книги из ГПНТБ / Применение математических методов в исследовании рассеянных компонентов осадочных пород

мальньш законом. В составе «песчано-алевритовых пород стадий В и С второго осадочного ритма существенных количеств фос­ фата не установлено. Распределение содержаний Р2О5в них свя­ зано с присутствием фосфора в глинистом материале, глауко­ ните, апатите и привнесенного органическим веществом. Много­ образие форм рассеяния фосфора привело к согласию распреде­ ления содержаний Р2О5 с нормальным законом.

Для того, чтобы установить, имеются ли различия между рас­ пределением фосфора в карбонатно-глинистых породах первого осадочного ритма и песчано-алевритовых породах стадий С пер­ вого и А второго осадочных ритмов, проведем сравнение диспер­ сий логарифмов содержаний Р 2О 5. Результаты вычислений при­ ведены в таблице 17. Проводить математическое сравнение цент­ ров распределения логарифмов содержаний Р2О5 нет необходи­ мости, так как содержание фосфора в песчано-алевритовых по­ родах заведомо во много раз выше, чем в карбонатно-глинистых отложениях.

Т а б л и ц а 17

Проверка однородности дисперсий логарифмов содержаний Р20 5

вкарбонатно-глинистых отложениях первого осадочного ритма

ипесчано-алевритовых отложениях стадий С первого и А

второго осадочных ритмов

'Как видно из таблицы 17, дисперсии сравниваемых рядов распределения логарифмов содержаний Р2О5 однородны. Это указывает на устойчивость процесса формирования рассеянных содержаний фосфора в осадках в течение почти всего первого осадочного ритма. Подобное может быть достигнуто при посто­ янстве форм поступления фосфора в осадок, что и подтвержда­ ется анализом теологических данных; Исключение представляют фосфоритовые конгломератово-салечные породы, в цементе кото­ рых распределение содержаний Р2О5 согласуется с нормальным законом. В ходе их формирования, помимо поступления фосфора в осадок в составе органической материи, свойственного для осадконакопления ритма, существенное влияние на распреде­ ление рассеянных содержаний Р2О5 оказывает широкое разви­ тие, как это было показано ранее, иереотложенно-обломочных. форм накопления фосфата (обломочных зерен фосфорита).

40

Из отложений второго осадочного ритма, кроме песчано-алев­ ритовых пород стадий В и С, распределение фосфора, согласую­ щееся с нормальным законом, установлено в известковых гли­ нах. .Результаты сравнения рядов распределения содержаний Р2О5 в известковых 'глинах и песчано-алевритовых отложениях приведены в таблице 18.

Т а б л и ц а 18

Сравнение рядов распределения содержаний Р30 5 в известковых глинах и песчано-алевритовых породах

стадий В и С второго осадочного ритма

сравниваемой пары рядов распределения элемента, подчиняю­ щихся нормальному закону. Значения v вычислялись по фор­ муле:

v==_______ 1______

и* (1 -и )8 ’

л7 Л + - ^ г г

где

я, лг

Как показали вычисления, расхождения между дисперсиями и средними значениями распределения содержаний Р2О5 в изве­ стковых глинах и песчано-алевритовых породах стадий |В и С второго осадочного ритма существенны, что указывает на раз-

41

личное соотношение минералов 'концентраторов и иные содер­ жания в них фосфора. Распределение фосфора в глинах стадий В и С, как это было показано ранее, различно и согласуется с логнормальным законом, что заранее определяет иные способы его накопления. Таким образом, в ходе осадкообразования вто­ рого ритма происходила смена форм накопления фосфора и их соотношения в осадках, что свидетельствует о неустойчивости процессов формирования рассеянных содержаний фосфора.

;С целью выявления особенностей в распределении фосфора в отложениях третьего осадочного ритма мезозоя проведены сравнения статистик рядов распределения логарифмов содержа­ ний Рз0 5 в песчано-алевритовых породах и цементе конгломера- тово-галечных горизонтов начала и основной части стадии А (таблица 19), а также во всех основных разновидностях пород ритма (таблица 20).

Т а б л и ц а 19

Сравнение распределения логарифмов содержаний Р20 5 в песчано алевритовых отложениях и цементе фосфоритовых

конгломератово-галечных пород начала и основной части стадии А третьего осадочного ритма

Песчано-алевритовые отложения и цемент конгломератово-галечных

пород начала стадии А — песчано­ Оценки алевритовые отложения и цемент

конгломератово-галечных пород основной части стадии А

Допустимое значение Fv . Vj при

■Приведенные в таблице (20 данные свидетельствуют об одно­ родности дисперсии и различии средних значений распределения логарифмов содержаний Р2О5в песчано-алевритовых отложениях и цементе фосфоритовых конгломератовснгалечнык горизонтов начала и основной части стадии А третьего осадочного ритма. Сравнение дисперсии логарифмов содержаний Ра05 в основных разновидностях пород третьего Осадочного ритма (таблица 20) показало их однородность, что говорит об устойчивости процесса

42

накопления рассеянных содержаний фосфора в различных осад­ ках в течение всего осадочного ритма.

Т а б л и ц а 20

Проверка однородности дисперсий логарифмов содержаний Р20 5 в основных разновидностях пород третьего осадочного ритма

Чтобы установить имеют ли место различия в распределении фосфора в песчано-алевритовых породах и цементе фосфорито­ вых жонгломератово-галечных горизонтов по разрезу мезозоя, проведено сравнение с помощью критерия Бартлета дисперсий логарифмов содержаний Р2О5 (таблица 21).

Результаты вычислений, приведенные в таблице 21, показали, что сравниваемые дисперсии неоднородны и, следовательно, фос­ фор в данных отложениях распределен по-раэному. Это евиде-

43

тельствует об изменении условий его накопления в течение (Мезо­

зоя.

Сопоставление средневзвешенных содержаний iP^Os в основ­ ных разновидностях 'пород осадочных ритмов мезозоя северной оконечности Ульяновско-Саратовского прогиба со средними со­ держаниями Р2О5 в различных типах пород верхней юры, ниж­ него и верхнего 'мела Русской платформы (таблица 22), приво­ димыми в работе А. Б. Ронова и Г. А. Корзиной (1960), 'показало, что содержание фосфора в породах описываемой территории зна­ чительно выше, чем в одновозрастных отложениях Русской плат­ формы. -При этом содержание Р2О5в -породах верхней юры, ниж­ него и верхнего мела Русской платформы уменьшается по на­ правлению ряда: пески и алевриты, -карбонатные породы, гли­ ны; в то время как на описываемой территории в отложениях первого и второго осадочных ритмов наиболее -низкие средне­ взвешенные содержания фосфора отмечаются в мергелях и гли­ нистых известняках.

Сопоставление средневзвешенных -содержаний 1Р2О5 в основ­ ных разновидностях пород мезозоя северной оконечности Улья­ новско-Саратовского прогиба со средними содержаниями Р2О5 в различных типах пород мезозоя и осадочного чехла Русской платформы (таблица 23) -подтвердило превышение содержаний фосфора в породах мезозоя описываемой территории. Аналогич­ но мезозойским осадочным образованиям Русской платформы в отложениях описываемой территории снижение средневзвешен­ ных содержаний Р2О5 наблюдается по ряду: пески и алевриты, карбонатные породы, глины.

Более высокие -содержания фосфора и особенности распреде­ ления их между основными разновидностями пород мезозоя се­ верной оконечности Ульяновско-Саратовского прогиба обуслов­ лены положением данной территории в период осадконакапления в прибрежно-мелководной части -бассейна, граничащей -с 'бе­ реговой -полосой -и, соответственно, расположенной в обстановке благоприятной для осаждения фосфора.

Средневзвешенные содержания Р2О5, вычисленные для отло­ жений каждой стадии осадочных ритмов, приведены в таблице 24.

Характерной особенностью в распределении фосфора между стадиями является увеличение -средневзвешенных содержаний Р2О5 в отложениях стадий А и С каждого осадочного ритма. Та­ ким образом, наиболее интенсивное накопление фосфора в осад­ ках происходит в периоды неустойчивого тектонического состоя­ ния территории, что сопровождается неоднократным обновле­ нием 'базиса эрозии окружающей суши. Это также позволяет предполагать миграцию и поступление фосфора в осадки в со­ ставе -взвесей.

-Как показано в таблице 24, средневзвешенное содержание Р2О5 в отложениях первого и третьего осадочных ритмов выше, чем в осадочных образованиях второго ритма, что, вероятнее

44

всего, вызвано периодичностью осадконакопления более широ­ кого диапазона, связанной с тектоническими этапами. Средне­ взвешенные содержания Р2О5 в отложениях второго и третьего осадочных ритмов описываемой территории мало отличаются от средних содержаний Р2О5 в осадочных образованиях нижнего и верхнего мела Русской платформы, в то время как содержание фосфора в отложениях первого осадочного ритма почти в три раза выше, чем в толще верхней юры Русской платформы. Повышенное содержание фосфора в отложениях первого осадоч­ ного ритма сопряжено со сменой длительного периода континен­ тального осадкообразования морским осадконакоплением.

Средневзвешенное содержание Р2О5 в толще отложений мезо­ зоя северной оконечности Ульяновско-Саратовского прогиба вы­ числялось двумя способами: с использованием среднеарифме­ тических содержаний Р2О5 и с применением средних значений, полученных в результате статистической обработки рядов рас­ пределения содержаний Р2О5. При использовании статистических данных, в случае логнормального распределения фоофора в по­

где /=2,6510 S 2lg, е — основание натурального логарифма. Сопоставление средневзвешенного содержания Р2О5 в отло­

жениях мезозоя северной оконечности Ульяновско-Саратовского прогиба со средними содержаниями Р2О5 в отложениях мезозоя и осадочного чехла Русской платформы, а также с кларками земной коры, вычисленными различными исследователями, при­ ведено в таблице 25.

Содержание фосфора в отложениях мезозоя описываемой территории, по причине упомянутой ранее, значительно выше, чем в отложениях мезозоя и осадочном покрове Русской платформы, а также осадочных породах литосферы. Некоторое завышение отмечается и при сравнении с весовым кларком фосфора лито­ сферы, что, по-видимому, отчасти связано с несбалансирован­ ностью суммы кларков наиболее распространенных элементов в расчетах А. П. Виноградова (1949). Полученное средневзвешен­ ное содержание Рг0 5 для отложений мезозоя северной оконеч­ ности Ульяновско-Саратовского прогиба ближе всего сопостав­ ляется с весовым кларком фоофора земной коры, приводимым А. Е. Ферсманом (1933).

Рассмотрев поведение рассеянных содержаний фоофора в от­ ложениях мезозоя северной оконечности Ульяновско-Саратов­ ского прогиба, можно отметить следующие особенности его рас­ пределения и условий накопления в осадках.

45

Т а б л и ц а 22

Сопоставление средневзвешенных содержаний Р20 5 в основных разновидностях пород осадочных ритмов мезозоя северной оконечности Ульяновско-Саратовского прогиба со средними содержаниями Р20 5 в различных типах пород верхней юры, нижнего и верхнего мела Русской платформы

Т абли ц а 23

Сопоставление средневзвешенных содержаний Р20 5 в основных разновидностях пород мезозоя северной оконечности УльяновскоСаратовского прогиба со средними содержаниями Р20 5 в различных типах пород мезозоя и осадочного чехла Русской плазформы

1. Распределение рассеянных содержаний фосфора в отложе­ ниях мезозоя согласуется с периодичностью осадконакошения и зависит от тектонических колебательных движений территории. Наиболее высокие содержания фоофора формируются в осадках в условиях неустойчивого тектонического режима (стадии А и С осадочных ритмов) в периоды наиболее интенсивного сноса с суши продуктов выветривания. На распределение рассеянных содержаний фоофора в толще мезозоя также оказывает влияние периодичность осадионакопления более широкого диапазона, вызванная тектоническими этапами. <

2. Распределение рассеянных содержаний фоофора в разно­ видностях пород мезозоя, за немногими исключениями, согла­ суется с логнормальным законом. Нормальное распределение содержаний фосфора установлено в цементе фосфоритовых конг- гломератово-галечных пород стадий С первого и А второго оса­ дочных ритмов, в углисто-глинистых сланца^ стадии С первого ритма и в песчано-алевритовых породах и известковых глинах второго осадочного ритма. Особенности распределения рассеян­ ных содержаний фоофора в отложениях зависят от способов по­ ступления его в осадок и распределении минералов 'концентра­ торов фосфора в породах.

48

Т абли ца 24

Средневзвешанные содержания Р20 5 в отложениях стадий и осадочных ритмов мезозоя северной оконечности

Ульяновске-Саратовского прогиба и сопоставление их со средними содержаниями Р2Об в отложениях верхней юры, нижнего и верхнего мела Русской платформы

Т а б л и ц а 25

Сопоставление средневзвешенного содержания P2Os в отложениях мезозоя северной оконечности Ульяновско-Саратовского прогиба со средним содержанием Р20 5 в отложениях мезозоя и осадочного чехла Русской платформы и значениями кларков земной коры различных исследователей

Л-279.-4