Байрак Г.
Методи геоморфологічних досліджень

Ідентифікація порід і мінералів. Петрографічний аналіз. Шліховий метод. Генетичні типи четвертинних відкладів

Загалом сучасні дослідження мінералів охоплюють рентгеноструктурне вивчення (діагностика мінералу, поліморфних і політипних модифікацій, з’ясування чи уточнення кристалічної структури, визначення параметрів елементарної комірки тощо), виявлення природи забарвлення, люмінесценція мінералів, рентгеноспектральне мікрозондування, інфрачервона спектроскопія, електронний парамагнітний резонанс, ядерний магнітний резонанс, квантово-оптичні та інші методи. Вони допомогли проникнути в надзвичайно тонкі деталі будови, складу та властивостей мінералів, відкрити світ нових явищ [4].

Для ідентифікації вапняків, мергелів, крейди крапають соляною кислотою на їхню поверхню. Вона має активно шипіти. Розчинні у воді мінерали визначають за смаком – солоний смак у галітів, гірко-солоний – сильвінів. Нерозчинні у воді мінерали визначають за твердістю. Якщо ніготь залишає слід на поверхні, то це м’який мінерал, наприклад, гіпс; якщо залишає слід лезо ножа – кальцит; твердий мінерал дряпає скло – кварц.

Якщо кількість мінералів у гірській породі дорівнює або перевищує 10% (за об’ємом), то вони називаються головними породоутворювальними, якщо менше 10% – другорядними.

Діагностику уламкових порід виконує наука петрографія. Петрографічний аналіз – це вивчення речовинного складу гірських порід. Для досліджень використовують мікроскопічні (під мікроскопом) і термічні (температурні впливи) методи.

В уламкових породах розрізняють такі складові частини:

  • Зерна (уламки) – це уламкові частинки, які зазвичай утворюють каркас осаду.
  • Матрикс – це дрібніші уламки, які розташовуються між зернами.
  • Цемент – мінеральне новоутворення, яке виникло у постседиментаційних умовах і трапляється у межах колишніх пустот осадів. За складом цемент може бути кременистим, залізистим і карбонатним, а за співвідношенням уламків і цементуючого матеріалу – базальний, виповнення пор, плівковий і контактовий.
  • Пори – проміжки, які не зайняті зернами, матриксом або цементом [47]. Пори можуть вміщувати гази, заповнюватись рідинами, а за певних температур і тиску – і рідиною, і газом.

Під час характеристики називають взаємозв’язки між цими елементами в породі.

У петрографічній характеристиці породи зазначають:

  • назву;
  • походження;
  • вміст головних породотвірних мінералів;
  • вміст включень і мінералів, зачислених до шкідливих домішок;
  • текстурні та структурні особливості;
  • мікротріщинуватість;
  • вторинні зміни;
  • враховування інших порід і мінералів – твердіших і крихких;
  • глинисті прошарки чи інші домішкові породи.

Поширений спосіб детального обстеження уламкових порід – шліховий метод. Шліх – це концентрат важких мінералів. До важких належать мінерали густиною понад 2,8. Це всі мінеральні зерна, які тонуть у бромоформі (мають густину понад 2890 кг/м3). Це самородне золото, платина, діаманти, олово, ртуть, титан, цирконій, ільменіт, рутил, магнетит, вольфраміт та ін. Здебільшого темноколірні мінерали та рудні формації порід. Шліховий метод полягає у промиванні у воді порції уламкових порід спеціальними пристроями – лотками чи гвинтовими сепараторами. Легкі мінерали під час збовтування спливають, а важкі залишаються на дні. До легких мінералів належить кварц, польовий шпат, глинисті мінерали, кальцит, доломіт, цеоліт та ін. Залишок з важких мінералів детально розглядають під лупою чи мікроскопом для виявлення цінних елементів. Метод широко застосовують для пошуків розсипних родовищ корисних копалин. Вони приурочені до таких форм рельєфу: долини малих і середніх гірських річок (алювіальні розсипи), широкі вододіли з рудними тілами в основі (елювіальні розсипи), делювіальні схили, деякі узбережжя морів і великих озер (прибережно-морські й озерні розсипи). Знання геоморфологічних умов ділянки має важливе значення для ефективного відбору проб під час шліхового аналізу.

Крім шліхового аналізу, застосовують такі методи.

  • Відбір середньої валової проби. Відбирають 300 штук уламків, серед яких визначають переважаючі за назвами породи.
  • Відбір проб за окремими гранулометричними фракціями: з кожної фракції відбирають 100 зерен і визначають переважаючий тип порід.

Для ідентифікації мінералів у глинистих відкладах використовують рентгеноструктурні, термічні, методи хроматичного забарвлення порошків різними реактивами, а також методи відстоювання та центрифугування.

Вивчення петрографічного та мінералогічного складу допомагає виявляти області денудації і знесення гірських порід, динаміку процесів денудації, перспективність регіону на наявність корисних копалин, а також безпосередньо розвідувати родовища. Крім того, ці методи потрібні для проведення палеогеографічних реконструкцій і стратиграфічного розчленування відкладів.

Відклади, які утворилися протягом четвертинного періоду, називають четвертинними або антропогеновими (нижньо-, середньо-, верхньоплейстоценові Q1-3 та голоценові Q4). Їх класифікують за генезисом [12, 14].

Головні генетичні типи четвертинних відкладів такі:

  • елювіальні (eQ) – продукти вивітрювання материнських гірських порід, які не зносяться водою чи іншими чинниками, а зберігаються на місці їхнього утворення. Склад елювію змінюється у глибину: з поверхні залягають глини зі жорствою або щебенем, у нижній частині – щебінь і брили;
  • алювіальні (аQ) – відклади руслових потоків. Розрізняють три їхні фації – заплавну, руслову, старичну. Заплавна фація представлена малопотужним покривом супісків і суглинків з лінзами піску. Руслова фація складається з сортованого гравійно-піщаного і косошаруватого матеріалу (на рівнині) або галечники (у горах). Старична фація складається з алевритово-глинистих відкладів, іноді з прошарками торфу;
  • делювіальні (dQ) – накопичення на нижніх ділянках схилів тонкого піщано-глинистого матеріалу, який приносять талі чи дощові води з вищих ділянок;
  • пролювіальні (рQ) – відклади русел тимчасових потоків, часто у вигляді конусів виносу. У верхів’ях конусів виносу відкладаються великі уламки – галечник, гравій, а в середній і нижній частині – піщаний і глинистий матеріал;
  • льодовикові (гляціальні gQ) – накопичення льодовиком піщано-глинистих відкладень у його основі або безпосередній близькості від краю (інша назва – морени). Представлені валунами, галькою, гравієм, піском, моренними суглинками;
  • воднольодовикові (флювіогляціальні fQ) – відклади утворені талими водами льодовика та перенесені на деяку відстань від його краю. Головно піщані утворення, а також стрічкові глини;
  • морські четвертинні відклади (mQ) – сформовані діяльністю моря. Накопичуються у латеральній зоні (теригенні відклади – лат. terra – земля), на узбережжі, шельфі та материковому схилі;
  • озерні (лімнологічні lQ) – відклади, які формуються у чаші озерних котловин. Для вологого клімату характерні теригенні (від глин до галечників) і органогенні осади, для посушливого клімату – хемогенні осади;
  • біогенні (bQ) – утворюються на автохтонних торфовищах (низинних і верхових). У болотних масивах накопичуються болотні відклади;
  • колювіальні (сQ) – обвально-осипні та зсувні відклади. Представлені брилами, щебенем, а зсувні – суглинистим і глинистим матеріалом;
  • еолові (вітрові vQ, eolQ) – перенесені вітром накопичення. Розрізняють еолові піски й еолові леси. Леси (ed, vd) сформувалися в плейстоцені внаслідок вітрової діяльності у прильодовиковій зоні материкових зледенінь. Частина лесового пилу могла перевідкладатися водними потоками. Накопичувався пил за допомогою рослин і ґрунтових процесів, які скріпляли частинки;
  • відклади змішаного генезису. Утворилися за одночасної дії декількох геологічних процесів, наприклад, озерно-алювіальні, делювіально-пролювіальні.

Вивчаючи гірські породи на окремих ділянках, можна скласти уявлення про геологічну будову значної території, умови формування в цілому та кожного геологічного горизонту окремо.

Скачати повну версію книжки (з малюнками, картами, схемами і таблицями) одним файлом