержание
нескольких десятков элементов, используя очень небольшое количество
вещества.
Вместе
концентраций элемента
в
с
тем,
достоверное
имеет определенные
количестве
целых
количественное
ограничения
процентов,
а
определение
при
-
часто
н
содержании
десятых
долей
процента, его количественное определение невозможно. Поэтому метод используют для определения «малых элементов», содержание которых
находится на уровне 1о·2
-
1o·s %, то есть именно тех, определение
содержания которых химическими методами невозможно, либо чересчур сложно.
Наличие же тех или иных элементов, их соотношения часто
дают очень ценную информацию о геохимических условиях образования и иреобразования пород. В
настоящее
время
весьма
распространено
определение
изотопного состава элементов, особенно стабильных изотопов углерода, кислорода,
серы,
а
в
последние
годы,
стронция
и
редкоземельных
элементов.
Изотопный
состав
не
характеризует
nороду
с
точки
зрения ее
состава, структуры н текстуры. Вместе с тем, исследования изотопного
состава очень важны. Дело в том, что существует н установлен целый
ряд природных процессов, которые ведут к фракционированию изотопов одного элемента, смещению
с,.андарту.
Выявление
изотопного равновеси11
такого
смещени11
позволяет
по отношению
к
реконструировать
механизмы, определяющие такие смещения и условия их реализации. По изотоnам кислорода, наnример, устанавлнваютсJI палеотемпервтуры, по
изотопам
углерода
можно
судить
о
биогенном
или
абиоrенном
образовании карбонатов, со значительной долей вероятности разделять
пресноводные и морские карбонаты и т.д.
2. МЕТОДЫ
ОБРАБОТКИ И ГРАФИЧЕСКОГО ИЗОБРАЖЕНИЯ ДАННЫХ АНАЛИЗОВ
Лолучение результатов аналитических исследований
-
важнейший,
но лиwь первый этап их литологического осмысления и исnользования и
нуждаются в определенной дополнительной обработке. Это касается как данных по одному образцу, так и в особенности данных серии анализов. Лодобная обработка и графические nостроения иреследуют ряд целей: пересчет аналитических данных дла точного наэваниа nороды,
в том числе оnределения ее минерального состава;
получение доnолнительной характеристики nороды; изучение изменений nараметров nород (состава, структуры,
текстуры, фауны, сnецифических минералов и др.), а также
no разрезу и
наборов пород
определение условий
по площади;
образованна отложений
с
nомощью
«генетических диаграмм» н др.
2.1.
Некоторые методы пересчета аналитических данных
Прежде
всего,
>,
1972,422 с.
Гросгейм В.А. Рожков Г.Ф. Основные вопросы гранулометрии в геологии
1/ Литология
Иванова
и полезные ископаемые.
В.П.,
1971. N~ 5.
Касатов Б.К., Красавина Т.Н.,
Разинова Е.Л.
Термический анализ минералов и горных пород. Л.: Недра,
1074. 339 с.
Крумбейн В.К., Слосс С.С. Стратиграфия и осадкообразование. М.: Гостоnтехиздат,
1960. 411
с.
Кузнецов В.Г. Осадочные горные породы. классификация. Учебное пособие. М.: ГАНГ,
1998. 54
Состав, строение, с.
Кузнецов В.Г. Минералы осадочных пород и их определение.
Учебное пособие. М.: РГУ нефти и газа.
1998. 77 с.
Логвинемко Н.В., Сергеева Э.И. Методы оnределения осадочных nород. Учебное пособие. Л.: «Недра>>,
1986. 240 с.
Методы изучения осадочнь1х nород. М.: Госгеолтехиздат, т.
1 611
с, т.
1957.
11 564 с.
Мильнер Г.Б. Методы исследования осадочных nород. Перевод с англ. М.: «Недра>>,
1968, т.l, 500 с., т.
Н.
568 с.
Наумов В.А. Оnтическое оnределение компонентов осадочных пород. Сnравочное пособие. М., «Недра>>,
1989. 347 с.
Пепитджон Ф.Дж. Осадочные породы. М.: Недра, Преображенский
И.А.,
пород. М.; Гостоптехиздат,
Саркисян
1954. 462 с.
С.Г.
1981.751
Минералы
с.
осадочных
1/1/! Рейнек
Г.-Э.,
Синrх
осадконакопления. М.: Недра,
И.Б.
Обстановки
терригеиного
1981.439 с.
Рухин Л.Б. Основы литологии. Изд. 3-е, Л.: «Недра», Справочник по литолоrии. М.: Недра,
1969. 703
с.
1983. 509 с.
Справочное руководство по петрографии осадочных ПОJЮд. Л.: Гостоптехиздат. Т. Фролов
1 486 с.
В.Т.
Т.
2 520 с.
Руководство
к
лабораторным
занятиям
по
петрографии осадочных пород. М.: Изд-во Московского университета,
1964.310 с. Шванов В.М. Песчаные породы
«Недра»,
и
методы
их изучения.
Л.:
1969. 248 с.
Юдович Я.Э., Кетрис М.П. Основы
литохимии. СПб.: Наука,
2000. Bjorlikk.e К. Sedimentology and petroleum geology. Berlin, Springer, 1989.363 р Hansen К. Lagoon sediments in Greenland in book. «Deltaic and marine deposits». Development in sedimentology, v. 1. Elsevier, 1964, Amsterdam, р. 165-169. Passega R. Texture as characteristic of c\astic deposition. Bull. Am. Assoc. Petrol. Geol. 1957, v. 4l,N!!9, р. 1952-1984. Passega R. Grain size representation
Ьу СМ
pattems as
tooi//Journal Sedimentary Petrology. 1964. V. 34. N 4
а
geological