Фролов В.Т. Руководство к лабораторным занятиям по петрографии осадочных пород

Подождите немного. Документ загружается.

Таблица 11

Номенклатура средне-мелкообломочных и глинистых пород смешанного

гранулометрического состава

Содержание фракций, %

№ поля

на Название пород

песка

алеврита

глины

рис. 9

>0,1

мм

(0,1—0,01

мм)

« 0,01 мм)

I. Семейство песков

1 песок чистый

100-

-90

0--10 0- -10

2 » слабо алевритистый (слабо

95-

-90

глинистый)

95-

-90

-10 0- -5

-5)

(5-

-10)

3 песок алевритистый (алевритовый)

90-

-75

10-

-25 0- -10

» сильно алевритистый

75-

-50

0,5-

-50 0- -10

4 » глинистый

90-

-75 0--10

10-

-25

» сильно глинистый

75-

-50 0-

-10

25-

-50

» глинисто-алевритистый

80-

-50

10-

-40

10-

-25

7 » алевритисто-глинистый

80-

-50

10-

-25

10-

-40

II.

Семейство алевритов

алеврит чистый

-10

100-

-90

-10

и слабо песчанистый (слабо глинистый)

-10

90-

-95

0- -5 и слабо песчанистый (слабо глинистый)

-5)

(5-

-10)

9 алеврит песчанистый (песчаный)

10-

-25

90-

-75

0- -10

10 » сильно песчанистый

25-

-50

75-

-50 0- -10

» глинистый

0--10

90-

-75

10-

•25

» сильно глинистый 0--10

75-

-50

25-

-50

» глинисто-песчанистый

10-

-40

80-

-50

10-

-25

» песчанисто-глинистый

10-

-25

80-

-50

10-

-40

III.

Семейство глин

глина чистая и

-5

100—

-90

слабо алевритистая (слабо песчанистая) 0--5

-10

95-

-90 слабо алевритистая (слабо песчанистая)

(5-

-10)

-5)

глина алевритистая (алевритовая)

-10

10-

-25

90-

17 » сильно алевритистая 0--10

25-

-50

75-

-50

18 » песчанистая (песчаная)

10-

-25 0--10

90-

-75

19 » сильно песчанистая

25-

-50

-10

75-

-50

» песчанисто-алевритистая

10-

-25

10-

-40

80-

-50

21 » алеврито-песчанистая

10-

-40

10-

-25

80-

-50

IV. Семейство неотсортированных

пород

22 песчано-алевритовая порода

50-

-25

50-

-25

0- -25

23 алеврито-глинистая порода 0--25

50-

-25

50-

-25

24 песчано-глинистая порода (смешан-

ная)

50-

-25 0 -25

50-

-25

25 песчано-алеврито-глинистая порода

(резко разнозернистая)

50-

-75

50-

-25

50-

-25

http://jurassic.ru/

классов обозначают двух- или трехчленным названием, в

котором перечисляются (через черточку) основные компо-

ненты (см. табл. 11, стр. 90, 128—130, рис. 13).

Классификация обломочных пород по минералого-петро-

графическому составу обломков разработана значительно

меньше гранулометрической, хотя группы и некоторые основ-

ные типы выделяются большинством исследователей. Все об-

ломочные породы по составу часто подразделяются на три

группы: мономинеральные, олигомиктовые и полимиктовые

(табл. 12)..Породы первой группы редки, поскольку чисто

Таблица 12

Классификация и номенклатура обломочных пород по

минералого-петрографическому составу обломков

(по Г. Ф. Крашенинникову, с изменениями)

Содержание основных компонентов

(по группам)

кварц

обломки гра-

нитоидов, ка-

лиевый поле-

вой шпат,

плагиоклаз

кислый

обломки про-

чих пород,

плагиоклаз

основной,

темноцветные

минералы

Кварцевые

100—90

0—10

Субаркозы

90-50

10-50

0—25

Аркозы

0—50

100—50

0—10

Субграувакки 90—50

0-25 10—25

Граувакки

0-25

0—25

100—50

Аркозо-граувакки

50-0

75-25 25-50

Граувакко-аркозы 50-0

25—50 75—25

мономинеральных пород нет. К указанной группе можно от-

нести породы, в которых содержание главного компонента

приближается к 100%. Это почти исключительно кварцевые

пески (например, белый песок аптского возраста г. Москвы

и других окрестных мест). Изредка встречаются почти чисто

полевошпатовые пески. Олигомиктовые, или малосмешанные,

породы характеризуются также значительным преоблада-

нием (60—90%) одного компонента над другими. Это также

практически только кварцевые пески; мономинеральные

кварцевые пески можно рассматривать, следовательно, в ка-

честве одного из типов олигомиктовых пород.

http://jurassic.ru/

Группа полимиктовых пород отличается от предыдущих

большим распространением в стратисфере и богатством ти-

пов.

Издавна в ее составе выделяют такие естественные типы,

как аркозы и граувакки, или аркозовые и граувакковые по-

роды— конгломераты, гравелиты, песчаники и т. п. Однако,

если аркозы большинство геологов понимают одинаково

—•

как породы, состоящие из калиевого полевого шпата, кис-

лого._Тпгагйоклаза и такого же или несколько меньшёТгт-ко-

личеств1ГкВ"арца";

т. е."как продукты разрушения

Т^антттидов

(аркозовые конгломераты состоят в основном именно из це-

лых обломков этих пород), то термин «граувакка» менее

определенен.

Первоначальное узкое его понимание — как продуктов

разрушения основных интрузивных пород — практически

оставлено всеми геологами, поскольку такие породы редки.

Из существующих в настоящее время наиболее распростра-

нены две точки зрения на граувакки: по одной из них они

представляют собой продукты разрушения основных и сред-

них (естественно, и ультраосновных) магматических, интру-

зивных и эффузивных пород, метаморфических сланцев,

а также отчасти и осадочных пород типа аргиллитов; по дру-

гой—

это все полимиктовые породы, за исключением арко-

зовых, т. е. включаются сюда и продукты разрушения кислых

эффузивов, кварцитов, известняков и других пород; иначе они

выделяются в качестве полимиктовых пород в узком смысле

наряду с аркозами и граувакками среди полимиктовых пород

вообще (см. табл. 12).

Смешанные породы, состоящие из примерно равного ко-

личества аркозового и грауваккового материала, многие ли-

тологи (Рухин, 1961; Крашенинников) предлагают называть

аркозо-граувакками. Кроме того, выделяются субаркозы и

субграувакки — породы, близкие по составу к соответствую-

щим типам, отличающиеся от них меньшим содержанием по-

левых шпатов (для аркозов) или типично грауваккового ма-

териала (например, породы, промежуточные между ними и

олигомиктовыми).

Поскольку граувакки и в том и в другом понимании пред-

ставляются довольно разнообразным типом, некоторые лито-

логи предлагают в его составе различать самостоятельные

типы, например вулканомиктовые граувакки — породы, сло-

женные обломками эффузивов, граувакки из метаморфиче-

ских сланцев и т. д. Другие, более частные классификации

обломочных пород (в частности, по составу и типам цемен-

та),

рассматриваются ниже (стр. 103—104).

http://jurassic.ru/

Порядок изучения

Обломочную породу, как и любую другую, сначала изу-

чают и описывают макроскопически, в образце, а затем при-

меняют иные лабораторные методы, прежде всего, механи-

ческий анализ. Однако в настоящее время до механического

анализа обычно породу изучают в шлифе, что позволяет бо-

лее рационально выбрать и методику механического ана-

лиза. Изготовление шлифов, как уже отмечалось, является

теперь делом относительно простым и недорогим и часто

осуществляется уже в полевой период. Освоено изготовление

шлифов и из рыхлых пород.

Вслед за изучением породы в шлифе и механическим ана-

лизом обломочную часть ее изучают под бинокуляром и

в иммерсионных препаратах. На этом исследование обломоч-

ных компонентов чаще всего заканчивается. В дальнейшем

изучают обычно только цемент породы. Для этого применяют

более тонкие, часто и более дорогие методы: окрашивание,

химический, термический и рентгеноструктурный анализы,

электронный микроскоп и некоторые другие.

Итак, можно рекомендовать следующий общий порядок

изучения обломочной породы:

Макроскопическое изучение.

Изучение в шлифе.

Механический анализ обломочных компонентов.

Изучение под бинокуляром.

Методы сепарации по удельному весу, магнитности и

другим свойствам.

6. Иммерсионный метод (изучение в иммерсионных пре-

паратах) .

Окрашивание

8. Термический анализ

9. Химический анализ

10.

Электронный микроскоп

11.

Рентгеноструктурный анализ

12.

Изучение физических и физико-механических свойств

и другие специальные методы.

В зависимости от целей и задач исследования, а также

(в некоторой мере) от типа породы этот порядок изучения

может несколько меняться, а само изучение дополняться

другими методами или, наоборот, сокращаться. Так, рыхлые

породы часто сразу после макроскопического описания под-

вергаются механическому анализу. Для изучения грубообло-

мочных пород в целом гораздо большую роль, чем для

только для цемента

http://jurassic.ru/

средне-мелкообломочных (песчано-алевритовых), играют

макроскопические исследования, поскольку многие струк-

турные (размер зерен, их форма, сортировка) и текстурные

(ориентировка уплощенных обломков) особенности и зача-

стую состав обломков хорошо устанавливаются визуально

и не могут быть полно изучены из-за крупных размеров в

шлифах. Наоборот, для псаммитов и алевритов визуальное

изучение дает несколько меньше, а микроскопическое —

больше данных, чем для псефитов.

Макроскопическое изучение

Общая схема макроскопического изучения (стр. 10), т.е.

последовательное определение и описание цвета, строения

(структуры, текстуры), состава, крепости, пористости, вклю-

чений и вторичных изменений, справедлива и для обломоч-

ных пород. Поэтому ниже мы остановимся в основном на тех

особенностях изучения, которые дополняют и конкретизи-

руют эту схему для данной группы пород.

Цвет обломочных пород определяют по цвету обломков,

цемента или тонкорассеянным красящим примесям. Пере-

численные составные части породы нередко имеют различ-

ную окраску, что в достаточно крупнозернистых породах

(конгломератах, брекчиях, гравелитах и др.) проявляется

в неоднородной, пестрой окраске. В этих случаях опреде-

ление общего цвета породы затруднено. Приходится писать

о ее пестрой окраске и отмечать, что она обусловлена опре-

деленным, часто тоже различным, цветом обломков и иной

окраской цемента (или наличием в нем тонкорассеянного

красящего вещества). Все же в большинстве случаев и для

подобных пород удается выявить, если рассматривать их на

достаточном удалении, одну общую окраску или какой-то

один общий ее тон (бурый, красный, розовый, зеленоватый

и т. д.). Поскольку эта общая окраска важна для характе-

ристики породы, надо всегда стремиться ее уловить и не

ограничиваться только констатацией пестрой окраски и ха-

рактеристикой цвета разных компонентов породы.

Строение — структура и текстура—для характеристики

обломочных пород имеет большее, чем для других пород,

значение: структуры являются их основным классификацион-

ным признаком, а текстуры, будучи весьма разнообразными,

дают много для выяснения условий осадконакопления.

Структура обломочных пород — размер, форма зерен и

сортировка (степень равно- или разнозернистости) —должна

http://jurassic.ru/

быть достаточно точно определена уже в поле, а также и при

визуальном изучении образца, так как на этом признаке

основано название породы (например, «песок», «гравий»,

«конгломерат», «брекчия» и т. д.).

Визуально структура пород разной крупности зерна опре-

деляется не с одинаковой точностью и полнотой. В грубо-

обломочных породах, а также зачастую и в грубо-крупнозер-

нистых песчаниках макроскопически хорошо видны все осо-

бенности структуры; они могут быть довольно точно оценены

«на глаз» или с помощью простейших приемов — измере-

нием линейкой или миллиметровой бумагой и использова-

нием различных транспарантов. В более мелкозернистых

песчаниках и алевролитах размер зерен, степень сортировки

и особенно форма зерен простым, невооруженным глазом

устанавливаются труднее, и это заставляет прибегать к по-

мощи лупы. Нередко, однако, и в этом случае размер и форму

самых мелких зерен трудно точно оценить.

Размер

зерен можно определить макроскопически с раз-

ной степенью точности в зависимости от задачи исследо-

вания, имеющегося времени и крупности зерна породы. Как

минимум, необходимо определить размер преобладающих зе-

рен и на этом основании дать название породы, т. е. отнести

к определенному гранулометрическому классу (валуны —

глыбы, гальки — щебень, гравий, песок, алеврит) и грануло-

метрическому типу внутри этих классов (крупный, средний,

мелкий).

Чаще же размер зерен характеризуют более обстоятель-

но:

1) измеряют самые крупные и самые мелкие обломки,

что дает представление о всем гранулометрическом спектре

породы и отчасти характеризует ее отсортированность;

2) из этого спектра выделяют тот интервал, который заклю-

чает зерна, составляющие основную часть породы, т. е. вы-

деляют преобладающую фракцию; по этой фракции и назы-

вают породу (например, «конгломерат крупногалечный»,

«брекчия мелкообломочная», «гравелит мелкозернистый»,

«песчаник грубозернистый» и т. д.); 3) определяют содер-

жание (желательно в процентах) преобладающей фракции

от обломочной части породы, что дает возможность оценить

степень сортировки (см. стр. 97).

При необходимости и возможности более подробно изу-

чить структуру на определенном типичном участке породы

(обычно грубообломочной) измеряют все зерна; затем их

разбивают по стандартным фракциям (см. стр. 85, табл. 10),

т. е. производится гранулометрический анализ.

http://jurassic.ru/

Следует указать на некоторые особенности, трудности и

ошибки, встречающиеся при измерении зерен. Во-первых,

неизометричные (удлиненные) обломки очень часто изме-

ряют по наибольшему размеру (длине), тогда как более

правильно измерять их средний диаметр (ширину), который

является эффективным — определяющим при механическом

анализе на ситах (стр. 109): он будет определять, пройдет ли

данный обломок через сито и, следовательно, окажется ли

в более мелкой или более крупной фракции. Вообще, для

более правильной оценки массы (веса) обломка, когда при-

ходится ограничиваться измерением одного, а не всех трех

диаметров, важен именно средний из них. При необходимо-

сти измерять величину обломков в одной плоскости, напри-

мер,

на кливажной поверхности крепкосцементированных

конгломератов, как и при измерении в шлифах (см. стр. 150),

лучше измерять обломки по наибольшему диаметру.

Это

приводит к уменьшению ошибки, вызванной срезом ряда зе-

рен не через их центр, а через краевую часть (стр. 151).

Во-вторых, преобладающую фракцию часто выделяют

макроскопически (и в шлифах) в более узких границах (на-

пример, вместо фракции 1—0,5 мм, в действительности пре-

обладающей в породе, выделяют фракцию 1—0,8 мм). Это

создает ложное представление о большой точности работы,

якобы достигнутой при визуальной оценке гранулометрии.

Кроме того, даже в идеально отсортированных породах та-

кая узкая фракция не будет составлять больше половины

обломочной части, и выделение ее не нужно для названия

породы. Следует стремиться выделять преобладающую фрак-

цию в объеме и границах обычных стандартных фракций

(см.

табл. 10), а когда это невозможно — в объеме двух со-

седних. Когда же в породе преобладающая фракция, выде-

ляющаяся очень четко, не укладывается в границы стан-

дартных фракций, не следует ее подгонять под последние,

нужно фиксировать ее естественные границы (например,

0,5—1,5 мм или 1—7 см и т. д. — см. рис. 13).

В-третьих, нередко в породе макроскопически (а иногда

и в шлифах) не удается точно установить размер минималь-

ных зерен, так как имеются все переходы от видимых облом-

ков к микроскопическим, сливающимся с цементом (в этих

случаях чаще всего глинистым). Для подобных пород в ка-

честве минимального размера приходится указывать на те

зерна, которые различаются, и одновременно отмечать, что

есть и «более мелкие, постепенно переходящие в цемент» и

«что нижний предел установить точно не удается».

http://jurassic.ru/

Сортировку

— степень равно- или разнозернистости —

обычно определяют на глаз. При этом можно различать по-

роды хорошо, средне, плохо сортированные и несортиро-

ванные. Каждая из этих степенен сортировки выражается в

определенном виде породы, по которому и судят о ее отсор-

тированное™. Естественно, для этого у геолога должны быть

выработаны эталонные зрительные представления, неодно-

кратно проверенные на опыте. Неизбежный субъективизм

в оценке сортировки породы не должен быть препятствием

в попытках дать ее характеристику. Во-первых, при навыке,

даже небольшом, субъективизм может быть значительно

уменьшен, в чем нетрудно убедиться уже на Занятиях: про-

смотрев раз-два породы различной отсортированное™, боль-

шинство студентов начинают однозначно определять степень

отсортированное™ новых пород и у них вырабатывается

профессиональный глазомер. Во-вторых, при макроскопиче-

ском описании практически все литологические признаки

(и цвет, и структура, и крепость, и состав и т. д.) оцени-

ваются на глаз, с неизбежной долей субъективизма; но из-за

этого никто не собирается отказываться от визуального изу-

чения пород, а, наоборот, подчеркивается его значение. Оно

заключается, как уже отмечалось, в быстроте и, следова-

тельно, в охвате большого количества пород (образцов) при

достаточной точности и объективности.

Для большей объективности, определенности и конкрет-

ности в оценке сортировки можно ввести некоторые количе-

ственные показатели при ее характеристике. Один из спосо-

бов количественной оценки'— определение содержания в по-

роде (или обломочной части) преобладающей фракции стан-

дартного объема. Действительно, чем лучше порода отсор-

тирована, тем больше в ней содержится зерен какого-то

одного размера, выделяемых как преобладающая фракция.

В лаборатории петрографии осадочных пород Москов-

ского университета пользуются следующими количествен-

ными показателями при оценке степени сортировки.

Содержание (в %) преобладающей фракции

стандартного объема . .Степень сортировки

свыше 70 (или 65)

от 70(65) до 55 (50)

хорошая

' средняя

'плохая

от 55(50) до 45(40) .....

i•.-.<

меньше 45 (или 40), т. е. преобладаюг

щая фракция практически .не, выде-

порода не сортиро-

. пана ,

ляется

4 Зак. 172

http://jurassic.ru/

Быстро и с необходимой для визуального изучения точ-

ностью определить содержание преобладающей фракции

можно с помощью таблиц, аналогичных тем, которые пред-

ложил М. С. Швецов (1958, стр. 204; рис. 1).

Следует, однако, предостеречь против абсолютизации

предложенных цифр как количественных границ степеней

сортировки и против переоценки метода в целом. Цифры

надо считать ориентировочными; они могут уточняться. Точ-

но определить содержание преобладающей фракции визуаль-

но невозможно без подсчета, поэтому часто приходится огра-

ничиться установлением степени сортировки по виду породы.

Содержание преобладающей фракции — хотя и важнейшая,

но не единственная характеристика сортировки породы.

Имеет значение и широта гранулометрического спектра по-

роды (размах между самыми крупными и самыми мелкими

зернами). Вероятно, для более правильной характеристики

отсортированности следует различать мелкообломочные и

грубообломочные породы и принимать для них несколько

различные значения содержания преобладающей фракции.

Все эти оговорки, однако, не отвергают данного способа

оценки сортировки при визуальном изучении. Даже при уста-

новлении степени сортировки по виду, без определения со-

держания преобладающей фракции, знание и единообразное

понимание границ этих степеней необходимо, как необходи-

мо и знание границ гранулометрических фракций при опре-

делении гранулометрического типа породы, хотя последний

обычно мы определяем не измерением зерен, а тоже на глаз.

Форма

обломков в грубообломочных породах — важный

классификационный признак, по которому их подразделяют

на два больших ряда:

1) валуны, гальки, гравий и конгломераты, гравелиты—

характеризуются окатанной формой обломков;

2) глыбы, щебенка, дресва и брекчии — характеризуются

неокатанной формой обломков.

В средне-мелкообломочных породах (часто — в гравели-

тах) степень окатанности не учитывается в названии породы,

но остается ее важным генетическим признаком, который

обязательно описывается при изучении.

Таким образом, при характеристике формы обломков от-

мечают прежде всего степень их окатанности. Чаще всего по

этому признаку обломки подразделяют на 3 группы:

1) окатанные — обработана практически вся поверхность,

и зерна приобретают округлую, эллипсоидальную и близкую

к ним форму (рис. 10,6);

http://jurassic.ru/

2)'полуокатанные — закруглены только углы, иногда —

лишь некоторые, а в целом первичная форма обломков со-

храняется (рис. 10, в);

3) неокатанные, или угловатые, — необработаны и углы,

и обломки практически не несут следов окатанности

(рис.

10,

г).

Рис.

10. Форма обломочных зерен по 'степени окатанности:

а — хорошо окатанные, б— окатанные, в— полуокатанные, г — не- "•

окатанные, или угловатые, д — остроугольные, или резко угловатые

Нередко при необходимости более, детальной характери-

стики формы обломков по степени окатанности используют

пятичленную классификацию, выделяя; 1) из группы окатан-

ных зерен приведенной выше трёхчленной классификации хо-

рошо окатанные зерна, характеризующиеся наиболее пра-

вильной шаровой или эллипсоидальной формой (рис. 10, а)

и 2) из группы неокатанных зерен — остроугольные, или рез

ко угловатые (рис. 10, с?). •

:При макроскопическом описании помимо степени окатан-

ности часто важно отметить степень изометричности (или

удлиненности) обломков. Обычно различают обломки: 1) изо-

метричныё — все три измерения равны,- или наибольший диа*

метр превышает наименьший не больше, чем в 1,5 раза, и

2) неизометричные, или удлиненные, —-превышение большего

диаметра над меньшим достигает 1,5 и более раза. В этом

ряду условно могут быть выделены обломки уплощенные,

характеризующиеся заметно меньшей толщиной по сравнен

нию с двумя, другими измерениями. • =

В заключение описания^ форйы необходимо отметить связь

Ос

О;

"99

http://jurassic.ru/