Litologia

Versiunea actuală a paginii nu a fost încă examinată de colaboratori experimentați și poate diferi semnificativ de versiunea revizuită la 29 decembrie 2013; verificările necesită 69 de modificări .

Litologia
Știința
Sedimentologie

Subiect	Geologie
Subiect de studiu	Roci sedimentare
Perioada de origine	secolul al 19-lea
Direcții principale	litologia teoretică, litologia mineralelor etc.
Fișiere media la Wikimedia Commons

Litologia (din altă greacă λίθος „ piatră ” + λόγος „ învățătură ”; engleză Sedimentology ) este o știință geologică a rocilor sedimentare ( obiect de studiu), în Europa de Vest și SUA această știință poartă denumirea de sedimentologie [1] .

Litologia este o parte importantă a petrografiei , studiind compoziția, structura, originea și schimbarea rocilor sedimentare ; studiază regularitățile și condițiile de formare a sedimentelor geologice, procesele de consolidare și litificare [2] .

Sarcinile litologiei ( sedimentologia ) includ studiul „crustei sedimentare”, identificarea caracteristicilor și modelelor de distribuție a rocilor sedimentare, precum și căutarea depozitelor minerale asociate cu rocile sedimentare.

Termenul

În 1940, L. V. Pustovalov a arătat că termenul litologie este adecvat pentru a se aplica rocilor sedimentare, iar petrolologie - la ignee și metamorfice [3] .

În 1944, D. S. Belyankin a definit litologia ca fiind o ramură a petrografiei (sau petrologiei ) care studiază sedimentele minerale moderne și antice [4]

În 2006, V.P. Makarov a definit litologia ca fiind studiul compoziției, relațiilor și legăturilor dintre corpurile geologice și rocile lor constitutive, formate în timpul proceselor care au loc în hidrosferă , atmosferă și biosferă [5] .

Aplicarea termenului de litologie la studiul pietrelor în inginerie, arhitectură și tehnologie nu a prins rădăcini [6] .

Secțiuni de litologie

Petrografia rocilor sedimentare - studiul compoziției rocilor sedimentare [7] , [8] .
Analiza faciesului - Compoziția, relațiile și legăturile dintre roci [9] .
Analiza formațională - Compoziția, relațiile și legăturile dintre roci și corpurile geologice realizate de aceste roci [10] , [11] .

Litologia, împreună cu geologia regională, geotectonica și alte științe geologice, a adus o contribuție semnificativă la dezvoltarea unei noi direcții în geologie – bazine sedimentare [12] , [13] , [11] .

Probleme directe și inverse

În litologie, singura cale[ clarify ] disjunct[ clarifica ] sarcini, întotdeauna[ clarifica ] ignorat de geologi:

Sarcina directă este de a determina caracteristicile formării sedimentelor, din care se formează ulterior rocile sedimentare , în diferite condiții fizico-mecanice și fizico-chimice. O mare contribuție la rezolvarea acestei probleme a adus-o N. M. Strahov [14] , [15] .

Problema inversă , bazată pe analiza proprietăților observate ale rocilor sedimentare, este restabilirea condițiilor de formare a acestora. O contribuție semnificativă la soluționarea acestei probleme a avut-o L.V. Pustovalov [16] , precum și aproape toți geologii și, în special, litologii care studiază rocile sedimentare. Baza metodologică a acestor lucrări este metoda (principiul) actualismului [17] (conceptul a fost introdus de C. Lyell în anii 30 ai secolului XIX [18] .). După ce a jucat un rol semnificativ în dezvoltarea științelor geologice, această metodă este în prezent o frână în dezvoltarea lor. Faptul este că metoda actualismului este în esență o metodă a analogiilor , iar metoda analogiilor nu este o metodă a demonstrației . Metoda analogiilor stă la baza formării ipotezelor . Prin urmare, toate afirmațiile obținute pe baza metodei actualismului trebuie acum considerate ca ipoteze științifice care necesită proceduri speciale de demonstrare . Și asta este exact ceea ce geologii, inclusiv litologii, nu fac și nu vor să facă niciodată.

Problema este că existența unei soluții la problema directă nu implică existența unei soluții la problema inversă; aceasta din urmă este o problemă independentă, deși fără o soluție a problemei directe, soluția problemei inverse nu este posibilă. Neînțelegerea diferențelor dintre aceste tipuri de probleme a dus la conflicte artificiale și exagerate între litologi, reflectate, de exemplu, în pregătirile pentru întâlnirea litologică din 1951 [19] , și remarcate, în special, în [20] .

În ceea ce privește conținutul și metodele de cercetare, Litologia este foarte aproape de o astfel de secțiune despre formațiuni sedimentare precum Sedimentologia . Inexactitatea definiției „litologiei” duce la confuzie în relația sa cu „sedimentologia”. Mulți consideră că Litologia face parte din Sedimentologie. Deci conform lui Vatan (1955) „Domeniul sedimentologiei este mult mai extins decât domeniul petrografiei rocilor sedimentare”. [21] .

Alți cercetători, dimpotrivă, atribuie procesele de sedimentologie stadiilor litogenezei , de exemplu [14] , [22] , adică consideră „Sedimentologia” ca parte a „Litologiei”. Din aceste relaţii provine şi definiţia nr .

Relaţiile reale se stabilesc uşor din poziţia dilemei problemă directă - problemă inversă . Atunci „Sedimentologia” este o formă de rezolvare a problemei directe, în timp ce „Litologia” este problema inversă. În ciuda apropierii lor, acestea sunt probleme ale căror soluții sunt îndreptate în direcții opuse. Astfel, aceste concepte nu sunt în relație cu subordonarea unele față de altele, ci sunt concepte de aceeași ordine.

Revenind la definiția nr. 1, putem spune că într-o traducere liberă , Sedimentologia este știința modelelor de formare a sedimentelor moderne , în timp ce Litologia este știința formării și modelelor de distribuție a rocilor sedimentare . În consecință, obiectele cercetării lor diferă semnificativ: Sedimentologia studiază sedimentele moderne, în timp ce Litologia studiază rocile sedimentare ale epocii străvechi. Având în vedere cele de mai sus, se poate susține că scopul final al litologiei este de a determina condițiile paleogeografice pentru formarea rocilor sedimentare .

O vedere apropiată de aceasta este remarcată de un al treilea grup de litologi, de exemplu, P. P. Timofeev, O. V. Yapaskurt și alții.

„În interpretarea lor, litogeneza începe cu diageneza sedimentului și se extinde la toate transformările postdiagenetice ale rocii... În această înțelegere, litogeneza (sau formarea rocii) urmează sedimentogeneza (sau sedimentarea) precedentă. Astfel, se contrastează două categorii de procese naturale, care diferă fundamental prin esența și specificitatea cercetării și, alături de acestea, se subliniază subordonarea lor temporală” ( [12] , p. 18).

În această concluzie, construcția „toate transformările post-diagenetice” nu este clar definită, deoarece aceasta poate include procese care se exclud reciproc precum hipergeneza și metamorfismul, care sunt suprapuse pe roci deja formate.

În interpretările de mai sus, nu există o separare strictă a conceptului de „sediment” și „rocă” [12] , drept urmare, de exemplu, nisipul depozitelor moderne este considerat sediment , în timp ce nisipul de o vârstă mai înaintată, de exemplu, Neogene , Paleogene și chiar Jurasic , în care nu există semne clare de diageneză , este deja considerată ca o rocă sedimentară liberă. De asemenea, nu există o graniță clară între conceptele de „modern” și „vechi”. De exemplu, să presupunem că la o anumită perioadă râul se revarsă și depune sedimente . Este clar că acest sediment este în prezent „modern”; Sedimentologul care studiază acest sediment compară proprietățile acestuia cu proprietățile pârâului din care este depus și trage anumite concluzii. După, de exemplu, un an, același râu, erodând parțial sedimentul , îl acoperă cu sedimente . Noul cercetător, care studiază sedimentul , descoperă sedimentul , nu știe nimic despre preistorie. În ultimul an, din cauza micșorării intervalului de timp scurs, procesele de diageneză în sediment nu au avut loc de fapt. Acest lucru ridică imediat întrebări: ce este sedimentul - antic sau încă modern? și sediment - sediment sau rocă deja liberă? Această incertitudine duce și la incertitudine în identificarea etapelor de transformare a sedimentului în rocă. În special, nu este complet clar unde se termină etapa formării rasei și unde începe etapa transformărilor epigenetice ale acesteia. $\left[{O_{1}}\right]$ $\left[{O_{1}}\right]$ $\left[{O_{2}}\right]$ $\left[{O_{2}}\right]$ $\left[{O_{1}}\right]$ $\left[{O_{1}}\right]$ $\left[{O_{1}}\right]$ $\left[{O_{1}}\right]$

Fie - sediment, și - sediment transformat în rocă ( GS ), adică = GS . Apoi are loc o transformare - transformarea sedimentului în rocă, de forma = , unde este operatorul de transformare, care reflectă mecanismul de transformare a sedimentului în rocă. $\stanga[O\right]$ $\left(O\right)$ $\left(O\right)$ $\left(O\right)$ ${A}\cdot {\left[O\right]}$ $A$

În Litologie se disting în principal două etape succesive principale ale transformării sedimentului în rocă: diageneza (transformarea timpurie) și catageneza (diageneza târzie) [12] . Le notăm prin operatori, respectiv , și . Apoi putem scrie simbolic $D$ $K$

{\left(O\right)}_{1)

= ;

{D}\cdot {\left[O\right]}

\left(O\right)

= = .

{K}\cdot {\left(O\right)}_{1)

{K}\cdot {\left({D}\cdot {\left[O\right]}\right))

Iată un obiect intermediar de transformare a sedimentelor. Extindem parantezele din partea dreaptă, ajungem la expresie ${\left(O\right)}_{1)$

A

= .

{K}\cdot {D}

Unele proprietăți ale acestui produs de operatori:

Produsul operatorilor nu este permuabil , adică . $A\neq {D}\cdot {K}$ $A_{1}={D}\cdot {K}=0$
Revenind la „nisip”, putem scrie că în acest caz = , unde , adică nu există nicio transformare. Această proprietate este deținută nu numai de nisipuri, ci și de alte formațiuni sedimentare, de exemplu, multe săruri , calcare . $\left(O\right)$ $\stanga[O\right]$ $A=1$

Metode de cercetare

Principalele metode de cercetare :

observații geologice (litologice) directe ale compoziției și structurii rocilor sedimentare folosind diverse metode de studiu fin al materiei, de exemplu, geochimice sau izotopice .
metode instrumentale - metode optice , studiul distribuției granulometrice, tipuri de analiză termică , microscopie electronică etc.;
metode de analiză generalizată:

3a. analiza faciesului [9] , [23] ; [unu]
3b. analiza formațională [24] ;
3c. analiza litostratigrafică [25] ;
3 ani. analiza paleogeografică [22] ;
3d. analiza de etapă [26] ;
3e. metoda litologică comparativă (A. D. Arkhangelsky (1912), N. M. Strakhov), etc.

Toate metodele de analiză generalizată, aparținând unui nivel superior de cercetare, evaluează diverse relații și conexiuni dintre fenomenele litologice și obiecte . Dezavantajul lor este nivelul empiric al informaţiei primite . Studiile teoretice în litologie sunt complet absente.

În multe cazuri, metodele de analiză generalizată se bazează pe principiul actualismului [27] . Tipurile numite de analize generalizate sunt varietăți ale metodei actualismului.

Pe baza rezultatelor studiului, se întocmesc hărți și atlase litologic-facies și litologic-paleogeografice , care permit afișarea vizuală a modelelor de distribuție spațială a rocilor sedimentare și realizarea unei prognoze pentru localizarea unui număr de minerale .

Istorie

Litologia, ca una dintre ramurile geologiei, a devenit izolată la sfârșitul secolului XIX - începutul secolului XX [ 20] [28] . ca urmare a unor studii stratigrafice și paleogeografice, însoțite de studiul compoziției materiale a rocilor sedimentare și a mineralelor aferente. De mare importanță pentru izolarea litologiei au fost materialele obținute de expediția oceanografică engleză la bordul navei Challenger (om de știință american J. Murray , belgianul A. Renard )., 1891), precum și studiile geologului german I. Walter (1893-94), consacrate problemelor formării rocii sedimentare. Datorită lucrărilor rușilor ( P. A. Zemyatchensky , Ya. V. Samoilov [2] , Viktor Nikolaevich Chirvinsky (1883-1942), A. P. Karpinsky [3] , [4] (link inaccesibil) ; A. P. Pavlov [5] , etc. ) și străină (om de știință englez G. Sorby , american - J. Burrell, W. Vaughan, franceză - L. Kaye, germană - G. Potonierși alții) oameni de știință ai litologiei în anii 1910. a apărut ca o știință independentă. O mare contribuție la dezvoltarea sa ulterioară a avut-o sovieticii ( A. D. Arkhangelsky , A. N. Zavaritsky , D. V. Nalivkin , M. S. Shvetsov [6] (link inaccesibil) , V. P. Baturin , L. V. Pustovalov [7] (link inaccesibil) , [8] , N. M. Strakhov [9] (link inaccesibil) , L. B. Rukhin și alții) și oameni de știință străini (americani - W. Twenhofel , W. Krumbein , F. Pettijo și alții). Dezvoltarea litologiei deosebit de intensivă a început în URSS după prima întâlnire litologică (1952), la care au fost discutate realizările litologiei pentru întreaga perioadă trecută și a fost conturat un program de cercetare ulterioară.

Probleme problematice

În ciuda a mai mult de un secol de dezvoltare a „Litologiei”, în prezent multe probleme ale existenței sale nu sunt rezolvate în ea:

Absența unei definiții stricte a conceptului de „litologie”. Definiția #1 este definiția oficială standard și este superficială. Definiția #2 este o alternativă . Majoritatea judecăților de mai sus se bazează tocmai pe definiția nr. 2. Cu toate acestea, nici ea nu poate fi considerată satisfăcătoare, deoarece se bazează pe tipurile de procese care conduc la formarea rocilor. Definirea acestor procese este produsul interpretării unui anumit set de proprietăți, care ar trebui incluse în definiția tipului de roci.
Absența unei definiții stricte a „rocii sedimentare” atât prin trăsături formale , cât și prin condițiile de formare. Aceasta duce la apariția unor decizii insuficient fundamentate. Analiza relevă absența definițiilor și a altor concepte esențiale; de exemplu, nu există o definiție a „rocilor sedimentare marine”. Prin urmare, nu este clar, de exemplu, cum diferă gresia marine de gresia fluvială (aluvială) sau lacustre. Și anume, aceste diferențe ar trebui să fie elementele definiției acestor gresii. Concepte precum „rocile sedimentare marine” nu sunt concepte geologice (litologice), ci geografice , deoarece indică doar locul în care s-a format roca sedimentară.
O altă consecință a acestei inexactități, vagitatea, este atribuirea unui număr de obiecte geologice în sfera „Litologiei”. Astfel, în petrografia rocilor sedimentare sunt studiate jaspilite ( cuarțitele feruginoase ), care sunt clasificate ca roci cu stadii înalte de metamorfism ; multe formațiuni piroclastice , care sunt studiate într-o altă secțiune a „Geologie” - „ Vulcanologie ”. Același lucru se poate spune despre alite ( bauxite ), care trebuie considerate ca produse ale metasomatismului care apar la temperaturi și presiuni scăzute .
Arbitrarul în definirea unor concepte atât de importante ale petrografiei precum structura și textura rocilor. Nu există o analiză a relației dintre ele: există relații de egalitate ordinală între ele sau aceste concepte sunt de ordine diferită. Interpretările existente ale acestor concepte sunt clar intuitive și, prin urmare, subiective [29] .
Problemele transportului și depunerii sedimentelor, din care se formează apoi rocile mecanogenice, nu au fost dezvoltate, deși începuturile acestor soluții, bazate pe conceptele de hidraulică și hidrotransport (în sensul modern) [30] , au fost considerate ca fiind încă din anii 40-50 ai secolului XX , de exemplu, [15] .
Conceptul de „roci clastice” nu este clar definit. Neclaritatea apare din cauza faptului că conceptul de „Fragment” nu este definit (acum este de natură intuitivă ), și, prin urmare, nu este clar de ce conceptul de „Roci clasice” include și roci rotunjite formate ca urmare a acțiunea unui proces suprapus - fizic , sau metamorfism șoc [31] .
Poziția unor roci organogenice în „Rocile Sedimentare” nu este clar definită. Deci prezența în „rocile sedimentare” a sedimentelor formate prin precipitarea rămășițelor scheletice ale organismelor planctonice din suspensie ( suspensie ) este încă de înțeles, dar ce se întâmplă cu bentonice, inactive și cu atât mai mult atașate sau coloniale , de exemplu, coralii , organisme?

Având în vedere caracterul arbitrar al definiției „Rocii Sedimentare”, lipsa de unitate internă a trăsăturilor care caracterizează acest concept, se are impresia că acest concept este artificial, exagerat. Trebuie privit ca arhaic .

Legile

Unele proprietăți ale legilor [32] : Dezvoltarea litologiei presupune existența unor legi litologice specifice (LL), superioare clasificărilor, forme de generalizare a observațiilor. Dar legile litologice (sau legile litologiei) sunt o parte, o formă de manifestare a legilor geologice (GZ). GZ - legi private bazate pe idei despre legi în teoria cunoașterii. Anterior, esența GP a fost considerată de I. F. Zubkov [33] din poziția categoriilor și a legilor dialecticii. Potrivit ( [34] p. 156) „dreptul este o legătură internă necesară, universală și esențială a obiectelor și fenomenelor realității obiective; solidă, rămasă în proces, repetitivă și identică în fenomen; ...". Proprietățile legii:

Obiectivitatea este prezența unor relații și conexiuni între fenomene, independent de voința unei persoane, în special a unui supraveghetor.
Dovezi de relații, conexiuni.
Universalitatea - relațiile și conexiunile dintre fenomenele realității geologice sunt simultan inerente multor sisteme materiale (geologice).
Materialitatea este o necesitate pentru existența unui obiect, fenomen. O proprietate esențială este aceea a cărei înlăturare duce la distrugerea fenomenului.

Odată cu dezvoltarea, Legea devine parte a teoriei, care este un atribut mai general al cunoașterii științifice, deși relația în sine descrisă de această lege nu dispare. „Legea ca formă logică de organizare a datelor empirice dă acel rezultat epistemologic, care se numește cunoaștere” [33] . O funcție importantă a lui Z. este explicarea esenței unor fenomene și conexiuni noi: explicația unui anumit fenomen este descrierea acestuia în termeni de Legi cunoscute.

În geologie, Legea, ca formă de generalizare a materialului empiric, se bazează în primul rând pe rezultatele observației geologice (GN), ca act elementar și primar al cercetării științifice [32] . Un rol esențial în formarea Legilor Geologice (GB) îl joacă luarea în considerare a caracterului contradictoriu al GN, întrucât GN este o reflectare a interacțiunii dintre obiectiv și subiectiv. Ele sunt Obiecte geologice (roci, corpuri) ca realitate obiectivă, iar un geolog – un cercetător care contribuie cu „eu” său la identificarea legăturilor dintre obiectele geologice – ca factor de subiectivitate. GB descrie proprietățile unor forme particulare de materie: 1. obiecte și fenomene și 2. relații dintre ele. Există două forme de GB: 1. afișarea trăsăturilor esențiale ale structurii și distribuției formelor de existență geologică existente în mod obiectiv, determinate sau confirmate prin metode instrumentale independente. 2. relaţii şi legături între aceste forme, care nu au confirmare independentă, întrucât principalele metode de identificare a acestora - construcţii teoretice - lipsesc. Prin urmare, a doua formă de CP conține un element de subiectivism. De aici inconstanța sa, variabilitatea în timp, care traduce GB-ul într-o calitate mai scăzută - o regularitate. Când se utilizează observații geologice, trebuie amintit că GN stabilește relații exclusiv ipotetice între obiectele geologice care stau la baza ipotezei. Etapa transformării lor prin demonstrare într-o realitate obiectivă, a cărei reflectare este doar o teorie, este practic absentă în geologie.

În [33] , este luată în considerare istoria originii GB-urilor. Există două perioade de detectare a acestora. Prima perioadă este asociată cu formarea geologiei până în secolul al XX-lea. În acest moment s-au formulat prevederi, numite legi de bază, privind trăsăturile generale ale structurii spațiului geologic: 1. schimbarea periodică a pământului și mărilor; 2. (Leonardo da Vinci) orice parte a pământului care este expusă de râuri era deja suprafața pământului .; 3 (Leonardo - da Vinci) în formularea [33] - legea isostaziei; 4 (Perete) apariția normală a straturilor este orizontală, iar straturile care limitează straturile de jos și din lateral au fost formate mai devreme etc.

A doua perioadă de generalizare a datelor este secolul al XX-lea. În acel moment, intensitatea extracției GB a scăzut, iar tendințele au apărut să nege existența legilor în geologie ( [33] pp. 199–209). La acea vreme, aproape nu numai că nu s-au formulat legi, dar chiar și menționarea lor a început să fie redusă la tăcere. De exemplu, dacă M. S. Shvetsov [7] menționează în continuare conceptul de legi, atunci lucrările ulterioare [22] , [18] sau [35] practic nu spun un singur cuvânt despre legile geologice. Deficiențe semnificative ale analizei filozofice a problemelor geologiei:

ignorarea dualității observației geologice;
credință puțin justificată în obiectivitatea cunoștințelor geologice;
absolutizarea unui astfel de surogat pentru cercetarea științifică precum modelarea geologică (în diferitele sale forme), metodele statistice de cercetare;
În multe ramuri ale geologiei (geocronologie, barotermometrie geochimică și izotopică, geochimie izotopică, problema surselor de materie, petrografia rocilor etc.), au fost identificate erori metodologice (teoretice, matematice, metodologice).

Astfel, problema „legilor geologice” nu și-a găsit soluția în istoria recentă a dezvoltării geologiei, deși Legile geologice sunt pietrele de temelie ale structurii generale a cunoștințelor geologice obiective.

Clasificarea legilor geologice

Există mai multe grupuri de legi geologice:

A. Cele mai generale legi ale dezvoltării, reprezentate de legile dialecticii. Acestea includ legile: unitatea și lupta contrariilor; trecerea cantității în calitate; negația negației, terțul exclus etc. B. Grup de legi generale speciale : legile moderne ale fizicii și chimiei care descriu realitatea geologică:

Legile termodinamicii și chimiei fizice descriu caracteristicile temperaturii și formării mineralelor barice, inclusiv caracteristicile influențelor climatice.
Legile hidromecanicii și hidrodinamicii sunt condițiile pentru sedimentare, de exemplu, transferul de resturi în apă sau fluxuri de vânt.
Legile biologiei și microbiologiei descriu caracteristicile dezvoltării organismelor care furnizează material pentru formarea unor forme specifice de roci sedimentare.

B. Legi speciale, sau de fapt geologice (litologice). Domeniul cel mai puțin dezvoltat de cunoștințe geologice. Și aici se pot distinge și legi geologice de natură generală: unitatea materiei și spațiului, limitări și amestecare, a căror consecință este unitatea corpului geologic și a rocii.

Câteva legi geologice care sunt direct legate de formarea cunoștințelor litologice [32] :

Legea lui Leonardo da Vinci

orice parte a pământului care este expusă de râuri era deja suprafața pământului.

Legea unității spațiului și materiei

orice substanță (solidă, lichidă sau gazoasă) sau câmp umple un anumit volum de spațiu; și invers, orice volum de spațiu este umplut cu o substanță sau un câmp.

Legea unității corpului geologic și a rocii

Orice rocă ocupă o parte din spațiul Pământului, care se numește corp geologic și invers. orice corp geologic este umplut cu ceva rocă.

Legea limitării

caracteristicile cantitative ale proprietăților obiectelor sau fenomenelor sunt valori limitate și finite.

legea confuziei

toate rasele sunt produse din amestecul sau transformarea raselor preexistente.

Legea periodicității

procesele care au loc la suprafaţă sau în interiorul Pământului se repetă periodic.

Legile în litologie [32]

Prevederi care pot fi[ clarifica ] legile litologiei:

legea lui Stenon

Straturile se află pe orizontală, cu cele mai vechi întinse sub cele mai tinere;

Legea Golovkinsky-Walter

Legea Faciesului Golovkinsky - Walter (Legea corelației Facies) alunecarea în vârstă a orizontului petrografic individual - tipuri de sedimente (facies) și limitele acestora; un fenomen cauzat de deplasarea liniei de coastă. În secțiunea straturilor sedimentare se depun sedimente unul deasupra celuilalt, care se formează în apropiere pe suprafața litosferei sau în fundul bazinului de sedimentare. Prin urmare, în timpul transgresiunii sau regresiei mării, zonele orizontale de sedimente (facies) trec în cele verticale în secțiunile straturilor sedimentare. Ca urmare, sedimentele aceluiași facies în direcția pământ-mare nu sunt strict de aceeași vârstă. Această lege, stabilită de Golovkinsky (1869), a fost formulată de Inostrantsev (1872), iar ulterior completată și perfecționată de Walter (1894): modificarea unor sedimente cu altele pe suprafața litosferei, în bazinul de sedimentare și în secțiuni. poate apărea nu numai treptat, ci și brusc. Există o cadere a unuia sau a mai multor facies intermediare situate în vecinătatea acestui luat în considerare, din diverse motive: tectonice, climatice, orohidrografice etc.

Legea unității fluxurilor și a precipitațiilor mecanogenice

Relația strânsă dintre fluxurile de apă (aer) și sedimentele mecanogenice depuse din acestea este una dintre cele mai importante legi ale litologiei.

Legea lui Pustovalov a diferențierii sedimentare

În procesul de transfer al materialului sedimentar sub influența condițiilor fizico-chimice și fizico-mecanice, are loc diferențierea acestuia.

Legea lui Strahov

N. M. Strakhov a stabilit o relație cauzală între precipitațiile eliberate din fluxurile de apă și caracteristicile climatice ale regiunii [36] Această lege este o expresie particulară a legii lui Pustovalov, dacă luăm în considerare condițiile climatice ca o manifestare particulară a condițiilor fizico-chimice.

Legea periodicității sedimentării

Este considerată legea de bază a sedimentării; prima încercare de a o fundamenta îi aparține lui L. V. Pustovalov (1940) [7] . Legea este un caz special al legii generale a periodicității, în special „periodicitatea generală a proceselor geologice” [22] . „Cea mai înaltă manifestare a periodicității este alternarea diferitelor formațiuni de roci sedimentare pe parcursul unui ciclu geotectonic complet” ( [22] P.240).

Legea evoluției sedimentării

„În dezvoltarea sa, este ca și cum o repetare a ceea ce a fost înainte, dar de fiecare dată într-un mod nou, pe o bază nouă, mai înaltă, adică dezvoltarea decurge într-o spirală... … procesele de evoluție a sedimentării au loc ireversibil.” ( [22] , S.242, 247).

legea lui Hecker

Acesta reflectă prevederile „privind legătura strânsă a organismelor cu mediul”, elaborate în detaliu de R. F. Gekker (1933-1957) [37] (Gekker Roman Fedorovich, 25/03/1900 - 15/08/1991; [10] Copie de arhivă datată 27 iulie 2009 la Wayback Machine )

legea lui Bilibin

toate fragmentele de roci și minerale care cad în fluxuri de apă care funcționează activ, pe măsură ce sunt transferate, se rostogolesc și capătă o formă echilibrată, bine rotunjită. În cazul ideal, suprafața laminată are o rugozitate minimă și este descrisă de ecuațiile elipsoizilor (și bila) .

Clasificarea rocilor sedimentare

„Clasificarea rocilor sedimentare se bazează pe geneza și compoziția materialului. Conform genezei, rocile se disting ca clastice, chimice și organogenice sau clastice, argiloase și chimiobiogene. O împărțire ulterioară în cadrul grupurilor genetice mari se realizează în funcție de compoziția materialului și a mineralelor.

L. V. Pustovalov a bazat împărțirea rocilor pe teoria (mai corect, ipoteza) diferențierii sedimentare a materiei, evidențiind seria de roci care au apărut în timpul diferențierii mecanice și chimice, V. M. Baturin - fazele substanței originale din care se formează rocile. , F. Pettyjohn - principiul tectonic al formării rocii în diferite condiții tectonice etc. Totuși, toate aceste clasificări sunt mai complexe și greoaie și nu sunt utilizate pe scară largă [22] .

Clasificarea rocilor sedimentare face parte dintr-o clasificare mai generală a rocilor și reprezintă o generalizare a vastului material factual adunat de geologi și litologi de-a lungul întregii existențe a geologiei [38] , [39] . Clasificarea este o modalitate de sistematizare a datelor empirice. Ea reflectă conexiunile empirice dintre concepte care descriu fenomenele esențiale ale realității geologice. Elementele principale ale clasificării sunt caracteristicile de clasificare , adică proprietățile datelor empirice, pe baza cărora aceste date sunt împărțite în seturi omogene. În general, clasificarea este o verigă intermediară în descrierea realității geologice și este una dintre formele primare de generalizare a acesteia, parcurgând o anumită etapă în cercetarea științifică la nivel empiric. Există două niveluri de definiție pentru „clasificare”:

Clasificarea este operația de împărțire a unui set de caracteristici de clasificare în subseturi care nu se suprapun de caracteristici de clasificare care sunt omogene în ceea ce privește aceste caracteristici sau relațiile și relațiile dintre ele.
Clasificarea este o formă de reprezentare a unui set ordonat de caracteristici de clasificare.

Atunci când se evaluează și se construiește o clasificare, trebuie luate în considerare două puncte:

pe ce bază se odihnește (ce este o sobă?);
pentru ce este clasificarea?

Baza inițială a clasificării sunt cele mai comune componente ale realității geologice:

forme de existență a substanței geologice ( materie );
forme de mişcare a substanţei (materiei) geologice.

Principalele forme de existență a materiei geologice sunt:

A. Materia solidă (faze solide - roci, minerale, sticle naturale etc.);
b. Substanță lichidă (faze lichide, soluții, topituri ( lave ));
în. Substanță gazoasă și gazoasă (faze gazoase, fluide );
d. Forme mixte (în primul rând suspensii și suspensii).

În conformitate cu acestea, se disting și principalele forme de mișcare a materiei geologice:

1. Fizic - în primul rând mecanic ( transfer , alunecare , intruziune , mișcări tectonice etc.); 2. Substanță chimică: 2a. Dizolvare , topire ; 2b. Precipitarea din soluții sau topituri ( cristalizare ); 2c. Transformare chimică ( intemperii , metasomatism, metamorfism, relații de reacție între minerale etc.). 3. Organic: 3a. biologic (activitatea vitală a macroorganismelor ); 3b. Microbiologic (activitatea de viață a microorganismelor); 3c. Fitologic (activitatea vitală a organismelor vegetale ).

În toate aceste din urmă cazuri, se remarcă rolul dublu al organismelor (inclusiv al plantelor) în procesele geologice:

Ah. Organismele sunt agenți de formare a rocii datorită scheletului lor , în principal extern și alcătuit din materie minerală. Ab. Organismele după moartea lor părăsesc părți ale căror produse de descompunere stau la baza formării rocii (cel mai adesea plante). B. Organismele ca catalizatori participă la transformarea rocilor, ele însele practic nu lasă urme directe.

Toate clasificările bazate pe aceste forme de mișcare a materiei geologice sunt numite naturale.

În termeni practici, clasificarea este o formă de limbaj pe baza căreia se transmit informații despre esența fenomenelor geologice. Ca exemplu, putem aminti clasificarea rocilor sedimentare de către MS Shvetsov [7] , care este limbajul aproape a tuturor descrierilor geologice. În cele din urmă, clasificarea joacă rolul unui anumit standard ( standard ), folosit ca bază pentru determinarea rocilor și atribuirea lor anumitor grupuri de formațiuni geologice.

Există mai multe niveluri de clasificare inițială a caracteristicilor geologice:

Inițiale sunt clasificări primare sau clasificări de primul nivel ; ele sistematizează datele empirice observate direct și stabilesc conexiuni primare, empirice, superficiale între obiectele clasificării.
Al doilea nivel al clasificării inițiale reflectă produsele interpretării caracteristicilor primare, empirice. Aceste produse sunt denumirile ( numiri , termeni ) ale rocilor, stabilite prin aceste caracteristici și, prin urmare, al doilea nivel include clasificarea primară a rocilor ca atare.
Al treilea nivel este așa-numita clasificare genetică, deși nu există o definiție exactă a conceptului de „ geneză ”. Geneza este un factor interpretativ superior, care se stabilește pe baza identificării condițiilor de formare a unor roci specifice și, prin urmare, completează procesul de clasificare inițială.

Varietăți de forme de prezentare a clasificărilor

Se cunosc principalele forme de reprezentare a clasificării:

Simboluri pentru hărți, planuri, scheme.
Descriptiv sub forma unui text specific, în care elementele clasificării sunt prezentate ca secțiuni ale acestui text;
Tabular - sub forma unui tabel (cvasi-matrice), în care principalele caracteristici de clasificare sunt sistematizate orizontal și vertical. Această formă s-a manifestat cel mai pe deplin în [40]
În unele cazuri, se notează clasificări - ciclograme [14]

Simbolurile sunt cea mai veche formă de clasificare. În prezent, tabelele de clasificare bidimensionale sunt cele mai comune ca fiind cele mai ilustrative, deși există tipuri mai complexe de partiții, de exemplu, triunghiulare etc. Acestea din urmă sunt adesea folosite în clasificarea rocilor (adesea magmatice) după compoziția chimică sau mineralogică. . Tabelul de clasificare este într-un sens similar cu ecuația obținută în studiile teoretice: clasificarea este o reflectare concentrată a realității geologice, oferă cea mai concisă, în același timp destul de încăpătoare și exactă ideea caracteristicilor datelor empirice, descrierea cărora poate ocupa volume.

Clasificări ale autorului

În Rusia (și Uniunea Sovietică), primele clasificări ale rocilor sedimentare au apărut înainte de război (V. M. Baturin, 1937, L. V. Pustovalov, 1940 etc.). Un rezumat al celor mai serioase clasificări este dat în [20] . Cu toate acestea, prima clasificare cea mai acceptabilă și utilizată pe scară largă a fost creată de MS Shvetsov (1948).

Clasificarea rocilor sedimentare de către M.S. Shvetsov [41] (cu adăugări de MGRI)
1. Grupuri genetice de roci distinse pe baza originii substanțelor lor constitutive
Roci clastice ( produse de distrugere fără modificarea compoziției minerale )	Roci argiloase ( produși de descompunere ai aluminosilicaților și aluminosilicaților de fier-mangan cu formarea de minerale argiloase )	Produse chimice și biochimice ( precipitare din soluții cu formare de oxizi și săruri de compoziție chimică simplă )	Produse ale fotosintezei ( acumularea de compuși organici )	Roci mixte ( amestecare de diverse materiale, inclusiv vulcanogenic-sedimentare )
2. Subgrupuri de roci determinate de condițiile de sedimentare a materiei
Rezidual - Transferat
3. Principalele tipuri și soiuri de roci care se separă în procesele de diferențiere sedimentară
Clastice grosiere (psefite) Brecii Conglomerate Clastice medii ( psamite ) Clastice fine (siltsstones )	Monomineral Hidromicaceu Caonic Montmorillonit Oligomictic Polimictic	Hidroxizi de Al, Fe, Mn (laterite, bauxite, minereu de fier brun) Silicioase (diatome, tripoli, baloane, jaspi etc.) Fosfați (fosforiți) Carbonați (calcare, dolomiți) Sulfați (gips, anhidrite) Săruri (potasiu și săruri de masă ) )	Turbă Cărbune șist petrolier	Argilă- detrital Carbonat -argilă Argilă -siliceos Carbonat- detrital Argilă-argilă etc.

Una dintre cele mai recente clasificări este dată în [40]

	Pse-fi-esti-tu	Psam-mi-tu	Ale-vro-do-tu
Clasificarea rocilor sedimentare de la Universitatea de Stat din Moscova [40]
Rând	roci silicate	Roci nesilicatice	roci organice
Superclasă (grup)	silicati	Roci oxid-hidroxid	Fosfa-toliti si fosforo-liti	Car-bo-nato-lites	Ha-lo-do-tu	„rase mici”	Kar-bo-do-tu	Bi-tu-mo-do-you	Gra-fi-esti-tu
clasă-familie-gen	pietre de clasă	Do-do-do-you	Al-li-tu	Ferrito-lite	Man-gano-lits	Si-li-qi-you

Alte clasificări

Forma de mișcare	Fizic	Chimic	organic	amestecat
Grupuri de rase	mecanică	chimiogen	Organogene	Biochimic, precum și amestecuri ale anterioare
Cursuri de rasă	Roci clastice, analogii lor cimentați	lut	Amestecat	silicati	sare	Oxizi, hidro-oxizi	Dr.	Carbonați	Cremoasă	carbonice
Tipuri de rasă	Tu	Ale-vri-tu	Psa-mmi-tu	Pse-fi-tu	Apă-dar-era-fiică	Combinații ale anterioare	lut	Gla-uko-nite	Ha-lo-ides	sulfați	Fos-fo-riti	Kar-bo-pe-tu	Cremoasă	Hidroxizi de Al, Fe, Mn	Iz-vest-nyaki	Do-lo-mi-you	Cre-min	Tor-fa	Huh-fie	Ardezii	Bi-too-mo-ids

Roci mecanice

Aici avem în vedere rocile compuse din materie în fază solidă (granule) transportate de diverse curgeri din locurile de unde provine curgerea până la locul de descărcare. Aceste roci sunt de fapt roci sedimentare, în special roci clastice, deoarece sunt depuse din fluxuri de suspensie. De obicei se numesc terigeni, în funcție de sursa materialului din care sunt formate. Termenul „mecanogen” reflectă mecanismul de formare a rocii. Acestea sunt concepte de aceeași ordine.

Tipuri de fluxuri

Fluxurile sunt alocate:

1. debite în care componenta purtătoare este apa. Un amestec de apă și o substanță solidă formează o suspensie (suspensie); 2. fluxuri în care componenta purtătoare este faza gazoasă (aerului). Personaje pentru locuri deșertice. 3. fluxuri în care un alt solid este componenta purtătoare. De regulă, substanța purtătoare din aceste fluxuri este apa în fază solidă - gheață, iar fluxul în sine se numește ghețar. Există două mecanisme de transfer:

transfer de materie în corp și pe suprafața ghețarului;
transferul de materie se realizeaza prin distrugerea patului ghetarului si impingerea materiei de catre partea frontala a ghetarului.

4. O formă specială de curgere o reprezintă fluxurile gravitaționale ale formațiunilor deluviale de pe versanții muntilor (curgerile deluviale).

Fluxurile hidrotermale și fluxurile în care componenta purtătoare este magma topită nu sunt luate în considerare aici, deși pot transporta material solid sau coloidal.

Fluxurile de suspensie sunt forma predominantă de transfer de materie. Rezervoarele pâraielor sunt diferite bazine de apă - mări, lacuri, râuri. Concentrația de materie solidă variază într-un interval larg și variază de la fracțiuni de procent (debite cu densitate scăzută) până la 60-80% în fluxurile de noroi, în care apa joacă doar rolul de praf de copt și lubrifiant. În fluxurile deluviale, concentrația de materie solidă este și mai mare.

Proprietățile boabelor clastice

Clasificarea acestor rase este dată mai sus. Practic, aceste proprietăți sunt descrise în numeroase lucrări de litologie. Proprietatea cea mai caracteristică a boabelor acestor roci este mărimea boabelor, care în majoritatea covârșitoare a cazurilor se modifică în trei planuri de coordonate; în acest sens, se disting cea mai mare dimensiune (lungime) , dimensiune medie (lățime) și dimensiune minimă (grosime) . Aceasta înseamnă că boabele este înscrisă într-o pseudoprismă ale cărei proprietăți, dacă nu sunt introduși coeficienții de formă, sunt studiate în continuare. $A$ $B$ $C$

Ultimele studii ( [42] , [43] ) au arătat că două grupuri de roci detritice libere se disting prin proprietățile de migrare, adică prin capacitatea de a se deplasa în fluxuri:

A. roci (litoclaste), a căror granulație este predominant mm; boabele din aceste soiuri sunt compuse predominant din ( ) diverse roci. Prin urmare, morfologia boabelor depinde în mod semnificativ de compoziția internă, structura și textura rocii. În rocile cu caracteristici izotrope, forma boabelor se apropie de izometrică (sferică); în rocile cu proprietăți anizotrope (roci sedimentare stratificate, șisturi etc.), formele granulelor se apropie de elipsoizii tridimensionali (aplatizati). $\geq 2{,}0$ $\aproximativ 90\%$

B. roci (minoclaste (mina - prescurtare de la minal)), mărimea granulelor în care este predominant mm, indiferent de compoziție (nisipuri cuarțoase pure, arkoze, greywackes etc.) boabele sunt formațiuni monominerale în sensul că fiecare bob de sediment este compus în principal minerale. Aceste date au fost obținute pe baza măsurătorilor atente de-a lungul a trei axe ale granulelor din sedimentele din Africa (Guinea) și Rusia (râurile Ugra și Vorya, râul Tara din Siberia de Vest, zonele de coastă ale Mării Albe și din Chudskoye). , zăcămintele devoniene ale Platformei Ruse și Uralului) . În toate cazurile, a fost determinat gradul de rotunjime. În studiu au fost introduși noi parametri: , unde este perimetrul virtual. Este clar că reprezintă dimensiunea medie a boabelor. $\leq 2{,}0$ $\Pi =A+B+C$ $\Pi$ ${\Pi }/3$

Raporturile dintre mineralele din sedimente sunt prezentate în tabelul [42] :

Mineral	disten Dis	Epidot Ep	pyrocsen Px	turmalina Tur	magnetit Tur	staurolit Stv	zircon	Rutile Rut	ilmenite Ilm	rodie Grn	cuarț Qw	Total
Numărul de boabe	43	174	250	267	307	417	417	478	850	1105	5874	10237
% din suma	0,420	1.700	2.442	2.608	2.999	4.073	4.611	4.669	8.303	10.79	57,38	100

S-a dezvăluit și distribuția mineralelor în funcție de rotunjimea boabelor [42] :

Minerale	DAR	PE	O.K	UO	numărul de obiecte	%O.K	$\rho$	H
Disten	0	treizeci	0	13	2	0,00	3,61	patru
Magnetit	210	91	6	0	2	1,95	5.17	6
piroxene	110	97	17	26	patru	7,59	3.3	5,75
Rodie	500	442	62	101	patru	6.18	3.7	opt
Zircon	190	209	cincizeci	23	patru	11.14	4.7	7.5
Cuarţ	2405	1747	1011	711	31	19.58	2,65	7
staurolit	40	206	62	109	2	20.13	3.7	7.25
Turmalina	44	138	85	0	3	31.84	3.2	opt
ilmenit	220	312	300	optsprezece	patru	36.06	5	5.5
Rutil	92	169	160	57	5	38.00	4.25	6.25
Epidot	opt	95	71	0	3	40,8	3	6.5
Notă: DAR boabe aspre; PO - semirotunjit; OK - rotunjit; UO - unghiular-rotunjit; %OK - procent de boabe rotunjite; - densitatea minerală (g/cm³); H este duritatea mineralului pe scara Mohs. $\rho$

Au fost dezvăluite următoarele caracteristici ale distribuției parametrilor cerealelor:

1. Toate boabele, indiferent de gradul de rotunjime, au dimensiuni diferite de-a lungul a trei axe;
2. Rotunjimea mineralelor este invers proporţională cu duritatea mineralului;
3. Rotunjimea este invers proporțională cu densitatea mineralului;
4. Doza mare a distribuției punctelor pe diagramele de mărime [31] În același timp, pe diagrame

(А,П/3) dispersia punctelor, caracterizată prin parametrul (R²) este semnificativ redusă, adică ; ${R^{2}}\longrightarrow 1$

5. Pe diagramele (A, P/3) , toate punctele se află strict pe linii drepte cu o ecuație de forma

{\Pi }/3=k_{\Pi }\cdot {A}+K_{\Pi }

unde poți folosi și în schimb . În această ecuație, coeficientul are semnificația coeficientului de planeitate generalizat . La . Această egalitate este tipică pentru cristalele de diamant; unele valori pentru cuarțul placer sunt prezentate în tabel; pentru boabele de aur, care se caracterizează prin boabe puternic alungite, valoarea ajunge la 0,5. $A$ $B$ $C$ $k_{\Pi }$ $A=B=C$ ${k_{\Pi ))=1$ $k_{\Pi }$ $k_{\Pi }$

Un obiect	rotunjime _	numara mostre	$k_{\Pi }$	R²
lac Chudskoe	O.K	107	0,747	0,943
	PE	204	0,707	0,933
	DAR	cincizeci	0,714	0,956
R. Ugra	O.K	56	0,641	0,966
	PE	146	0,662	0,972
	DAR	63	0,705	0,965

6. Prezența în comun a boabelor HO-, PO- și OK-este caracteristică. În [44] , acest fenomen a fost explicat din punctul de vedere al teoriei probabilităților. De fapt, acest fenomen are o explicație satisfăcătoare din punctul de vedere al mecanicii procesului: rugozitatea boabelor mărește suprafața boabelor, ceea ce creează o creștere aparentă a volumului (dimensiunii) boabelor. ; în acest sens, rezistența frontală și frecarea cresc, creând un efect suplimentar al curgerii asupra bobului.
7. Dacă distribuţia parametrilor de cereale este descrisă de ecuaţii

B={k_{B}\cdot {A}+K_{B}}

;

C={k_{C}\cdot {A}+K_{C)}

;

apoi

{k_{\Pi}=1+k_{B}+k_{C))

;

K_{{\Pi }}={\frac {K_{{B}}+K_{{C}}}{3}}

8. Nu există corelație între rapoarte și în toate formele de rotunjime. În același timp, media ponderată a tuturor valorilor raportului este descrisă de secvență ${{B}\peste {A}}$ ${{C} \over {A}}$

{{A} \over {A}}:{{B} \over {A}}:{{C} \over {A}}

{1}:{0{,}745}:{0{,}361}\aprox {{5} \over {5}}:{{3} \over {4}}:{{1} \over { 3}}

cu membru comun:

{\frac {{2}\cdot {(kn)}+1}{{2}\cdot {k}-n}}

unde este lungimea, este numărul membrului seriei. $k$ $n=1,2,3$

O altă caracteristică a acestei formule: numărătorul și numitorul termenului mijlociu sunt jumătăți de sume ale părților corespunzătoare ale termenilor extremi.

Mecanismul de apariție a unor astfel de dependențe nu este clar.

Vitezele cerealelor în fluxuri (metoda geospeedometrului)

Această problemă a atras mereu și de mult timp geologii (litologi) și este o parte integrantă a rezolvării problemei inverse a litologiei. Se referea în principal la precipitațiile transportate de cursurile de apă. Există mai multe etape în căutarea unei soluții la această problemă.

Perioada rezolvării calitative a problemelor

Este caracteristic stadiilor incipiente ale dezvoltării litologiei; soluția de calitate este utilizată pe scară largă astăzi.

Rezolvarea problemei pleacă de la ideea intuitivă că, cu cât boabele sunt mai mici, cu atât se transferă mai departe și pentru aceasta sunt necesare debite mici.

Aceste concluzii se bazează pe conceptul de energie cinetică a unei particule , unde este energia cinetică, este masa granulului și este viteza granulului [45] . Pentru boabele G 1 și G 2 , energia cinetică are valorile și . Deoarece energia curgerii este transferată la boabele transportate, putem scrie = = .Atunci egalitatea = este adevărată pentru ambele boabe . Deoarece , unde este densitatea boabelor, este determinată de mineralul care umple boabele; este volumul acestui bob, apoi sunt dezvăluite două opțiuni pentru comportamentul boabelor atunci când se deplasează într-un flux: $E={\frac {{m}\cdot {v^{2}}}{2}}$ $E$ $m$ $v$ $E_{1}={\frac {{m_{1}}\cdot {v_{1}^{2}}}{2}}$ $E_{2}={\frac {{m_{2}}\cdot {v_{2}^{2}}}{2}}$ $E$ $E_{1)$ $E_{2)$ ${m_{1}}/{m_{2}}$ ${v_{{2}}^{{{2}}}/{v_{{1}}^{{{2}}}$ $m={\rho }\cdot {V}$ $\rho$ $V$

Pentru particule de aceeași compoziție = și avem = . În acest caz, boabele de dimensiuni mai mici merg înainte. $\rho _{{1}}$ $\rho _{{2}}$ ${V_{1}}/{V_{2}}$ ${v_{{2}}^{{{2}}}/{v_{{1}}^{{{2}}}$
pentru particule de aceeași dimensiune avem = ; în acest caz, particula mai ușoară merge înainte. $V_{1}=V_{2}$ ${\rho _{1}}/{\rho _{2}}$ ${v_{{2}}^{{{2}}}/{v_{{1}}^{{{2}}}$

Această explicație are un dezavantaj: nu ține cont de interacțiunea boabelor cu fluxul în timpul mișcării; în această derivație, se presupune implicit că boabele, după ce au primit o anumită fracțiune din energia sa din flux, apoi se mișcă independent de flux. Dar nu este. Cereale, care se deplasează cu o viteză mai mică în raport cu fluxul, reprezintă un obstacol; depășind-o, fluxul transferă energie suplimentară bobului, deformând imaginea obținută mai sus. Mai mult, această abordare nu permite rezolvarea problemei inverse.

Utilizarea calitativă a reprezentărilor hidrodinamicii

Baza inițială este lucrarea hidrologilor cu o aplicare largă a rezultatelor teoriei similitudinii (M. A. Velikanov, V. M. Goncharov, 1938, 1953; V. P. Zenkovich, 1946; A. M. Godin, 1946; L. Prandtl, 1951; Ya. Tssovsky; , 1958; L. G. Loitsyansky, 1970; J. Griffiths, 1971; F. J. Pettyjohn et al., 1976, 1981) privind analiza transportului sedimentelor utilizat în construcția de baraje, baraje etc. [46] . Toate aceste lucrări sunt legate de tipul de lucru care rezolvă doar problema directă.

Au obținut ecuațiile de bază pentru generarea, transportul și depunerea sedimentelor fluviale, condițiile de apariție a mișcărilor laminare și turbulente. În aceste lucrări sunt aplicate conceptele de viteză de separare a cerealelor de substrat, adică valoarea minimă a vitezei de curgere, care duce la târarea cerealelor de-a lungul fundului cursului de apă. Pentru prima dată aceste idei au fost aplicate de Engelgardt (1939-1940), care a calculat valorile estimate ale acestor viteze pentru boabe de diferite dimensiuni și apoi repetate în mod repetat de alți autori. În aceleași lucrări, ecuația Stokes în forma utilizată în [15] este utilizată pe scară largă :

v={{{2g} \over {9}}\cdot {d_{{z}}^{{2}}}}\cdot {{\frac {(\rho _{{z}}-\rho _ {{0)))}{\eta _{{z}}}}}\aprox {2{,}18\cdot {d_{{z}}^{{2}}}}\cdot {{\frac {(\rho _{{z}}-\rho _{{0}})}{\eta _{{z}}}}}

Iată viteza de mișcare a boabelor (z); este diametrul boabelor; — densitatea boabelor; este densitatea apei (suspensiei); - vâscozitatea apei (w) (suspensii); este accelerația gravitației. $v_{z}$ $d_{z)$ $\rho _{z)$ $\rho _{0)$ $\eta _{w}$ $g$

Într-un număr de lucrări de sedimentologie, de exemplu, [47] , repetate mecanic în lucrările rusești, de exemplu [44] , condiția pentru deplasarea unui flux de turbidită în jos pe versant poate fi descrisă prin ecuația , unde , sunt tensiuni de forfecare între fluxul de turbiditate, pat și fluidul de suprafață; , sunt densitățile curgerii de turbidite și ale fluidului înconjurător; — înălțimea curgerii; - unghiul pantei de jos. Din nefericire, o eroare s-a strecurat în această formulă: în unele lucrări (Selli R.K.) se scrie , în altele ( [44] , P.120) - . Atunci viteza fluxului de densitate este descrisă prin formula ( [47] , P.170): $S_{1}+S_{2}=({\rho }_{2}-{\rho }_{1})\cdot {g}\cdot {h}\cdot {\alpha }$ $S_{1)$ $S_{2)$ ${\rho }_{1)$ ${\rho }_{2)$ $h$ $\alfa$ $\alfa$ $\sin\alpha$ $v$

v={\frac {2\cdot ({\rho }_{2}-{\rho }_{1})}{{\rho }_{1))}\cdot {g}\cdot {h}

În general, în loc să scrieți . În plus, expresia tip caracterizează mișcarea în câmpul potențial subvertical și nu caracterizează mișcarea suborizontală a fluxului de turbiditate. $v$ $v^{2}$ $v^{2}=2gh$

În ciuda rezultatelor obținute, aplicarea lor pentru rezolvarea problemelor inverse de litologie este dificilă. Pe lângă lipsa evidentă de dorință a litologilor de a se ocupa de aceste probleme, aici se suprapun și alte împrejurări: 1) stângăcia ecuațiilor. 2) Sedimentele sunt considerate omogene din punct de vedere al compoziției minerale și densității formațiunii. 3). Valoarea densității apei este absolutizată , deși mineralele sunt depuse nu din apă pură, ci dintr-un amestec de apă și material solid (suspensie), care are propriile valori de densitate și vâscozitate. În hidraulică, astfel de amestecuri sunt clasificate ca obiecte anormale. [30] 4). Aproape nu există lucrări privind determinarea vâscozității suspensiilor într-o gamă largă de concentrații de solide. 5). Utilizarea teoriei similitudinii a complicat semnificativ posibilitatea de rezolvare a problemei inverse. 6). Utilizarea incorectă a ecuației Stokes (nu este aplicabilă pentru rezolvarea unor astfel de probleme). $\rho _{o}=1$

Cu toate acestea, principalul dezavantaj al tuturor acestor lucrări este imposibilitatea aplicării lor la rezolvarea problemei inverse. Toate sunt destinate doar analizei calitative a procesului de sedimentare.

Aplicarea prevederilor hidraulicei. Geospedometru

Din hidraulică, cele mai acceptabile idei despre hidrotransport [30] se bazează pe relația dintre debit și sedimentele deplasate de acesta. Fluxurile naturale de apă în suspensie sunt tipuri de hidrotransport natural. Din acest motiv, le sunt aplicabile dezvoltările teoretice din domeniul hidrotransportului [45] . În acest caz, pentru fluxurile de presiune aproape orizontale, se aplică ecuația:

v={\sqrt {{2g}\cdot {V_{{z}} \over {F}}\cdot {f \over {C_{{xt}}}}\cdot {({\rho _{{z }} \over {\rho _{{o}}}}-1)}}}\qquad {(1)}

aici - „secțiunea mijlocie”, adică proiecția corpului bobului pe un plan normal cu liniile de curgere ale curgerii; - volumul cerealelor; este coeficientul de rezistență al boabelor, care ține cont de influența boabelor învecinate asupra curgerii din jurul boabelor; este coeficientul de frecare al particulei față de peretele canalului de mișcare (în cazul fluxurilor naturale, frecarea boabelor unul față de celălalt). $F$ $V_{z)$ $C_{xt)$ $f$

Studii similare sunt descrise în [48] , unde ecuația

{\frac {V_{{z))}{{F}\cdot {\phi ))}={({\frac {\rho _{{o))}{\rho _{{z))-\ rho _{{o}}}}}\cdot {{\frac {v_{{z}}^{{{2}}}{2g}}}}\qquad {(2)}

În această ecuație, numită „ecuația Gostintsev” [49] , există un factor de formă adimensional (coeficient de rezistență). Dintr-o comparaţie a ecuaţiilor şi rezultă că . $\phi$ $(unu)$ $(2)$ $\phi ={C_{xt}}/{f}$

Parametrul reflectă dimensiunile liniare ale boabelor. Generalizarea materialelor a arătat că în sedimentele nisipos-lâmoșioase în 99% din cazuri , adică boabele aparțin grupului tipomorf al prismoizilor [31] . Deoarece este proiecția corpului boabelor pe plan, aici sunt posibile două opțiuni extreme: $V_{z}/{F}$ $A>B>C$ $F$

a) axa lungă este perpendiculară pe linia curentului;
Apoi fie și sau ;

F\aprox {AC}

F\aprox {AB}

{V_{z}/{F}}=C

{V_{z}/{F}}=B

b) această axă este situată de-a lungul liniei de curgere.
În acest caz și .

F=CB

{V_{z}/{F}}=A

Desigur, primul caz corespunde rulării bobului în flux în timpul mișcărilor, contribuind la abraziunea acestui bob. În general, se poate scrie că , unde este un parametru liniar generalizat. Măsurătorile pe teren au arătat că cele mai bune rezultate au fost obținute cu sau . ${V_{z}/{F}}=d$ $d$ $d=C$ $d={(B+C)/{2}}$

Ecuația include astfel parametrii și , care sunt măsurați destul de precis și, prin urmare, ar trebui să fie utilizați ca variabile. Ca rezultat, ajungem la ecuație $(2)$ $\rho$ $d$

\rho ={{{0,05}\cdot {\phi }\cdot {v_{{z}}^{{2}}}\cdot {\rho _{{0}}} \over {d}} +\rho _{{0}}}={\beta \over {C}}+{\rho _{{0}}}\qquad {(3)}

Această ecuație a fost folosită pentru a determina paleovelocitățile boabelor în unele obiecte [49] , iar metoda în sine a fost numită „Geospeedometru” [50] , [51] .

În această ecuație, parametrul rămâne neclar . Pentru determinarea acestuia s-au folosit două obiecte de referință: $\phi$

Pentru coastele bazinelor mari de apă (mări, lacuri), s-au folosit date privind țărmurile de mică adâncime ale Mării Baltice. Conform [46] , unde este panta hidraulică; m/s este viteza curgerii; m - adâncimea medie a site-ului. De aici . Folosind această valoare se obțin valorile vitezelor corespunzătoare valorilor reale. $\phi ={{{g}\cdot {R}\cdot {i}} \over {v^{{2}}}}$ $i=0{,}016$ $v=0{,}8$ $R=2$ $\phi =0{,}245$ $\phi$
Pentru râuri, datele hidraulice pentru râu au fost luate ca standard. Ugra (regiunea Kaluga, Rusia), conform căreia cea mai mare viteză a apei în inundație este de 1,5 m/sec sau mai mult. Timp de m/sec s-a dovedit că . $V=1{,}5$ $\phi =0{,}12$

Principalele rezultate ale determinării paleovecilităților:

Regiune	${\rho _{{o))}(g/sm^{{3)))$	$v_{{z}}(m/sec)$	$\phi$	Minerale folosite
Coasta Mării Albe (Rusia)	1.34	$\aproximativ {1{,}61}$	$\aprox 0{,}25$	Qw, Ep, Grn, Dis, Zr,
Lacul Peipsi (URSS)	1.07	$\aproximativ {1{,}7}$		Qw, Mon, Rut, Tur, Zrn
Bazin antic (Bașkiria, formațiunea Takatin)	1.2	$\aproximativ {1{,}4}$		Dio, Tur, Rut, Zrn
Bazinul antic (Guinea, Gual)	1.1	$\aproximativ {1{,}4}$		Ilm, Qw, Rut, Zrn
R. Ugra (Rusia, regiunea Kaluga)	1.36 (referință)	1.5	$\aprox 0{,}12$	Mt, Ilm, Zrn, Px, Qw, Tur
Afluentul râului. urat	1,73	$\aproximativ {1{,}24}$		Qw, Tur, Px, Rut, Zrn
Afluentul râului. urat	2,77	$\aprox {0{,}97}$		Dio, Dis, Ep, Ilm, Mt
Tara placer (Rusia, Siberia de Vest)	2.17	$\aprox {0{,}97}$		Qw, Dis, Grn, Rut, Zrn, Ilm
Notă: Px- augite

Principalele concluzii care rezultă din rezultatele obținute:

1) Cel mai adesea, argumentul este valoarea , spunând că boabele sunt orientate peste fluxul de apă din pârâu; acest lucru este acceptabil dacă boabele se rostogolesc la mișcare. Această metodă de mișcare contribuie la maximum la rotunjirea boabelor, deoarece în acest caz cele mai frecvente contacte de impact cu denivelările canalului sunt fezabile. $1/{C}$ ;
2) O comparație a valorilor calculate și arată că există o relație inversă între ele, adică cu cât compoziția boabelor este mai densă (mai grea), cu atât se mișcă mai încet. Aceasta corespunde punctului de vedere intuitiv conform căruia, celelalte lucruri fiind egale, cu cât masa unui obiect este mai mare, cu atât se mișcă mai încet. $\rho _{o}$ $v$ ;

Alte condiții egale includ:

Egalitatea energiilor cinetice ale boabelor în mișcare. Practica nu susține această concluzie.
Egalitatea numărului de mișcări, adică a impulsurilor mișcării boabelor. Din moment ce , atunci sau , care determină concluzia. Aceasta indică un mecanism de puls (pulsație) al mișcării cerealelor. $J$ $J=m\cdot {v}$ ${\rho _{{o1}}\cdot {v_{{o1}}}}={\rho _{{o2}}}\cdot {v_{{o2}}}$ $m\cdot {v}=const$

3) Mecanismul pulsatoriu al mișcării materialelor ne permite să vorbim despre periodicitatea procesului. ;

Fie:
1. Deplasarea materialului sedimentar se realizează atât în coordonate carteziene, cât și în timp, adică unde este masa materialului transportat; este coordonata de-a lungul căreia se mișcă materialul. 2. Materialul sedimentar intră în bazinul de sedimentare din cauza distrugerii unui corp geologic original umplut cu material liber, astfel încât cantitatea de material îndepărtată este proporțională cu cantitatea de material din corpul geologic original. $M=f(x,t)$ $M$ $X$

Acest lucru ne permite să scriem ecuațiile originale sub forma:

{\frac {dM}{dx}}=-a_{{x}}\cdot {M}\qquad {(A)}

;

{\frac {dM}{dt}}=-a_{{t}}\cdot {M}\qquad {(B)}

Combinând ecuațiile prin eliminarea parametrului comun, obținem ecuația de mișcare a materiei

{\frac {dM}{dx}}={a_{{x}} \over {a_{{t}}}}\cdot {{\frac {dM}{dt}}}

Transformările ulterioare duc la cea mai simplă ecuație hiperbolică, sau ecuația șir, în versiunea finală având forma:

{{dM} \over {dt}}={{v}\cdot {{dM} \over {dx}}}

; și

{{d^{{2}}M} \over {dt^{{{2}}}}={{v^{{{2}}}\cdot {{d^{{{2}}M} \over { dx^{{2}}}}}}

În principiu, acest rezultat este de acord cu alte lucrări. De exemplu, M. A. Velikanov [46] a folosit ecuații hiperbolice pentru a analiza transportul materialului sedimentar de către curgerile de apă.

Vezi și

Note

↑ Lithology Arhivat 24 aprilie 2021 la BDT Wayback Machine .
↑ Sedimente și roci sedimentare // Geologie. M.: Mir, 1984. C. 117-150.
↑ Pustovalova L.V. Petrografia rocilor sedimentare. Moscova: petrol GNTI și combustibil minier. balul de absolvire, 1940.
↑ Levinson-Lessing F. Yu., Struve E. A. Petrographic Dictionary. M.: GNTI lit. geologia și protecția resurselor minerale, 1963. S. 179.
↑ Makarov V.P. Câteva probleme de litologie: Definiția „Litologiei” // Aspecte litologice ale geologiei mediilor stratificate. Ekaterinburg: IGG UrO RAN, 2006, p. 155-156.
↑ Tyrrel, 1926. Lodochnikov, 1934.
↑ 1 2 3 4 Shvetsov M. S. Petrografia rocilor sedimentare: Manual. Moscova: Gostoptekhizdat, 1958.
↑ Tihomirov S. V. Mihail Sergheevici Şveţov. // Taur. Moscova societatea exploratorilor naturii. Dep. geologice. 1970. nr 6.
↑ 1 2 Rukhin L. B. Fundamentele litologiei. L.: Nedra, 1969
↑ Zeisler V.M. Analiza formațională. Manual. Moscova: Universitatea RUDN, 2002, ISBN 5-209-01459-2
↑ 1 2 Maslov A.V., Alekseev V.P. Formațiuni sedimentare și bazine sedimentare. Ekaterinburg: Editura UGGA, 2003
↑ 1 2 3 4 Yapaskurt O. V. Fundamentele doctrinei litogenezei. Moscova: Universitatea de Stat din Moscova, 2005
↑ Bazinele sedimentare și potențialul lor de petrol și gaze. Rezumat de articole. Moscova: Nauka, 1983
↑ 1 2 3 Strahov N. M. Fundamentele teoriei litogenezei. Moscova: Gostoptekhizdat. T. 1-3, 1960-1962.
↑ 1 2 3 Strahov N. M. Sedimentarea în rezervoare moderne. Lucrări alese. Moscova: Nauka, 1993. ISBN 5-02-002218-7
↑ Pustovalov L.V. Petrografia rocilor sedimentare. M.-L.: Gostoptekhizdat, Vol. 1-3, 1940.
↑ Gruza V.V., Romanovsky S.I. Principiul actualismului și logica cunoașterii trecutului geologic. //Izvestia Academiei de Științe a URSS, ser. Geologie, nr. 2, 1974.
↑ 1 2 Geologie generală. ed. A. K. Sokolovsky. M.: Editura KDU. T.1.2006
↑ Despre starea științei rocilor sedimentare. M.: Editura Academiei de Științe a URSS, 1951. 273 p.
↑ 1 2 3 Alekseev V.P. Litologie. Ekaterinburg, 2004. ISBN 5-8019-0060-8
↑ Milner G. B. (Milner HB). Petrografia rocilor sedimentare. Volumul I. M.: Nedra, 1968. 500 p.
↑ 1 2 3 4 5 6 7 Logvinenko N. V. Petrografia rocilor sedimentare. Moscova: Școala superioară, 1967
↑ Zeisler V.M. Fundamentele analizei facies. M.: Editura KDU, 2009
↑ Zeisler V.M. Analiza formațională. Manual. M.: Universitatea RUDN, 2002, ISBN - 5-209-01459-2.
↑ Frolov V. T. Experiență și metode de studii stratigrafic-litologice și paleogeografice. Moscova: Universitatea de Stat din Moscova, 1965.
↑ Yapaskurt O. V. Fundamentele doctrinei litogenezei. M.: Editura Universității de Stat din Moscova. 2005.
↑ Gruza V.V., Romanovsky S.I. Principiul actualismului și logica cunoașterii trecutului geologic. //Izvestia Academiei de Științe a URSS, ser. Geologic, nr. 2, 1974.
↑ Frolov V. T. Litologie: Uch. indemnizatie. M.: Editura Universității de Stat din Moscova, Cartea 1, 1992; Cartea 2, 1993; Carte. 3, 1995.
↑ Makarov V.P. Câteva probleme de geologie. Structura și textura./VI-a Conferință internațională „Noi idei în științele pământului”. M. MGGRU, 2004
↑ 1 2 3 Gudilin N. S. şi colab. Hidraulica şi acţionarea hidraulică. Moscova: Universitatea de Stat din Moscova, 2001
↑ 1 2 3 Makarov V.P. Despre definiția conceptului de „roci clastice”. / Materiale ale celui de-al patrulea All-Russian. Întâlnire litologică. Moscova: GEOS, 2006, p. 119-122.
↑ 1 2 3 4 Makarov V.P. Întrebări de geologie teoretică. 8. Legi geologice./Probleme moderne și modalități de soluționare a acestora în știință, transport, producție și educație'2007". Odesa: Chernomorye, 2007. V.19. P.40 - 50.
↑ 1 2 3 4 5 Zubkov I.F. Problema formei geologice a mișcării materiei. — M.: Nauka, 1979.
↑ Dicţionar logic Kondakov N.I. Moscova: Nauka, 1971.
↑ Koronovsky N. V. Geologie generală. Moscova: Universitatea de Stat din Moscova, 2006
↑ Strahov N. M. Tipuri de litogeneză și evoluția lor în istoria pământului. Moscova: Gosgeoltekhizdat, 1963.
↑ Shulga V. F. Kotasova A, Kotas A. Lithological (facies)-paleoecological analysis of the carbonaceous coal-bearing form of Lvov Paleozoic trough. / Lithology and geology of fossil fuels. Ekaterinburg: Ural State Edition. Universitatea de minerit, 2008. Emisiune. II (18).S.116 - 133.
↑ Makarov V.P. Câteva probleme de litologie. Definiția „LITOLOGIE”./Materialele celei de-a VII-a Întâlnire Litologică Regională Ural „Aspecte litologice ale geologiei mediilor stratificate”. Ekaterinburg: ed. IGG UB RAN, 2006. Pg. 155-156.
↑ Makarov V.P.Întrebări de geologie teoretică 2. Abordări ale creării clasificărilor formațiunilor geologice. Odesa: Chernomorye, 2007. V.15. P.31 - 39.
↑ 1 2 3 Shvanov V. N., Frolov V. T., Sergeeva E. I. și colab., Sistematica și clasificarea rocilor sedimentare și analogii lor. Sankt Petersburg: Nedra, 1998.
↑ Shvetsov M.S. Petrografia rocilor sedimentare: Manual. M.: Gostoptekhizdat, 1958
↑ 1 2 3 Makarov V.P., Surkov A.V. Întrebări de geologie teoretică. 9. Câteva proprietăți morfologice ale boabelor din rocile sedimentare afânate./Tendințe moderne în cercetarea teoretică și cercetarea aplicată. Odesa: Chernomorye, 2008. V.23. P.32 - 44
↑ Makarov V.P., Surkov A.V. Câteva proprietăți morfologice ale boabelor din rocile sedimentare afânate. / Lithology and geology of fossil fuels. Ekaterinburg: ediția Universității Miniere de Stat Ural, 2008. Număr. II (18). P.77 - 85.
↑ 1 2 3 Romanovsky S. I. Sedimentologie fizică. L.: Nedra, 1988
↑ 1 2 Makarov V.P., Surkov A.V. Întrebări de geologie teoretică. 10. Despre problema mecanismului de mișcare și sedimentare a materiei solide din curgerile de apă./Tendințe moderne în cercetarea teoretică și cercetarea aplicată. Odesa: Chernomorye, 2008. V.23. P.44 - 56
↑ 1 2 3 Velikanov M. A. Dinamica fluxurilor de canal. M.: Gostekhizdat, 1955. T.1,2
↑ 1 2 Selly R.K. Introducere în sedimentologie. Moscova: Nedra, 1981
↑ Gostintsev K.K. Metoda și semnificația clasificării hidrodinamice a rocilor nisipos-llimoase în căutarea capcanelor litologice de petrol și gaze. / Metodologie pentru prezicerea depozitelor litologice și stratigrafice de petrol și gaze. L .: Ediţia VNIGRI, 1981. P. 51 - 62
↑ 1 2 Surkov, Fortunatova N. K., Makarov V. P. Despre condițiile de formare a sedimentelor moderne ale lacului Peipsi conform datelor granulometrice.//Izv. universități. Seria „Geologie și explorare”, 2005, 5. P. 60-65.
↑ Makarov V.P. Întrebări de geologie teoretică. 11 Geospeedometru - o metodă de determinare a paleovelocităților mișcării sedimentelor antice prin fluxuri de apă. / „Inovații de perspectivă în știință, educație, producție și transport”. Odesa: Chernomorye, 2008. V.15. pp.36-49
↑ Makarov V.P., Surkov A.V. Geospeedometer - o metodă de determinare a paleovelocităților mișcării sedimentelor prin fluxurile de apă. / Materiale ale celei de-a 5-a Conferințe litologice all-russe „Tipuri de sedimentogeneză și litogeneză și evoluția lor în istoria Pământului”. Ekaterinburg, 2008. V.2. De la 12-14

Literatură

Rukhin L. B. Fundamentele litologiei: Doctrina rocilor sedimentare / Ed. Dr. geol.-miner. Științe E. V. Rukhina . - Ed. a 3-a, revizuită. si suplimentare - L .: Nedra , Leningrad. Catedra, 1969. - 704 p. (în traducere)

Link -uri

Materiale despre litologie la lithology.ru

Dicționare și enciclopedii	Mare catalană Mare catalană Mare norvegian Rusă mare Britannica (online)

Roci sedimentare
Sedimente și formațiuni	Aluviuni deluviu Diluvium Eluviu iluviune coluviu Proluvius
Procesele	Diageneza Catageneza Metageneză metamorfism
Alți termeni	sedimente depozite Sedimentare sărare Stratificare Marnă Roci clastice
Direcții științifice	Litologia Geologie cuaternară Stratigrafie Geocronologie Paleogeografie Geomorfologie Inginerie geologie Geocriologie
Categoria Litologie

Geologie
teoretic	Geochimie Cristalografie Litologia Mineralogie Petrologie Structural Ecologic
Dinamic	Vulcanologie Geodinamica Geocriologie Geomecanica Geomorfologie Geotectonica Neotectonica Seismogeologie
istoric	Geocronologie Paleogeografie Paleoclimatologie Paleontologie paleotectonica Stratigrafie Cuaternar
Aplicat	Militar Geologie minerală Hidrogeologia Inginerie Regional Studiu geologic
Alte	Geofizică Geoecologie Spaţiu Maritim radiogeologie Istoria geologiei
Categoria Geologie