Файл: Борсук О.А. Анализ щебнистых отложений и галечников при геоморфологических исследованиях (на примере Забайкалья).pdf

ке длинных осей галек для привязки данных, полученных на реках Забайкалья, к тому большому материалу, который накоплен сейчас в лабораториях и при изучении галечников в различных природных ус ­ ловиях.

Изометричные гальки не измерялись, но, как показывает опыт, та ­ ких галек в природе не так уж много.

Требования статистики

Проведение анализа обломочных частиц вызывает вопрос, сколько обломочных частиц нужно измерять? Ясно, что не одну, так как один замер будет чисто случайным. Для получения устойчивых характерис­ тик, отражающих основные особенности изучаемой пачки отложений,

дено, если при отборе их пользоваться таблицей случайных чисел. Для этого гальки одной фракции выбираются из стенки обнажения или с поверхности современной руслрвой формы в большом объеме (5001000 штук), и из них производится с помощью таблицы случайных чисел выборка в 100-200 штук. Подобную выборку можно производить непосредственно на площадке, соблюдая случайность подбора галек для анализа. Приступая к сбору информации о галечниках, следует выбрать признаки, характеризующие гальки и обломочные частицы.

Во-первых, это общие признаки, которые отмечаются с целью уста ­ новления однородности изучаемых элементов совокупности (крупность и петрографический состав обломков), т.е. признаки, ограничивающие состав выборки. Во-вторых, признаки, изучение вариаций которых со ­ ставляет основную цель наблюдения (геометрическая форма, окатанность и др.). Прежде всего отбор образцов производится по узким фракциям и петрографически близким группам пород, так как в зави­ симости от размера и физических свойств пород изменяется и форма обломочных частиц. При изучении склоновых отложений выборка про­ водится для каждого из генетических типов склоновых процессов, а для аллювия - для каждого типа фаций.

Второе требование, касающееся объема выборки, освещено во мно­ гих справочных руководствах и многочисленных работах по морфомет-

с надежностью статистических выводов должен обеспечивать и мини­ мум затраты труда для получения характеристик галек.

Вариабельность, т.е. изменчивость различных характеристик как внутри пробы, так и от пробы к пробе, заставляет, кроме средних значений отдельных параметров галек (длины, ширины), также ана-

21

дартным формулам математической статистики (Митропольский, 1961). Для вычисления объема выборки требуется знать: допустимую

ошибку (которую мы вслед за инженерными рекомедациями принима­ ем равной 0,05) и вероятность, определяющую степень уверенности наших выводов. Величина вероятности нами была принята равной 0,99. Зная допустимую ошибку, меру изменчивости и величину вероятности, можно по номограмме достаточно больших чисел легко определить объем выборки ( N ) .

Объем выборки, при котором изменение средних значений от выбор­ ки к выборке остается в пределах принятой ошибки, может быть оп­ ределен и эмпирическим путем с постепенным увеличением ее объе­ ма (табл. 8).

Данные табл. 8 наглядно показывают, что замер ориентировки 100 галек дает вполне надежные результаты. Увеличение объема вы­ борки не ведет к их существенному улучшению. Если рассматривать круговые диаграммы, то даже по замерам ориентировки 25 галек

можно определить примерное направление потока. В наших исследова­ ниях для разных рек с различным гидрологическим режимом с целью экономии времени каждый раз устанавливалось минимальное число галек, которое дает вполне надежные результаты.

Полученные варьирующие признаки в каждой из выборок характе­ ризовались частотой. Графически частота изображалась гистограмма­ ми, полигонами частот. Последние аппроксимировались кривыми р а с ­ пределения.

Анализ формы кривой распределения является задачей очень важ­ ной как в практическом, так и в теоретическом отношении. Появле­ ние двухвершинной или поливершинной кривой распределения говорит о сложности состава совокупности, отражающей сложность изучаемо­ го явления. В подобных случаях требуется установить, возможно ли его разделить на более простые явления и выявить характер кривых распределения для каждого из элементарных процессов. Искажения полигона распределения возможны и за счет случайных колебаний при недостаточности выборки. Для исключения их следует увеличить выборку из той же генеральной совокупности. Если это сделать не ­ возможно, то следует аппроксимировать эмпирическую кривую р а с ­ пределения теоретической кривой распределения. Методы аппроксима­ ции кривых распределения и выравнивания рядов описаны в специаль­

ных работах по математической статистике, наиболее полно и нагляд­ но они изложены в работе А.И.Ежова "Выравнивание рядов распреде­ ления" (1961). Наиболее распространены для сравнения распределе­

встает также «опрос, насколько две или больше кривых распределения

средней арифметической и средним квадратическим отклонением. При этом в первую очередь следует выявить те их различия, которые мо-

22

Элементы

ориентиров­ III ки плоско­

сти А X В

гут быть приняты как достоверные с определенной степенью вероят­ ности. Ошибка выборочной средней арифметической рассчитывалась по формуле (Плохинский, 1961 )

ницу допустимой неточности в величинах генеральной средней при оп­

23

ряда), деленный на 6, приблизительно равен значению сигмы. Су ­ ществуют и другие способы, описанные в руководствах по статисти­ ке (Плохинский, 1961).

Исследование морфометрических характеристик обломочных частиц позволяет поставить еще одну задачу - задачу определения вида и тесноты связи между различными параметрами формы обломочных частиц. Для этих целей привлекается корреляционный анализ, пример использования которого при изучении связей между отдельными пара­ метрами обломочных частиц дал И.Ф.Бурлай (1963). Нами такие ис ­ следования были продолжены (Борсук, Симонов, 1965, 1967). Все расчеты коэффициентов корреляции проводились по стандартным фор­ мулам (Митропольский, 1961). Для установления вида связи использо­ вался анализ регрессии.

Следует остановиться еще на одном важном вопросе - простран­ ственной неоднородности обломочного материала в пределах одного генетического типа отложений, т.е. генеральной статистической со ­ вокупности. Так, на дефлюкционном склоне над зоной тектонического дробления могут быть обнаружены сильно уплощенные обломки, в це ­ лом не свойственные отложениям данного типа. Избавиться от таких случаев помогает отбор образцов в нескольких точках. Для получе­ ния надежных морфометрических характеристик обломочных частиц

1.Определение объема выборки рассматривается нами как статис­ тическая задача. Граничные условия в этой задаче устанавливаются генезисом отложений и их фациальной пестротой, а также уже извест­ ным объемом информации по характеристикам тех или иных отложе­ ний.

2.Наиболее важными характеристиками, определяющими различия выборок, являются средние арифметические значения и среднеквадратические отклонения. Исследование среднеарифметических характерис­ тик позволяет разделять различия полученных характеристик на досто­ верные и недостоверные. Вычисление различий проводится по стандартным формулам.

3.Корреляционный и регрессионный анализы применялись для вы ­ числения вида и тесноты связи между отдельными параметрами обло­ мочных частиц.

4.Для склоновых отложений и аллювия малых рек была принята

система опробования в нескольких точках, чтобы исключить ошибку в связи с возможной неоднородностью принятой нами генеральной со­ вокупности.

24

КРАТКИЙ ОЧЕРК ПРИРОДНЫХ УСЛОВИЙ ВОСТОЧНОГО И ЮГО-ВОСТОЧНОГО ЗАБАЙКАЛЬЯ

Геологическое строение и инженерно-геологическая характеристика пород

Задачи комплексного анализа обломочных частиц требуют р а с ­ смотрения литологических спектров коренных пород и их инженерногеологических свойств, так как процессы обособления и разрушения

Древнейшими образованиями Восточной части Забайкалья являются стратифицированные метаморфизованные толщи позднего архея, разви­ тые в изолированных глыбах на левобережье р . Шилки и в бассейне р. Олѳкмы. Породы представлены гнейсами, кристаллосланцами, квар­ цитами, амфиболитами. Для большинства полей развития позднеархейских пород характерны плутонические тела соскладчатых гранитоидов (Смеловский, 1966).

Раннепротерозойские отложения распространены в южной части Олекмо-Витимской горной страны и в Приаргунье, где они представ­ лены толщами гнейсов, кристаллосланцев, карбонатных и вулканоген- но-карбонатных пород. Синийско-кембрийским временем датируются поля терригенных и карбонатных пород на левобережье р. Шилки, метаморфизованных осадочно-эффузивных пород в Приаргунье и бас­ сейне р . Амазар, метаморфизованных алевролитов и песчаников, а также кварцитов и кварцитовидных конгломератов в Приаргунье. На протяжении кембрия в Восточном Забайкалье накапливались толщи до ­ ломитов, песчаников и сланцев.

Протерозойские интрузивные образования, представленные грани­ тами (часто огнейсованными), гранодиоритами, кварцевыми диорита­ ми, диоритами, габбро, серпентинитами, встречаются в районах р а с ­ пространения близких по возрасту осадочно-метаморфических толщ.

Раннепалеозойские граниты и гранодиориты, реже диориты и г а б ­ бро, очень широко развиты по левобережью р. Шилки, а также в Приаргунье.

Отложения морских и прибрежных фаций среднего палеозоя накап­ ливались в пределах трех структурно-фациальных зон: Агинской, Газимурской и Аргунской. Для первой характерны песчанс—сланцевые толпш, переслаивающиеся с эффузивами спилите—кератофировой форма­ ции при подчиненной роли известняков, филлитов, яшм. В Газимурской

25