Вопросы теоретической геологии. 5. О форме зерен в аллювиальных отложениях

ВОПРОСЫ ТЕОРЕТИЧЕСКОЙ ГЕОЛОГИИ.
5. О ФОРМЕ ЗЁРЕН В АЛЛЮВИАЛЬНЫХ ОТЛОЖЕНИЯХ.
В.П. Макаров

 Российский государственный геологоразведочный университет, г. Москва

         Формирование осадочных пород - результат взаимодействия вещества потоков и твердых частиц, перемещаемых этим потоком. Главными факторами, определяющими перенос и отложений частиц взвеси, являются физико-механические свойства потока (его плотность, вязкость и скорость движения) и зёрен (их плотность, линейные (объемные) размеры и форма) [1]. Плотность и объем частиц определяют дальность переноса, а форма – силу, с которой частица оказывает сопротивление потоку. Плотность частицы является наиболее достоверной величиной, которая измеряется надёжно и точно. Этот параметр обычно используется в качестве аргумента. Объём частицы и особенно её форма являются виртуальными, в их оценке содержатся большие ошибки. В литологических исследованиях объём частиц не измеряется, а заменяется измерениями линейных размеров частицы: длины А, ширины В и толщины С. Форма частицы играет большую роль в оценке ее объёма.
       У наших классиков (Л.Б. Рухин, Н.М. Страхов, М.С. Швецов и др.) практически полностью отсутствует морфологический анализ осадочных зёрен. Они рассматривали только степень окатанности обломков, что, собственно, не является морфологической характеристикой, поскольку окатанность - это не форма, и некоторое качество, искажающее первичную форму зёрен. Более детально этот вопрос рассмотрен в статье [2,3] данного сборника.
       При анализе форм зёрен (частиц) необходимо разделять их по составу: зёрна сложены кристаллами или поликристаллическим агрегатом (породой). Форма второй группы зёрен определяется первичной протоструктурой породы, её зернистостью, текстурой и пр.

Таблица 1. Результаты грануло-минералогического анализа проб пляжа «Зимний берег» в Горле Белого моря [7].

Минерал
ro
г/см3
Сингония
Параметры
решетки, Å
Средние размеры, cм
аo
bo
co
A
B
C
Циркон
4,7
Тетраг,
6,59
6,59
5,94
0,034
1
0,019
0,56
0.013
0.38
Гранат
3,7
Кубич,
11,84
11,84
11,84
0,053
1
0,039
0,74
0.023
0.43
Дистен
3,62
Триклин
7,10
7,74
5,57
0,048
1
0,028
0,58
0.017
0.35
Эпидот
3,4
Монокл,
8,94
5,61
10,23
0,052
1
0,034
0,66
0.024
0.46
Кварц
2,65
Тригон,
4,903
4,903
5,393
0,065
1
0,048
0,74
0.033
0.51
Среднее
 
 
 
0,504
1
0,035
0,667
0,022
0,437

        У минералов эти признаки отсутствуют. Считается, что у минералов определенную роль играют кристаллографические особенности. Однако анализ показывает, что это не совсем так. В табл. 1 приведены результаты измерений (средние значения) осей зёрен различных минералов с пляжей Белого моря по материалам [7]. Видно, что, несмотря на различие в сингониях кристаллов и размеров кристаллографических осей, зёрна минералов имеют четкую форму эллипса; размеры зёрен связаны между собой, что отражается уравнениями А= 0.993В + 0.017 (коэффициент корреляции КК= 0.997), С= 0.482В + 0.00521 (КК= 0.944). .
         Из отечественных ученых в первые об этом, видимо, заговорил И.А. Преображенский [7, стр. 557], выделивший уплощенные, округлые, уплощенно- цилиндрические, цилиндрические формы. Позже этому фактору уделил внимание Ю.А. Билибин [1] на примере изучения морфологии золотин из россыпей различного типа. Из всего разнообразия им выделены 15 групп (по [1]- категорий) форм золота, встречающихся в россыпях различного типа:  аллювиальных, делювиальных, элювиальных и др. Это- кристаллы, кристалли-ческие сростки, дендриты, дендритовидные формы, палочки, проволочки, нитевидные формы, зерна, крупинки, таблички, пластинки, чешуйки, пылинки, самородки. По [1] при поступлении золота в речной аллювий и формировании зрелых россыпей формы зерен золотин  изменяются в сторону упрощения  и уменьшения  количества таких групп. Эту закономерность можно назвать правилом Билибина.

            Громадный фактический материал по формам зерен с многочисленными зарисовками, к сожалению, слабо обработанный, содержится в работе  А.В. Суркова [2].

Из отечественных ученых в первые об этом, видимо, заговорил И.А. Преображенский [9, стр. 557], выделивший уплощенные, округлые, уплощенно- цилиндрические, цилиндрические формы. Позже этому фактору уделил внимание Ю.А. Билибин [10] на примере изучения морфологии золотин из россыпей различного типа. Из всего разнообразия им выделены 15 групп (по [10]- категорий) форм золота, встречающихся в россыпях различного типа:  аллювиальных, делювиальных, элювиальных и др. Это- кристаллы, кристалли-ческие сростки, дендриты, дендритовидные формы, палочки, проволочки, нитевидные формы, зерна, крупинки, таблички, пластинки, чешуйки, пылинки, самородки. По [10] при поступлении золота в речной аллювий и формировании зрелых россыпей формы зерен золотин  изменяются в сторону упрощения  и уменьшения  количества таких групп. Эту закономерность можно назвать правилом Билибина.

            Громадный фактический материал по формам зерен с многочисленными зарисовками, к сожалению, слабо обработанный, содержится в работе  А.В. Суркова [2].

         Во фракциях ситового анализа [12] К.К. Гостинцев выделил обобщенные формы зерен не рудных минералов: сферы (шаровидные формы), эллипсоиды с колебаниями по осям А:В:С = 0.4:1:2 (минимальные по оси А и максимальные по С), параллелепипеды, диски, чешуйки, таблички. Принадлежность зерен к шарам и эллипсоидам обосновывается, кроме визуальных наблюдений, слабо. Это деление может быть отнесено к геометризированным классификациям, что более приемлемо для решения обратных задач литодинамики. Такая сущность статического изучения содержится в понятии «структура».

       Любая частица характеризуется измерениями по трем осям: A, B, C, которые в той или иной степени отражают ее объем. Эти измерения можно рассматривать как координаты в некотором пространстве, в математической физике называемым фазовым. Мы будем называть его литодинамическим пространством, или проще- литопространством. Особенности изменения параметров можно рассматривать как некоторую траекторию движения точки в этом литопространстве. Существуют три этапа изучения поведения точки в литопространстве, которые объединяются понятием кинетики движения точки. В ней выделяют статические, кинематические и динамические особенности. 
       В литологии статические исследования затрагивают, в основном, собственно размерные параметры без выявления связей между ними. Затем эти свойства включаются в понятие породы, и часто предназначаются для анализа фациальных особенностей осадкообразования.

Таблица 2. Параметры зёрен различных минералов в россыпях Якутии и Тимана [6]

№№ пп.
№№ пробы
Минерал
Вес в мг
Размеры по осям (мм)
D= АВС
мм3
А
В
С
1
3
золото
0,072
1,2
0,66
0,005
0,0394
2
алмаз
0,072
0,28
0,28
0,33
0,0204
3
кварц
0,071
0,33
0,31
0,26
0,0267
4
6
золото
0,12
1,1
0,62
0,01
0,0069
5
алмаз
0,12
0,36
0,32
0,3
0,0346
6
кварц
0,12
0,51
0,41
0,22
0,1120
7
золото
0,25
0,26
0,24
0,2
0,0125
8
алмаз
0,26
0,46
0,41
0,4
0,0754
9
кварц
0,26
0,63
0,49
0,32
0,0986
10
10
золото
0,46
1,23
0,69
0,03
0,0254
11
алмаз
0,47
0,57
0,51
0,46
0,1337
12
кварц
0,46
0,71
0,52
0,47
0,3340
13
11
золото
1,12
4,51
2,73
0,005
0,0616
14
алмаз
1,14
0,75
0,71
0,61
0,3248
15
кварц
1,14
0,83
0,78
0,67
0,4338
16
12
золото
4,02
4,51
2,45
0,02
0,2214
17
алмаз
4,02
1,1
1,04
1,00
1,144
18
кварц
4,04
1,37
1,14
0,98
1,5306
19
17
золото
2,68
3,50
2,11
0,02
0,1480
20
алмаз
2,67
0,96
0,92
0,86
0,7596
21
кварц
2,66
1,22
1,02
0,81
1,0090
 
Сред-нее
золото
 
2,33
1
1,357
0,622
0,041
0,018
 
 
алмаз
 
0,64
1
0,599
0,936
0,556
0,868
 
 
кварц
 
0,80
1
0,617
0,844
0,553
0,656
 

       Одной из форм изучений статики является гранулометрический анализ. В варианте, часто устанавливаемом на основе ситового анализа, достигнуто определенное насыщение информации, что свидетельствует о тупике в развитии этого метода. Это положение анализировал С.И. Романовский [4]. Однако, ряд вопросов, необходимых для решения обратных, практических задач литологии, не получил освещения. Это, в первую очередь, касается правил ориентирования осей зёрен; не изучены зависимости ориентирования осей зёрен относительно осей анизотропии образца. Конечно, в породах слоистых (сланцеватых) типа слоистых песчаников (или алевролитов и пр.) или гнейсов со сланцеватостью ориентировка осей будет подчиняться ориентировке осей анизотропии, в частности, ориентировке прототекстур (структур), но как проявляется эта связь, в каких пропорциях?- не ясно. Вероятно, ось С будет располагаться нормально к слоистости или сланцеватости, но как будут ориентированы оси А и В? - не ясно. А главное, как определять их в реальных обломках, слагающих осадочные толщи, - также не ясно.
      Кинематика изучает связи между размерными параметрами зёрен, не касаясь сил, вызывающих появление этих связей. Это наименее изученная часть литологического анализа осадков.
      Динамика заключается в выявлении сил, вызывающих появление связей между параметрами зёрен, и является главной частью решения литологических задач. Попыток решения подобных задач - большое количество, но они выпол-нены без знания кинематики распределения зёрен в осадке. Многие вопросы гидродинамики, описывающие формирование осадочных толщ, сложенных зернистыми породами, приведены в работах Риттингера и Ричардсона еще на рубеже XIX XX веков [1]. Крупные работы и эксперименты по изучению гидродинамики переноса русловых отложений проведены гидрологами и океанологами ([5]; В.М. Гончаров; В.П. Зенкович; А. М. Годен; Л. Прандтль; Я. Церебровский; Л.Г. Лойцянский; Дж. Гриффитс и др.). Но они не отвечают на главный вопрос, интересующий геологов: как использовать эти результаты при решении конкретных задач изучения строения осадочных толщ?
        Ниже рассмотрены некоторые особенности кинематики поведения зёрен при формирования осадка. Все анализируемые ниже размерные параметры зёрен были измерены  специалистом по геологии россыпей золота Александром Владимировичем Сурковым (МГРИ- МГГРА), любезно предоставившего их автору этого опуса. При кинематическом анализе мы, в первую очередь, будем анализировать поведение зерен простого класса [3]. Этот анализ требует выделения множеств зёрен, обладающих общими свойствами, и выявление критериев отнесения зёрен к этим множествам. 
       Это вызывает необходимость выделения множества типоморфных зёрен, т.е. зёрен, относящихся к одному типу в морфологической классификации [3]. Для выявления обобщенных форм зёрен используются определения не только размерных, но и весовых параметров зёрен. Тогда имеем: если V- вычисленный объем зёрна, а Р - его вес, то равенство r= P/V определит виртуальную (условную) плотность r вещества зерна для априорно заданной исходной формы. Затем сравнение ro с эталонным значением rо плотности покажет степень близости вычисленного объема частицы к его реальному значению. На практике необходимо построить диаграмму в координатах Р- V, угловой коэффициент которой отразит величину экспериментальной плотности r.  Поскольку величина объема определяется заранее заданной формой зерна, то эта степень близости и определит его типоморфную особенность. Действительно, объем зерна можно выразить через равенство V= k (ABC), где k коэффициент формы, всегда постоянный для конкретной геометрической фигуры. Вместе с этим, даже если форма зёрен заранее не известна, то выполнение функции Р= rV покажет принадлежность зёрен к одному типу, не зависимо от реальной формы Подстановка его в уравнение определения веса частицы приводит к выражению P= (rk) ABC, говоря о возможном изменении углового коэффициента этого уравнения, при сохранении самого уравнения. Подобные построения позволяют также устанавливать величину коэффициента формы k. 
      Таким образом, первый (необходимый) критерии типоморфизма утверждает: если в координатах (Р- V) выполняется линейное уравнение вида P= rV, то зёрна с параметрами, удовлетворяющими это уравнения, образуют типоморфное множество зёрен. На рис. 1 приведены примеры определения типоморфизма зёрен по данным

  

   Рис. 1. Характер зависимости размерных и весовых параметров минералов. Числа у точек- номера проб согласно таблице 2.

таблицы 2 для всех минералов.  По этим данными распределения параметров всех минералов с высокими коэффициентами корреляции (КК) описываются уравнениями
Алмаз – АВС= 0,284Р + 0,000462 (КК-1,0)
Кварц – АВС= 0,379Р + 0,000251 (КК= 1,0)
Золото – АВС= 0,0533Р + 0,000699 (КК= 0,987).

 В этих уравнениях 1/S = ro (S- угловой коэффициент). Эти уравнения соответствуют вычисленным плотностям: алмаз r= 3,521 (эталонное значение ro= 3,51); кварц r=2,639 (ro= 2,64) и золото r= 18,76 (ro= 18,2). Сопоставление показывает высокую близость рассчитанных значений r к эталонным, вследствие этого k→1, это свойство выполняется как для алмаза и кварца с жесткой кристаллической решеткой, так и для весьма пластичного золота. Таким образом, все пробы для каждого минерала из табл. 2 относятся к одному типоморфному

 Рис.2. Распределение параметров золотин в современной россыпи пляжа побережья Охотского моря (первичные данные А.В. Суркова).N- число проб, КК- коэффициент корреляции)

 множеству. А поскольку для всех минералов параметр r оказался с высокой точностью близким эталонным значениям, то можно говорить, что все минералы слагают зёрна призмоидного типа. На рис.2 показан пример распределения параметров золота на другом объекте. Рассчитанное значение плотности ниже эталонного, но нахождение проб на одной прямой позволяет относить их к одной типоморфной группе. По величине r зерна золота находятся в группе, промежуточной между призмоидной и эллипсоидной группами.

       Близкие результаты получились для россыпей Кыылах (С. Якутия, Кулар, r= 12,9), аллювия руч. Тепа- 2 (Охотское море, зал. Тугурский, r= 13,9), в россыпи древнего аллювия руч. Тепа-2 (там же, r = 12,0) и т.д. Существенные отклонения выявлены в аллювиальной россыпи Гулинга (Забайкалье, Ципикан, r= 10,0), в бух. Руднева (Приморье, бух. Тинкан, r = 3,45). Но и в этих случаях золотины образуют типоморфные множества; в первом случае форма золотин приближается к эллипсоидной; во втором случае- более сложная. 
       Рассмотрим подробнее некоторые вопросы кинематики зёрен, введя принцип «регулярности».
       Дано множество типоморфных зёрен {Зi (AiBiCi)} таких, что для любых двух зёрен Зi и Зj этого множества выполняются неравенства Ai
Aj, Bi Bj , Ci Cj. Зёрна во множестве располагаются в ранжированной последовательности (например, по возрастанию параметров) так, что Ai Ai+1, Bi Bi+1 и Ci Ci+1, где Зi и Зi+1 - два соседних зерна. Этот принцип мы назовем принципом регулярности. Этот принцип можно усилить: множество зёрен {Зi (AiBiCi)} называется не строго полным регулярным множеством типоморфных зёрен, если из того, что Ai Ai+1 и Bi Bi+1, следует Ci Ci+1. В случае строго регулярных множеств имеют место выражения Ai >Ai+1, Bi >Bi+1 и Ci > Ci+1.
      Условие принадлежности любых трех зёрен к строго полным регулярным множествам заключается в том, что их параметры описываются уравнением прямо линии, вследствие этого одновременно выполняются равенства

  Ясно, что эти равенства возможны, если выполняются соотношения

B1 /A= B2 /A2   = B3 /A3  = n;        (3)
C1 /A= C2 /A2   = C3 /A3  = m.

  По данным таб.2 на рис.3. приведен пример принадлежности зёрен кварца из россыпи к полному типоморфному множеству. Хотя распределения зёрен по оси С имеет поперечную дисперсию распределения, но они тяготеют к прямой линии, что и позволяет в грубом приближении сделать указанные выводы.

         Рис.3. Примеры распределения зерен кварца в полном типоморфном множестве.

     По данным таб.2 на рис.3. приведен пример принадлежности зёрен кварца из россыпи к полному типоморфному множеству. Хотя распределения зёрен   по оси С имеет поперечную дисперсию распределения, но они тяготеют к прямой линии, что и позволяет в грубом приближении сделать указанные выводы.

 

 

Следствия:

1. Приведенные выше определители (1) и (2) являются решениями системы уравнений:

       В этой системе выявляются параметры X, Y, Z- общие для всех зерен, однако, их физический смысл не ясен. В этой системе имеем соотношения размерностей [1]= [АiХ]= [ВiY]= [CiZ]. Можно показать, что имеет место (5); в этом случае Z= ΔC/Δ = 0/0;  Y = ΔB/Δ = 0/0X= ΔA/Δ= 0/0. В математике такие решения называются вырожденными. Сопоставление определителей (1) и (4) с точки зрения соответствия их размерностей, показывает, что [1] =[Аi] = [Вi]= [Ci]. Это ведет к безразмерности параметров X,Y и Z, т.е. [Х]=[Y]=[Z]= [0] с соблюдением неравенства 0 ≠ (X,Y,Z ) ≠ 1. Приведенные материалы показывают, что в регулярных множествах зерен размеры зерен, например, отношения A1/A2, являются не произвольными, а определенным образом связаны между собой.

2.Отношения (3) мы называем приведенным, а выполнение этих условий соответствует переходу из трехмерного в приведенное двумерное литопространство. Поэтому в приведенных координатах (B/A-C/A) точки с указанными соотношениями   сольются в одну точку с координатами B/A= n и C/A= m.  то B1 =(A1/A2)B2 или B1 =kB2. То же можно записать и для координаты С1 =2. Тогда   A1/A2 = В12 = С12.
            3. Поскольку B1 /A= B2 /A2, то B1 =(A1/A2)B2 или B1 =kB2То же можно записать и для координаты С1 =2. Тогда   A1/A2 = В12 = С12..
4. Поскольку B1 /A= B2 /A2 то B1 = (B2 /A2) Aили B= nA. В строго полных регулярных множествах типоморфных элементов точки в системе координат (А- В) описываются уравнением прямой линии с угловым коэффициентом n и проходящей через начало координат. В системе координат (А- С) С= mA. Другими словами в обеих системах координат точки будут находиться на прямых линиях.

 5. Для точек З1 (A1B1C1) и З2 (A2B2C2) их виртуальные объемы определим как V1 = A1B1C1 и V2 = A2B2C2. Поскольку зёрна подобны, тоV1 = kA2 kB2 kC2 = k3 (A2B2C2) = k3 V2, т.е. объем одного зерна в k3 раз больше объема другого.

6. Виртуальный периметра П определим как П= А+ В+ С. Тогда имеем теорему 1: в регулярном множестве зерен имеет место равенство:

Для доказательства разложим величину П на слагаемые и используем положение о сумме определителей. В правой части расположены  частные

 

 

определители, равные нулю, что и доказывает терему. Это означает, что в координатах (А- П) точки располагаются вдоль некоторой прямой. То же самое будет и в координатах (А- П/3). Имеется и обратная теорема 2: если в некотором множестве зерен в координатах (А- П/3) параметры зерен ложатся на прямую линию, то это множество является регулярным.

Конкретные размеры осей зёрен можно выразить и в долях периметра. Тогда А*= А/П, В*= В/П и С*= С/П. В этом случае А*+ В*+ С* = 1 (или 100%). Ясно, что B*/A* = n, С*/A* = m, на диаграммах в координатах (А*- В*- С*) все точки будут располагаться вдоль прямой линии с угловым коэффициентом n или m, проходящей через начало координат. Одновременно для любых точек З1*(A1*B1*C1*) и З2*(A2*B2* C2*) всегда A1*= A2*, B1*= B2*, C1*= C2*, т.е. в относительных координатах зёрна сольются в одну точку.

7. Пусть  выполняются соотношения  В=kBA + KB, C= kCA  + KC , а также В*=kB*A* + KB*, C*= kC*A* + KC*. Параметры этих соотношений связаны друг с другом следующими равенствами [8]:

а. (kB* + kC* + 1) = 0,  (KB+ KC*) = 1 (или 100%, если А*, В* и С* представлены в %).

 

8. В генеральной совокупности между отношениями B/A и C/A во всех формах нет четкой корреляционной связи. В генеральной  совокупности средневзвешенная величина всех значений описывается последовательностью A/A: B/A: C/A = 1: 0,743: 0,361, приводящая к ряду A/A: B/A: C/A »1(=5/5): 3/4:1/3 с общим членом [2(k-n)+1]/(2k-n), k- длина, n= 1, 2, 3-номер члена ряда [8].

9. От виртуального периметра перейдем к среднему размеру L зерна, которое представляет собой среднеарифметическое линейных параметров зерна, т.е. L = (A+B+C)/3 = П/3. В этом случае выявляется обобщенный критерий определения принадлежности зёрен к типоморфному множеству зёрен. Он опирается на известный признак Коши, согласно которому среднее геометрическое значение меньше или равно среднеарифметическому значению величины. При этом, чем больше параметры зерен различаются между собой, тем больше различие между этими средними. В качестве эталона взят куб, ребро которого равно А. Чем сильнее размеры зерна отличаются от А, тем больше различие между средними геометрическим и арифметическим. Проверка показала недостаточную чувствительность метода. Поэтому применим более чувствительный метод: будем сравнивать величины А и П/3. Эти сравнения приведены на рис. 4, построенном по данным табл. 1, 2, 3. Здесь же приведены уравнения, описывающие поведение зерен
         
Рис. 4. Сравнение распределений параметров зёрен. А- по табл1; Б- по табл.2; В-табл.3. 
в частных выборках. Согласно рис.4А все минералы   образуют регулярное типоморфное множество, несмотря на различие своих физических свойств (твердость, сингония, удельный вес, параметры решетки, и пр.). Эталон соответствует параметру куба и биссектрисе прямого угла. На рис.4Б приведены данные уже по выборкам минералов. Во всех случаях минералы образуют регулярные типоморфные множества зёрен. Полное совпадение с эталоном наблюдается у зёрен алмаза, имеющего кубическую решетку. Зёрна кварц уже отличаются от куба. Наибольшее отличие наблюдается у зёрен золота, которое, хотя и имеет кубическую решетку, но в связи с высокой пластичностью существенно отклоняется от изометрической формы. Рис.4В отражает поведение зёрен кварца, различающиеся степенью окатанности (на рис.4В черный кружок- зёрна неокатанные, ромбик- полуокатанные и квадрат- окатанные). Несмотря на различную степень окатанности все зёрна образуют общую регулярную типоморфную выборку.
Некоторые особенности кинематики поведения зерен выявляются на  диаграммах (рис.5) в координатах, например, (А-В) (названные нами размерными диаграммами). На диаграммах по результатам определения параметров А и В выявляется положение точек (зерен)Рис.5. Схема поведения точек в координатах (А-В).. На рис.5 прямая  ОБ– биссектриса. Это геометрическое место точек, для которых Bi = Ai , выше нее по оси ОВ точек быть не может.

 Рис.5. Схема поведения точек в координатах (А-В).

Действительно, для точки D1  между координатами верно соотношение BD > AD, но тогда согласно условиям обозначения осей зерен параметр BD точки D1 переименуется в параметр AD точки D2, а точка D1 займет положение точки D2, расположенной ниже биссектрисы. Прямая линия, соединяющая точки D1 и D2, перпендикулярна ОБ.

В процессе перемещения зерно испытывает ударные воздействия, ведущие к раскалыванию зерен. Поскольку ось А наибольшая, то вероятность расколоться перпендикулярно оси А наиболее высокая, ведя к уменьшению размера зерна по оси А. Вероятность уменьшения параметра В меньше и она минимальна у параметра С. В целом, вероятность раскола перпендикулярна осям будет обратно пропорциональна отношениям B/A, C/A и C/B. Поэтому при перемещении будет уменьшаться длина оси А и отношение A/B. На рис.5 исходному положению зерна соответствует точка F, а перемещение ее в литопространстве отмечено стрелкой F. Перемещение точки происходит до некоторой прямой I, равновесной для данного потока. В частном случае эта прямая совпадет с прямой ОБ. Прямая II отражает начальные значения отношения A/B при попадания зерна в поток.

Отмеченные особенности иллюстрируются данными измерений размеров зёрен кварца (таб.3) (Гвинея, Гуаль, скв. 7и). В графах 9 и 10 приведены средние значения отношений осей. Они показывают, что с увеличением степени окатанности уменьшается величина A/B. В то же время величина C/B  изменяется так, что в начале одновременно уменьшается размер зерна по оси В, а при дальнейших изменениях формы зёрен- и по С.

 Таблица 3. Характер изменения размеров зерен кварца по осям  (средние значения) (кора выветривания по осадкам)( по данным А.В. Суркова)

№№ п.п.
Гл.от-
бора
Кол.
проб
Степень
окатан.
Размеры осей
Отношения
А
В
С
A/B
C/B
1
2
3
4
5
6
7
8
9
 
1
 
3,5 м
25
неокат
0,301
0,223
0,104
1,405
0,460
54
полуок
0,446
0,335
0,210
1,347
0,609
9
окатан
0,324
0,258
0,154
1,279
0,557
 
2
 
4,5 м
107
неокат
0,330
0,242
0,127
1,404
0,499
167
полуок
0,398
0,289
0,172
1,395
0,584
31
окатан
0,356
0,271
0,137
1,326
0,501
 
3
 
7,7 м
45
неокат
0,357
0,252
0,126
1,450
0,463
125
полуок
0,397
0,286
0,156
1,422
0,535
34
окатан
0,351
0,275
0,139
1,279
0,486
4
 
9,5 м
102
неокат
0,369
0,265
0,145
1,431
0,527
105
полуок
0,420
0,200
0,195
1,392
0,638
14
окатан
0,400
0,300
0,178
1,357
0,583

    

 

 

 

 

 

 

 

Рис.6. Размерная диаграмма для кварца (по таб. 3).

10.В обобщённом виде этот механизм окатывания зёрен проявляется и на рис. 4Б и 4В. На рисунках видно, что имеют наименее окатанную, отражающие форму зёрен точки располагаются далеко от эталонной прямой. При этом: а) точки располагаются не в беспорядке, а ложатся на определенную линию, говорящую о сохранении формы зерна на всем протяжении; б) сопоставление этих линий для кварца на рис. 4Б и 4В показывает, что эти линии отличаются угловыми коэффициентами, свидетельствуя об индивидуальности   потоков. На рис.6 приведена типичная размерная диаграмма для выборки 2 из таблицы 3  (кварц полуокатанный, N= 167). В координатах (А-В) многочисленные зёрна с равновесными отношениями размеров зерна, т.е. А=В. В  координатах (В-С) равновесных значений нет. Подобная картина характерна также для всех выборок из скважины 7  Гуали.

   Литература.

1.Великанов М.А. Динамика русловых потоков. М.: Гостехиздат, т. II, 1955.
2. Макаров В.П.К определению понятия «обломочные породы»./ Материалы 4-го Всеросс. литол. совещания.  «ОСАДОЧНЫЕ ПРОЦЕССЫ: седиментогенез, литогенез, рудогенез (эволюция, типизация, диагностика, моделирование)». М.; 2006. Том 1. Стр.119- 122.
3. Макаров В.П. Некоторые вопросы теоретической геологии. 3. К определению понятия «обломочные породы»./ Материалы конференции «Научные исследования и их практическое применение. Современное состояние и пути развития ‘2007». Одесса, 2007. в этом сборнике. 
4. Романовский С.И. Седиментологические основы литологии. Л.: Недра, 1977.
5.Русловые процессы. / Сб. статей. М.: изд. АН СССР, 1958.
6. Самыкина Е.В., Сурков А.В. Самородное золото и алмазы. Особенности их плотности и формы как основных технологических характеристик при геологоразведочных работах и освоении россыпных месторождений. / XI научный семинар «Система планета Земля».- М.: изд. МГУ, 2003. С.146- 151.
7.Сурков А.В. Методика грануло- минералогического анализа при изучении обломочный пород. // Изв. ВУЗ- ов. Геология и разведка, 1993. 3. С. 36

8.Макаров В.П., Сурков А.В. Некоторые  морфологические свойства  зёрен в  рыхлых  осадочных  породах./ Материалы 5-го Всероссийского литологического совещания  «Типы седиментогенеза и литогенеза и их эволюция в истории Земли». Екатеринбург: 2008, Ч.2. С.14 - 17.

9. Рухин Л.Б.. Основы литологии. Л.: Госгеолиздат, 1961.

10. Билибин Ю.А. Основы геологии россыпей.  М.: изд. АН СССР, 1956.

11.Сурков А.В. Атлас форм самородного золота (золотин). М.: изд. «СтудиА», 2000. Т.1. ISBN 5-89010-017-3.

12.Гостинцев К.К. Метод и значение гидродинамической классификации песчано-алевритовых пород при поисках литологических ловушек нефти и газа. /Методика прогнозирования литологических и стратиграфических залежей нефти и газа.  Л.: изд. ВНИГРИ, 1981. С. 51- 62.

 

13. 

 

Примечание:    Источник-   

Макаров В.П. Некоторые вопросы литологии. К вопросу о форме зёрен в аллювиальных отложениях./Сб. Литология ит геология горючих ископаемых. Екатеринбург: изд-во УГГУ, 2012. С.77 - 90.

Макаров В.П.  ВОПРОСЫ ТЕОРЕТИЧЕСКОЙ ГЕОЛОГИИ.  5. О ФОРМЕ ЗЁРЕН   АЛЛЮВИАЛЬНЫХ  ОТЛОЖЕНИЯХ.  //Международная научно-практическая конференция «Научные исследования и их практическое применение. Современное состояние и пути развития ‘2007». Одесса: Черноморье, 2007, Т.16. С. 27 -38.