Свойства структур обломочных пород

На практике использование понятия „структура“ в основном свелось к характеристике размерных параметров зёрен. В связи с этим понятие „структура“ в петрографии не соответствует понятию „структура“ в кристаллографии, структурной геологии и других науках о строении вещества. В последних „структура“ больше соответствует понятию „текстура“ в петрографии и отражает способ заполнения пространства.^[18]. Если принять, что „структура“ является пространственным понятиям, то следующие структуры нужно считать бессодержательными: вторичные или первичные структуры и текстуры; кристаллические, химические, замещения (разъедания, перекристаллизации и т. д.), деформационные структуры, ориентированные (3-280), остаточные структуры (3-282) и пр.^[19] (в скобках- номер тома и номер структуры в списке). Поэтому эти „структуры“ названы „ложными структурами“.

Структура — это множество структурных элементов, характеризуемое размерами зерен и их количественными соотношениями. При проведении конкретных классификаций обычно используются линейные параметры зерна с последовательностью

хотя количественные оценки распространённости осуществляются через площадные (процентные) параметры. Эта последовательность может иметь значительную длину и никогда не строится. Обычно же говорят только о пределах изменения параметров , называя максимальные (max ) и минимальные (min ) значения размеров зерен.

Одно из направлений представления — использование числовых рядов, которые строятся также как и указанная выше последовательность, но вместо ( ) ставиться знак суммы ( ). Свертка всех последовательностей осуществляется объединением равных элементов и сложением их площадей. Тогда имеем последовательность:

Выражение означает, что измерена площадь , занимаемая всеми сечениями тех зерен , размер которых равен .

Эта особенность зёрен позволяет проводить числовой анализ полученных соотношений. Во- первых, параметр можно рассматривать как значения координатной оси и таким образом строить некоторый график (^[11],^[12]). Во-вторых, последовательность можно ранжировать, например, по убыванию коэффициентов , в результате получается ряд

Именно этот ряд и называется структурой данного сечения породы, он же является и определением понятия „структура“. Параметр есть элемент структуры, а параметр — длина структуры. По построению . Такое представление структуры позволяет проводить сравнение различных структур между собой.

Структура элементарна, если , то есть . Структура совпадает со своим элементом, то есть или %. Тогда порода сложена зернами, размерные параметры которых равны друг другу. Эта структура называется равномерно-зернистой. Множество равномерно-зернистых структур образуют класс равномерно-зернистых структур, в котором каждая структура отличается параметром . Если , то структура образована зернами, размер которых изменяется в некоторых пределах. Это- структуры неравномернозернистые, их множество- класс неравномерно- зернистых структур. В неравномерно-зернистой структуре . Тогда и .

Класс неравномерно-зернистых структур является обобщением класса равномерно-зернистых структур. В классе неравномерно-зернистых структур выделяются подклассы:

1) подкласс собственно неравномерно-зернистых структур;

2) подкласс порфировых структур (или структур включения) класса неравномерно-зернистых структур.

3) подкласс порфировидных структур класса неравномерно-зернистых структур. От предыдущего подкласса отличается тем, что основная масса неравномерно-зернистая и отличие размеров порфировых зерен от размеров зерен основной массы менее резкое.

 

Изложенные характеристики структур позволяют получить решение важной в петрографии горных пород задачи: сравнение структур горных пород.

А. Равномерно-зернистые структуры и равны, если и . Теорема: сложение двух равных равномерно-зернистых структур и даёт равную им равномерно-зернистую структуру. Теорема: сложение нескольких равных равномерно-зернистых структур также даёт равномерно-зернистую структура, равную структуре составных частей. Следствие 1. Если образец с равномерно-зернистой структурой разделить на некоторое количество частей, то каждая часть образца породы будет характеризоваться равной ей равномерно-зернистой структурой. Следствие 2. Если в образце породы с равномерно-зернистой структурой изучена некоторая часть образца породы, то порода этой части образца характеризует и всю породу.

Б. Сравнение неравномерно- зернистых структур. Основой анализа является выделение структур, в которых элементы расположены по убыванию размерных параметров. В этом случае первый элемент определяет название структуры на основе сравнения со специальной классификацией (эталоном). Совершенно ясно, что с одним и тем же основанием может быть большое количество структур. Выделяются крайние случаи:

а). В обоих рядах порядок элементов одинаковый.

б). Порядок элементов во втором ряду противоположен таковому первого ряда.

Степень близости обоих рядов определяется с помощью представлений теории перестановок^[20].