Лабораторна робота № 1 Класифікація осадових порід. Методи вивчення осадочних порід

Мета і завдання: вивчення класифікації осадочних порід та методів їх досліджень.

Завданням роботи є:

- знати визначення осадочної породи;

- знати принципи класифікації осадочних порід;

- знати, як проводиться відбір зразків осадочних порід з відслонень та бурових свердловин;

- вміти макроскопічно описувати зразки порід;

- знати зміст польових і лабораторних досліджень осадочних порід.

Теоретичні положення

Осадочні гірські породи є основним об'єктом літологічних досліджень.

Осадочна порода - це геологічне тіло, що виникло з продуктів фізичного і хімічного руйнування літосфери в процесі хімічного осідання матеріалу і продуктів життєдіяльності організмів на поверхні суші або на дні водойм та існує реально в певних термобаричних умовах, характерних для верхньої частини земної кори.

Іншими словами - це геологічне тіло, що утворилося в процесі фізико - хімічного вивітрювання більш давніх порід, осідання продуктів руйнування та продуктів життєдіяльності організмів.

Вихідним матеріалом для формування осадочних порід є продукти механічного руйнування і хімічного розкладання більш давніх порід (магматичних, метаморфічних, осадових ), життєдіяльності організмів, вулканічної діяльності, а також атмосферні гази, вода і розчинені в ній речовини, космічні продукти (космічний та метеоритний пил, метеорити).

Роль і місце кожного із перерахованих компонентів в будові осадочних порід неоднакові. Найбільше значення мають уламкова, хемогенна та органогенна частини. Значення космічного матеріалу в формуванні осадочних порід незначне.

Осадочні породи можуть складатися з однієї або декількох частин різного генезису. Залежно від кількісних співвідношень між ними та з врахуванням умов формування запропоновані різні схеми класифікації осадочних порід. Найбільш поширені класифікації осадочних порід базуються на їх генезисі. Одна із них - класифікація М.С. Швецова (1934р.), наводиться нижче. За цією класифікацією осадочні породи поділяються на уламкові, хемогенні та біогенні і глинисті. В кожній із груп порід поділ на більш дрібні категорії проводиться за додатковими ознаками.

В уламкових породах такими ознаками є структурні особливості - розмір і форма уламків, в групі хемогенних та органогенних - хімічний склад, а також ступінь збереження органічних решток, в глинистих - переважаючий глинистий мінерал. Якщо порода складається з декількох складових частин, вона називається за компонентом, що складає більше 50%.

В тих випадках, якщо два компоненти, що складають основу породи, присутні приблизно в рівних кількостях, застосовують подвійну назву: піщано-алевритова порода, вапняково-доломітова порода, каолініт - гідрослюдиста глиниста порода і т.д.

За наявності в породі трьох компонентів, причому один з них складає більше 50%, всі три компоненти відображаються в назві породи. Наприклад, пісковик вапняково-глинистий являє собою породу, в якій пісок присутній в кількості більше 50%, а в тій частині, що залишилася, глина переважає над вапняком (кальцитом). Порода, в якій приблизно в рівних кількостях присутні три і більше складових частин (причому кожна складає менше 50 %), називається паттумом або хлидолітом.

Хемогенними називаються осадочні гірські породи, які утворилися безпосередньо шляхом хімічного осідання з вод або з розчинів без участі біологічних процесів. До хемогенних порід належать кам'яна та калійна солі, кремені, опоки, залізо-марганцеві та алюмінисті руди, хемогенні вапняки та ін.

Біогенні або органогенні гірські породи - це осадочні гірські породи, складені тваринними і рослинними залишками та продуктами їх життєдіяльності. За речовинним складом се- ред біогенних порід виділяють карбонатні, кремнисті, деякі фосфатні породи, а також вугілля, горючі сланці, нафта, тверді бітуми та ін.

Таблиця 1.1 - Схема класифікації осадочних гірських порід

Групи осадочних порід
Уламкові	Хемогенні і біогенні	Глинисті
Грубоуламкові (уламки, більші 1 мм)	Алюміністі Залізисті Марганцеві Кременисті Фосфатні Карбонатні Сульфатні Галоїдні Каустобіоліти	Гідрослюдисті Каолінові Монтморилонітові Хлоритові Полімінеральні
Глибові (уламки, більші 1000 мм)
Валунні (уламки 100-1000 мм)
Галечниково - щебенові ( уламки 10 – 100 мм)
Гравійно – дресв’яні (10 – 1 мм)
Піщані (уламки 0,1 – 1,0 мм)
Алевролітові ( уламки 0,01 – 0,1 мм)
Пелітові ( уламки менші 0,01 мм)
Пірокластичні (ефузивно – осадочні)

Для кожної групи порід існує певна схема досліджень як в полі, так і в лабораторних умовах.

Вивчення осадочних порід починається ще в полі при відборі зразків з відслонень або при описуванні зразків керна, відібраних в процесі буріння свердловин.

Відбір зразків на земній поверхні на відміну від тих, що відбираються з підземних гірських виробок, повинен здійснюватись через певні інтервали за простяганням і навхрест простягання пластів. Величина цих інтервалів залежить від товщини відкладів, що вивчаються, витриманості літологічних фацій, рельєфу і геологічної будови району досліджень. Відбір зразків у вертикальних розрізах, кар'єрах, бурових свердловинах здійснюється з горизонтів, що візуально відрізняються за літологічним складом і структурою породи.

При відборі зразків породи з відслонень завжди стараються брати зразки невивітреної породи, якщо тільки немає потреби вивчати шкірки вивітрювання.

При освоєнні нафтогазових родовищ, відбір керна, як правило, проводиться через встановлені інтервали за умови, що породи вивчені досить слабо, або взагалі не вивчені. Виключенням є випадки, коли безперервний відбір керна спеціально запланований.

Якщо свердловина перетинає відомі породи, інтервали відбору керна можуть бути значно розширені. Однак при наближенні до нафтоносних горизонтів необхідно проводити суцільний відбір керна.

Відібрані зразки порід з відслонень та бурових свердловин обов'язково супроводжуються спеціальними етикетками, в яких вказується точна прив'язка до місця відбору та короткий опис. В нафтовій геолого - розвідувальній практиці буквами алфавіту або спеціальними значками позначають назву родовища або ділянку, при цьому обов'язково вказують номер свердловини і глибину відбору. Наприклад, маркування В.Б. 27-1875 означає, що зразок взятий з родовища або площі Велика Багачка, із свердловини № 27 і глибини 1875 м. Можливі і інші варіанти маркування з повною назвою необхідних даних.

Відібрані зразки порід з відслонень упаковуються в полотняні або в поліетиленові мішечки, всередину яких вкладають етикетки. Зразки керна зберігають в кернових ящиках, на яких також вказують назву площі, номер свердловини та інтервали глибин, з яких взятий керн. Керн однієї свердловини завжди повинен зберігатись в одному місці на стелажах так, щоб можна було легко орієнтуватися в послідовності кернових зразків.

Польові візуальні визначення бувають більш-менш правильними, але не завжди достатніми. Так, наприклад, дрібнозернистий пісок з домішками піску крупного та середнього, може бути описаний як середньозернистий, суглинок можна прийняти за глину і т.д.

Тому польові дослідження завжди коригуються і уточнюються при лабораторних дослідженнях та аналізах.

Головним завданням лабораторних досліджень є:

1) Визначення якісного і кількісного мінерального складу порід, текстур, структур і на цій основі уточнення назви породи.

2) Оцінка осадочних порід, як корисних копалин, або їх окремих складових компонентів, якщо вся порода не є корисною копалиною.

Результати лабораторних досліджень мають широке застосування при вирішенні цілого ряду інших геологічних питань (визначення відносного віку порід за фауною, кореляції розрізів, складанні літо - фаціальних карт і т.д.).

Вивчення будь - якої гірської породи, в тому числі і осадочної, починається в камеральних (лабораторних) умовах з більш повного макроскопічного опису кожного зразка (якщо такий опис в полі або при описуванні керну був схематичний, загальний для групи зразків), а відтак продовжується безпосередньо лабораторними методами, за допомогою яких дослідник уточнює, конкретизує і поглиблює візуальні спостереження.

До цих методів перш за все відносяться оптичні (мікроскопічні), тобто вивчення в шліфах та імерсійних препаратах. Далі застосовуються спеціальні методи, комплекс яких з розвитком літології зростає: гранулометричний (механічний), хімічний і термічний, які мають дуже широке застосування; рентгеноструктурний, методи забарвлення глин, електронна мікроскопія та електронографія, люмінесцентний аналіз та ін.

Існують більш вузькі і спеціальні методи досліджень: визначення пористості, проникності, міцності та інших фізичних і фізико-хімічних властивостей, які застосовуються в гідрогеології, інженерній геології, нафтогазових дослідженнях.

Особливої уваги заслуговують методи вивчення осадочних порід з точки зору їх нафтогазоносності.

Необхідно запам'ятати, що осадочні породи завжди вивчаються комплексними методами, які доповнюють один одного.