Методи вивчення грубоуламкових порід
У грубоуламкових породах необхідно вивчати всі три їх компоненти: уламки, заповнюючу масу (матрикс) і цемент, причому головним об’єктом вивчення, звичайно, є уламки, що дають найбільш цінну інформацію про характер порід, які складали джерела зносу уламкового матеріалу, а також про умови його перенесення і накопичення.
Визначення гранулометричного складу породи, тобто відносного вмісту в ній уламків різного розміру, можна проводити або шляхом підрахунку числа уламків, що відносяться до різних класів за розміром, або шляхом просіювання проби на великих ситах і зважування уламків, що затрималися на відповідних ситах. Необхідно пам’ятати, що процентний вміст уламків в породі, підрахований різними методами, буде різним, тому при узагальненні отриманих даних, їх порівнянні з даними інших дослідників потрібно враховувати методику визначення гранулометричного складу породи. Як приклад наведемо результати визначення вмісту різних уламків в породі методом підрахунку їх числа і методом зважування (табл. 9.4, мал. 9.5) для зразка тріасового конгломерату в Східному Забайкаллі.
_Таблиця 2.3.5 Результати визначення вмісту уламків в породі (спрощено)_
Клас уламків за І Число уламків І Процент уламків
розміром, мм
даного розміру в породі, шт.
від загального числа всіх уламків в породі
від загального об’єму (маси)
Крупний гравій (5 – 10) Дрібна галька (10 – 25) Середня галька (25 – 50) Крупна галька (50 -100)
320 40 28 12
80 10 7 3
1,4
4,2 14,1
80,3
7
Вивчення форми уламків. Визначення обкатаности бажано провести по розмірних класах, визначаючи для кожного класу процент або хоч би переважання уламків різної окатанности.
Форма уламків (сплощеність, видовженість, сферичність) характеризується за допомогою різних коефіцієнтів. Так, по К.Уентворту, сплощеність уламків, тобто близькість їх форми до табличної, «млинцеподібної», виражається відношенням:
Кп=(А+В)/2С;
де А – довжина уламка; В – ширина; С – товщина. Н. Б. Вассоєвич пропонує обчислювати цей коефіцієнт у вигляді
Кп=В/С -1.
Якщо розглянути уламок, що не має сплощеності (циліндричний або призматичний), у котрого А =10 см; В=1 см і С=1 см, то, за Уентвортом, Кп=(10+1)/2=5,5, а за Вассоєвич, Кп=1/1-1=0, що більше відповідає дійсності.
Коефіцієнт видовженості уламків (призматичність або циліндричність) К.Уентворт пропонує обчислювати як Кд=2А/(В+С), а Н.Б.Вассоєвич – як Кд = А/В – 1. Якщо розглянути уламок, що не має подовження, у якого А=10 см; В=10 см; С=1 см, то, за Уентвортом, Кд = (10+10)/(10+1)=1,8, а за Вассоєвич, Кд= 10/10 – 1 =0, що також більше відповідає дійсності.
Сферичність уламків, тобто близькість їх форми до кулеподібної, Г.Уодел пропонує визначати як відношення площі поверхні сфери Б1 того ж об’єму, що і уламок, до фактичної площі його поверхні Б2, тобто Кс= Б1/ Б2. Для кулеподібного уламку це відношення дорівнює 1; для всіх інших уламків воно буде меншим за 1. Запропонований Г.Уоделом коефіцієнт практично не застосовується через складність визначення площі поверхні уламків.
Поверхня уламків в ряді випадків несе інформацію, що допомагає розшифровувати генезис порід. Вище говорилося про важливість виявлення дряпин, штриховки і «шрамів» на поверхні уламків, які вказують на їх перенесення рухом льоду.
Петрографічне вивчення. Петрографічний склад уламків доцільно вивчати по розмірних класах, визначаючи відносний зміст уламків окремих типів порід в кожному розмірному класі. Вивчення петрографічного складу уламків дозволяє реконструювати характер товщ материнських порід, які складали джерела зносу уламкового матеріалу, за рахунок руйнування яких і утворилися грубоуламкові породи, що вивчаються.
Суттєве значення для характеристики грубоуламкових порід має визначення співвідношення між рудитовими уламками і матриксом (заповнюючою масою і цементом), тобто визначення міри «насиченості» породи рудитовими уламками. Якщо порода рихла, міру насиченості породи виявити легко. Однак в більшості випадків це доводиться робити на око. При цьому можна виділити три типи грубоуламкових порід:
1. З малою кількістю матриксу – всі уламки стикаються один з одним. Маса, що заповнює, і (або) цемент присутні тільки в пустотах між уламками.
2. Із середньою кількістю матриксу – значна частина уламків не стикається один з одним, оскільки вона розділена заповнюючою масою і (або) цементом. Однак уламки видалені один від одного на відстані, що не перевищують 0,5 середніх діаметри уламків, що складають породу.
3. З великою кількістю матриксу – уламки відстоять один від одного на відстань від 0,5 до 1,0 їх середнього діаметру.
В тих випадках, коли уламки «розбавляються» матриксом настільки, що відстань між ними перевищує їх діаметр, ми будемо мати справу вже з іншим типом породи, наприклад з пісковиком з включеннями гальки і валунів тощо.
При вивченні товщ грубоуламкових порід перед дослідником стоять різноманітні задачі: розчленовування товщі конгломератів на окремі пачки, що можуть бути закартовані в межах досліджуваної території; розробка схеми зіставлення розтинів грубоуламкових порід; пошуки корисних копалин (золото, уран і ін.), пов’язаних або з уламками, або з масою, що заповнює, або з цементом тощо. У кожному конкретному випадку геолог повинний розробити програму досліджень, що дозволили б дати відповідь на поставлені перед ним питання.
Практичне застосування грубоуламкових порід
Гравій, галька і щебінь з сучасних (четвертинних) сипких відкладів, широко використовуються у будівництві доріг, при відсипанні залізничного баласту і виготовленні бетону. У багатьох випадках зцементовані грубоуламкові породи (конгломерати) є важливими об’єктами розвідки і розробки, оскільки у складі уламкової частини та її матриксі містяться такі корисні копалини, як золото, алмази, уран, платина тощо.
