Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки Российской Федерации

Российский государственный университет нефти и газа имени И.М. Губкина

Кафедра литологии

Пояснительная записка к работе

по дисциплине: "Литология"

на тему: "Гранулометрический анализ"

Выполнил: студент Борисова А., ГП-13-01

Руководитель: Журавлёва Л.М.

Москва - 2015 г.

Оглавление

Введение

Глава 1. Ход работы

Глава 2. Литологическое описание шлифа

Глава 3. Построение диаграмм, графиков, их описание

3.1 Построение столбчатой диаграммы

3.2 Построение кумулятивной кривой

3.3 Расчеты

3.4 Генетическая диаграмма

Заключение

Список используемой литературы

Введение

Цель работы: дать наиболее точную характеристику породы, используя гранулометрический анализ и литологическое описание шлифа.

Задачи работы:

- оценить размеры зерен;

- оценить окатанность зерен;

- оценить отсортированность обломочной части;

- оценить обломочную часть в целом;

- оценить цементирующую часть;

- обосновать генетическое происхождение породы.

Исходный материал: был предоставлен преподавателем, шлиф номер VI.

Гранулометрический (механический) анализ применяется для изучения обломочных горных пород - псефитов, псаммитов, алевритов, глин, а также терригенной части хемогенных и органогенных пород.

Суть анализа: разделение обломочной части на отдельные фракции по размеру зерен и определение количественного содержания этих зерен в породе. гранулометрический анализ литологическое

Для различных пород применяются различные методы гранулометрического анализа (лабораторный метод и анализ шлифа). На практических занятиях по курсу "Литология" мы занимались гранулометрическим анализом шлифов.

Глава 1. Ход работы

Ход работы:

1. Изначально мы определяем примерное процентное содержание цемента в породе, для этого шлиф закрепляется в специальный препаратоводитель (он позволяет перемещать шлиф по прямым линиям на необходимое нам расстояние) на столик микроскопа (его необходимо закрепить);

2. Поскольку мы определяем относительное содержание цемента, то необходимо подсчитать число делений, приходящихся на цемент. Для этого мы берем в поле зрения всю линейку и считаем деления, которые занимает цемент. Если линейки не хватило, то такой замер делать не нужно.

3. Затем мы подсчитываем общее количество делений, приходящихся на цемент в пределах одной линейки, это можно сделать двумя способами:

- просто просуммировать все деления, если использовать всю линейку;

- по формуле:

*100,

где l - число делений, приходящихся на цемент, L- число делений в линейке.

4. Затем мы определяем абсолютный размер зерен обломочной части, для этого необходимо учитывать цену деления линейки (на увеличение 5- вся линейка это 2 мм., на увеличение 10 - вся линейка это 1 мм.).

5. Определяется размер каждого зерна, а не суммарное количество всех.

6. Размер зерна нужно брать тот, который "прошел" через линейку.

7. Результаты измерений мы записываем в таблицу 7, таким образом, определяя не абсолютный размер зерен, а фракцию, в которую данное зерно входит.

8. В каждой колонке мы отмечаем точкой зерно, вошедшее во фракцию, четыре точки образуют квадрат, схема соответствия точек, палочек и количества зерен показана внизу таблицы 7.

9. Необходимо замерить около 500 зерен (по указанию преподавателя).

10. В ходе всех измерений шлиф необходимо перемещать на 1 мм.

11. Все необходимые замеры для дальнейших исследований мы сделали.

Глава 2. Литологическое описание шлифа

Это осадочная горная порода. Ее структурная составляющая: осадочная часть и обломочная часть.

Обломочная часть занимает около 80-85 % шлифа. Она относительно равномерно распределена по площади шлифа. Обломочная часть хорошо отсортирована, размеры обломков не отличаются больше, чем в 2 раза. Максимальный размер обломка = 1 мм., минимальный =0,03 мм., преобладает 0,3-0,6 мм. Данный размер обломков соответствует фракции среднезернистого песчаника. Обломки окатаны и полуокатаны. По минеральному составу можно сказать, что порода олигомиктовая, преобладает кварц в количестве 85-90 %, присутствуют слюды (мусковит) -10-15 %.

Цементирующая часть занимает около 15-20 %. Она относительно равномерно распределена по площади шлифа. Тип цемента-базальный. По минеральному составу цемент карбонатный (кальцитовый).

Из вторичных изменений присутствует коррозия зерен.

Биогенная часть отсутствует.

Пустотного пространства тоже нет.

Таким образом, полное название породы:

Песчаник среднезернистый, хорошо отсортированный, хорошо окатанный, олигомиктовый мусковито-кварцевого состава с базальтим типом цемента карбонатного состава.

Примерные выводы об условиях образования породы:

Порода имела достаточно долгий транспортировочный путь, о чем говорит минеральный состав обломков (полевые шпаты не сохранились, плагиоклазы отсутствуют), так же о продолжительном транспортировочном пути говорят нам хорошо окатанные обломки. Можно предположить, что формирование породы происходило в морских условиях, т.к угловатые обломки практически отсутствуют.

Глава 3. Построение диаграмм, графиков, их описание

3.1 Построение столбчатой диаграммы

Одним из весьма распространенных и достаточно универсальных приемов изображения результатов анализов является построение гистограмм, или столбчатых диаграмм. В гранулометрическом анализе достаточно часто используются диаграммы, т. к. они являются первым этапом обработки полученных результатов. Диаграмма характеризует распределение фракций в образце в виде столбцов. Ось абсцисс показывает размеры фракций (мм), ось ординат- процентное содержание зерен в данной фракции (%).

Построенная диаграмма показана на рисунке 1. После гранулометрического анализа и последующего подсчета были получены следующие данные:

- 0,13-0,16-1,2 %

- 0,16-0,2-10,8 %

- 0,2-0,25-9,3 %

- 0,25-0,32-18,8 %

- 0,32-0,4-14,0 %

- 0,4-0,5-22,7 %

- 0,5-0,6-13,7 %

- 0,6-0,8-8,8 %

- 0,6-0,8-0,8 %.

По диаграмме мы можем судить о том, какие фракции преобладают в образце. В нашем случае в количестве 22,7 % и 18,8 % преобладают размерности от 0,4-0,5 мм. и 0,25-0,32 мм. соответственно. По этим данным можно сделать вывод, что в породе преобладает одна фракция и ее размеры соответствуют среднезернистому песку.

Гистограмма позволяет наглядно выделить преобладающую фракцию, качественно оценить степень отсортированность породы, определить модальный, т.е. наиболее распространенный размер зерен.

3.2 Построение кумулятивной кривой

Одним из важных методов графической обработки гранулометрических анализов является построение кумулятивной (суммарной) кривой. Для того, чтобы ее построить, нам необходимо заполнить последнюю колонку таблицы 7. Она рассчитывается так: за исходную берется наименьшая по размерам фракция - глинистая (0,01-0,05 мм.). Затем к этой фракции добавляется процентное содержание следующей по размеру фракции (0,05-0,1 мм.). Таким образом, от фракции к фракции значения возрастают, и к последней имеющейся фракции значение приблизится к 100 %.

Построенная диаграмма показана на рисунке 2. На оси абсцисс мы откладываем размеры фракций в логарифмическом масштабе (мм.), на оси ординат - кумулятивный процент (%). И далее необходимо по точкам построить кривую. В нашем случае первые три точки, которые соответствуют фракциям размеров 0,01-0,05 мм., 0,05-0,1 мм. и 0,1-0,13 мм. имеют 0 суммарный процент. Четвертая точка, которая соответствует фракции 0,13-0,16 мм. имеет 1,2 суммарный процент. Нам необходимо отметить данную точку. Пятая точка соответствует фракции 0,16-0,2 мм. мы откладываем эту величину по оси абсцисс, по оси ординат мы откладываем 12 %. Следующая точка соответствует фракции 0,2-0,25 мм., мы откладываем это значение по оси абсцисс в логарифмическом масштабе, суммарный процент равен 21,3 %. Следующая точка соответствует фракции 0,25-0,32 мм. это значение обозначаем на оси абсцисс, суммарный процент равен 40,1 %. Далее точка соответствует фракции 0,32-0,4 мм. данное значение необходимо отложить в логарифмическом масштабе по оси абсцисс, суммарный процент равен 54,1 %. Затем точка соответствует фракции 0,4-0,5 мм., это значение откладываем по оси абсцисс, кумулятивный процент равен 76,8 %. Следующая точка соответствует фракции 0,5-0,6 мм., ее кумулятивный процент равен 90,5 %, откладываем эти значения по соответствующим осям. Следующая фракция соответствует размерам 0,6-0,8 мм., ее суммарный процент равен 99,3 %. И, наконец, последняя точка соответствует фракции размерам 0,8-1 мм., ее кумулятивный процент 100,1 %. Полученные точки необходимо соединить плавной линией.

По облику прямой можно судить о степени отсортированности породы, некоторые ученые утверждают, что по облику так же можно сказать о динамике среды переноса. Кумулятивная кривая важна не только как одна из форм графического изображения аналитических данных; главное, что с ее помощью определяется ряд параметров, характеризующих структуру породы и прежде всего средний размер зерен и коэффициент отсортированности.

3.3 Расчеты

По полученному графику нам необходимо определить некоторые значения, для того, чтобы судить об отсортированности обломочного материала, о размерах зерен и др. Первое М_d - медианный (средний) диаметр соответствует такому размеру частиц, крупнее и мельче которого содержится 50 % обломков, т.е. точно соответствует понятию медианы в математической статистике и имеет размерность длины (мм). Для определения Md от ординаты 50 % до пересечения с кумулятивной кривой проводится прямая линия, параллельная оси абсцисс, из точки пересечения к оси абсцисс опускается перпендикуляр. Полученное на оси абсцисс значение и составляет медианный диаметр (схема 1). Оно оказалось равным 0, 38 мм.

Затем мы определяем коэффициент отсортированности породы (S_o), который показывает насколько порода является отсортированной. Он определяется по формуле:

S0 =,

где квартили определяются, как и медианный диаметр, но первая квартиль (Q1) устанавливается для ординаты 25 %, а третья (Q3) - для ординаты 75 %. Значение, полученное в этой формуле, можно трактовать так: чем оно меньше, тем лучше порода отсортирована, т.к. разница между третьей и первой квартилью меньше. Принято считать, что значения S0 менее 2,5 характеризуют хорошую отсортированность обломочного материала; от 2,5 до 4,5-среднюю и более 4,5 - низкую. В нашем случае, коэффициент получился равным 1,35, что говорит о достаточно хорошей отсортированности породы.

Следующий параметр, который характеризует породу - S_K- коэффициент несимметричности. Его определяем по формуле:

S_к=.

Этот коэффициент характеризует положение моды относительно медианного диаметра. Если преобладают мелкие фракции (относительно медианного диаметра), т.е. мода меньше медианы, значение коэффициента асимметрии больше единицы (положительная асимметрия). Если же преобладают крупные фракции, т.е. мода больше медианы, то значение коэффициента асимметрии меньше единицы (отрицательная асимметрия). В нашем случае этот коэффициент оказался равным 0, 92, что говорит об отрицательной симметрии и об преобладании крупных фракций.

3.4 Генетическая диаграмма

Как говорилось во "введении" одна из задач гранулометрического анализа - восстановление условий образования породы. Проведенные исследования уже дают некоторую информацию об условиях образования. Так, размер обломков отражает энергию транспортирующей среды, а косвенно - и контрастность рельефа (более крупные обломки переносятся и осаждаются в более высокоэнергетической обстановке, чем мелкие). Тем не менее, проведенные расчеты не дают должной информации о генетической принадлежности породы. Для получения такой информации существуют генетические диаграммы. В этой работе мы используем диаграмму Пассеги, которая представлена на рисунке 68. Она используется для водных осадков. По мнению автора, способы переноса и отложения обломков могут быть определены соотношением двух основных параметров - максимального размера С и медианного диаметра. Коэффициент С называется фигульной точкой и соответствует 99 % суммарного процента, он определяется также, как и медианный диаметр, в нашем случае это значение оказалось равным 0,9 мм., он характеризует наиболее крупнозернистую часть осадка. В этом графике по оси абсцисс откладывается значение медианного диаметра (M), стоит отметить, что необходимо перевести размерность в из мм. в мк., по оси ординат откладываем значение 99 % квартильи. Затем необходимо проследить в какую область попадает наша точка. В нашем случае точка попала в область РО, поле PO характеризует смешанный перенос - в суспензии и качением по дну. Эти способы транспортировки наблюдаются в зоне действия волн в прибрежных условиях на песчано-гравийных и галечниковых банках, в некоторых участках рек. Проще говоря, бурность реки или активность прибрежных зон моря удерживают частицы в подвешенном состоянии, что делает воду мутной. Существует множество генетических диаграмм, но не все они являются точными, т. к, например, чтобы пользоваться диаграммой Пассеги, то необходимо сначала обосновать, что порода генетически принадлежит к морским условиям образования. Многие поля на диаграммах перекрывают друг друга. Стоит отметить, что диаграмма носит весьма относительный характер, так как определение медианного диаметра и фигуральной точки весьма неточное.

Заключение

Таким образом, мы проанализировали породу. В нашей работе мы использовали один из методов изучения осадочных горных пород - гранулометрический анализ.

В главе 1 мы описывали принцип и ход работы гранулометрического анализа.

В главе 2 описывали породу с точки зрения литологического анализа, это необходимо нам для сравнения данных, полученных в результате гранулометрического анализа и данных, которые мы получаем "глядя в микроскоп", в результате литологического анализа породы.

3 глава является самой объемной, т.к. в ней мы описывали основную часть исследования: построение диаграммы, суммарной кривой, их анализ, интерпретация генетической диаграммы Пассеги.

Таким образом, мы видим, что литологическое описание соответствует гранулометрическому анализу нашей анализируемой породы. На основе полученных данных мы можем дать полное название породы: песчаник среднезернистый, хорошо отсортированный, хорошо окатанный, олигомиктовый мусковито-кварцевый с базальным типом цемента карбонатного состава.

Список используемой литературы

1. "Литология. Осадочные горные породы и их изучение", В.Г. Кузнецов.

2. www.wikipedia.ru.

3. www.gubkin.ru.

Размещено на Allbest.ru