Изучение крупно- (грубо-) обломочных пород

Группа крупнообломочных пород (сцементированных и рыхлых) по величине обломков обычно подразделяется на следующие градации: 1000—100 мм — валуны (глыбы), 100—10 мм — галька (щебень), 10—1 мм — гравий (дресва). Крупнообломочные породы являются наиболее информативными из всех осадочных пород при различных палеогеографических реконструкциях. Толщи и пачки конгломератов четко отмечают в разрезах начало разнопорядковых тектоно-седиментационных и геоморфологических циклов, а в плане обозначают шлейфы сноса в зонах предгорных прогибов и русла потоков. По составу галек в конгломератах устанавливают области денудации и пути переноса материала, а по ориентировке галек — направление течения потоков. Часто грубообломочные слои и пачки используются как маркирующие горизонты для корреляции. Издавна применяется валунно-галечный метод поисков месторождений полезных ископаемых (коренное золото, сульфидные руды, хромиты, бокситы, нефрит и др.).

Наибольшее значение имеют конгломераты, т.к. в гальках и валунах представлены сами породы области размыва, а не продукты их разрушения в виде минералов, как в песчаниках. Определяется гранулометрический состав, состав обломков, их окатанность, степень изометричности, состав и характеристика цемента, его соотношение с обломочным компонентом.

1. Гранулометрический состав для рыхлых отложений определяют их ручной или механической сортировкой по фракциям крупности зерна и выражают в весовых % содержания каждой фракции в изученной пробе. Для сцементированных крупнообломочных пород гранулометрия определяется либо визуальной оценкой участия обломков разных фракций (по наибольшему поперечнику) в единице площади обнажения (м²), либо с использованием накладной сетки-палетки, или подсчетом на скалькированных с единицы площади обнажения контурах фракций. Используют также диаграмму М.М.Васильевского (рис. 6.33).

2. Состав обломков определяют подсчетом галек разного петрографического состава в пробе галек (100—150). Для прослоев внутриформационных галечников, нередких среди красноцветных и угленосных толщ, рассчитывают коэффициент автохтонности, выражающий степень участия галек, представленных перемытыми породами вмещающей толщи. Тщательным осмотром галек устанавливают наличие в них остатков организмов: кораллов, криноидей, мшанок, брахиопод, и др. Такие гальки отбирают в палеонтологические коллекции для точного определения остатков и места их коренного залегания в районе. Аналогичным образом поступают с гальками характерного петрографического состава и гальками с рудными вкраплениями. Прослеживанием по площади примерно определяют пути перемещения таких галек и участки их происхождения.

3. Окатанность обломков, пропорциональная длительности переноса, определяется обыкновенно для обломков двух наиболее характерных классов крупности и разного петрографического состава. В простейших определениях применяют баллы окатанности по шкале А. В. Хабакова [1946 г.]:

- неокатанный остроугольный щебень — 0;

- угловатая галька со слабо обтертыми углами — 1;

- слабо окатанная галька с округленными углами — 2;

- хорошо окатанная галька — 3;

- круглая или эллипсоидальная галька — 4.

4. Степень изометричности галек, дополняющая характеристику их окатанности, определяется отношением суммы их наиболее длинной Аи короткой Восей к оси наибольшей уплощенности (толщина гальки) С. Индекс изометричности гальки И=А+В/(2С) обычно имеет различные показатели для галек разного генезиса.

Характеристика цемента и наполнителя гравийно-галечных пород.Для гравийно-галечных пород изучаются следующие характеристики цемента (наполнителя).

5. Соотношение грубообломочной части пород и их цементасовместно с тонкозернистыми ингредиентами— наполнителем пористого пространства (<1 мм) и распределение цемента в породе определяется по визуальной оценке в обнажении (с применением сетки-палетки). По отношению гравийно-галечной части к мелким фракциям вместе с цементом конгломераты подразделяют на насыщенные, когда крупные обломки совершенно соприкасаются, а промежутки занимает наполнитель (<1 мм) и цемент; ненасыщенные, в которых крупные обломки не всюду соприкасаются между собой, составляя меньшую часть породы, и конгломераты пуддинговые, когда крупные обломки, не соприкасаясь между собой, «плавают» в основной массе мелких фракций, связанных цементом. Отмечают прочность цементации породы.

6. Ориентировка наклона галек в конгломератах.Делается для определения направления древнего потока, в котором плоские гальки ложатся подобно черепицам, что обеспечивает их минимальное сопротивление струе воды. Содержание и последовательность операций при этом аналогичны измерениям направления падения косых слойков в аллювии; измерения ведут на обнажениях слоев конгломератов либо (предпочтительнее) на естественно отпрепарированных гальках вскрытой эрозией поверхности грубообломочной пачки.

7. Отбор образцов и проб крупнообломочных пород.Конгломератовые накопления, будучи неоднородными, требуют особого подхода при отборе образцов и проб: в них по возможности раздельно опробуют и изучают цемент и обломочные компоненты породы. Гальки отбирают для изучения их петрографического состава и встреченных в них органических остатков, рудной минерализации и для геохронометрических определений. Образцы пород цемента отбирают отдельно также для литолого-петрографических исследований с целью установления его состава и петрографического типа.

8. Отображение результатов полевых исследований крупнообломочных пород.Петрографический состав галек и гранулометрию крупнообломочных пород удобно показывать в форме круговых диаграмм или гистограмм, помещаемых при геологических колонках либо на картах. При показе состава по трем компонентам используют треугольные диаграммы.

Направление (азимут) наклона галек отражают на диаграммах-розах, составляемых при суммировании азимутов в интервалах 15—30° после приведения каждого измерения к горизонтальному положению слоя.

Окончательные результаты изучения конгломератов в наиболее наглядной форме отображают на литограммах разреза крупнообломочной толщи. Все полевые наблюдения ориентируют на возможность в конечном итоге составления подобного рода литограмм.