15

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации

НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ

ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ (НИ ТГУ)

Геолого-географический факультет

Кафедра петрографии

Отчет по дисциплине

«Методы литологических исследований»

Выполнил студент гр. 021902

____________Ю.М. Вершинин

Проверил доцент

____________И.В. Вологдина

Томск – 2022

Оглавление

1 Описание образцов 4

1.1 (Образец №0054) Песчаник средне-мелкозернистый аркозовый с закрытым поровым кальцитовым и пленочным коррозионным железистым цементом 4

1.2 (Образец II-404a) Конгломерат среднегалечный полимиктовый вулканито-седиментитовый с поровым кристаллически зернистым, коррозионным кальцитовым цементом 9

1.3 (Образец II-59a) Игнимбрит риолита 11

1.4 (Образец M-246) Известняк полидетритовый грубо-крупнораковинный с базальным и поровым микрозернистым глинисто-кальцитовым цементом 13

Введение

Литология – наука об осадочных породах. Осадочными следует считать горные породы минерального или органического состава, возникшие на поверхности литосферы или вблизи неё и существующие при термодинамических условиях, характерных для верхней части земной коры (Фролов, 1992).

Целью данной работы является получение навыков макроскопического и микроскопическое описания образцов, гранулометрического анализа песчаников в шлифах, формирование навыков описания керна и знакомство с методами литологических исследований через научные статьи.

1 Описание образцов

1.1 (Образец №0054) Песчаник средне-мелкозернистый аркозовый с закрытым поровым кальцитовым и пленочным коррозионным железистым цементом

Порода серо-коричневого цвета с массивной плотной текстурой (образец № 0054).

По данным гранулометрического анализа порода имеет псаммитовую средне мелкозернистую структуру. Содержание фракций представлено в таблице 1.

Таблица 1. Содержание фракций в образце № 0054

Фракция	Песчаная среднезернистая	Песчаная мелкозернистая
Размер зёрен, (мм)	0,50-0,25	0,25-0,10
Содержание, %	23	77
Сумма, %	100

Песчаник сложен главным образом зернами размером 0,25-0,10 мм (77% обломочной части), содержит примесь среднезернистой фракции с размерами зерен 0,5-0,25 мм (23% обломочной части), плохо сортированный (коэффициент сортированности по Траску 1,44). Максимальный и минимальный размер зёрен соответственно 0,5 и 0,04 мм. Форма зёрен вытянутая, угловатая, отчасти искажена из-за развития конформных зерновых контактов.

Результаты гранулометрического анализа обработаны с помощью программы в Microsoft Excel, полученные характеристики распределения (статистические параметры) представлены в таблице 2.

Таблица 2. Статистические параметры, полученные по образцу № 0054

Параметры	Значения
Средневзвешенный диаметр, мм	0,188
Log10 стандартного отклонения (сортированность)	0,191
Стандартное отклонения (сортированность)	1,55
Асимметрия	-0,2
Эксцесс	-1,0
Медианный диаметр, мм	0,231
Коэффициент сортированности S0	1,44

Статистические параметры использованы для построения генетических диаграмм Г.Ф. Рожкова (рисунок 1) и Л.Б.Рухина (рисунок 2). Диаграмма Г. Ф. Рожкова (1986) «асимметрия – эксцесс» по данным косвенного счета, как показала ее проверка М. Ф. Лотфи и М. А. Рашеда (1991), обладает, может быть, наибольшей (но не абсолютной) «разрешающей силой» для разделения песков разного генезиса: шельфовых флювиальных и застойных участков, прибрежных прибойных и флювиальных, речных и эоловых. Наиболее четко на диаграмме распознаются следующие обстановки: застойные, речных течений, выхода волн на мелководье, наката волн и деятельности ветра.

Рисунок 1 – Диаграмма Г.Ф.Рожкова «асимметрия – эксцесс» с результатами гранулометрического анализа образца 0054.

Поля на генетической диаграмме отражают условия:

I – застойных обстановок седиментации на дне водоемов различных глубин (морские фации);

II – донных течений или мутьевых потоков (морские фации), гидромеханическое или физическое разрушение магматических пород, эрозию горных пород морского происхождения (континентальные фации областей сноса, коры выветривания);

III – слабых, преимущественно речных, течений (континентальные речные фации);

IV – интенсивных речных или вдольбереговых морских течений ((континентальные речные или прибрежноморские) фации), для их отличия требуется дополнительная оценка коэффициентов вариации соответствующих рафинированных (очищенных от алевритовой примеси) гранулометрических распределений, т. е. анализ собственно песчаных распределений;

V – выходов волн на мелководье, сильных вдольбереговых течений, накатов волн (прибрежно-морские фации, континентальная микрофация пляжей больших равнинных рек);

VI – выходов волн на мелководье, сильных накатов волн – верхняя половина участка (микрофация береговых дюн), в целом фация побережья водоемов вблизи береговой черты;

VII – эоловых переработок речных осадков – верхняя половина прямоугольника, континентальная фация пустынь (континентальные дюны), нижняя правая четверть прямоугольника – волновые процессы на мелководье, нейтральная полоса побережья (прибрежная морская фация);

VIII – выходов волн на мелководье, мощных накатов – прибой, скорость динамической пересортировки превышает скорость привноса обломочного материала (прибрежная фация крупных водоемов).

Диаграмма показывает, что обломочный материал изучаемого песчаника осаждался слабых, преимущественно речных, течений (континентальные речные фации) (поле III).

Данный метод, предложенный Л.Б. Рухиным, заключается в использовании двух коэффициентов, на основе которых устанавливается генезис песчаных отложений. Это средний размер и коэффициент сортировки. В основе метода лежит эмпирически найденная генетическая диаграмма.

Рисунок 2 – Генетическая диаграмма Л.Б.Рухина с результатами гранулометрического анализа образца 0054

Поля генетической диаграмме отражают условия:

I – поле песков, отложенных в неподвижной или ламинарной среде (центральные части озер и морей);

II – поле песчаников, образованных в условиях волнений;

III – поле песков, сформированных в условиях однонаправленного потока;

IV – поле эоловых песков;

V – поле недостоверности.

Согласно диаграмме, обломочный материал изучаемого песчаника осаждался в неподвижной или ламинарной среде (центральные части озёр и морей)

Состав породы определялся по результатам количественного минералогического анализа. Обломочная часть имеет следующий состав: кварц 55%; полевые шпаты 29,7%; (плагиоклазов 63% и кпш 37%); обломки пород 15,3%.

Согласно классификационной диаграмме В.Н. Шванова (рисунок 3) песчаник относится к аркозовым песчаникам.

8

7

6

5

4

3

2

1

Рисунок 3 – Классификационная диаграмма Шванова В.Н. с результатами количественно-минералогического анализа образца 0054

Поля на диаграмме: 1 – кварцевые песчаники, 2 – олигомиктовые песчаники, 3 – мезомиктовые песчаники, 4 – аркозовые песчаники, 5 – кварцевые граувакки, 6 – полевошпатовые граувакки, 7 – граувакки, 8 – полевошпатовые песчаники (Систематика…, 1998)

Кварц (рисунок 4) плохо окатанный, размеры зёрен колеблются в пределах 0,5-0,04 мм, бесцветный и часто мутный за счёт многочисленных пылеватых включений, часто трещиноватый. Между зернами кварца часто наблюдаются конформные зерновые контакты.

Плагиоклаз (рисунок 4) в песчанике представлен плохо окатанными вытянутыми зернами с хорошими кристаллографическими очертаниями, что позволяет сделать предположение о его эруптивном происхождении, размером 0,46-0,06 мм, с полисинтетическими двойникам. Угол максимального симметричного угасания двойников составляет примерно 22⁰, что позволяет определить плагиоклаз, как андезин []. Многие зерна плагиоклаза серецитизированны.

Калиевый полевой шпат не пользуется большим распространением и в основном представлен кпш-пертитом, с размерами зерен 0,2-0,1 мм. Зерна имеют буроватую окраску из-за сильной пелитизации и часто замещены продуктами разложения.

Обломки пород 0,4-0,04 мм представлены андезитами (рисунок 4) и кварцитами (рис. 4). Обломки андезитов плохо окатанные, имеют характерную андезитовую структуру с беспорядочным расположением микролитов плагиоклаза, погруженных в основную массу. Все обломки андезитов очень сильно ожелезнены. Обломки кварцитов хорошо окатанные с тонкозернистой гранобластовой структурой.

Помимо вышеперечисленных компонентов в песчанике отмечены единичные зерна биотита.

Акцессорные минералы в песчанике представлены цирконом и эпидотом. Отмечено единичное зерно циркона размером 0,1 мм, с субизометричной формой, с яркой розовой интерференционной окраской (Ng-Np=0,044) и высоким рельефом. Эпидот также представлен единичным зерном размером 0,2 мм короткопризматической формы, с яркой аномальной сарафанной интерференционной окраской (Ng-Np=0,051).

Цемент составляет около 10% поверхности шлифа. Основным типом цемента в породе является кальцитовый цемент (рис. 4), тонко-мелкозернистый с размерами зерен 0,2-0,04 мм, поровый закрытый. По взаимоотношению с зернами – коррозионный. Другим типом цемента в породе является железистый (рисунок 4), как поровый закрытый, так и замещения, коррозионный, сложенный гематитом и гидроксидами железа. Следует также отметить, что песчаник претерпел довольно сильные стадиальные преобразования, которые выражены в уплощении зёрен и растворении под давлением обломочного материала, что проявляется в широком развитии конформных зерновых контактов (рисунок 4), что свидетельствует о поздних катагенетических преобразованиях.

Рисунок 4 - Песчаник аркозовый, средне-мелкозернистый с закрытым поровым кальцитовым и пленочным коррозионным железистым цементом. Образец 0054 (а – без анализатора, б – николи+)

Подписи на рисунке: 1 – Кварц; 2 – Плагиоклаз; 3 – Ожелезнённый обломок андезита; 4 – Обломок силицита; 5 – Конформные зерновые контакты и регенерационный кварц; 6 – Зерно Пирита; 7 – Закрытый поровый кальцитовый цемент; 8 – Железистый плёночный цемент

Геохимические фации по pH и Eh установлены по кальцитовому и железистому цементам:

pH: 7,2 – 6,6 слабовосстановительная, нейтральная.

Eh: 300 – 50+ окислительная, нейтральная.

Стадия литогенеза: Поздний катагенез. Устанваливается по наличию регенерационного кварца и конформным зерновым контактам.