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

Табли ца 1

Значения критерия х2 при сравнении распределений размерных

фракций песчаной и гравийной составляющих полезной толши Ильичевского месторождения с нормальным знаком распределения

эмпирических частот размеров зерен от теоретических связано в данном случае с высокой положительной асимметрией рассматри­ ваемых распределений песчаных фракций, что определяется преобладанием среди песчаных зерен частиц крупных размер­ ностей.

Полученные данные свидетельствуют о том, что при изучении особенностей распределения гравийной составляющей можно с успехом использовать нормальный закон распределения. При ис­ пользовании последнего для исследования особенностей поведе­ ния песчаной составляющей необходимо проявлять большую осторожность.

Отмеченная" выше двумодальность в распределении соотно­ шений различных фракций неоднократно отмечалась многими исследователями при изучении аллювиальных отложений. При этом одна часть исследователей: У. X. Твенхофел (1934),

Л. Б. Рухин (1949), Б. С. Лунев (1968), В. Н. Шванов (1969), счи­ тает, что полимодальность кривых распределения (наличие дефицитов различных фракций) связана с условиями осадконакопления. Другая часть исследователей: Ф. Петтиджон (1949), М. С. Швецов (1958), В. Г. Чистяков (1970) считает, что проис­ хождение этих дефицитов связано с особенностями дезинтегра­ ции и дробления обломочного материала.

Однако мы считаем, что подобные выводы из изучения форм кривых распределения соотношения размерных фракций должны делаться с большой осторожностью, так как при построении их происходит масштабное искажение, которое необходимо учиты­ вать. Если рассмотренные кривые перестроить в натуральном масштабе с учетом веса разряда (рис. 16), мы получим одномо­ дальные резко асимметричные кривые. Максимальным распро­ странением, естественно, будут пользоваться частицы меньших

Г. Г. Ахмате, А. И. Бахтин

К ВОПРОСУ О РАЗДЕЛЕНИИ УГЛИСТЫХ ПОРОД ПАЛЕОЗОЯ ЮЖНОГО УРАЛА В СВЯЗИ С ПРОБЛЕМОЙ ВЫЯВЛЕНИЯ СТРУКТУР, БЛАГОПРИЯТНЫХ

ДЛЯ ПОИСКОВ ХРУСТАЛЕНОСНЫХ КВАРЦЕВЫХ ЖИЛ

В настоящей работе излагаются результаты исследований, проведенных в районе одного из местрождений горного хрусталя на Южном Урале по выявлению структур, благоприятных для локализации хрусталеносных кварцевых жил.

Как известно, большинством исследователей хрусталеносных

ляющего в размещении хрусталеносных полей.

В пределах вышеуказанного месторождения установлено, что хрусталеносные кварцевые жилы приурочены к антиклинальным структурам IV и более высоких порядков.

Одной из основных задач, стоявших перед авторами, были поиски аналогичных структур на флангах месторождения и при­ легающей к нему территории. Основное внимание уделялось при этом выявлению и прослеживанию маркирующих горизонтов.

В геологическом строении района принимает участие большая разнообразная гамма пород, которые объединяются в крупные структурные этажи, характеризующие собой определенные дли­ тельные этапы геологического развития. Таких этажей в районе два: нижний — ордовик-верхнепалеозойский структурный этаж отражает геосинклинальный цикл развития района и представлен комплексом осадочных и вулканогенно-осадочных отложений, ко­ торые под влиянием процессов метаморфизма испытали сильное перерождение, превратившись в кристаллические сланцы, метаморфизираванные в фации зеленых сланцев и альмандин-амфи- болитовой фации; формирование второго структурного этажа происходило в платформенных условиях и привело к накоплению песчано-глинистых осадков, слагающих чехол покровных отложе­ ний в районе.

Наиболее древними и наиболее широко развитыми среди стратифицируемых образований служат породы, условно дати-,

руемые ордовик-силуром включительно. В их составе выделяется пять толщ:

1)толща биотит-кварц-полевошпатовых сланцев;

2)толща гранат-ставролит-кварц-углистых сланцев;

3) толща кристаллокластических туфов основного состава

исланцев по ним;

4)толща туфоалевролитов и туфопесчаников;

5)толща песчаников кварц-полевошпатового состава на сери-

цит-углистом цементе, глинисто-углистых и углисто-глинис­ тых алевролитов и сланцев.

Формирование этих толщ происходило в условиях прибрежно­ морских равнин. Близкие условия накопления, а позднее неодно­ кратные воздействия процессов метаморфизма свели почти на нет существовавшие первоначально различия в облике вышеназван­ ных пород.

Верхнюю часть ордовик-верхнепалеозойского структурного этажа представляют отложения нижнекаменноугольного возрас­ та, пользующиеся также довольно значительным распростране­ нием на площади исследований. В их составе выделяется три толщи:

1)толща полимиктовых конгломератов и гравеллитов, пес­ чаников аркозового состава;

2)толща песчаников кварц-полевошпатового состава на

углистом цементе, углистых алевролитов и сланцев; 3) толща кремнистых пород по известнякам, углистых изве­

стняков, мраморизованных известняков, глинистых алевролитов и сланцев.

Промышленно-хрусталеносные кварцевые жилы в пределах месторождения концентрируются преимущественно в нижней части ордовик-верхнепалеозойского структурного этажа. По­ этому перед авторами стояла задача выявления маркирующих горизонтов, прежде всего, среди ордовик-силурийских образова­ ний. Однообразие минералогического состава и, как следствие, внешнего облика ордовик-силурийских пород создавало при этом значительные трудности. Единственным «диссонансом» среди монотонной пачки серо-зеленых пород выглядели прослои угли­ стых и углисто-глинистых сланцев и алевролитов, которые и были приняты в качестве маркирующих, поскольку обладали необходимыми для этого элементами (были сравнительно мало­ мощными, довольно широко развитыми на площади и занимали определенное стратиграфическое положение).

Вышеназванные углистые и углисто-глинистые сланцы и алевролиты представляют собой темно-серые, черные тонкозер­ нистые породы, хорошо рассланцованные. Под микроскопом в них наблюдаются пелитовые, бластопелитовые, бластоалевролитовые структуры; сланцеватые и тонкосланцеватые текстуры. Содержание обломочного материала очень неравномерное и ко­ леблется от 10 до 60%. Последний представлен мелкими зернами

1 1 6

кварца и плагиоклаза, размерами 0,04 мм и менее. Цемент ба­ зального, редко контактового типа, состоит из углистого и филлитизированного глинистого вещества, серицита, хлорита, цоизита, мусковита. Преобладает в цементе углистое и глинистое вещество; содержание углистого вещества до 40—60%, глини­ стого— 10—20%, серицита— 15%, карбоната — 5%, кварца — 5—10%- Акцессории представлены пиритом, рутилом, реже гра­ натом, ильменитом, цирконом, сфеном и др.

По выявлении маркирующего горизонта среди ордовик-еилу- рийских отложений возникает задача выбора наиболее рацио­ нальной методики отличия углистых пород ордовик-силурий- ского возраста от подобных пород нижнекаменноугольного воз­ раста. В последних концентрации промышленно-хрусталеносных кварцевых жил не отмечалось. В условиях крайне слабой обна­ женности и интенсивно проявленной разрывной тектоники, обу­ словившей блоковую мозаику в строении района, решение этой задачи обычными методами оказалось весьма трудным.

Для решения проблемы был применен метод изучения срав­ нительного распределения микроэлементов в углистых породах разновозрастных отложений как индикаторов формационной принадлежности.

Для решения поставленной задачи был использован много­ мерный статистический анализ. По результатам спектрального анализа проб из углистых пород ордовик-силлурийского и нижне­ каменноугольного возраста находилась линейная дискриминант­ ная функция вида:

D(x) = x ' i - X{x(l) - ? 2)),

где: х — транспонированный вектор наблюдений; ^ — мат­ рица, обратная_эмпирической ковариационной матрице си­

вида функции D(x), представляющую линейную комбинацию исходных признаков и разделяющую оптимальным образом в многомерном пространстве сравниваемые объекты.

Если вычисленная по значениям используемых k призна­ ков образца величина D ( x ) окажется больше или равной величине L, то образец следует отнести к одной из сравни­ ваемых совокупностей (в нашем случае к углистым породам

117