В онлайне: 1 (гостей - 1, участников - 0)  Вход | Регистрация

 
УДК 552.1(213.5)

Литолого - минералогические исследования грунтов, формирующихся в условиях аридного климата в зоне морского шельфа


Якушев В.В., доцент, Улановская Т.Э., инженер, Фатуллаев Ф.И., доцент, Борисова В.Е., студентка
Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ), Россия

Рассмотрена разработка модели литолого - минералогических исследований грунтов, формирующихся в условиях аридного климата в зоне морского шельфа.

В работе рассматриваются результаты изучения образцов, отобранных при геолого-гидрогеологических исследованиях грунтов для решения типовых инженерных задач в Научном центре "Инженерная защита".

Образцы, по данным полевых определений, представлены песчаниками, песками, супесями, суглинками и глинами. Во всех случаях это керн буровых скважин отобранный в интервале глубин от 5 до 20 метров. Основным методом исследований был использован рентгеновский фазовый анализ. Для дифрактометрических исследований препараты готовились методом осаждения из водных суспензий на стеклянную подложку. Отдельно исследовались тонкие фракции в виду присутствия в составе всех типов пород глинистой составляющей.

Съемка производилась на фильтрованном медном излучении Сu Kα со скоростью поворота счетчика 1град. в минуту.

Во всех исследованных образцах в их минеральном составе преобладает кальцит с характерными для него рефлексами 3,85; 3,03; 2,84; 2,50; 2,28; 2.10; 1,910; 1,875 ангстрем [1]. В количественном отношении на долю кальцита приходится от 70 до 90 % объема пород. Значения несколько приближенные, в виду неравномерного распределения глинистого вещества в каждой из 20 проб. Однако с большой уверенностью можно отметить, что в песчаниках и песках эти значения предельно большие. В качестве примера приведены результаты исследования образца песчаника.

Заключение по результатам исследований. Мелкозернистая карбонатная порода, состоящая из мелких зерен кальцита (до 80% кальцита (CaCO3), кварца, связанных незначительным количеством глинистого вещества.

Таблица 1 - Результаты рентгенофазового анализа. Объект исследования полевое определение песчаник

I maxdФаза
20.844.27Кварц
23.41.23.86Кальцит
26.68103.34Кварц
29.38103.04Кальцит
35.921.42.5Кальцит
39.521.82.28Кальцит
43.51.82.08Кальцит
47.621.71.91Кальцит
48.521.71.876Кальцит

Примечание: 2Θ - угол отражения, I max - интенсивность сигнала, d - межплоскостные расстояния кристаллической решетки в ангстремах.

Рефлексы на 3,34; 3,56; 4,24; 7,2; 10,2 ангстрем и другие [2], не проявляющихся четко на углах больших 27о 2Θ, из - за доминирующего присутствия здесь рефлексов кальцита, принадлежат кварцу, каолиниту, иллиту, глаукониту, полевым шпатам (таб.№2). Весовым методом было установлено, что наибольшее содержание не карбонатных минералов, до 30 %, содержат глины и суглинки.

Таблица 2 - Результаты рентгенофазового анализа Объект исследования. Полевое определение глина

I maxdФаза
8.8410Иллит
12.6287.1Каолинит
26.68103.34Кварц
29.62103.02Кальцит
31.0632.88Кальцит
36.081.42.49Кальцит
39.521.82.28Кальцит
43.51.82.08Кальцит
47.621.71.91Кальцит
48.71.71.87Кальцит


Заключение по результатам исследований. Глинистая карбонатная порода (до 50% CaCO3).

Для выяснения природы и причин высокого содержания кальцита, в составе изучаемого комплекса пород, были выполнены детальные литолого- микроскопические исследования образцов, с максимально высоким содержанием карбоната, исходя из высоты рефлекса на 3,04 А. По данным этих исследований, описываемые породы являются известняками различного гранулометрического состава, часто смешанного типа.

Таблица 3 - Результаты рентгенофазового анализа. Объект исследования. Полевое определение песок

I maxdФаза
20.844.27Кварц
23.41.23.86Кальцит
26.68103.34Кварц
29.38103.04Кальцит
35.921.42.5Кальцит
39.521.82.28Кальцит
43.51.82.08Кальцит
47.621.71.91Кальцит
48.521.71.876Кальцит


Заключение по результатам исследований. Мелкозернистая карбонатная порода, состоящая из мелких зерен кальцита, кварца.

Исследуемый образец (таб. №3), полевое определение "Песок", является детритусовым известняком с небольшой примесью терригенного материала, песочно-желтой окраски, рыхлый, сыпучий, в мелких комочках слабо сцементированный. Основная составляющая породы, является детритом кальцитовых скелетов беспозвоночных. Детритовые частицы по размеру соответствуют разнозернистому песку (от мелкого до грубого), редко мелкому гравию. Они, как правило, хорошо или умеренно окатаны. Среди детритовых частиц распознаются: обломки раковин двустворок (преобладают) и гастропод (очень редки), фрагменты панцирей и иглы морских ежей, обрывки колоний мшанок и кораллов, неполные раковины и обломки раковин фораминифер (окатанные со всех сторон). Полости раковин фораминифер заполнены кальцитом, железистым минералом, либо их смесью [3,4].

Одновременно, в большом количестве присутствуют и органические остатки "свежего" облика, без признаков окатанности, - иглы морских ежей, целые раковины фораминифер с сохранившейся скульптурой и такие же единичные раковинки остракод. Встречаются единичные белые зубы рыб.

Терригенный материал - алеврит и мелкий песок, состоящие преимущественно из бесцветного кварца, в меньшей мере - из желтовато - красного халцедона. Зерна этих минералов угловатые, часто острые с "режущими" краями. Как акцессории присутствуют зеленый глауконит, а также отдельные неопределенные зерна темных и темно - зеленых минералов или обломки пород.

В сцементированных комочках роль порового или цемента соприкосновения играет мелоподобный кальцит. В рыхлой части породы такой же кальцит рассеян между детритовыми частицами. Отдельно отмечается присутствие лимонита в виде единичных зерен или выполнения ядер раковин фораминифер. Присутствие гидроокислов железа придает желтоватую окраску породе. На дифрактограммах не проявляется ввиду низкого содержания.

Выполненные определения различных родов фораминифер: Rotalia, Porosorotalia и Ammonia; Valvulineria; Eponides; Nonion и Porosononion; Elphidium; Miliolidae (Triloculina, Sigmoilina), позволяют определить обстановку осадконакопления как прибрежная зона шельфа открытого моря с хорошо аэрируемой водой в условиях аридного жаркого климата. Стратиграфическая принадлежность: неоген - квартер.

Исследуемый образец "песчаник" (таб. №1) определен как песчаник - известняк песчано - желтой окраски, слабо сцементированный, пористый. Основная составляющая породы - известковый песок, преимущественно мелкий и средний, с примесью крупного и грубого, а также редких зерен гравийной размерности. В большинстве зерен крупных фракций, угадываются окаменелости в виде кальцитизированных скелетов, ядер и их фрагментов, подвергшихся окатыванию, - двустворки, гастроподы, морские ежи (иглы, обломки панцирей), мшанки, кораллы, остракоды, фораминиферы. Комплекс фораминифер включает множество бентосных и планктонных видов верхнего мела, палеогена и неогена. Это позволяет предположить, что порода накапливалась за счет разрушения древних известняков и переотложения их фауны. Присутствует и "свежая" фауна в виде зуб рыб, остракод, фораминифер, мшанок и др. [3,4].

Отличительной особенностью известняка-песчаника является присутствие в карбонатном цементе пятен опала. Широкое распространение в его составе оолитов может указывать на формировании породы на глубинах не превышающих 50 - 60м.

Обстановка осадконакопления и стратиграфическая принадлежность аналогичны предыдущему образцу.

Другие породы описываемых грунтов - глины, суглинки и супеси отличаются от описанных выше количеством кальцитовой составляющей и образуют единый комплекс осадочных высоко, карбонатных пород неоген-четвертичного возраста.

Библиографический список

  1. Васильев Е.К., Васильева Н.П Ренгенографический определитель карбонатов. Новосибирск. Наука. 1960 142 с.
  2. Михеев В.И Ренгенометрический определитель минералов. Т.1 М 1957.
  3. Улановская Т.Е., Зеленщиков Г.В., Шилин А.В. Юра и нижний мел Российского сектора Каспийского моря. Новочеркасск ООО НПО Темп 206. 60 с.
  4. Юго-Восток Европы. Юрская система России: проблемы стратиграфии и палеографии. Научные материалы 6-го Всероссийского совещания Махачкала АЛЕФ 2015 с. 284-289.


 

Разделы конференции »

  1. Государственный кадастр недвижимости и земельно-имущественные отношения
  2. Мониторинг природных ресурсов и охрана окружающей среды
  3. Комплексное использование природных ресурсов
  4. Современные вопросы геологии
  5. Физика горных пород
  6. Новые технологии в природопользовании
  7. Применение современных информационных технологий
  8. Экономические аспекты недвижимости
  9. Мониторинг использования объектов недвижимости
  10. Топографо-геодезическое обеспечение кадастровых работ

 

Проекту Kadastr.ORG требуются средства на хостинг и развитие

Сумма: руб.