 |
Глава 3. Методы исследований
|
|
|
|
Изучения пайхойских песчаников выполнялось следующими методами: оптико-микроскопический, гранулометрический анализ песчаников в шлифах, дробление пород, минералогический анализ тяжелой фракции, рентген-флюоресцентный анализ, спектральный полуколичественный. Самым главным, наиболее объективным, основным методом исследовании являлся оптико-микроскопический метод, позволяющий получить информацию об составе, текстуре и структуре пород и наблюдать характер окатанности, обломков, выявить минеральные и органические включения, структурно – текстурные преобразования и следовательно установить историю формирования породы в целом, восстановив возможные источника сноса.
Изучение пород в шлифах оптико – микроскопическим методом.
Изучение обломочной породы в шлифах проводили после общего знакомства, с ее строения, т. е со структуры и текстуры. Структура не исчерпывается зернистостью или гранулометрией (включающей сортировку) и формой зерен, а определяется также соотношением обломочной части и цемента и типом последнего. Размер зерен основной элемент в понятии «структура» и главный классификационный признак осадочных пород.
Структуру обломочной части в шлифе изучал с равной степенью детальности, исследовал ее в объеме макроскопического описания: измерял диаметр самых крупных и самых мелких размеров и диаметр конечных граничных зерен преобладающей фракции: визуальным определением степени сортировки, формы зерен и соотношением последнего с размером т. е. выяснял не отличаются ли зерна разного размера лучшей окатанности или другими особенностями формы. Прежде чем назвать породу, выделил из этого спектра главную преобладающую фракцию. Определив степень содержания преобладающей фракции дается возможность оценить и степень сортировки. При описании формы помимо определения степени окатанности (см. главу 5) я отмечал степень изометричности и неизометричности обломков, а также корродированность их, что довольно часто наблюдается в обломочных породах.
|
|
|
В шлифе структуру я изучал детально, был проведен гранулометрический анализ, путем измерения подряд поперечников 200 зерен (см. главу 5). Измерение проводил окуляром с линейкой. На шлифах – обычно перпендикулярно слоистости. Измерения зерен распределял по фракциям (таблица в главе 5)
Так как в шлифах я имел дело со срезами зерен, проходящим не всегда через их центр, то содержание мелких фракций завышалось, а крупных – занижалось.
А. М. Журавский установил, что средний размер песчаных зерен в шлифах приблизительно на 25 % меньше действительного. Следовательно, для получения последнего я полученный в шлифах размер умножил на 1,25 % (Фролов 1964).
Минералого - петрографический состав обломочной части определялся по кристаллографическим и оптическим свойствам – цвету, форме, спайности, оптического характера минерала (изотропный, анизотропный), показателя преломления, двупреломления, характера угасания, удлиннения, плеохроизма, включений и т. д.
При определении размеров зерен каждого минерала (или обломков пород) и описание формы – окатанности, степени изометричности, габитуса, кристаллографических очертаний – все это помогает при диагностике этих компонентов и выявляет их разнородность. Изучение связи размера и формы с минералого – петрографическим составом не является, как это кажется на первый взгляд повторением описанием этих свойств, данного при характеристике структуры, когда надо было отвлекатся от отдельных минералов, чтобы увидеть их общий размер и общую степень окатанности, в которых отражены условия их переноса в едином потоке независимо от состава.
|
|
|
Из породообразующих минералов является кварц и полевые шпаты. Поскольку кварц устанавливался без труда, при его описании определялся характер погасания (нормальный или волнистый), наличие включений, трещиноватость и другие индивидуальные особенности. При характеристике полевых шпатов уделялось внимание особенности их двойникового строения, характер вторичных изменений (пелитизация калиевых полевых шпатов, серитизация кислых плагиоклазов), по которым определялся минерал и его приблизительный состав (у плагиоклазов). Особое внимание обращалось на обломки пород, которые в шлифах диагностируются большей частью хорошо. Их характеристика включает помимо названия цвет, форму, структуру и текстуру, состав, степень сохранности. При определения этих компонентов потребовались знания не только осадочных, но и магматических и метаморфических пород, поскольку они встречаются в обломках. Характер вторичных изменений сам является хорошим диагностическим признаком, позволяющим определить если не конкретный тип породы (базальт), то принадлежность к одной из групп – кислым, средним и основным эффузивам.
По структуре цемент определяется в зависимости от соотношения количества обломков к занимаемому объему цемента. Тип цемента по составу устанавливался так же аналогично, как и все остальные минералы. Цемент часто трудно было отделить от обломочной части песчаников, из-за что многие обломки при постседиментационных изменений разрушаясь переходили в связующую (цементирующую) массу.
Следующим этапом в изучении песчаников было установление их типа по вещественному составу. В зависимости от минерального состава, соотношения в породе кварца, полевых шпатов и обломков пород по классификации В.Д. Шутова песчаники подразделяются на: кварцевую группу, аркозовую группу и граувакковую группу (Крашенинников 1988).
Кварцевая группа делится на: мономиктовые кварцевые, кремне – кластито – кварцевые, полевошпат – кварцевые, мезомиктовые кварцевые.
Аркозовая группа: собственно – аркозы и граувакковые аркозы.
Граувакковая группа: кварцевые, полевошпат – кварцевые, кварц – полевошпатовые, полевошпатовые и собственно граувакки.
|
|
|
Далее было построение кумулятивных кривых, пригодных для вычисления количественных параметров, свойственных породе. Построение было следующее: по оси абцисс (горизонтальная линия) в логарифмическом масштабе ранжируются все фракции, а по оси ординат (вертикальная) в обычном десятичном масштабе обозначаются проценты от 0 до 100%. Первую фракцию обозначил точкой, соответствующей ее количество следующей фракции (по оси абцисс). Затем к этой цифре прибавлял количество следующей фракции и обозначал очередной точкой, возвышающейся над первой. Далее содержание каждой фракции суммировал с предыдущими, что в сумме получилось 100%. Затем все точки соединил плавной кумулятивной кривой. Она у плохо сортированных пород - пологая со многими ступенчатыми изгибами, а у хорошо отсортированных растет вверх.
Следующим этапом в изучении песчаников я определял способ переноса осадков в водной среде по диаграмме Р. Пассеги (Кузнецов 2012). В настоящее время для определения генезиса водных осадков данная диаграмма считается наиболее удачной. По мнению автора этой диаграммы, способы переноса и отложения обломков могут быть определены соотношением двух основных параметров – максимального размера С1, определяемого как 99% квартиль, т. е. такой размер, относительно которого более крупные зерна составляют 1% по массе, и медианного диаметра. Последний он обозначает буквой М. Диаграмма, где на оси абцисс в логарифмическом масштабе откладывается значение М, а по оси ординат в том же масштабе – значение С1 называется диаграммой (см. диаграмму в главе 5).
Поскольку способы переноса и отложения обломков зависят от динамики водного потока, которая в значительной мере определяет физико – географическими условиями, то на основе диаграммы СМ можно с определенной степенью вероятности восстанавливать эти условия.
Следующим этапом работы было извлечение акцессорных минералов из песчаников.
Схема процесса дробления была следующая: образец породы песчаника кладется в ступу и дробится пестиком до размеров 0,25 мм. Далее образцы в лаборатории насыпают в лоток, заливают воду, помешивают и удаляют муть. Легкая фракция (суспензия, находящаяся во взвешенном состоянии) всплывает, а остальная часть дробленного материала погружается в тяжелую жидкость (бромоформ, удельный вес 2,75 – 2,85 г/см3).
|
|
|
Далее остатки после бромоформирования высушивают и промывают в спирте. Разделением песчаников по электромагнитным фракциям занималась научный сотрудник института геологии И. В. Швецова. Был проведен минералогичесий анализ путем разделения электромагнитом на фракции: магнитные (магнитные минералы), слабомагнитные и немагнитные минералы.
Изучение обломочной породы в шлифах я начал после общего знакомства, с ее строения, т. е со структуры и текстуры. Структура не исчерпывается зернистостью или гранулометрией (включающей сортировку) и формой зерен, а определяется также соотношением обломочной части и цемента и типом последнего. Размер зерен основной элемент в понятии «структура» и главный классификационный признак осадочных пород.
В шлифе структуру я изучал детально, был проведен гранулометрический анализ, путем измерения подряд поперечников 200 зерен (рис 6; 7)
продолжение рисунка на следующей странице
Рис 6. Гранулометрический и минералогический анализ 200 обломков шлифа 9051/2 (песчаник среднезернистый).
продолжение рисунка на следующей странице
Рис 7. Гранулометрический и минералогический анализ 200 обломков шлифа 9012/1 (песчаник мелкозернистый).
По результатам исследований спектрально – полуколичественного анализа, была дана приблизительная оценка процентного содержания элементов в исследуемых песчаников с целью сравнения с данными, полученными в результате изучения оптико – микроскопическим методом, а так же является дополнением к нему, для того, чтобы получить более полное представление об изучаемых песчаных пород.
|
|
|
