Практичне та наукове значення

Гранулометричний аналіз є одним із дуже важливих методів вивчення, в основному, уламкових порід. Його результати свідчать про фракційний склад порід, що сформувалися, про склад порід областей зносу, динаміку середовища переносу, його дальність, динаміку середовища седиментації, фізико- - хімічні та хімічні умови формування осадків та порід.

Він широко використовується при літолого-фаціальному аналізі осадочних порід як у нафтовій, так і в інженерній геології.

Порядок виконання роботи

Студенти знайомляться з набором сит для гранулометричного аналізу та з методами Сабаніна і Робінсона – Качинського. Вивчають суть гранулометричного аналізу, послідовність його проведення і виконують графічну обробку результатів аналізу.

Контрольні питання

1 Якими способами можна виконувати гранулометричний аналіз?

2 У чому полягає суть підготовки породи до гранулометричного аналізу?

3 Як проводиться ситовий аналіз?

4 Для яких порід застосовують метод Сабаніна, як він проводиться?

5 Для яких порід застосовують піпетковий (Робінсона – Качинського) метод, його суть?

6 Як проводиться гранулометричний аналіз у шліфах?

7 Які існують графічні методи зображення даних гранулометричного аналізу?

8 Охарактеризуйте трикутні діаграми, стовпчасті діаграми, криві розподілу і кумулятивні криві.

9 Що таке середній розмір зерен, коефіцієнт відсортованості та коефіцієнт асиметрії?

10 Якими ще методами можна відображати літологічний склад уламкових порід?

11 Яке значення гранулометричного аналізу уламкових порід і його використання?

Лабораторна робота № 5 Мінералого – петрографічний аналіз. Мікроскопічне вивчення уламкових порід

Мета і завдання: вивчення уламкових порід за допомогою поляризаційного мікроскопа при збільшенні в декілька десятків разів.

Завданням роботи є:

- освоїти методику вивчення уламкових порід в шліфах за допомогою поляризаційного мікроскопа;

- вміти визначати мінеральний склад уламкових порід, їх структурні особливості;

- вміти охарактеризувати тип цементу уламкових порід;

- вміти описувати органічні рештки, що збереглися в уламкових породах;

- навчитися оцінювати корисні копалини, які можуть бути в наявності в уламкових породах.

Теоретичні положення

Мікроскопія є одним із найбільш ефективних методів досліджень гірських порід, їх мінерального складу і структурних особливостей. Ці дані необхідні при вивченні нафтогазовміщуючих і нафтогазопродукуючих товщ, відновлення палеогеографії, оцінки колекторських та екрануючих властивостей порід.

Вивчення уламкових порід в шліфах дає змогу встановити їх мінеральний склад, структурні особливості, тип цементу, наявність органічних решток, корисних копалин.

При описуванні шліфа повинні у послідовності бути висвітлені такі питання:

1) Наявність або відсутність уламкового матеріалу і його співвідношення (в % ) з цементом. Кількість уламкового матеріалу визначається візуально при порівнянні поля зору мікроскопа з сумарною площею, зайнятою уламковими зернами.

2) Розподіл уламкового матеріалу. Залежно від кількості, орієнтування, розміщення зерен одних відносно других виділяють 4 типи розподілу уламкового матеріалу – рівномірне, шарувате, згусткове і нерівномірне (див. рис.5.1).

а - рівномірний; б - шаруватий; в - згустковий; г - нерівномірний

Рисунок 5.1 – Розподіл уламкового матеріалу

3) Розмір зерен. Уламкові зерна, що присутні в породі, мають різний розмір. Як правило, визначення величин зерен проводиться по довгій стороні зерна. Замірювання зерен проводиться за допомогою окуляр – мікрометра.

Величина уламкових зерен в породі неоднакова, тому для їх повної характеристики приводять крайні розміри зерен (самих дрібних і самих крупних) і тих, які переважають в породі.

4) Обкатаність уламкового матеріалу.

Уламковий матеріал не однаковий за формою, що залежить від фізичних властивостей уламків, їх розміру, дальності переносу, середовища переносу.

За ступенем обкатаності виділяють зерна або уламки (рис. 5.2):

1) кутуваті;

2)напівкутуваті;

3)напівобкатані;

4)обкатані.

а - кутуваті; б - напівкутуваті;

в - напівобкатані; г - обкатані

Рисунок 5.2 – Форма уламків за ступенем обкачування

Розмір і частково ступінь обкатаності уламків визначають структуру уламкових порід. Основні типи структур наводяться в таблиці 5.1.

Таблиця 5.1 – Структури уламкових порід

Назва структур	Розмір переважаючих уламків (зерен) в мм
Галечникова (обкатані уламки) Щебенева (гострокутні уламки) Гравійна (обкатані уламки) Дресвяна (гострокутні уламки) Псамітова крупнозерниста Псамітова середньозерниста Псамітова дрібнозерниста	10 – 100 10 – 100 1 – 10 1 – 10 0,5 – 1 0,25 – 0,5 0,1 – 0,25
*Алевропсамітова	0,01 – 0,1 ( з домішками <0,1мм )
Псамоалевритова	0,01 – 0,1 (з домішками >0.1мм )
Алевритова крупнозерниста	0,05 – 0,1
Алевритова дрібнозерниста	0,01 – 0,05
Алевропелітова	<0,01 з домішками >0,01
Пелітова	<0,01

*Примітка: Якщо в породі одна з фракцій переважає, то при визначенні структури вона ставиться на друге місце, наприклад: алевропсамітова – означає, що переважає псамітова фракція, алевритова має підпорядковане значення.

5) Відсортованість уламкового матеріалу.

Уламкова порода може складатися з уламків приблизно одного розміру та із зерен, що дуже відрізняються за величиною. Для того, щоб відобразити цю властивість, користуються терміном “відсортованість”.

Якщо 90-95% уламкових зерен сконцентровані в якомусь одному класі, то порода відноситься до добре відсортованих і найменування відсортованої фракції вводиться в назву (пісковик, добре відсортований, крупнозернистий). Якщо 90% породи охоплюють дві фракції, порода – середньо відсортована (пісковик дрібно – та середньозернистий).

Слабо (низько) – відсортованою вважається порода, яка складається з декількох фракцій.

Володіючи даними гранулометричного аналізу, відсортованість можна виразити більш точно через коефіцієнт відсортованості.

6) Мінеральний склад уламкової частини порід.

В будові осадочних порід беруть участь як уламки мінералів, так і уламки порід. Уламки порід вивчаються, як правило, макроскопічно за допомогою лупи, якщо необхідно, з них виготовляють шліфи для вивчення під мікроскопом. За складом вони можуть належати до порід різних типів – магматичних, метаморфічних, осадочних.

Геологам, що займаються пошуками і розвідкою нафти і газу, приходиться найчастіше вивчати породи, в яких уламкова частина представлена мінералами з розмірами зерен менше 1,0 мм. Серед них виділяють мінерали: головні породоутворюючі, другорядні та акцесорні.

Головні породоутворюючі мають широке розповсюдження і знаходяться в породах в кількості від 5 до 95% і більше. Ними можуть бути кварц, калієві польові шпати, кислі плагіоклази, мусковіт, біотит, каолін, гідрослюди. Рідше зустрічаються глауконіт та халцедон. Другорядні мінерали входять до складу породи в кількості від 5 до 1% і ними можуть бути ті ж самі мінерали, що і головні, але в менших кількостях.

Акцесорні мінерали складають незначну частку уламкової частини, як правило <1%, за рідким виключенням 2% - 3%, але вони нерідко відіграють значну роль при кореляції розрізів і встановленні типу порід, що складають області зношення. До найбільш характерних акцесорних мінералів належать: циркон, рутил, турмалін, апатит, гранати, дістен, ільменіт, лейкоксен, магнетит, монацит, пірит, ставроліт, титаніт тощо.

При описуванні мінералів вказується кількість кожного з них в % від загального об’єму уламкової частини, характерна форма уламків кожного з мінералів і їх діагностика.

За мінеральним складом уламкові породи поділяються на мономінеральні, олігоміктові та поліміктові.

Мономінеральні складаються на 95% і більше з одного мінералу, ці породи зустрічаються не так часто, до них належать кварцові піски.

Олігоміктові – такі породи, які складаються на 95% з двох мінералів (кварц + слюди; кварц + польові шпати; глауконіт + кварц та інші комбінації мінералів).

Поліміктові (полімінеральні) породи складаються з декількох, досить часто – багатьох мінералів.

Поліміктові піщані та алевролітові породи поділяються на аркози та грауваки.

Аркозові піщані або алевролітові породи – це продукт руйнування переважно кислих магматичних порід, деколи з домішками лужних. Вони мають світло – сірий, жовтувато – сірий, рожевий колір, в мінеральному складі – кварц, польові шпати, слюди.

Грауваки складаються переважно з продуктів руйнування ефузивних магматичних порід основного та середнього складу, часто з уламками метаморфічних порід. Колір їх темний до чорного, темно – сірий, уламковий матеріал слабо відсортований (рис.5.3 та рис.5.4).

Рисунок 5.3 – Пісковик грауваковий, грубозернистий