Гриффитс Дж. Научные методы исследования осадочных пород

Подождите немного. Документ загружается.

ГЛАВА 1

примеров. Эмпирическая попытка такого рода [365] состояла в сравнении

результатов измерений, полученных различными методами по каждому из

32 образцов, отобранных от трех различных типов пород. Анализируя эту

попытку, можно заключить, что породы разного минерального состава

нельзя изучать одним и тем же способом. Для пород простого состава, таких,

как кварциты, различия между результатами оказались незначительными

[136]. Но по мере усложнения состава резко увеличивалась и разница в ре-

зультатах, полученных разными методами.

В заключение следует напомнить, что если сравнивают серию образцов

с целью определить их различия, то для этого достаточно любой стандартной

методики. Однако различная методика приносит и различную информацию:

например, методом пипетки определяют пропорцию классов определенного

«размера» в весовых единицах; в шлифах ту же пропорцию определяют

по числу зерен; если же важнейшей переменной является размер зерен

кварца, то ни осаждением в воде, ни просеиванием мы не получим значений,

которые бы поддались смысловой интерпретации (естественно, что здесь не

имеются в виду породы очень простого состава, например кварциты). В по-

следнем случае рекомендуем измерять зерна в шлифах. С другой стороны,

если нужно определить количество илистых частиц, независимо от их со-

става наилучший результат дает «мокрая» седиментация.

Значения, получаемые по всем рассмотренным методам, никоим обра-

зом нельзя относить к истинным размерам зерен, так как каждым способом

определяется единая результирующая переменная, являющаяся сложной

функцией трех или большего числа взаимодействующих переменных. Если

нужно сравнить результаты, полученные способами просеивания и измере-

ния в шлифах, лучше всего следовать эмпирическим путем. Теоретические

расчеты для предсказания результатов экспериментальных анализов оса-

дочных пород оказываются безуспешными.

4.10. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАЗМЕТОВ

ПУТЕМ НЕПОСРЕДСТВЕННОГО ИЗМЕРЕНИЯ СВОБОДНЫХ ЗЕРЕН

Любой совершенный способ определения размеров должен удовлетворять

ряду требований. Определение размеров зерен пород для момента их осаж-

дения настолько сложно, что задача эта не решается с помощью лишь одного

способа. Одно из требований состоит в том, что любой способ можно успешно

применять к породам, значительно отличающимся по степени их консолида-

ции, избегая при этом, по возможности, грубых и трудоемких процедур

дезинтеграции. Другое требование основано на том, что минеральный состав

является сложной переменной. Определение размеров зерен независимо от

их состава и пропорций зерен различного состава не обеспечивает достиже-

ния поставленной цели, так как при этом будет определен лишь средний

размер всех зерен. Если же зерна имеют разный состав, интерпретировать

полученный средний размер будет трудно. Все рассмотренные способы

в этом смысле оказываются несостоятельными. Отсюда второе требование·

заключается в необходимости упростить минеральный состав, т. е. найти

метод, который можно применять к какому-то одному минеральному виду.

Способ определения размера в шлифах удовлетворяет обоим требова-

ниям. К сожалению, объект изучения остается агрегатным, вследствие чего

из-за зерен другого минерального состава наши измерения грешат ошиб-

ками. Наиболее трудно учитываемые факторы — ориентировка и плотность

упаковки. Тем не менее эти факторы можно учесть с помощью правильно

поставленного эксперимента и получить результаты более надежные по

сравнению с результатами других способов. Если зерна кварца отделить

от других компонентов, то, вероятно, можно достичь еще более лучших

результатов.

ГРАНУЛОМЕТРИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ

Одна из основных трудностей дезинтеграции состоит в том, что на раз-

ные минералы этот процесс действует по-разному. Кроме того, получить

100- или даже 20-граммовые навески дело весьма сложное. Но мы сильно

облегчили бы задачу, если бы могли использовать, скажем, 100 зерен мине-

рала, не затронутых при дезинтеграции. Для такой цели весьма подходя-

щими представляются зерна кварца. Далее, если мы игнорируем другие

минералы, то их можно разрушать при дезинтеграции, что позволяет при-

менять любые растворители, не реагирующие с кварцем. Таким образом,

измерение свободных зерен, по-видимому, обладает рядом преимуществ.

Кроме того, при статистическом анализе рекомендуем пользоваться часто-

той встречаемости зерен, а не весовыми процентами. Для опыта достаточно

всего 50—100 зерен. Получить же несколько десятков зерен из небольшого

образца породы не составит труда. Исключение могут представлять только

наиболее сильно консолидированные кварциты.

Изучая гомогенный материал, мы уже заранее можем допустить гомоген-

ное распределение. Это допущение не соблюдается ни при одном способе,

в котором не предусмотрена сложность минерального состава. Следова-

тельно, как с точки зрения технического исполнения, так и выполнения

требований, предъявляемых к анализам, рассматриваемый метод пред-

ставляется вполне правомочным [12, 216].

Рассмотрим теперь вопрос о его теоретическом обосновании. Этот вопрос

уже поднимался в гл. 3. При измерении свободных зерен мы получаем

однозначные определения их величины, которые наиболее просто интерпре-

тировать. В данном случае измеренное значение является функцией двух

взаимодействующих переменных. Этот способ позволяет одновременно опре-

делять как величину, так и форму зерен. Величина длинной оси, измеряемая

по данному способу, по-видимому, весьма близка к ее истинному значению.

В большинстве случаев путем манипуляции положения зерна мы имеем

возможность добиться получения максимальной оси его проекции. Таким

образом, и теоретически данный способ представляется наиболее совер-

шенным.

Наконец, для данного способа можно предложить с некоторыми допу-

щениями модель интерпретации условий осадконакопления.

Здесь следует возвратиться к цели анализа размеров частиц. Геологи-

чески эта цель заключается в возможности представить условия седимента-

ции по тому размеру частиц, каким он был в период осадконакопления.

Допустим, что одновременно и параллельно в жидкости могут осаждаться

только частички гидравлически эквивалентных размеров. Этот постулат был

эффективно использован Руби [371] и Риттенхаусом [357], пытавшимися

объяснить изменения относительных содержаний тяжелых минералов

в осадочных породах.

Если исходить из этого постулата, то, обнаружив в обломочной породе

частицу кварца вместе с какой-либо другой частицей, мы можем говорить

о первичной гидравлической эквивалентности обеих частиц. Тем самым

распределение размеров кварцевых зерен отражает распределение размеров

всех других зерен осаждавшегося материала. Зная эффективную плотность

материала и распределение размеров всех зерен, ассоциирующихся с квар-

цевыми, можно также выяснить закономерцость распределения зерен, сла-

гающих этот материал.

Таким образом, если в шлифе осадочной породы обнаружены совместно

зерна кварца, обломки гранитного состава, глинистые частицы и обломки

раковин, то на основании рассматриваемой модели можно предположить,

что все они были гидравлически эквивалентны для какого-то момента вре-

мени и места отложения. Следовательно, их эффективные удельные веса были

близкими, и если плотность обломков пород больше плотности кварца, эти

обломки должны иметь меньший размер, поэтому более крупный обломок

ГЛАВА 6

раковины карбонатного состава по сравнению с кварцевым обломком будет

иметь меньшую плотность, чем этот последний; глинистые частицы осажда-

лись, вероятно, в виде сгустков. Если такую породу дезинтегрировать

и затем выяснить распределение размеров зерен методом пипетки или про-

сеивания, полученные результаты, очевидно, дадут совершенно неверную

картину условий осадконакопления, так как частицы, ведущие себя одина-

ково, окажутся в разных по размеру классах. Если же отделить только

кварцевые зерна, распределение их размеров будет отражать условия на

месте их накопления. Результаты экспериментов, проведенных различными

способами на гомогенном дезинтегрированном агрегате кварцевого состава,

будут отличаться лишь по величине лабораторной ошибки (ошибки опреде-

лений)

Оперируя с рассматриваемой моделью, мы, разумеется, исходим из

ряда допущений.

Первое допущение. Модель основана на представлении о свободном осаж-

дении зерен кварца. Но в породах, содержащих значительную примесь

глинистого материала, например в субграувакках, а возможно, в некоторых

аркозах и граувакках

, глинистые частицы скорее всего будут образовывать

сгустки, в которые включаются пылеватые частички кварца. Определить,

какая именно часть породы будет осаждаться таким образом, можно только

экспериментально. В таких крайних случаях, к которым относятся турбу-

лентные течения и различного типа мутьевые потоки, условия осадконакоп-

ления резко отличаются от условий образования «нормального» детритуса,

хотя и здесь гидравлическая эквивалентность остается главенствующим

фактором. Для упомянутых крайних случаев с помощью изучения распре-

деления размеров зерен нельзя установить условия осадконакопления,

какими бы способами ни пользовались.

Второе допущение. Мы исходим из того, что частички всех размеров

одинаково доступны наблюдениям. Это требование выполняется для части-

чек кварца, но не для других детритусовых зерен. В соответствии с прин-

ципом гидравлической эквивалентности, определив размеры зерен кварца

и зная эффективную плотность другого компонента, можно рассчитать

распределение зерен последнего. Если же затем эмпирически определить

размер зерен другого компонента, расхождение в теоретических и эмпири-

ческих данных поддается интерпретации. Здесь вновь видно, что единствен-

ный способ проверки выполнения рассматриваемого требования заклю-

чен в эмпирическом определении распределения размеров зерен кварца.

Интерпретируя условия формирования породы на основе измерений

зерен кварца, обычно исходят еще из одного допущения: размер зерен кварца

оставался неизменным с момента образования породы, т. е. эти зерна не

менялись под влиянием диагенетических и других процессов [298]. Физиче-

ская и химическая устойчивость кварца дает некоторые гарантии для этого

допущения, но для обломочных пород иного состава таких гарантий нет.

Отклонения от характера распределения зерен, вычисленные по принципу

гидравлической эквивалентности, могут служить указанием на нестабиль-

ность материала. Учитывая другие факторы, как, например, одинаковую

доступность для наблюдения, этими отклонениями можно пренебречь.

Наконец, последнее требование касается лишь сравнения распределе-

ния размеров зерен кварца и других компонентов. Чтобы обеспечить пра-

вильную интерпретацию, нужно показать, что при принятом способе опре-

делений размеров нет необходимости делать различия между кварцем и дру-

гими компонентами, т. е. не должно быть взаимодействий между способом

анализа и характером частиц.

Автор, видимо, пользуется классификацией Петтиджона и Фолка, согласно кото-

рым граувакки отличаются от субграувакк более высоким содержанием полевых шпа-

тов, обломков изверженных пород и т. п.— Прим. перев.

ГРАНУЛОМЕТРИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ

Измерение размеров свободных зерен кварца привлекает исследова-

теля тем, что только этот способ дает возможность определить истинный

размер зерна, т. е. при таком измерении исследователь может быть уве-

рен, что длинная ось зерна является действительной, а не видимой длин-

ной осью.

При небольшом количестве зерен устойчивого минерала (кварца) (обычно

50 штук) сложные операции дезинтеграции становятся ненужными и, сле-

довательно, их отрицательное воздействие на результаты измерений сво-

дятся к нулю. Как по этой последней причине, так и из-за однородности

минерального состава изучаемого компонента и нарушения сложения породы

сильно облегчается оценка полученных измерений. В основе результатов

лежит минимальный эффект взаимодействия между переменными [P =

= f(s, Sh)].

Наконец, к результатам индивидуальных измерений свободных квар-

цевых зерен, по всей видимости, следует относиться как к наиболее надеж-

ным при геологической интерпретации условий накопления толщ осадоч-

ных пород.

Допущения, положенные в основу модели интерпретации, требуют спе-

циального рассмотрения и оценки путем эксперимента. Вполне вероятно,

что с помощью соответствующим образом разработанных экспериментов

с обломочными породами, условия накопления которых известны и которые

в различной степени подвержены позднейшим изменениям, можно определить

не только эффект условий седиментации, но и диагенетических изменений

пород. Полученные данные можно затем применить к породам неизвестного

происхождения.

Сравнение моделей гидравлической эквивалентности распределений

размеров зерен минералов, подверженных и не подверженных диагенетиче-

ским изменениям, будет мощным средством интерпретации условий осадко-

накопления древних осадочных толщ.

4.11. ПРОЦЕДУРЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАЗМЕРОВ

СВОБОДНЫХ ЗЕРЕН КВАРЦА

Одна процедура для измерения свободных зерен кварца была описана

Пай [338], другая предложена Халбе [203]. Согласно последней, нужно полу-

чить выборку, состоящую из 20—50 зерен

кварца, которые кладут на прямоугольную

пластиковую пластинку. Зерна проектируют

микропроектором. Определение размеров

проводят на проекциях зерен.

В качестве термопластика используют

кастолит, из которого с помощью алюми-

ниевой формы изготовляют пластинки пря-

моугольных очертаний (фиг. 4.2). Форму

с подвижной крышкой заполняют наполовину

пластиком. Пластик затвердевает при добав-

лении специального активатора, а затем его

слегка подогревают в течение нескольких

минут. Затем 20—50 кварцевых зерен раз-

мещают по одной линии на медленно затвер-

девающем пластике, так что зерна фиксиру-

ются в пластике примерно в положении мак-

симальной проекции. Затем добавляют новую

порцию кастолита вместе с активатором и форму нагревают в печи до темпе-

ратуры 100—110° С. Нагревание длится 10 мин. За это время пластик при-

обретает свою постоянную форму. Затем пластинки вынимают из формы и

5-429

Фиг. 4.2. Алюминиевые пла-

стинки и формочка аппарата Ka-

пролит (держатель зерен кварца).

Длина пластинок 2 дюйма [204].

ГЛАВА 6

дают им остыть до их полной прозрачности. Окончательный вид пластинки

показан на фиг. 4.2.

Такие пластинки удобно хранить, а зерна можно пронумеровать. Квад-

ратное сечение пластинок позволяет оператору видеть их площадь в макси-

мальной и минимальной проекциях, что дает возможность определять в трех

измерениях сферичность зерен. Меняя размеры формы этим способом, можно

непосредственно измерять частицы разного размера — от пылевидных до

галек. По проекциям определяют также сферичность зерен. Так же можно

оценить и степень их окатанности.

Недостаток этого способа состоит в том, что показатели преломления

кварца и кастолита довольно близки, но в большинстве случаев при доста-

точном контрасте границы зерен видны. Некоторая неясность границ зерен

всегда возникает вследствие клиновидности их очертаний. Увеличение

контраста ничего не дает, но, используя наблюдения различных операторов,

можно получить характеристику изменчивости, обусловленной неясностью

границ.

ГЛАВА 5

Представление результатов измерений

Общепринятое выражение статической изменчивости состоит в пред-

ставлении наблюдаемых значений в виде частотных распределений или

вариационных рядов, которые представляют собой простое суммарное

изображение значений в возрастающем порядке. Если это же представить

графически, то полученный график называется «гистограммой», «частот-

ным полигоном» или «частотной кривой» в зависимости от способа

изображения графика.

J. G. Smith, A. J. Duncan, Sampling Statistics and Appli-

cation, McGraw-Hill Co., p. 1, 1945

5.1. ВВЕДЕНИЕ

Когда эксперимент закончен и получено множество значений, переходят

к рассмотрению и анализу данных. Если данные немногочисленны, это

довольно простой процесс и всю серию их легко осмыслить. Но обычно

данных бывает много, и тогда осмыслить их будет трудно, если не распо-

ложить в каком-либо порядке. Обычно этот последний сводится к класси-

фикации. Полученные результаты измерений представляют собой значения

на некоторой шкале — непрерывной или дискретной. В случае непрерывной

шкалы значения выражаются любыми целыми числами и долями чисел,

а на дискретной — только конечным набором заданных чисел. Измеряя

величину зерен в миллиметрах, можно получить любое число миллиметров

и все доли миллиметра. Но если определяется число зерен граната в пробах

из 300 зерен в тяжелой фракции, то полученные значения могут быть рав-

ными 0, 1, 2 и т. д., но не могут составлять 1,5 зерна. Шкала, по которой

можно учитывать только целые единицы, является дискретной.

Следует подчеркнуть, что это деление на непрерывные и дискретные

шкалы довольно условно, так как число зерен граната можно выразить

и в процентном отношении, и тогда шкала становится непрерывной. Вообще

непрерывная шкала относится скорее к идеальному случаю, ею редко поль-

зуются, так как измерительная техника обеспечивает лишь определенную

точность измерений. Например, миллиметровая шкала позволяет опериро-

вать только миллиметрами, а так как на ней нет долей миллиметров, ее

нужно считать дискретной. Практически все шкалы дискретны до некото-

рого конечного уровня подразделений. Тем не менее удобно делить их на

дискретные и непрерывные (см. гл. 12).

Непрерывные шкалы обычно делят на классы. Каждый класс отвечает

некоторому интервалу значений. Предположим, что набор измеренных зна-

чений принадлежит интервалу от 1 до 100 мм, причем в его пределах воз-

можны любые значения. При таком большом диапазоне значений удобно

выделить классы, т. е. подразделить шкалу на условные интервалы, каждый

из которых равен, например, 5 или 10 единицам. Интервалы обычно должны

быть равными. Это условие не обязательно, но при его выполнении упро-

ГЛАВА 6

щаются последующие расчеты. Первое требование состоит в выборе коли-

чества таких интервалов, классов или групп. Это количество ограничи-

вается пределами от 10 до 20. Конкретно число групп определяется числом

наблюдений в выборке. Во избежание пустых групп

при небольшом коли-

честве данных классов должно быть мало.

Когда шкала расклассифицирована, всю серию полученных экспери-

ментальных значений группируют по классам, подсчитывают число замеров,

попавших в каждый класс, затем сгруппированные данные заносят в таб-

лицу, которая является суммарным выражением первичных значений. Эта

таблица количеств значений, попавших в каждый интервал шкалы или

в класс, называется таблицей частот. Группируя данные в классы таблицы,

мы теряем непрерывную цепь, составленную из первичных значений, а зна-

чения, оказавшиеся в классе, рассматриваются как соответствующие средней

точке данного класса. Пример дан в табл. 5.1.

Таблица 5.1

Распределение результатов измерения размеров частиц

Интервал

0,5-0,25 1-2

0,25—0,125 2—3

0,125—0,0625 3—4

0,0625—0,0312 4—5

0,0312—0,0156 5—6

0,0156—0,0078 6-7

0,0078—0,0039 7—8

<0,0039 8+

Середина интервала

0,375

0,187

0,094

0,047

0,023

0,012

0,006

1,5

2,5

3,5

4,5

5,5

6,5

7,5

Частота,

Кумулятив-

ная частота,

100

Приведенная классификация основана на двух переменных: на интервале

значений в классе и на числе, или частоте, значений в каждом интервале.

Выбор величины класса произволен, но выбранный интервал будет влиять

на количество значений в каждом классе. Так, если шкала разбита на 20 клас-

сов, которые затем были сведены до 10, частоты во второй классификации

почти удвоятся по сравнению с первой. Другими словами, величина класса,

выбранного на измерительной шкале, является независимой переменной

и частоты зависят от величины интервала класса. Принято считать эти

переменные аргументом и функцией соответственно.

Размер обычно измеряют на какой-нибудь линейной шкале — милли-

метровой или дюймовой. Эту шкалу затем подразделяют на классы для

группировки полученных данных. Существует много способов деления шкалы.

При исследовании размеров зерен система использованных подразделений,

или система классификаций, называется шкалой градаций. Чтобы выбрать

подходящую шкалу градаций, необходимо иметь точное представление о ее

назначении; например, при изучении размера и формы зерен шкалы могут

быть разными. В общем шкала градаций должна служить основой при

описании и сравнении результатов, быть независимой от особенностей того

или иного способа определений и в то же время иметь под собой какое-то

физическое обоснование. Этим требованиям отвечают лишь немногие из

существующих шкал. Наиболее приемлемая шкала была предложена Уэн-

туэртом [446].

Потеря информации при группировке данных и соответствующие рекомендации

рассмотрены Фишером [127, стр. 50].

ПРЕДСТАВЛЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЙ

Эта шкала градаций разделена на неравные классы. Интервалы в классе

относятся друг к другу, как 1 : Υ2. Каждый предел класса в два раза больше

предыдущего интервала и в два раза меньше последующего. Каждый класс

этой шкалы имеет также дескрипторное наименование, например грубые

песчинки, тонкие песчинки, илистые частицы и т. д., что позволяет стан-

дартизировать описание зерен различных осадочных пород.

Шкала Уэнтуэрта в дальнейшем была модифицирована Комитетом по

осадочным породам Национального совета по научным исследованиям

[432] и в таком виде она является ныне общепринятой в США. Шкала имеет

следующие положительные стороны.

По этой шкале удобно сравнивать осадочные Цороды по размерам зерен,

а ее дескрипторные обозначения обеспечивают стандартное описание пород.

Исследователю весьма важно знать, что в настоящее время опубликовано

очень большое количество анализов, произведенных по этой шкале. Таким

образом, каждый аналитик может пользоваться солидным справочным мате-

риалом, выраженным в терминах этой шкалы. Она не зависит от особенно-

стей методики того или иного способа. Известно, что верхний предел величины

диаметра капиллярных сосудов составляет 2 мм, а максимальный размер

частиц, способных находиться во взвешенном состоянии при нормальных

условиях седиментации, равен 62,5 мк. В пределах этого диапазона в целях

максимальной унификации размеры ячеек стандартных сит, выпускаемых

в США, довольно точно совпадают с интервалами шкалы Уэнтуэрта. В пре-

делах от 2000 до 62,5 мк имеется 21 размер ячеек через 4 т. е. на каждый

класс шкалы есть 4 размера ячеек. Наконец Крамбейн предложил логарифми-

ческую, или ф-шкалу (ф), совпадающую со шкалой Уэнтуэрта, увеличив

тем самым значимость шкалы путем упрощения расчетов.

Модифицированная шкала Уэнтуэрта представлена в виде табл. 5.2.

В этой же таблице помещены размеры ячеек сит, эквивалентных американ-

ским стандартам сит (эквиваленты ф-шкалы и соответствующие дескрип-

торные названия).

Многие породы состоят из частиц различного размера, и для их харак-

теристики приходится пользоваться названиями, взятыми из нескольких

классов. Для упрощения описания и удобства сравнения пород, сложенных

зернами разных размеров, иногда применяют треугольные диаграммы. Наи-

более полное описание распределения размеров зерен достигается с помо-

щью таблицы частот, о которой говорилось выше, а попытка заменить рас-

пределение частот менее точными дескрипторными терминами может при-

вести лишь к потере информации.

Если необходимо обобщить данные о распределении, их можно предста-

вить либо графически, либо выразить статистически. В обоих вариантах

встречаются серьезные трудности, обусловленные тем, что эмпирические

распределения неполны (имеют открытые концы), и тем, что они нередко

слишком сложны, т. е. полимодальны. Эти трудности заключены в самой

природе выборочных распределений, которые частично являются функцией

способа определения размеров зерен, и (также частично) определяются

поликомпонентным характером большинства типов осадочных пород. Если

при графическом изображении получается симметричная кривая, что бывает

в случае нормального распределения (гл. 13), такое изображение и сумми-

рующая статистика будут простейшими и наглядными средствами. При

нормальном или близком к нему распределении отпадает необходимость

в сложных дескрипторных терминах и появляется возможность для эффек-

тивных и точных сравнений различных пород по характеру распределения

зерен разных размеров. Описательный способ сравнений в этом случае не

эффективен и не точен. Действительно, если экспериментально получен-

ные данные о распределении зерен в породе выражаются только в неясном

описании, вся работа теряет смысл.

Таблица 5.2

Шкала размеров частиц

Меш 8

Тип частицы

Меш 8

Тип частицы

Тип породы

от

ДО

от

ДО

Тип породы

2,048 4,096 —11

—12 Глыба очень крупная

Галечники или

конгломера-

ты

1,024

2,048

-10

—11

» крупная

512

1,024

—9

-10

» средняя

256 512

—8

-9

» небольшая

128

256 —7 —8

Булыжник крупный

128

—6 —7

» небольшой

—5

—6

Галька крупная

16 32

—4

-5

» средняя

8 16

—3 —4

» мелкая

4 8 —2

-3

» очень мелкая

3,36

4,00

-1,75 -2

Гранула

7 2,83

3,36 -1,5

—1,75

Гранула

8 2,38 2,83

-1,25

-1,5

2,00

2,38

—1

-1,25

1,68 2,00 -0,75 —1 Очень грубая песчинка

Пески или

песчаники

14 1,41 1,68 —0,5 -0,75

1,19

1,41

-0,25 -0,5

1,00 1,19 0

—0,25

20 0,84 1,00

0,25 0 Грубая песчинка

0,71 0,84 0,5 0,25

Грубая песчинка

30 0,59

0,71

0,75

0,5

0,50 0,59 1 0,75

40 0,42

0,50

1,25

Средняя песчинка

45 0,35

0,42 1,5

1,25

Средняя песчинка

0,297

0,35 1,75 1,5

€0

0,250

0,297

2 1,75

0,210

0,250

2,25

2 Тонкая песчинка

80 0,177 0,210 2,5 2,25

400

0,149

0,177

2,75 2,5

120

0,125

0,149

3 2,75

140 0,105 0,125

3,25 3

Очень тонкая песчинка

170 0,088

0,105

3,5 3,25

Микроны

3,5

200

3,75

3,5

230

62,5

4 3,75

270

53 62,5

4,25

Илистые частицы круп- Илы или ар-

325

ные

гиллиты

4,5 4,25

31,2 44 5 4,5

15,6

31,2

6 5

» » средние

7,8 15,6 7 6

» » тонкие

3,9

7,8 8

7 » » очень тонкие

1,95 9,3

9 Глинистые частицы

крупные

0,975 1,95

10 9 Глинистые частицы

0,487

0,975 11 10

средние

Глинистые частицы

тонкие

0,243

0,487

И Глинистые частицы

очень тонкие

1 Шкала Уэнтуэрта, несколько измененная Комитетом по осадочным породам Национального

совета по научным исследованиям США.

2 Размер ячейки стандартных сит, принятый в США.

ПРЕДСТАВЛЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЙ

Как уже упоминалось (стр. 60), ни просеиванием, ни осаждением в воде

нельзя надежно оценить размер зерен. Гораздо совершеннее и эффективнее

методика изучения однокомпонентных систем, например измерение сво-

бодных зерен кварца. В результате такого изучения получают относительно

простые кривые распределения. Эти результаты можно четко выразить с по-

мощью нескольких представительных статистических показателей. Этот

способ значительно превосходит все способы косвенного определения раз-

меров по простоте обработки образцов и ясному физическому смыслу выпол-

няемых измерений.

Нетрудно заметить, что, каким бы способом ни определялись размеры

зерен, полученное распределение будет резко асимметричным, если при

обработке данных мы будем применять линейную или равноинтервальную

шкалу. Одно из достоинств шкалы Уэнтуэрта состоит в том, что ее классы

относятся один к другому как некоторое постоянное отношение, в силу чего

асимметрия многих распределений уменьшается'. Этот способ подобен графику

распределений с логарифмической шкалой размеров зерен. Однако статисти-

ческие расчеты оказываются трудными и трудоемкими, если данные выра-

жаются по шкале Уэнтуэрта [448]. Мы получим некоторые преимущества,

если переведем данные измерений из арифметической, например миллиме-

тровой шкалы, в логарифмическую, в которой равным отношением шкалы

Уэнтуэрта соответствуют равные арифметические интервалы. Для рассма-

триваемой цели пригодны логарифмы с любым основанием. Крамбейн пред-

ложил логарифмическую шкалу, специально приспособленную к шкале

Уэнтуэрта, и эта ф-шкала была принята для изображения частоты встре-

чаемости зерен [247].

Крамбейн использовал отношение |/1Г шкалы Уэнтуэрта таким образом:

d = 2~

, (5.1)

Таблица 5.3

Таблица перевода ф-единиц в миллиметры и микроны

0,000 0,125 0,250 0,375 0,500 0,625 0,750

0,875

—4

16,000 17,43

19,01

20,73 22,62

26,68

26,9 29,35

—3 8,000 8,73 9,51

10,73 11,31

12,34

13,46 14,68

—2

4,000

4,36

4,75

5,18

5,66 6,17

6,73

7,34

Милли-

—1

2,000 2,181

2,378

2,594 2,828 3,084

3,363

3,668

метры

—0 1,000 1,090 1,189 1,297 1,414

1,544 1,681

1,883

метры

Микроны 545 595 648 707

772

841

917

1,000

273

297

324 354

386 421 458

500

136

149 162 177

193

210

229 250

68,1

74,4

81,2

88,4 96,5 105,1 114,6

125

34,1

37,2

40,6

44,2 48,3

52,6

57,3 62,5 4

17,0

18,6 20,3

22,1

24,1

26,3

28,6

31,25 5

8,53

9,23

10,1 11,0 12,0

13,1

14,3

15,67

4,26

4,64 5,97

5,53

6,υ3 6,57

7,16

7,84

2,13

2,32

2,53 2,76

3,01 3,28 3,58

3,92 8

1.07

1,16 1,27 1,38

1,51

1,64 1,79

1,960 9

0,522

0,580

0,634

0,691

0,754 0,821

0,895

0,980

0,266

0,290 0,317 0,345

0,377 0,410

0,447 0,490

0,133 0,145 0,158

0,173 0,188 0,205 0,224

0,245

0,066

0,073

0,079

0,086

0,094

0,103

0,112

0,122

0,033

0,036

0,039 0,043 0,047

0,051

0,056

0,061 14

0,875

0,750

0,625

0,500

0,375

0,250

0,125

0,000