CC BY
21
Л ит ер ат у ра
1. Бокий Г.Б., Григорьев Т.Н., Пальчук Н.А. Структурные особенности ярозита из разных месторождений //Доклады АН СССР, 1981. - Т.260. - № 6. - С. 1458-1460.
2. Быков А.Д. Связь показателей преломления алунита с размерами зерен //Узбекский геологический журнал. - 1981. - № 5. - С.90-91.
3. Гильман Ф.И., Коноплёва И.Б. Изучение типоморфных особенностей тонкодисперсных минералов группы ярозита с помощью электронного микроскопа //Записки Всесоюз. минералогического общества. - 1968. - Вып.5. - С.603-611.
4. Зотов А.В. Зависимость состава алунита от температуры его образования //Геохимия. -1971. - № 1. - С.110-113.
5. Кашкай М.А. Алуниты, их генезис и использование. - М.: Недра, 1970. - Т.1. 400 С. Т.2. 316 С.
6. Кашкай Ч.М. Физико-химические условия алунитообразования. - Баку: Элм, 1972.
7. Кашкай Ч.М. Роль комплексных ионов в минералообразовании алунитового типа //Записки Всесоюз. минералогического общества. - 1975. - Вып.4. - С.473-478.
8. Сажин В.С., Запольский А.К., Захарова Н.Н. Термическое разложение искусственного калиевого алунита //Журнал неорганической химии, 1968. - Т.41. - № 8. - С.1675-1679.
9. Салтыков В.Ф. Алунит-галлуазитовые породы Жигулей //Недра Поволжья и Прикаспия. -2009. - Вып.60. - С.20-30.
10. Салтыков В.Ф., Калинкин А.Н. К систематике сульфатов алюминия //Теория и методология минералогии: тезисы докл. Всесоюз. совещания. - Сыктывкар: Институт геологии Коми (филиал АН СССР), 1985. - Т.1. - С.66-68.
11. Цветков А.И., Вальяшихина Е.П. Материалы по термическому исследованию минералов //Труды Геологического института АН СССР, 1955. - Вып.157.
12. Bladh K.W. The formation of goethite, jarosite and alunite during the weathering of sulfide-bearing rocks //Econ. Geol., 1982. - V.77. - № 1. - P.176-184.
13. Brophy G.P., Sheridom M. Sulfate studies. IV. The jarosite - natrojarosite - hydronium jarosite solid solution series //Amer. Mineral., 1965. - V.50. - № 10. - P.1595-1607.
14. Keith W.J., Calk L., Ashley R.P. Crystals of coexisting alunite and jarosite, Goldfield, Nevada //Geol. Surv. Profess. Pap. - 1980. - № 1124 A-F. - P.1-5.
15. Menchetti S., Sabelli C. Crystal chemistry of the alunite series: crystal structure refinement of alunite and synthetic jarosite //Neues Jahrb. fur Mineral. Monatsch. - 1976. - № 9. - P.406-417.
16. Rodriguez-Clemente R., Hidalgo-Lopez A. Physical conditions in alunite precipitation as a secondary mineral //Chem. Weathering Proc. NATO. Adv. Workship. Dordrecht., 1985. - P.121-141.
17. Ross C.S., Bergquist H.R., Monroe W.H. et al. Natroalunite in Upper Cretaceus sedimentary rocks, north-central Texas //J. Sediment. Petrol., 1968. - V.38.- № 4. - P.1155-1165.
УДК 691.4:666.32
ПРИМЕНЕНИЕ ТРЕУГОЛЬНОЙ БАРИЕЦЕНТРИЧЕСКОЙ ДИАГРАММЫ ДЛЯ ОТРАЖЕНИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИХ АНАЛИЗОВ
ГЛИНИСТЫХ ПОРОД
© 2010 г. А.А. Свиридов
Отдел геологии и лицензирования по Республике Мордовия "Приволжскнедра"
Треугольные бариецентрические диаграммы для характеристики гранулометрического состава песчано-алеврито-глинис-тых пород применялись многими исследо-
вателями. На основе данных диаграмм созданы различные классификации Н.М. Страховым, Л.В. Пустоваловым, В.П. Флоренским, которые с той или иной позиции пы-
тались систематизировать многообразие глинисто-обломочных пород.
Однако единого подхода к созданию какой-то пусть не единой, но основополагающей типизации песчано-алеврито-глинис-тых пород, которую можно было бы применить для создания обрабатываемых баз данных, нет.
За последние десятилетия в различных геологических организациях проведено огромное количество физико-механических анализов глинистых пород. Только по территории Республики Мордовии за последние 40 лет работы геологоразведочных предприятий накопилось свыше 10000 результатов физико-механических испытаний, основой которых служит определение гранулометрического состава.
Анализы выполнялись согласно ГОСТу 21216-75. "Сырье глинистое. Методы анализа". Глинисто-песчанистые частицы разделялись на шесть фракций: песчаные частицы (фракция 1-0,25 мм и фракция 0,25-0,06 мм), алевритовые частицы (фракция 0,06-0,01 мм и фракция 0,01-0,005 мм), глинистые частицы (фракция 0,005-0,001 мм и фракция менее 0,001 мм). Эта градация полностью соответствует классификации Н.Б. Вассоевича и Л.Б. Рухина [10] и отражает генетические границы обломочных пород: 0,05 мм - нижняя граница волочения частиц и 0,002-0,005 мм - верхняя граница частиц, определяющая пластичность осадка [6]. Данное фракционирование рекомендовано и при составлении литологической карты поверхности дна акватории [4]. Безусловно то, что современные осадки и литифицированные осадки более древних отложений, как указывают многие литологи, отличаются по гранулометрическому составу (раскристаллизация гелей, перекристаллизация глинистых частиц, появление новообразований и т. д.), но и эти отличия можно скорректировать, используя поправочные коэффициенты.
Автором при поисково-разведочных работах на стройматериалы в системе ГГП "Волгогеология" была предпринята попыт-
ка применения треугольных диаграмм для выражения результатов гранулометрического анализа [7, 8, 9]. За основу были взяты результаты физико-механических испытаний глинистых пород, проведенных в центральной лаборатории ГГП "Волгогеология". Внешний контроль осуществлялся центральной лабораторией ПГО "Центргеология". Таким образом можно уверенно судить о сходимости данных анализов геологоразведочных предприятий системы Министерства геологии СССР для большей территории европейской части Советского Союза.
Анализируя полевое описание алеври-то-песчано-глинистых пород различными авторами, как при проведении геолого-съемочных, так и поисково-разведочных работ на различные стройматериалы, можно отметить преобладающее разделение глин на тонкодисперсные, слабо алевритистые, алев-ритистые и сильно алевритистые. Некоторые авторы придерживались разделения глин по В.П. Флоренскому [11]: "тонкодисперсные глины - алевритистые глины - алевритовые глины - сильно алевритовые глины". В редких случаях сильно алевритистые или сильно песчанистые глины, опираясь на данные петрографического анализа, выделяли как алевролиты или песчаники на глинистом цементе, что не совсем верно, так как данные породы размокают в воде и имеют значительную пластичность [3].
Отдельно выделялись и описывались в отчетах слои алевритов (песков) мощностью свыше 0,1 м, в которых преобладает алевритовая (песчаная) составляющая, нередко с прослойками или гнездами глин (сезонные ритмиты, ритмиты приливных зон и т. д.). При проведении валового гранулометрического анализа такие слои алевритов (песков) содержат глинистые частицы (менее 0,005 мм) от единичных процентов (чистые разности) до 50 % за счет насыщенности их гнездами и тонкими прослойками глин.
Глинистые прослойки и гнезда, содержащиеся в алевритах и песках, как и прослойки, и гнезда алевритов (песков) в гли-
нах, затрудняют выделение полей локализации алеврито-песчанистых пород на треугольной диаграмме. Тем не менее, зная гранулометрический анализ вмещающих слоев глин и примерное содержание "чистых" алевритов, можно рассчитать процентное содержание слойков или гнезд глинистого материала в алевритах (песках).
Обобщая опыт применения треугольных диаграмм для выражения результатов гранулометрического состава глинистых пород, автор предлагает несколько изменить классификацию песчано-алеврито-глинис-тых пород, основываясь на идее неравновесности данной системы. Так, глинистые частицы не являются обломочными образованиями, как песчаные и алевритовые частицы, а имеют совершенно отличные от них, только им присущие свойства [3, 5, 10], которые существенно влияют на перенос и аккумуляцию глинистых частиц. Поэтому классификация должна строиться на основе содержания глинистых частиц с "добавлением" песчаных или алевритовых, как это принято в отраслях, использующих глинистые породы как сырье для получения тех или иных изделий.
Принимая во внимание, что четвертичные отложения есть продукт своеобразной эпохи осадконакопления, они слабо затронуты процессами диагенеза и эпигенеза [3], автор предлагает иметь две классификации песчано-алеврито-глинистых пород: отдельно для коренных отложений и отдельно для четвертичных континентальных образований (рис.1, 2). Для морских и озерных отложений четвертичного возраста можно
применять классификацию коренных отложений, за основу которой можно принять разделение на группы по содержанию тонкодисперсных фракций ГОСТ 9169-75 "Сырье глинистое для керамической промышленности. Классификация".
Анализируя разделение глинистого сырья по ГОСТу 9169-75, необходимо отме-
тить, что содержание глинистых частиц менее 0,001 мм не полностью отражает наличие глинистых частиц как таковых. При петрографическом описании шлифов отмечаются глинистые частицы и кристаллы размерностью до 0,01 мм и обломочные частицы -до 0,008 мм. Таким образом, учитывая, что обломочные частицы, как правило, не встречаются менее 0,005 мм, за верхний предел фракции глинистой составляющей в классификации предлагается взять данный размер.
Расчет корреляционной зависимости пластичности как производной от содержания глинистых частиц, от содержания частиц менее 0,01, 0,005 и 0,001 мм показывает более устойчивую связь пластичности от фракции 0,005 мм, что также повлияло на выбор верхнего предела размерности глинистых частиц в 0,005 мм.
За основу разделения глин внутри диаграммы можно принять вышеприведенное, согласно ГОСТу 9169-75, разделение на группы, изменив наименование групп применительно к полевому описанию пород и установив поправочные коэффициенты к переводу содержания фракции глинистых частиц от менее 0,01 мм в содержание глинис-
Наименование групп сырья Содержание частиц менее 0,01 мм (в %) по ГОСТу Содержание частиц менее 0,001 мм (в %) по ГОСТу Предлагаемое содержание частиц менее 0,005 мм (в %)
высокодисперсное более 85 более 60 более 75
среднедисперсное 60-85 40-60 55-75
низкодисперсное 30-60 15-40 25-55
грубодисперсное менее 30 менее 15 менее 25
Рис.1. Классификация песчано-алеврито-глинистых коренных пород (при размере глинистых частиц менее 0,005 мм)
Рис.2. Классификация песчано-алеврито-глинистых четвертичных пород (при размере глинистых частиц менее 0,005 мм)
Корреляционная связь пластичности и размерности глинистых частиц Куракинского месторождения кирпичных глин (аптские глины)
Размерность частиц Предел текучести Предел раскатки Число пластичности Количество проб
частицы менее 0,01 мм 0,777 0,456 0,800 118
частицы менее 0,005 мм 0,870 0,570 0,837 118
частицы менее 0,001 мм 0,768 0,402 0,848 118
Корреляционная связь пластичности и размерности глинистых частиц Никольского месторождения керамзитовых глин (альбские глины)
Размерность частиц Предел текучести Предел раскатки Число пластичности Количество проб
частицы менее 0,01 мм 0,885 0,631 0,747 157
частицы менее 0,005 мм 0,888 0,624 0,755 157
частицы менее 0,001 мм 0,609 0,229 0,685 157
тых частиц менее 0,005 мм. При обработке значительного количества результатов гранулометрического состава, как правило, содержание фракции 0,01-0,005 мм колеблется для тонких глин в пределах 8-12 % и алев-ритистых (песчанистых) глин до 3-7 %, что дает возможность при разделении групп снизить нижний предел содержания высокодисперсных глин фракции менее 0,005 мм на 10 % (75 %), а пределы среднедисперс-ных, низкодисперсных и грубодисперсных глин соответственно на 5 % (55 %, 25 % ).
Как правило, глины, содержащие более 55 % глинистых частиц (фракции менее 0,005 мм), визуально слабо отличаются друг от друга (только за счет хруста на зубах) и разделение их предполагается только на 2 группы: глина тонкая (высокодисперсная) и глина слабо алевритистая (песчанистая) (среднедисперсная). Глины, содержащие глинистые частицы от 25 до 55 % (относящиеся к низкодисперсному сырью), уже более четко можно разделить на 2 группы: алев-ритистые (песчанистые) глины и сильно алевритистые (песчанистые) глины. К гру-бодисперсному сырью можно отнести сильно глинистый алеврит (песок) с содержанием
глинистых частиц (фракции менее 0,005 мм) менее 25 %.
Весьма трудно установить границу между глинами и алевритами (песками). Основным критерием глинистых пород является их пластичность. По данным гранулометрического анализа пластичность не фиксируется при содержании глинистых частиц (фракция менее 0,005 мм) ниже 9-13 %.
По ГОСТу 8736-85 "Песок для строительных работ. Технические условия" [1] к строительному песку относится песок с содержанием частиц, проходящих через сито 016, не более 15 %, и с содержанием отмучиваемых частиц (менее 0,05 мм) не более 5 %. Для использования песка в качестве обустройства дорожных покрытий [2] допускается увеличение содержания частиц менее 0,05 мм до 20 %. При примерно равном соотношении алевритовых и глинистых частиц можно допустить содержание глинистых частиц (менее 0,005 мм) до 10 %, что и принимается за границу песка (и соответственно алеврита) и песчано-алеврито-гли-нистой субстанции, уже имеющей функцию пластичности. Выше этого предела (при со-
держании частиц менее 0,005 мм от 15 до 25 %) при полевом описании песок (алеврит) описывается как сильно глинистый, что вполне может относиться к грубодисперс-ному сырью.
Таким образом граница между глинистыми породами, с одной стороны, и песками и алевритами, с другой стороны, должна проходить по линии с содержанием глинистых частиц (менее 0,005 мм) 25 %, причем сильно глинистые пески и алевриты должны располагаться между линиями с содержанием глинистых частиц (менее 0,005 мм) от 10 до 25 %.
Значительно сложнее выделение группы песчано-алеврито-глинистых отложений при содержании глинистых частиц (фракция менее 0,005 мм) менее 55 %, выделяемой на диаграмме в центральной ее части. Особенно сложно разделение алевритистых (песчанистых) глин и глинистых алевритов (песков). Сложность выделения заключается в наличии, как правило, гнезд и прослоек глин в алевритах и гнезд и прослоек алевритов (песков) в глинах.
При визуальном описании слоя как алеврита (песка) количество прослоек или гнезд глин может достигать 50 %, при увеличении процента глинистой составляющей (фракции менее 0,005 мм) в целом по слою также до 50 %, что по классификации относится к алеври-тистым глинам. Конечно, зная гранулометрический состав ограничивающих данный слой глин или алевритов (песков), можно рассчитать в нем объемный или линейный процент содержания слойков или гнезд. То же самое можно сказать и о глинистых слоях.
Таким образом центральное поле диаграммы должны занимать породы с неустойчивой обстановкой осадконакопления или ритмиты (сезонные, динамические и т. д.).
Континентальные четвертичные образования вследствие особенностей накопления в платформенных условиях (исключая накопления в озерах, морях, лагунах, дельтах и т. д.) в основном представлены разнообразными суглинками, в происхождении которых основное значение имеют ветер, временные потоки и элювиально-делювиальный (или солифлюкционный) снос материала.
Л ит ер ат у ра
1. ГОСТ 8736-85 "Песок для строительных работ. Технические условия". - М.: Государственный комитет стандартов Совета Министров СССР, 1985.
2. ГОСТ 25607-83 "Материалы нерудные для щебеночных и гравийных оснований и покрытий автомобильных дорог. Технические условия". - М.: Государственный комитет стандартов Совета Министров СССР, 1983.
3. Геологический словарь /под ред. К.Н. Паффенгольца, Л.И. Боровикова, А.И. Жамой-ды, И.И. Краснова и других. - М.: Недра, 1978.
4. Инструкция по составлению и подготовке к изданию листов Государственной геологической карты Российской Федерации масштаба 1:200000 /под ред. А.И. Бурдэ, Ю.С. Май-мина , В.В. Старченко, В.А. Фараджаева, Н.В. Едовиной. - М.: Роскомнедра, 1995.
5. Методическое руководство по петрографо-минералогическому изучению глин. - М.: Госгеолтехиздат, 1957.
6. Рейнек Г.-Э. и Сингх И.Б. Обстановки терригенного осадконакопления. - М.: Нед-ра,1981.
7. Свиридов А.А. Использование результатов физико-химических, минералогических и других видов анализов для расчленения и корреляции отложений //Материалы региональной научно-практической стратиграфической конференции "Проблемные вопросы региональной и местной стратиграфии фанерозоя Поволжья и Прикаспия". - Саратов: НВНИИГГ, Сарат. госуниверситет, 2001.
8. Свиридов А.А. Четвертичные отложения Ковылкинского месторождения кирпичного сырья //Материалы конференции "XXVI Огарёвские чтения". - Саранск,1998.
9. Свиридов А.А. Четвертичные отложения Теньгушевского I и Теньгушевского II месторождений кирпичных суглинков //Материалы конференции "XXXIV Огарёвские чтения". - Саранск, 2006.
10. Справочник по литологии /под ред. Н.Б. Вассоевича, В.Л. Либровича, Н.В. Логви-ненко, В.И. Марченко. - М.: Недра, 1983.
11. Флоренский В.П. К вопросу о номенклатуре песчано-алеврито-пелитовых пород и их классификация //Бюл. МОИП, отд.геологии. - T.XVI(4). - 1938.
УДК 553.98.061.33:551.243 (470.44)
МИГРАЦИЯ И АККУМУЛЯЦИЯ УГЛЕВОДОРОДОВ В УСЛОВИЯХ РАЗРЫВНО-БЛОКОВОЙ ТЕКТОНИКИ (НА ПРИМЕРЕ САРАТОВСКОГО ПРАВОБЕРЕЖЬЯ)
© 2010 г. Ю.Д. Горьков
ООО "Экология и прогресс"
Известно, что вследствие действия главного фактора - силы тяжести, миграция углеводородов (УВ) является восходящей. Покинув нефтепроизводящие породы (глины, глинистые отложения и др.), УВ всплывают до плотных непроницаемых пород-покрышек. Из-за разницы удельных весов пластовых вод и УВ последние продвигаются под покрышкой вверх по восстанию пластов-коллекторов до ловушек, где происходит их аккумуляция.
Первоначально, согласно сложившимся представлениям, миграция УВ рассматривалась в условиях регионально-пликативного строения разреза осадочного чехла. Дисло-цированность разреза разрывными нарушениями (РН) считалась исключением. В таких случаях миграция определялась как ступенчатая - при встрече РН органические соединения углерода и водорода поднимались до залегающей выше покрышки и далее продвигались вверх по восстанию пласта-коллектора. Предполагалось, что миграция УВ в платформенных условиях может составлять десятки и даже первые сотни километров. В пределы юго-восточной части Русской платформы УВ поступали из Пред-
уральского прогиба и из Прикаспийской впадины. В дальнейшем, по мере поступления новых геолого-геофизических данных, появились другие - "разрывно-блоковые", представления о строении разреза осадочного чехла, альтернативные "пликативным". Правомочно было предполагать, что рассмотрение миграции и аккумуляции УВ в таких условиях должно было привести к существенному уточнению старых представлений.
С учетом сказанного в статье рассматриваются результаты исследований по установлению особенностей миграции и аккумуляции УВ в условиях разрывно-блокового строения осадочного чехла наиболее изученных бурением центральных нефтегазоносных районов Саратовского Правобережья, характеризующихся наряду с разрывно-блоковым инверсионным строением.
В процессе исследований решались следующие задачи:
- устанавливались особенности формирования и строения крупных и осложняющих их структур - выступов, прогибов, отождествляемых со структурно-тектоническими блоками земной коры;
