Файл: Применение математических методов в исследовании рассеянных компонентов осадочных пород..pdf

замещение замещение глинисто-алеврнтистых пород.

Для пород красноцветной формации мы наблюдаем противо­ положный характер изменения содержания различных типов по­ род по профилю. Об этом свидетельствуют отрицательные значе­ ния коэффициента С. При этом величина его говорит о том, что в переходной зоне красноцветные глинисто-алевритистые породы появляются раньше, нежели красноцветные песчаники. Обраща­ ет внимание и близость абсолютных величин коэффициентов С и К для сероцветных и красноцветных глинисто-алевритистых пород. Таким образом, убывание сероцветных их разностей в зо­ не фациального замещения компенсируется примерно равным количеством красноцветных глинисто-алевритистых пород. Для красноцветных песчаников величина коэффициента К значитель­ но больше соответствующего значения глинисто-алевритистых пород, что свидетельствует о более быстром возрастании их про­

88

центного содержания. Необходимо отметить также некоторые аномалии в распределении сероцветных песчаников по рассматри­ ваемому профилю. Так, в начале, при движении с запада на восток содержание последних в разрезе закономерно падает и достаточно хорошо аппроксимируется экспонентой. Однако в пре­ делах поля развития отложений красноцветной формации, когда профиль начинает пересекать территорию Верхне-Камской впа­ дины, содержание их в разрезе резко возрастает. Это связано с появлением в пределах Верхне-Камской впадины определенного фациального типа песчаников, характерных для лагунно-дельто­ вой обстановки того времени.

Проведенный анализ закономерностей распределения пород в пределах зоны взаимоотношения формаций позволяет говорить об особенностях смены пород определенных литологических ти­ пов при переходе от сероцветных отложений к красноцветным. Эту закономерность можно выразить фациально-литологическим рядом пород, каждый член которого может характеризовать определенную зону фациального перехода при движении с запа­ да на восток, вкрест простирания зоны взаимоотношения форма­ ций. Этот ряд на основе данных таблицы 1 представляется сле­ дующим образом:

Отмеченный характер изменения содержания различных типов пород при движении по исследуемому профилю хорошо согласу­ ется с характером смены различных фациальных зон по Н. Н. Форшу (1955). Им для каждого стратиграфического уров­ ня нижнеказанского подъяруса «...установлена следующая после­ довательность смены фаций в направлении с запада на восток:

1)морские доломиты и известняки, содержащие относительно большое количество брахиопод и мшанок, сменяются к востоку;

2)мергелями и глинами с более бедным комплексом фауны; гли­ ны эти, в свою очередь, переходят в 3) косослоистые песчаники

собедненной морской фауной; далее песчаники сменяются 4) ла­ гунными отложениями — пресноводными листоватыми известня­

ками, серыми глинами и доломитами, иногда содержащими линзы гипса и тонкие прослои сажистого угля; 5) еще восточнее эта толща постепенно переходит в красноцветные песчаноглини­ стые отложения». Нами не рассматривается вся площадь разви­ тия нижнеказанских отложений. Описанный участок профиля попадает, в основном, в третью, четвертую и пятую и лишь час­ тично во вторую фациальные зоны Н. Н. Форша.

Для более широкой характеристики особенностей размеще­ ния различных типов пород по рассматриваемому профилю необ­ ходимо выяснить закономерности поведения случайной состав­ ляющей в распределении различных типов пород, а также о их взаимоотношении с учетом этого случайного процесса.

89

Случайные отклонения в распределении различных литологи­ ческих типов пород по профилю являются результатом взаимо­ действия многочисленных факторов, осложняющих процесс осадконакопления. Из этих факторов можно назвать следующие — местный рельеф области осадконакопления, случайные особен­ ности распределения и интенсивность палеотечений, колебания среды осадконакопления и многие другие. Поскольку мы имеем в данном случае взаимоотношение большого количества случай­ ных факторов, можно предполагать наличие нормального зако­ на распределения в отклонении значений процентного содержа­ ния различных типов пород от соответствующих этим породам закономерным составляющим — f(x).

Гипотезы о нормальности распределения этих величин прове­ рялись по методу моментов. В таблице 2 приведены вычисленные значения асимметрии и эксцесса отклонений соответствующих величин от закономерных составляющих, а также граничные значения их, соответствующие уровню значимости 0,05.

Как следует из приведенной таблицы, во всех случаях значе­ ния асимметрии и эксцесса не превышают значений, соответст­ вующих принятому уровню значимости, поэтому различия в этих значениях можно считать случайными, а исследуемые рас­ пределения отклонений процентного содержания пород от значе­ ний закономерной составляющей достаточно близкими к нормаль­ ному. Эти данные, кроме того, свидетельствуют о достаточно удо­ влетворительном характере формул, аппроксимирующих законо­ мерную составляющую. С учетом нормальности распределения случайных отклонений исследуемых величин, можно провести сравнение их выборочных дисперсий, характеризующих степень размаха отклонений для отдельных типов пород. Сравнение

90

проиаводилось обычным способом с применением критерия Фи­ шера. Значения величин дисперсионных отношений приведены ниже:

^12= 2,29 (2,12); F23= l,ll (2,16); Л 3=2,54 (2,12); ^5=1,83 (2,11)

Индексы — номера соответствующих типов пород из табл. 2. В скобках приведены соответствующие значения критерия для уровня значимости 0,05. Эти данные позволяют сделать следую­ щие выводы. Из пород сероцветной формации меньшим значе­ нием выборочной дисперсии обладают сероцветные глинистоалевритистые породы. Это связано с меньшими колебаниями со­ держания их в разрезе, что, в свою очередь, может свидетельст­ вовать о достаточно хорошей выдержанности их пластов. По ве­ личине дисперсионного отношения сероцветные глины существен­ но отличаются от карбонатных пород и песчаников, имеющих близкие значения дисперсий. Таким образом, по степени выдержанности карбонатные породы и песчаники практически близки.

Из пород красноцветной формации, как это видно из данных рассматриваемой таблицы и величин дисперсионных отношений, наибольшим значением дисперсии отличаются красноцветные глинисто-алевритистые породы, однако, как показывает критерий Фишера, значимого отличия дисперсий этих пород от красноцвет­ ных песчаников не наблюдается.

Для общего сравнения дисперсий отклонений процентного содержания различных типов пород красноцветной и сероцветной формации был применен критерий Бартлета. Его величина оказа­ лась равной 15, 16, что значительно превышает величину х2, рав­ ную 11,3 при 3-х степенях авободы.

Таким образом, имеющиеся различия в колебаниях процент­ ного содержания сероцветных и красноцветных пород весьма существенны, что связано, очевидно, с различными условиями их осадконакопления.

Для верхнеказанских отложений характер распределения оп­ ределенных литологических типов пород несколько изменяется. Однако основные черты распределения продолжают сохраняться. На унаследованность режима осадконакопления в верхнеказан­ ское время относительно нижнеказанского указывали многие исследователи, в том числе М. Э. Ноинский (1924, 1932), В. А. Чердынцев (1939), Е. И. Тихвинская (1953), Н. Н. Форш

(1955) и др.

Распределение основных литологических типов пород по рас­ сматриваемому профилю р. Илеть — с. Аспа для верхнеказанских отложений приведено на рис. 2. Анализ этих данных позволяет сделать вывод о том, что так же, как и для нижнеказанских отло­ жений, размещение литологических типов пород по профилю можно рассматривать как сложную функцию взаимоотношения случайной и закономерной составляющей.

91

Для выяснения поведения закономерной составляющей необ­ ходимо определить характер процесса фациального замещения. Относительно верхнеказанских отложений М. Э. Ноинский (1932) писал: «Во всей этой зоне (зоне взаимоотношения формации) по направлению к северо-востоку мощность красноцветных комплек­ сов увеличивается, а морские слои постепенно утоняются, и, нако­ нец, сходят на нет». В. А. Чердынцев (1939) следующим образом описывал характер фациального перехода пород красноцветной и сероцветной формации: «Во всей этой побережной зоне наблю­ дается вклинивание красноокрашенных континентальных образо­ ваний, увеличение их прослоев как в числе, так и в мощности по направлению к востоку. С другой стороны, происходит с запада на восток выклинивание и уменьшение в мощности чисто морских карбонатных прослоев с морской фауной, получают преобладание красноокрашенные песчаники, глины и мергели...» Подобный же характер строения переходной зоны между рассматриваемыми формациями описывается и Е. И. Тихвинской (1949, 1953, 1956). Детально процесс фациального замещения описан в работе Н. Н. Форша (1955), в которой он приходит к выводу о постепен­ ном прогрессивно нарастающем фациальном замещении серо­ цветных отложений красноцветными. Таким образом, можно со­ вершенно обоснованно сделать вывод о том, что неомотря на некоторое изменение условий образования осадков в верхнеказан­ ское время, характер дифференциальной зависимости между из­ менением процентного содержания определенного типа породы в зависимости от изменения расстояния, принципиально остается тем же, что и для нижнеказанских отложений, то есть его можно описать, сохраняя те же обозначения дифференциальными урав­ нениями 1 и 2. В уравнении у0 определяется так же, как и для нижнеказанских отложений как математическое ожидание коле­ баний определенного типа пород вне зоны фациального замеще­ ния. Это так же подтверждается величиной коэффициента ран­ говой корреляции для красноцветных глинисто-алевритистых ' пород и песчаников и положением точек наблюдения на профиле. Величины этого коэффициента оказались равными соответственно 0,20 и — 0,16 при ро5= 0,58. Таким образом, уравнения зависи­

мости процентного содержания определенного типа пород будут иметь вид (3,4).

Определение числовых значений коэффициентов формул про­ водилось так же, как и для нижнеказанских отложений. Получен­ ные результаты приведены в табл. 3.

Из анализа этих уравнений вытекает, что для пород серо­ цветной формации верхнеказанского подъяруса закономерности распределения в зависимости от положения точки наблюдения по профилю довольно близки. Однако вследствие особенно­ стей: процесса осадконакопления в переходной зоне, опреде­ ленные тыпы пород характеризуются своими особенностями поведения. Так, карбонатные породы в пределах рассматри-

‘*2