Петтиджон ?. Дж. Осадочные породы

Подождите немного. Документ загружается.

на оси χ, на самом деле представляют собой логарифмы «диаметра»,

а ие собственно размеры. Толщина столбиков иа гистограмме, напри-

мер, одинаковая, хотя классы, представленные на графике, неравны.

Аналогичным образом шкала размерности (*-шкала) кумулятивной

кривой распределения на самом деле имеет логарифмическую основу.

В настоящее время стало всеобщей практикой наносить значение ло-

гарифмической величины «Ф» вместо диаметра. Это облегчает интер-

поляцию на графиках кумулятивных кривых. Более того, смысл шкал

иа обеих этих диаграммах оказался прямо обратным общепризнанно-

му. Значения иа оси убывают слева направо (вместо того чтобы уве-

личиваться). Как правило, сейчас

кумулятивные кривые строятся иа .??

миллиметровой бумаге с логариф-

мическими делениями (рис. 3-9).

Диаметр или значения в Ф-едини-

цах наносятся как обычно, ио куму-

лятивная частота наносится в веро-

ятностном масштабе. Большииаво

кумулятивных кривых на таких

графиках выглядят как отрезки

прямой, а не как s-образная кривая

на обычном графике (сравните

рис. 3-8 и 3-9).

Параметры частот распределе-

ния зерен по размеру. Сопоставле-

ние гистограмм нескольких различ-

ных осадков выявляет определен-

ные сходства или различия, кото-

рые также выражены и на кумуля-

тивных кривых, но труднее интер-

претируются. Адден [320] обратил

внимание на эти различия и пред-

положил, что оии определенным

образом связаны со способами

транспортировки и (или) условиями осадконакопления. Некоторые ва-

риации характера частот распределения приведены на рис. 3-10.

Существует несколько основных параметров частоты распределе-

ния. Как видно на рис. 3-10, во всех случаях один класс размерности

лучше выражен, чем остальные. Такой класс называется модаль-

ным. Количественные показатели других фракций, или классов, со-

кращаются закономерно от этого модального класса. В исключитель-

ных случаях отмечаются второй или даже третий классы, не подчиня-

ющиеся этому правилу, которые возвышаются над соседними классами

(рис. 3.10,е). Эти параметры получили название в τ о ρ и ч но й м о д ы

(или, точнее, модального класса). Осадочные отложения, характеризую-

щиеся больше чем одним модальным классом, называются полимо-

дальными.

Изучение гранулометрических анализов или их графических изо-

бражений, например иа рис. 3-10, позволило установить другие пара-

метры. Некоторые отложения характеризуются небольшим или значи-

тельным числом классов или фракций, указывающих на узкий или ши-

рокий интервал размерностей зерен. Некоторые распределения но-

сят симметричный характер (рис. 3-10,а, б, в), другие — асимметричны

или скошены (рис. 3-10,г, д). В некоторых анализах на модальный

Рис. 3-8. Гранулометрический состав об-

ломочных пород, изображенный в виде

кумулятивных кривых.

Кривые построены по результатам анализов,

приведенных в табл. 3-5. Песчаники образцов

6 и 10 характержзуются примерно одинаковой

сортировкой, но резко отличаются по средне-

му размеру, а образцы 10 π 3 сложены зер-

нами почти одинакового размера, по резко

отличаются по сортировке. Основные точки

для определения медианного оазмера и коэф-

фициента сортировки показаны на примере

образца Jft 6, Md —медиана: Qi-первая квар-

тиль и Qj — третья квартиль

класс приходится значительная или большая часть осадка (рис.З-ΙΟ,β),

в других, имеющих тот же интервал или количество классов, .на мо-

дальный класс падает меньшее содержание (рис. 3-10,6). Другими ело*

вами существуют различия в остроконечности кривой или эксцес-

сов'этих двух осадков. Эти различные параметры частоты распреде-

леиия можно выразить в виде простых численных показателей. Следо-

вательно, основными параметрами распределения являются следующие:

1) «средний» размер или центральная тенденция (средняя, медиана»

мода); 2) «сортировка» или дисперсия значений вокруг среднего (сред-

нее или стандартное отклонение); 3) симметрия (скошеа-

Диаметр, мм

Рис. 3 9 Гранулометрический состав песков, изображенный на логарифмической бу-

маге.

Даши с пи лнзов из табл. 3 5

Рис 3 10 Типы частот распределения зерен по размеру.

Till ы а, б η а характеризуются одним и тем же модальным классом, ио α и б различаются ЧО"

с ρ нрппке, Hin в хотя и похож ил б по моде и сор мровке, отличается по островершиииостш

!эк IUc у) Типы J и О четко α си м м οτρι I'M] Ufr (скошепп iic) и отличаются друг от друга по н»-

р ι

Ci м к ше IHOCTII НИ о характеризует я 6 (ыола ,ьнистью. остапьиые все одноаер пиные

ность) и 4) остроконечность (эксцесс). Эти параметры, применяю-

щиеся для характеристики любой частоты распределения, подробно рас-

смотрены в элементарных учебниках статистики.

Преимущества изображения этих параметров в виде простых чи-

сел очевидны. Сравнение параметров позволяет седиментологам не

только определить, что один осадок хорошо или лучше сортирован

(обнаруживая меньшее стандартное отклонение), чем другой, но н

установить, насколько сортировка лучше. В результате исследователь

может сопоставить средний размер (или другой параметр) с расстоя-

нием н дать количественную оценку соотношения размера с расстоя-

нием переноса и тому подобное, или нанести на карту значения ме-

дианы или другого параметра, каждое из которых соответствует точ-

ке отбора образца, а затем провести изолинии на карте и определить

направление течения и другие данные.

Параметры частоты распределения определяются пли подсчиты-

вают^ в определенных критических точках на кумулятивной кривой.

Сравнимые параметры можно подсчитать по результатам факти-

ческого анализа (так называемой «оценке моментов»). В результате

затраченных значительных усилий были предложены различные пути

оценю, параметров размерности зерен. Все *ти данные суммированы

в работе Фолка [89]. В качестве справочных пособий рекомендуе»

Таблица 3-6

Графические параметры частот распределения зерен

Парамсф

Стоаесная

формула

Графические формулы,

основанные иа диаметре

Графические формулы, основ/иные на Iog

диаметра (Ф)

Парамсф

Стоаесная

формула

Графические формулы,

основанные иа диаметре

По КрачСсПну и Петтаджоиу 1171. с. 280|

По Инмаиу

]

130]

Центральная тен-

денция или «сред-

ний размер»

«Сортировка»

Симметрия

Островершинность

Медиана (Mrf)

Среднее (Af)

Мода (/Vfo)

Дисперсия

Скошенность

Эксцесс

Md=P

Mo — средняя точка наи-

более обильного грануло-

метрического класса

So — Vq

, Q

(коэффициент сортиров-

ки)

Sft = V^Q

X Qa/ΛΙ

(коэффициент симмет-

рии)

„ (Q

-Q

)

2 (P

-P

)

(кпартильнын эксцесс

Келлн)

Md φ =Ф

Л1о

=Ф средняя точка наиболее

обильного гранулометрического клас-

са

— 1/2 (Q

, Q

l4l

)

(Ф — квартнлыюе отклонение)

Sfc

-1/2[(0,ф +Q

*-2Ш

]

(Ф квартильная симметрия)

-Q

)

S(P

904l

-P

l04l

)

(Ф — квартальный эксцесс)

Λί

= ]/2(Ф

|£

+Ф

)

(Ф — средний диаметр)

β»-Ι/2(φ

Ф„)

(Ф — отклонение формулы)

1 2(Ф, + Ф

|§

)-ЛЦ,

*>- «φ

(формула Φ — симметрии)

1/2 (Ф„ —Φ,) о

(формула Φ — эксцесса)

Сокращения: Р —иерсенлгль; Qi периля квартиль; Q

третьи квартиль.

Примечание. Q

> Q

и P

> P

также ряд отдельных статей [130] и несколько более крупных работ,

в которых приводятся характеристика различных методов исследова-

ння н соответствующие расчеты [171, с. 228 2Ь7; 194, с.ЮУ—127J.

Рассмотреть и оценить все существующие варианты невозможно.

В целом устанавливается тенденция использования значения «Ф» (от-

рицательный Iog

диаметра), а не собственно диаметра для характера

стнки частоты распределения и подсчета параметров размерности в

определенных точках кумулятивной кривой, либо значения квартилей

(25, 50 н 75%) совместно с 10 и 90% или 5, 16, 50, 84 и 95%. Некото-

рые из формул, определяющих параметры размерности, приведены в

табл. 3-6.

Математическая сущность частот распределения. Адден [390] и

другие исследователи отмечали, что в результате применения геомет-

рической шкалы кривая распределения (или гистограмма) приобрета-

ет симметричную форму. Другими словами, распределение на лога-

рифмической основе более илн менее симметрично, особенно в том слу-

чае, если частота сопоставляется не с собственно размером, а с его ло-

гарифмом. Это наблюдение вызвало интерес к изучению природы ча-

стоты распределения и заставило исследователей определить тип функ-

ции и выразить ее с помощью уравнения, а также выяснить физиче-

ские причины, лежащие в ее основе.

Крамбейн [163] установил, что размер зерен во многих обломоч-

ных осадках подчиняется логнормальному распределению и выразил

распределение в виде Гауссовой функции, в которой фактический раз-

мер заменен на его логарифм. Крамбейн проверил справедливость

сделанного вывода н установил, что большинство отложений достаточ-

но хорошо удовлетворяют поставленным условиям. Логнормальиый ха-

рактер распределения размерности зерен можно легко установить, при-

меняя для построения графика

модифицированную вероятност-

ную логарифмическую бумагу

[228]. Частота распределения,

выраженная в весовых процен-

тах, накапливается стандартным

путем и наносится на график про-

тив логарифма размера зереи

(см. рис. 3-9). Распределение не-

которых обломочных отложений

лишь немного отклоняется от

прямой, а в отдельных случаях

не отклоняется вообще. Однако

не все отложення подчиняются

закону логнормального распре-

деления.

Багнолд [9, с. 116] считал,

что распределение не является

логнормальным, а определяется какой-то другой вероятностной фуикци-

еи Роллер [258, 257] обращал внимание на теоретические и практиче-

ские недостатки вероятностного закона Гаусса как для грубозернистых,

так и для тонкозернистых фракций большинства отложений. В неко-

торых случаях характер распределения вероятно приближается к это-

му закону в продуктах дезинтеграции, образованных в процессе бесси-

стемного разрушения. Такой характер распределения размеров зерен,

наблюдаемый в образце измельченного угля, описан в виде уравнения

939 г

98-

95-

90-

SO-

KJJ=

зе

к>

,,А

' Б

1 2 ι Ifi 1/4 1/а 1/16 1/32

1/54 ι/ι?8

Размер зерен, мм

Рнс. 3-11. Кумулятивные кривые весовых

процентов, нанесенные на график, построен-

ный в соответствии с законом Розниа.

А — искусственно раздробленный кварц [1721; Б —

измельченная изверженная порода [(72]; в — туф

[212J и Г — обломкя выветрелого гнейса [337]

Розином и Рамлером [259]. Как показали Крамбейн и Тисдел [172],

часть грубообломочных пирокластических отложений, ледниковая ва-

лунная глина (тнлль) и элювиальные продукты выветривания ха-

рактеризуются распределением, указывающим на бессистемное разру-

шение материалов. Это наблюдение впоследствии подтверждено Кит-

леманом [147] (рис. 3-11). Даже распределение размерности зереи в

обычных отложениях (таких как аркозовые и кварцитовидные песча-

ники) отвечает правилу Розина [61, рис. 4]. Однако Роллер [258,257]

указал на некоторые теоретические и практические недостатки этого

правила.

Существуют некоторые свидетельства того, что многие, если не

большинство осадочных образований, характеризуются частотой рас-

пределения, представляющей собой совокупность двух и более самостоя-

тельных распределений. Каждое отдельно взятое распределение может

подчиняться логнормальному закону, но сочетание распределений вы-

ражается четкой асимметричной кривой, в некоторых случаях даже

бимодальйой (или полимодальиой). Ряд исследователей [306, 298,

324] предпринимали попытки расчленить суммарную кумулятивную

кривую и выделить на ней составляющие группы отложений.

Распределение по размеру и контролирующие факторы

В общем виде наметилось три подхода к интерпретации результа-

тов гранулометрических анализов. Первый подход связывает характе-

ристики кривой с гидродинамической обстановкой (с собственно оса-

дочным процессом). Эта точка зрения разработана Адденом [320] для

объяснения бимодального распределения многих грубозернистых реч-

ных отложений; грубая фракция, по мнению автора, образуется в ре-

зультате переноса волочением, а более тонкая выпадает в осадок в

результате сальтационного переноса. Интерпретация грануло-

метрических кривых с точки зрения гидродинамических условий

среды была разработана благодаря усилиям целого ряда исследова-

телей [129, 217, 216, 95 и 324]. При втором подходе распределение зе-

рен по размеру рассматривается главным образом как результат

осадконакопления. В этом случае распределение объясняется соста-

вом исходных материалов и теми распределениями размерности зерен,

которые возникают при их разрушении. Такой подход иллюстрируют

различные теории процесса дробления, которые разработали Розин и

Раммлер [259], Таннер [305] и Колмогоров [152], а также наблюде-

ния некоторых других авторов [256, 292]. Третий подход заключается

в эмпирическом изучении гранулометрических параметров осадочных

отложений из различных геоморфологических обстановок настоящего

и выяснении существующих между ними взаимоотношений, если та-

ковые устанавливаются. Такой подход был разработан Адденом [320],

затем он был усовершенствован Уэнтуэртом [337], а в настоящее вре-

мя он успешно используется в работах многих исследователей [288,

93, 92, 209].

В следующем разделе рассматриваются каждый из перечислен-

ных подходов к изучению гранулометрии осадочных отложений.

Гранулометрия и источники сиоса. Создается впечатление, что в

осадочных системах определенные размеры частиц менее представи-

тельны, чем другие. Первым на это обстоятельство обратил внимание

Уэнтуэрт [340], который считал, что подобное наблюдение является

естественным основанием для выделения крупных классов по шкале

размерности. Он объяснял недостаток определенных фракций и избы-

ток других фракций как характером процессов образования частиц,

так и определенными гидродинамическими факторами (табл. 3-7),

Каковы доказательства того, что такой дефицит определенных

фракций действительно существует? В подтверждение этого Эйнштейн

и другие [741 цитируют работу Неспера, посвященную изучению реч-

ных отложений Рейна в Швейцарии, в которых размер обломочных

частиц колеблется от 5 мм до валунов диаметром более 100 мм. Меж-

ду валунами и в изолированных заводях присутствует песок диамет-

ром 1 мм и менее, однако нет частиц в интервале от 1 до 5 мм. Авто-

Таблица 37

Способы переноса и главные природные скопления

Способ переноса

Основной источник

Название

смплеява

Волочение

Инертная суспензия (саль-

тация) *

Вязкая суспензия **

Коллоидная суспензия

Все известные твердые породы

Главным образом мономинеральные зерна

зернистых кристаллических пород

Главным образом мономннеральные зерна

любых пород

Материалы, разложенные до молекулярно-

го уровня

Гравий

Песок

Алеврит

Глина

* Волочение н сальтация действуют приблизительно в соответствии с законом шестой про-

наводной, который утверждает полную передачу кинетической энергии от воды к частице л ие

позволяет проявиться побочному зффекту вязкого волочении.

" Вязкая суспензия объясняет перенос тонких частиц, а которых поверхиостаый эффект

выше по отношению к массе. Взаимоотношение размере и скорости в этом интервале опреде-

ляется в соответствии с хорошо известным законом Стокса. Тем ие менее более мелкие чистнцы

>держниак>тся но взвешенном состоянии главным образом за счет кинетических эффектов, yen

навлнваемых в дисперсных системах, т. е. коллоидах.

Взято из работы Уэнтуэрта [340].

ры приходят к выводу, что такие частицы «встречаются редко по оп-

ределенным геологическим и гидравлическим причинам». В Рейне

грубообломочный материал является частью руслового аллювия, а

песок — частью взвешенного материала.

Статистическая обработка около тысячи опубликованных резуль-

татов гранулометрических анализов показала, что существует дефицит

фракций 2—4 мм (гравий) и 2—1 мм (очень грубый песок), а также,

вероятно, фракции 1/8—1/16 мм [234]. Этот вывод подтверждается тем

обстоятельством, что модальный класс редко приходится иа указан-

ные фракции. Очевидно, что модальная группа будет приходиться иа

эти классы не реже, чем зерна грубой и тонкой размерности, если бы

не существовало реального дефицита этих фракций. Опубликованные

результаты исследований 241 образца из аллювиальных гравелитов и

песков Южной Калифорнии [50] показывают, что главная мода попа-

дает в класс от 2 до 4 мм только трижды, по сравнению с 63 случая-

ми, когда она приходится на фракцию 1/2—1/4 мм и 41 раз на класс

Л7л Ϊ&„?

ΤΗ наблюден|1я

получили подтверждение в работе Шли

|2/4, с. 1379J, изучавшего покровные галечники иагорья Южного Мэри-

ленда. Из 72 образцов русловых отложений мода ни разу не прихо-

ямяир^,"/J

jlac

Г "

2-4 мм

11а сводной

Диаграмме усредненных

ций (рнс 3

12)

РЗЗЦ0В ТЗКЖе

стаиавЛ||вается

дефицит этих фрак-

То, что флювиальные отложения не представляют собой исключе-

яие в этом отношении, демонстрируют данные Хьюга [122, с. 25], по-

лученные в результате изучения морских прибрежных и дониых отло-

жений в заливах Базард и Кейп-Код. Хьюг отметил, что медианы

нескольких сотен образцов редко приходятся на класс 2 4 мм или на

фракцию 1/16 1/32 мм. Диалогичным образом сводный анализ (сред-

нее по 64 образцам [312, с. 29]) отложений залива Массачусетс пока-

зывает низкую частоту встречаемости фракций 1 2 мм. Проявление

низкой частоты объясняется разрывом между двумя группами осадков,

одна из которых перемещается штормовыми, а другая — более спо-

койными волнами. В целом отложения побережий и мелководья, в

противоположность флювиальным, как прави-

ло, не характеризуются бимодальным рас-

пределением, и дефицит некоторых фракций

проявляется только в том случае, если вое

имеющиеся анализы рассматриваются совме-

стно.

Не все исследователи убеждены, что на-

блюдается естественная недонасыщенность

отложений фракциями 1—2 и 2—4 мм. Рас-

сел [265] обращал внимание на концентра-

цию грубозернистого песка и мелкого гравия

на определенных пляжах, где эти материалы

присутствуют в большем количестве, чем

обычно. Ои пришел к заключению, что эти

фракции отличаются гидродинамической не-

устойчивостью в руслах рек, где происходит

их избирательное отделение, быстрый перенос

в сторону моря и .накопление на пляжах.

В эоловых осадках обнаруживается де-

фицит фракции 1/8—1/16 мм. Эта особенность

была отмечена Адденом [320, с. 74]. Подобно

тонкозернистым отложениям потоков, эоловые

осадки редко характеризуются бимодальной

кривой, нов них также редко модальный класс

приходится на фракцию 1/8—1/16 мм. Адден не объяснял причину та-

кой особенности, но предполагал, что она носит локальный характер и

что в природе существуют эоловые осадки, мода которых приходится

на фракцию, кажущуюся дефицитной. На разрыв между алевритом и

песком также обращали внимание другие исследователи [256, с. 631;

305]. Этот вопрос впоследствии изучал Уолф [350]. Сводный резуль-

тат изучения 930 гранулометрических анализов позволил установить

дефицит фракции крупного алеврита. Уолф считал, что этот дефицит

может быть связан со спецификой аналитической аппаратуры для

изучения алевритов и других тонких материалов, отличающейся от

той, что применяйся при исследовании песков. Нсли кажущийся раз-

рыв не является искусственным, связанным с нестандартностью аппа-

ратуры, то он может возникать из-за недостаточной представительно-

сти образцов и исчезнет если в сводный анализ включить другие от-

ложения.

Существует несколько возможных объяснений явного недостатка

определенных гранулометрических фракций или по крайней мере дефи-

цита осадочных отложений, мода которых приходится на эти фракции.

Можно предположить, что материалы этих классов образовались при

Вес.%

60--

Рис. 3-12. Усредненный гра-

нулометрический состав по-

кровных галечников в на-

горье южного Мэриленда

(Бренливяйн) по результа-

там 72 анализов. По дан-

ным Шли [274].

Обратите внимание на дефицит

обломков в классе 2—1 мм

выветрнванин и по опрел

f „

Не

аТ

зТ'своеЛ^нН^К^Ь™. МОЖНО также предпо-

л 1, ь чт наб'юлается первичный дефицит определенных классов

;

зм ρ/ ст. Вполне возможно, что при разрушении исходных пород

ЧА ΤΗ ы не в еч размеров образуются в равном количестве. Трудно

тар BiTb, какая именно причина приводит к явному дефициту ча-

стиц о ределениого размера. Если эти частицы образовались при вы-

ветрнванин или истирании, что с ними произошло потом? Гидравличе-

ские прич1иы νοπτ препятствовать отложению таких частиц вопреде-

л иных участках или в сочетании с частицами некоторых других раз-

меров, ио вряд ли оии помешают их отложению в других местах. Рас-

сел читал, что эти дефицитные классы отделяются и накапливаются

обособленно. В противоположном случае следует предполагать, что

такие частицы образовались при разрушении пород, но оказались ме-

ханически неустойчивыми и разрушились, или с самого начала не про-

исходило их образование в ощутимом объеме. Первое предположение

привлекалось для объяснения явного дефицита частиц размером 2—

4 мм [122. с. 26]. Такие частицы образуются при разрушении (без раз-

рушения структуры) плутонических пород. Минеральные зерна, из ко-

торых сложены фрагменты пород, относительно крупные, поэтому

можно предположить, что такие обломкн текстурно слабые и не спо-

собны противостоять энергичному воздействию потока.

С другой стороны, более вероятно, что в результате процессов де-

зинтеграции породы образуется больше зерен определенных размеров

н меньше других, тем самым будет создаваться начальный дефицит

зерен определенного размера. При разрушении пород можно ожидать

of разованне трех различных классов частиц (мы рассматриваем в каче-

стве исходных кристаллические породы, разрушение осадочных пород

просто прнвочнт к высвобождению частиц из ранней фазы первичного

происхождения). При разрушении некоторых типов пород характерно

образование блоков, другие распадаются на составляющие обломки,

в результате чего возникают зерна песчаной размерности. Примером

первого типа пород является кварцит, второй тип представлен грубо-

зернистыми кислыми изверженными породами и гнейсами. Продукты

ра1рушення промежуточного размера встречаются относительно редко.

Имеющиеся данные неоднозначны, в пяти образцах разрушенных (но

не разложенных) пород гранитного состава [172] установлено наи-

большее количество зереи в классе 2—4 мм (рис. 3-13). Тем не менее,

по данным некоторых авторов [56, с. 102; 292], распределение обломоч-

ных кварцевых зерен тесным образом связано с распределением квар-

ца в явнокрнсталлнческнх породах. Зерна крупнее 1 мм встречаются

редко. Образованные блоки превращаются в гальку, в результате исти-

рания последней образуется тонкий алеврит или материал глинистой

размерности, но не песок. Более того, дальнейшее разрушение в основ-

ном не происходит.

Продукты распада имеют размер глинистых частиц, поэтому веро-

яГ1

Ш1Т Д0ЛЖ6Н ВОзннкн

ть

в алевритовом интервале. Однако

алеврит достаточно широко распространен и его образование пред-

ставляет собой загадку для исследователей. Роджерс и другие К

считают, что алеврит образуется при откалывании частиц^соответству-

ющей размерности от более крупных зерен кварца Э^Гт^чка зрения

получила дальнейшее развитие в работе [293], авторы котоГой считалн

что этот процесс проявляется наиболее

ффектнв

„Г прГ переносе

частиц ветром в пустынях. В экспериментальных исследованиях Кю-

нена [185] по изучению эолового переноса это предположение не под-

твердилось. Кюнен объяснял происхождение алеврита выветриванием

тонкозернистых кварцитовидных пород. Позже появилась точка зре-

ния [325], что присутствие алевритовых пород в геологическом разре-

зе объясняется ледниковым перетиранием обломочных зерен. В пользу

таких представлений свидетельствует тесная связь лёссов, сложенных

в основном алевритовым материалом, с эпохами континентального

оледенения.

в а

•

S 2 а *

.13

3 24-¾.¾

rife-

- -

Рнс. 3.13. Результаты механического анализа элювиальных материалов и генетически

близких к ним отложеннн.

а — среднее по пяти образцам раздробленных гранитных и гнейсовых валунов из ледниковых

наносов [1721: б —обломки выветрелых гнейсов, округ Колумбия [337]; β — среднсе для двух об-

разцов из элювиально!) почвы на гнеЛсах. Северная Каролина [172], анализы неполные, примерно

Б% меньше I 128 мм: г —склоновый элювиЛ, смытый дождями |337); д—песок из сухого русла

Эль-Сеитро, Калифорния (в основном гранитного состава); е — сухое русло, Супернор, штат Ари-

зона

В какой степени гранулометрический состав наиболее представи-

тельной фракции оказывает влияние на кумулятивные кривые опреде-

ленных отложений? Особый бимодальный характер кривой грубозер-

нистых флювиальных отложений объясняется первичным дефицитом

тех фракций, которые разделяют моды (см. рис. 6-4). Сохранится ли

бимодальный характер кривой распределения у отложений, образован-

ных потоками? Для ледниковых отложений — валунных глнн, или тил-

лей такое положение справедливо. Анализы тиллей устанавливают

присутствие одной или нескольких второстепенных мод, появление ко-

торых не случайно (см. рис. 6-17). Эти меньшие моды, вероятно, отра-

жают «начинку» льда каким-то особым материалом, имеющим пред-

ысторию сортировки и отложения. Лед, передвигавшийся по песчаным

иаиосам, вобрал в себя значительное количество этого материала и та-

ким образом гранулометрический анализ устанавливает второстепен-

и\к> моду в классе песка. Происходит ли аналогичная «загрузка» водно-

осажденных материалов менее ясно, хотя некоторые исследователи

считают, что такой процесс имеет место? Свенсон [303] считал, что

отложения берегов р. Миссисипи в значительной степени изменены за

счет материала, принесенного крупным притоком — рекой Макуокета.

По мнению Керри [54], характер гранулометрических кривых боль-

шинства донных отложений в Мексиканском заливе определяется со-

отношениями нескольких различных осадков, отлагавшихся одиовре

менно.

Гранулометрия и перенос. В какой степени и каким образом раз-

мер частиц и характер их распределения видоизменяются в процессе

переноса? Влияние переноса понято

160 км

Рнс. 3-14. Соотношение между диаметром

гальки и расстоянием перемоса.

Л наиболее крупные галькн в р. Рейн: Б —

речные отложения р. Мур: В—образец известня-

ка Т-33. истираемый в мелышце [333]: Г извест-

няк, истираемый в мельинцс [166]: а коэффи-

циент сокращения размера

лишь частично. Преобладающие

представления основаны главным

образом на дедуктивных рассуж-

дения^ и слабо подтверждайте

экспериментальными исследова-

ниями и полевыми наблюдения-

ми. Несмотря иа то что макси-

мальное внимание уделялось изу-

чению влияния транспортировки

на размер переносимых материа-

лов, до сих пор неясны причины,

приводящие к наблюдаемым ре-

зультатам. В общем виде размер

гравийных зереи, переносимых

потоками, сокращается вниз по

течению (рис. 3.14). Поскольку

углы и поверхность более круп-

ных обломков сглажены и ока-

таны, предполагается, что при

переносе истирание является ак-

тивно действующим процессом и

сокращение размера по течению вызвано этим истиранием. Это отча-

сти справедливо, но, как указывается в гл. 14, в отдельных случаях

сокращение размера нельзя, вероятно, объяснить только абразионным

процессом, оно скорее всего отражает падение силы потока, связанное

с уменьшением его градиента.

То, что песок и гравий претерпевают сокращение размеров зерен

в процессе транспортировки, почти не требует доказательства. Ока-

танность, которой характеризуются все зрелые обломки, подразумева-

ет процесс истирания и потерю массы. Следовательно, остается изучить

более внимательно процессы, ведущие к уменьшению размера, их зна-

чимость и влияние на характер частоты распределения.

Абразия — это обобщенное понятие, в которое вкладывается поня-

тие износа или нстнраиня. В этом смысле термин применяется для

обозначения механического сокращения размера. Однако отдельные ис-

следователи различают несколько процессов, приводящих к уменьше-

нию размера; они употребляют термин абразни в более ограниченном

смысле. Маршалл [200] различал три процесса: собственно абразию,

столкновение и измельчение. Абразия происходит при трении гальки

друг о друга. Вероятно, это самый медленный процесс износа матери-

™ Столкновение характеризуется определенными ударами, ко-

п™.,

КРУПНЫе обломки на|,осят

мелким, и следовательно, процесс

ощутим в том случае, если наблюдается заметное отличие по размеру