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

А. И. Бахтин

овлиянии ЛИТОЛОГИЧЕСКОГО

ИСТРАТИГРАФИЧЕСКОГО ФАКТОРОВ

НА РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ЭЛЕМЕНТОВ В ОРЕОЛАХ РАССЕИВАНИЯ

Породы, вмещающие рудные тела, оказывают существенное влияние на образование и характер строения первичных ореолов рассеивания. Этот вопрос в литературе освещен недостаточно полно. В данной работе приводятся результаты изучения влия-

,ния литологического и стратиграфического факторов на распре­ деление рудообразующих элементов во вмещающих породах полиметаллического месторождения Среднего на Алтае.

Рудные тела месторождения локализуются в вулканогенно­ осадочных отложениях нижнеберезовской подсвиты эйфельского

яруса среднего девона. Мощность нижнеберезовской подсвиты достигает 400 м. В ее составе по литологическому признаку вы­ деляются три горизонта: «нижние» аргиллиты, горизонт кислых туфов и «верхние» аргиллиты. В рудах месторождения цинк пре­ обладает над свинцом и медью, а свинец над медью. Вокруг руд­ ных тел месторождения обнаруживаются широкие и протяжен­ ные ореолы рассеивания цинка, свинцд, меди, серебра, бария, молибдена, сурьмы и мышьяка (Полянин, Бахтин, 1968).

Подмечено, что на характер распределения элементов в ореолах заметно влияет литология вмещающих пород и положе­ ние различных литологических типов пород в стратиграфическом разрезе. Для изучения этих особенностей в распределении эле­ ментов был использован метод дисперсионного анализа, допол­ ненный анализом средних значений с помощью критерия Стьюдента. Теоретическое обоснование этих методов можно найти в известных руководствах по математической статистике (Кра­ мер, 1948; Романовский, 1968). По выборке, состоящей из двух­ сот анализов, изучалось действие литологического и стратигра­ фического факторов на характер распределения элементов в пер­ вичных ореолах рассеивания. Изучалось различие в распределе­ нии элементов в двух основных разностях пород-аргиллитах и туфах кислого состава, а также в трех основных горизонтах рудовмещающей нижнеберезовской подсвиты: «нижние» аргил-

-.74

литы, горизонт кислых туфов и «верхние» аргиллиты. Следует заметить, что стратиграфический фактор, как таковой, в преде­ лах рассматриваемой подсвиты самостоятельного значения, повидимому, не имеет. Сказывается различная удаленность пород и их последовательная смена друг друга при движении вверх от нижнего структурного яруса, представленного метаморфическими сланцами нижнего палеозоя. Анализ дисперсий производился по схеме, приведенной в таблице 1.

Суммы квадратов вычислялись по формулам:

g h k

где Tg и Т /; — суммы по факторам Bh и Ag , a ng и л А— соответствующие им числа наблюдений;

T" = YiTgh~ общая сумма, причем Tgh — Ytxghk — сумма

х, соответствующие факторам Ag и Bh.

75

О существенности или несущественности действия факторов судят из отношений:

которые сравниваются с табличными значениями этих вели­ чин для соответствующего уровня значимости. Ниже приво­ дятся схемы дисперсионного анализа для меди (табл. 2), свин­ ца (табл. 3) и цинка (табл. 4).

Т а б л и ц а 2

Схема дисперсионного анализа концентраций меди

Дисперсионные отношения будут равны:

Т а б л и ц а 3

Схема дисперсионного анализа концентраций свинца

Дисперсионные отношения оказываются равными:

76

Таблица 4

Схема дисперсионного анализа концентраций цинка

Дисперссионные отношения будут равны:

Сравнение вычисленных дисперсионных отношений произ­ водилось с соответствующими табличными величинами для пятипроцентного и других уровней значимости. Надо заме­ тить, что для обнаружения слабо выраженных закономерно­ стей пятипроцентный уровень является слишком жестким, так как фиксирует лишь большие различия. В целях более объективного суждения о влиянии рассматриваемых факторов дисперсионный анализ был дополнен анализом средних вели­ чин с использованием критерия Стьюдента для оценки суще­ ственности или несущественности их различий. В таблице 5

77

приводятся средние значения концентраций меди, свинца и цинка для различных стратиграфических горизонтов и для различных типов пород по данным той же выборки числен­ ностью из двухсот анализов. Здесь же приводятся соответ­ ствующие величины отношений средних значений указанных элементов.

В таблице 6 приводятся величины критерия Стьюдента для соответствующих разностей средних значений. Для срав­ нения приводятся значения уровней значимости, допускающие существенность данного различия. Они заключены в скобки.

Рассмотрение таблиц 2—6 позволяет сделать следующие вы­ воды:

1. В распределении меди несколько сильнее действует литоло­ гический фактор, чем стратиграфический. Отмечается некоторое увеличение меди в ореолах рассеивания на нижних горизонтах разреза рудовмещающей пачки и существенное различие в со­ держании меди в туфах и аргиллитах. В последних меди значи­ тельно больше.

2.Влияние литологического и стратиграфического факторов на распределение концентраций свинца в первичных ореолах рассеивания примерно одинаково. Отмечается довольно суще­ ственное различие в содержании свинца в туфах и аргиллитах.

Впервых его относительно больше. Существенное уменьшение свинца наблюдается на нижних горизонтах разреза нижнеберезовской подсвиты.

3.Действие стратиграфического фактора в распределении концентрации цинка сказывается несколько сильнее, чем влия­ ние литологического фактора. Отмечается довольно существен­ ное увеличение цинка на нижних горизонтах разреза, в то время

78

В. Г. Изотов

ОПЫТ МАТЕМАТИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ ЛИТОЛОГО-ФАЦИАЛЬНЫХ СООТНОШЕНИИ МЕДЕНОСНЫХ ОСАДКОВ ВЯТСКО-КАМСКОЙ ПОЛОСЫ

Одной из характернейших особенностей пермских отложений Востока Русской платформы является широкое распространение в ,них медного оруденения. При этом, как показывают результаты исследований (Мурчисон, 1848; Разумовский, 1929; Миропольский, 1938; Яговкин, 1932; Лурье, 1965; Полянин, Изотов, 1970), выделяется несколько полос концентрации медного ору­ денения. Самой большой по размерам меденосной полосой явля­ ется Вятско-Камская, протягивающаяся в субмеридиональном направлении от г. Нолинока на севере до г. Бугульмы и даже несколько южнее.

Медное оруденение в ее пределах приурочено к верхнепермским отложениям, в пределах которых наиболее оруденелыми являются породы казанского яруса. Такая приуроченность ору­ денения к казанским отложениям не является случайной, а свя­ зана с условиями их формирования. Основной особенностью ка­ занских отложений, развитых на рассматриваемой территории, является наличие двух формаций сероцветной лагунно-морской и красноцветной, предположительно континентальной, генетиче­ ские особенности условий формирования которой являются до настоящего времени проблематичными. Сама Вятско-Камская полоса приурочена к переходной зоне между этими формациями.

По геологическому строению этой территории имеется обшир­ ная литература. Из основных трудов необходимо отметить рабо­

сматривается геологическое строение казанских отложений ис­ следованной территории и производится районирование области взаимоотношения формаций на отдельные фациальные зоны. Среди них согласно данным Н. Н. Форша (1955, 1968) выде­ ляются следующие зоны:

1.Морские карбонатные отложения.

2.Морские карбонатные и терригенные отложения.

80

3. Зона 'совместного нахождения прибрежио-морских терригениых отложений с лагунными и красноцветными 'слоями. К этой зоне приурочено основное оруденение Вятско-Камской полосы.

4. Песчано-глинистые краоноцветные отложения. Взаимоотношения между этими зонами сложные, переходы

постепенные, нечеткие. Сами зоны претерпевают миграцию в вер­ тикальном направлении, что выражается при переходе в более высокие горизонты в последовательном сужении площади разви­ тия морских отложений и расширении площади развития красноцветных образований. На основании геологического исследова­ ния казанских отложений составлялись различные фациальные карты и схемы, первая из которых была описана Н. А. Головкиноким в 1869 году в схематическом виде. В дальнейшем его взгля­ ды были разработаны и расширены работами А. В. Нечаева (1922), М. Э. Ноннокого (1932) и других исследователей. Однако все эти схемы строения зон взаимоотношения формаций нося? субъективный отпечаток, так как отражают интерпретацию кон­ кретной геологической 'обстановки каждым исследователем в отдельности.

Внастоящее время отмечается вновь возрастающий интерес

кэтим отложениям, что требует более объективной оценки осо­ бенностей их распространения. Поэтому нами проведен опыт применения математического моделирования особенностей взаимоотношения пород в пределах зоны взаимоотношения сероцветной и 1красн'оцветной формаций.

Для изучения этих взаимоотношений особо благоприятным

является геологический профиль, построенный по материалам бурения геологами Уральского геологического управления. Рас­ сматриваемый' профиль пересекает в широтном направлении большую территорию на протяжении около четырехсот кило­ метров, начиная от р. Илеть на западе до с. Аспа на востоке. Расстояние между скважинами в его западной части составляет 4—7 км, а в восточной, где геологическое строение 'района более однородно,—10—20 км. Большинством скважин вскрывается полная мощность казанских и уфимских отложений. На распре­ деление отложений, как об этом отчетливо свидетельствуют данные бурения, большое влияние оказывает тектоническое строение территории. Так, в пределах Северного купола Татар­ ского свода, пересекаемого западной частью профиля, мощности казанских отложений понижены, в пределах восточной части профиля в пределах Ве|р'хненКамокой впадины происходит резкое увеличение мощностей. Детальное описание этого профиля при­ ведено в работе В. А. Полянина и В. Г. Изотова (1967). По­ скольку нашей задачей являлось изучение особенностей взаимо­ отношения осадков в пределах переходной территории в общем плане, мы рассматривали процентные содержания отдельных литологических типов пород. При исследовании нами брались

ния различных типов пород по рассматриваемому профилю явля­ ется резкое колебание содержания одного и того же типа породы в пределах незначительного расстояния. Однако на фоне этих колебаний для каждого отдельного типа пород отчетливо выде­ ляется определенная характерная тенденция поведения. Так, со­ держание карбонатных пород неуклонно уменьшается в восточ­ ном направлении. То же самое можно сказать о сероцветных глинистых породах (см. рис. 1). Наоборот, содержание красно­ цветных глинисто-алевритистых пород возрастает в восточном направлении. Подобную же закономерность можно отметить и для красноцветных песчаников. Отмеченные изменения в содер­

82