Вивчення структури гірських порід: форма та орієнтація уламків

Крім гранулометричного аналізу, під час літологічних досліджень визначають також форму й обкатаність уламків.

Форму визначають для однорідного за петрографічним складом і розмірами матеріалу, оскільки ці чинники суттєво впливають на зовнішній вигляд уламків [11]. Її з’ясовують для валунного, гравійно-галечникового матеріалу та піску. Кожен уламок має певну довжину (довга вісь а), ширину (середня вісь b) і товщину (коротка вісь с) (рис. 4.1.5). Для означення форми уламка обчислюють співвідношення між цими трьома взаємно перпендикулярними осями (b/а або с/а). Що ближче значення співвідношення b/а до нуля, то довший уламок; що ближче значення с/а до нуля, то він тонший.

Рис. 4.1.5. Показники форми уламка:

а – довга вісь;
b – середня вісь;
с – коротка вісь;
R – радіус вписаного в уламок кола;
r₁ – радіус одного кута;
r₂ – радіус другого кута

Для визначення форми уламків виконують вимірювання безпосередньо в полі 100 одиниць на площі 1 м². Застосовують лінійку або мірну стрічку (рулетку).

Після обчислення довжин осей переважаючу сукупність уламків зачисляють до одного з чотирьох типів:

округлих,
дископодібних,
сплющених (пластинчастих) чи
роликових.

Відомо, що у русловому потоці під час поступального руху води галька набуває форми тривісного еліпсоїда, на морських та озерних узбережжях під час коливальних хвильових переміщень – дисковидної форми. Перенесені льодовиком уламки мають праскоподібний вигляд, а піддані вітровій коразії зерна – тригранних пірамід.

У кристалічних породах відзначають габітус або вигляд зерна: волокнистий, листкуватий, сплющений, призматичний, кубічний і т.д. Свою форму мають не тільки кристали, а й раковини, сфероагрегати. Включення та кристали зберігають або втрачають форму, тому зазвичай описують всі спотворення або її невиразності.

Для видовжених уламків (а>b) визначають їхню орієнтацію – напрям довгої осі стосовно сторін горизонту або напряму руху одного з чинників транспортування. Чинниками перенесення уламків є вода, вітер, лід, сила тяжіння. За орієнтацією уламків у товщі відкладів, які не зазнали післяседиментаційних перетворень, можна визначити напрям потоку транспортувального чинника. Відповідно розрізняють поздовжню, поперечну та діагональну орієнтацію уламків щодо потоку перенесення.

Поздовжня орієнтація – це розташування уламків довгою віссю паралельно до напряму потоку. Уламки повернені до потоку своїм найменшим перерізом, і отже, створюють йому найменший опір.

Поперечна орієнтація – це розташування уламків довгою віссю перпендикулярно напряму потоку перенесення. Утворюється під час транспортування уламків перекочуванням.

Діагональна орієнтація – встановлення уламків під певним кутом довгої осі до напряму переміщення. Формується, коли на уламки діяли два взаємно перпендикулярні чинники транспортування, наприклад, переважаючі та бокові вітри або течії головної і бокових приток ріки.

Якщо фіксують два головних напрями орієнтації довгої осі, то її означують як бімодальну. У цьому випадку узгоджені з напрямом перенесення подовгуваті плоскі уламки, а неузгоджені, тобто простягаються впоперек руху потоку, – циліндричні та веретеноподібні.

Дослідження виявили, що у нешвидкому русловому потоці подовгуваті галечники залягають впоперек до течії. Нахил площини найбільшого перерізу – вверх по течії або, як ще називають, мають характерну черепичну форму залягання. У швидких гірських потоках довгі осі гальки видовжені вздовж потоку і нахил проти течії. На заплаві – паралельно або під кутом до течії, оскільки виносяться паводковими водами обабіч русла. На морських та озерних узбережжях галечники залягають довгою віссю паралельно до берега, падіння плоскої сторони уламка звернене до моря. Гальки донної та основної морени витягнуті вздовж руху льодовика.

Для вимірювання орієнтації уламків використовують гірський компас. Вимірювання виконують для 100-150 штук уламків, величиною понад 1 см. Результати записують у таблицю Microsoft Exel. Після набору всіх значень будують розу-діаграму за допомогою: Microsoft Exel / Меню-Вставка / Діаграми / Інші / Пелюсткова. Вона наочно відображає переважаючі значення орієнтування довгих осей чи ліній падіння площини максимального перерізу уламків. За цими даними можна визначити напрям течії ріки, руху льодовика, лінію узбережжя.