Litologie

Aktuální verze stránky ještě nebyla zkontrolována zkušenými přispěvateli a může se výrazně lišit od verze recenzované 29. prosince 2013; kontroly vyžadují 69 úprav .

Litologie
Věda
Sedimentologie

Téma	Geologie
Předmět studia	Sedimentární horniny
Období původu	19. století
Hlavní směry	teoretická litologie, litologie minerálů atd.
Mediální soubory na Wikimedia Commons

Litologie (z řec . λίθος " kámen " + λόγος " nauka "; anglicky Sedimentology ) je geologická nauka o usazených horninách ( předmět studia), v západní Evropě a USA se tato věda nazývá sedimentologie [1] .

Litologie je důležitou součástí petrografie , studuje složení, stavbu, vznik a změnu sedimentárních hornin ; studuje zákonitosti a podmínky pro vznik geologických sedimentů, procesy konsolidace a litifikace [2] .

Mezi úkoly litologie ( sedimentologie ) patří studium „sedimentární kůry“, identifikace znaků a vzorců distribuce sedimentárních hornin a také vyhledávání ložisek nerostů spojených se sedimentárními horninami.

Termín

V roce 1940 L. V. Pustovalov ukázal, že termín litologie je vhodné použít pro sedimentární horniny a petrologie - pro magmatické a metamorfované [3] .

V roce 1944 definoval D. S. Belyankin litologii jako odvětví petrografie (nebo petrologie ), které studuje moderní a starověké minerální sedimenty [4].

V.P. Makarov v roce 2006 definoval litologii jako studium složení, vztahů a souvislostí mezi geologickými tělesy a horninami, které je tvoří, vzniklými během procesů probíhajících v hydrosféře , atmosféře a biosféře [5] .

Aplikace termínu litologie na studium kamenů ve strojírenství, architektuře a technologii se neujala [6] .

Úseky litologie

Petrografie sedimentárních hornin - studium složení sedimentárních hornin [7] , [8] .
Faciální analýza - Složení, vztahy a vazby mezi horninami [9] .
Formační analýza - Složení, vztahy a souvislosti mezi horninami a geologickými tělesy těmito horninami [10] , [11] .

Litologie spolu s regionální geologií, geotektonikou a dalšími geologickými vědami významně přispěla k rozvoji nového směru v geologii - sedimentárních pánví [12] , [13] , [11] .

Přímé a inverzní problémy

V litologii jediná cesta[ objasnit ] disjunktní[ objasnit ] úkoly, vždy[ objasnit ] ignorováno geology:

Přímým úkolem je určit znaky vzniku sedimentů, ze kterých následně vznikají sedimentární horniny , za různých fyzikálně-mechanických a fyzikálně-chemických podmínek. Velkým přínosem k řešení tohoto problému byl N. M. Strakhov [14] , [15] .

Inverzním problémem , založeným na analýze pozorovaných vlastností sedimentárních hornin, je obnova podmínek pro jejich vznik. K řešení tohoto problému významně přispěl L.V.Pustovalov [16] , stejně jako téměř všichni geologové a zejména litologové, kteří studují sedimentární horniny. Metodologickým základem těchto prací je metoda (princip) aktualismu [17] (koncept zavedl C. Lyell ve 30. letech 19. století [18] .). Tím, že sehrála významnou roli v rozvoji geologických věd, je tato metoda v současnosti brzdou jejich rozvoje. Faktem je, že metoda aktualismu je v podstatě metodou analogií a metoda analogií není metodou důkazu . Metoda analogií je základem pro tvorbu hypotéz . Proto všechna tvrzení získaná na základě metody aktualizace musí být nyní považována za vědecké hypotézy, které vyžadují speciální důkazní postupy . A to je přesně to, co geologové včetně litologů nikdy nedělají a dělat nechtějí.

Problém je v tom, že existence řešení přímého problému neznamená existenci řešení inverzního problému; druhý je samostatný problém, i když bez řešení přímého problému není řešení inverzního problému možné. Nepochopení rozdílů mezi těmito typy problémů vedlo k umělým a přitaženým konfliktům mezi litology, odrážejícími se například v přípravách litologického setkání v roce 1951 [19] , a konstatované zejména v [20] .

Litologie je svým obsahem i metodami výzkumu velmi blízká takové sekci o sedimentárních útvarech, jako je Sedimentologie . Nepřesnost definice „litologie“ vede k nejasnostem v jejím vztahu k „sedimentologii“. Mnozí považují litologii za součást Sedimentologie. Takže podle Vatana (1955) "Obor sedimentologie je mnohem rozsáhlejší než obor petrografie sedimentárních hornin." [21] .

Jiní badatelé naopak připisují procesy sedimentologie fázím litogeneze , např. [14] , [22] , tedy „sedimentologii“ považují za součást „litologie“. Z těchto vztahů vychází i definice č. 1 .

Reálné vztahy se snadno navazují z pozice dilematu přímý problém – inverzní problém . Pak je „sedimentologie“ formou řešení přímého problému, zatímco „litologie“ je inverzní problém. Přes svou blízkost jde o problémy, jejichž řešení směřují opačným směrem. Tyto pojmy tedy nejsou ve vztahu k podřízenosti vůči sobě navzájem, ale jsou to pojmy stejného řádu.

Vrátíme-li se k definici č. 1, můžeme říci, že ve volném překladu je Sedimentologie věda o zákonitostech vzniku moderních sedimentů , zatímco litologie je věda o vzniku a zákonitostech distribuce sedimentárních hornin . V souladu s tím se předměty jejich výzkumu výrazně liší: Sedimentologie studuje moderní sedimenty, zatímco litologie studuje sedimentární horniny starověku. Vzhledem k výše uvedenému lze tvrdit, že konečným cílem litologie je určit paleogeografické podmínky pro vznik sedimentárních hornin .

Pohled blízký tomuto zaznamenává třetí skupina litologů, například P. P. Timofeev, O. V. Yapaskurt a další.

„V jejich interpretaci litogeneze začíná diagenezí sedimentu a rozšiřuje se na všechny postdiagenetické přeměny horniny... V tomto chápání litogeneze (neboli tvorba horniny) navazuje na předchozí sedimentogenezi (neboli sedimentaci). Staví se tak do protikladu dvě kategorie přírodních procesů, které se zásadně liší svou podstatou a specifičností zkoumání a spolu s nimi je zdůrazněna jejich časová podřízenost“ ( [12] , s. 18).

V tomto závěru není jasně definována konstrukce „všechny post-diagenetické transformace“, protože může zahrnovat takové vzájemně se vylučující procesy, jako je hypergeneze a metamorfóza, které jsou superponovány na již vytvořené horniny.

Ve výše uvedených výkladech nedochází k striktnímu oddělení pojmu „sediment“ a „hornina“ [12] , v důsledku čehož je za sediment považován např. písek novověkých ložisek , zatímco písek staršího stáří, resp. například neogén , paleogén a dokonce jura , ve kterých nejsou žádné jasné známky diageneze , je již považován za uvolněnou sedimentární horninu. Mezi pojmy „moderní“ a „starověký“ také není jasná hranice. Předpokládejme například, že se řeka v určitém období přelije a ukládá sediment . Je jasné, že tento sediment je v současnosti „moderní“; Sedimentolog, který tento sediment studuje, porovná jeho vlastnosti s vlastnostmi toku, ze kterého se ukládá, a vyvodí určité závěry. Například po roce tatáž řeka částečně erodující sediment pokryje sedimentem . Nový badatel, který studuje sediment , objeví sediment , neví nic o jeho prehistorii. Za uplynulý rok k diagenezním procesům v sedimentu kvůli maličkosti uplynulého časového intervalu fakticky nedošlo. To okamžitě vyvolává otázky: co je to sediment - starověký nebo stále moderní? a sediment - sediment nebo již uvolněná hornina? Tato nejistota také vede k nejistotě při identifikaci fází přeměny sedimentu na horninu. Zejména není zcela jasné, kde končí fáze formování plemene a začíná fáze jeho epigenetických přeměn. $\left[{O_{1}}\right]$ $\left[{O_{1}}\right]$ $\left[{O_{2}}\right]$ $\left[{O_{2}}\right]$ $\left[{O_{1}}\right]$ $\left[{O_{1}}\right]$ $\left[{O_{1}}\right]$ $\left[{O_{1}}\right]$

Nechte - sediment a - sediment se proměnil v horninu ( GS ), tedy = GS . Poté dojde k přeměně - přeměně sedimentu na horninu, tvaru = , kde je operátor přeměny, který odráží mechanismus přeměny sedimentu na horninu. $\left[O\right]$ $\left(O\right)$ $\left(O\right)$ $\left(O\right)$ ${A}\cdot {\left[O\right]}$ $A$

V litologii se rozlišují především dvě hlavní postupné fáze přeměny sedimentu v horninu: diageneze (časná přeměna) a katageneze (pozdní diageneze) [12] . Označujeme je operátory, respektive , a . Pak můžeme symbolicky psát $D$ $K$

{\displaystyle {\left(O\right)}_{1))

= ;

{D}\cdot {\left[O\right]}

\left(O\right)

= = .

{\displaystyle {K}\cdot {\left(O\right)}_{1))

{\displaystyle {K}\cdot {\left({D}\cdot {\left[O\right]}\right)))

Zde je nějaký přechodný objekt transformace sedimentu. Rozbalením závorek na pravé straně se dostaneme k výrazu ${\displaystyle {\left(O\right)}_{1))$

A

= .

{K}\cdot {D}

Některé vlastnosti tohoto produktu operátorů:

Součin operátorů není permutabilní , to znamená . $A\neq {D}\cdot {K}$ $A_{1}={D}\cdot {K}=0$
Vrátíme-li se k "písku", můžeme napsat, že v tomto případě = , kde , to znamená, že nedochází k transformaci. Tuto vlastnost mají nejen písky, ale i další sedimentární útvary, například mnohé soli , vápence . $\left(O\right)$ $\left[O\right]$ $A=1$

Metody výzkumu

Hlavní výzkumné metody :

přímá geologická (litologická) pozorování složení a struktury sedimentárních hornin pomocí různých metod jemného studia hmoty, například geochemické nebo izotopické .
instrumentální metody - optické metody, studium rozdělení velikosti částic, typy termické analýzy , elektronová mikroskopie atd.;
zobecněné analytické metody:

3a. analýza obličeje [9] , [23] ; [jeden]
3b. formační analýza [24] ;
3c. litostratigrafická analýza [25] ;
3r. paleogeografická analýza [22] ;
3d. etapová analýza [26] ;
3e. srovnávací litologická metoda (A. D. Arkhangelsky (1912), N. M. Strakhov) ad.

Všechny metody zobecněné analýzy, patřící do vyšší úrovně výzkumu, hodnotí různé vztahy a souvislosti mezi litologickými jevy a objekty . Jejich nevýhodou je empirická úroveň přijímaných informací . Zcela chybí teoretické studie v litologii.

V mnoha případech jsou metody zobecněné analýzy založeny na principu aktuálnosti [27] . Jmenované typy zobecněných analýz jsou odrůdami metody aktualismu.

Na základě výsledků studie jsou sestaveny litologicko-facie a litologicko-paleogeografické mapy a atlasy , které umožňují vizuálně znázornit vzorce prostorového rozložení sedimentárních hornin a předpovědět polohu řady minerálů .

Historie

Litologie, jako jedno z odvětví geologie, se izolovala koncem XIX - začátkem XX století [20] [28] . jako výsledek stratigrafických a paleogeografických studií, doprovázených studiem materiálového složení sedimentárních hornin a příbuzných minerálů. Velký význam pro izolaci litologie měly materiály získané anglickou oceánografickou expedicí na palubě Challengeru (americký vědec J. Murray , Belgičan A. Renard, 1891), stejně jako studie německého geologa I. Waltera (1893-94), věnované problematice tvorby sedimentárních hornin. Díky dílům Rusů ( P. A. Zemjatčenskij , Ja. V. Samojlov [2] , Viktor Nikolajevič Chirvinskij (1883-1942), A. P. Karpinskij [3] , [4] (nepřístupný odkaz) ; A. P. Pavlov [5] atd. ) a zahraniční (anglický vědec G. Sorby , Američan - J. Burrell, W. Vaughan, francouzsky - L. Kaye, německy - G. Potoniera další) vědci litologie v 10. letech 20. století. vznikla jako samostatná věda. Velkou zásluhu na jejím dalším rozvoji měli Sověti ( A. D. Archangelsky , A. N. Zavaritsky , D. V. Nalivkin , M. S. Shvetsov [6] (nepřístupný odkaz) , V. P. Baturin , L. V. Pustovalov [7] (nepřístupný odkaz) , [8] , N. [8] . Strakhov [9] (nepřístupný odkaz) , L. B. Rukhin a další) i zahraniční (Američané - W. Twenhofel , W. Krumbein , F. Pettijo a další) vědci. Zvláště intenzivní rozvoj litologie začal v SSSR po prvním litologickém setkání (1952), na kterém byly projednány úspěchy litologie za celé uplynulé období a nastíněn program dalšího výzkumu.

Problematické problémy

Navzdory více než stoletému vývoji „litologie“ v ní v současné době není vyřešeno mnoho otázek její existence:

Absence striktní definice pojmu „litologie“. Definice #1 je standardní oficiální definice a je povrchní. Definice #2 je alternativou . Většina výše uvedených úsudků se opírá právě o definici č. 2. Ani tu však nelze považovat za uspokojivou, neboť vychází z typů procesů vedoucích ke vzniku hornin. Definice těchto procesů je produktem interpretace určitého souboru vlastností, které by měly být zahrnuty do definice typu hornin.
Absence přísné definice „sedimentární horniny“ jak formálními znaky, tak podmínkami vzniku. To vede ke vzniku nedostatečně odůvodněných rozhodnutí. Analýza odhaluje absenci definic a dalších podstatných pojmů; například neexistuje žádná definice „mořských sedimentárních hornin“. Není tedy jasné, jak se například mořský pískovec liší od fluviálního (aluviálního) nebo jezerního pískovce. Právě tyto rozdíly by měly být prvky definice těchto pískovců. Pojmy jako "mořské sedimentární horniny" nejsou geologické (litologické), ale geografické pojmy, protože označují pouze místo, kde se usazená hornina vytvořila.
Dalším důsledkem této nepřesnosti, vágnosti, je přiřazení řady geologických objektů do sféry „litologie“. V petrografii sedimentárních hornin jsou tedy studovány jaspility ( železité křemence ), které jsou řazeny mezi horniny vysokých stupňů metamorfózy ; mnoho pyroklastických útvarů, které jsou studovány v jiné sekci "Geologie" - " Vulkanologie ". Totéž lze říci o allitech (bauxitech ) , které je nutné považovat za produkty metasomatismu vznikající při nízkých teplotách a tlacích .
Svévole v definici tak důležitých petrografických pojmů, jako je struktura a textura hornin. Neexistuje žádná analýza vztahu mezi nimi: existují mezi nimi vztahy ordinální rovnosti nebo jsou tyto pojmy různého řádu? Stávající výklady těchto pojmů jsou jednoznačně intuitivní, a tedy subjektivní [29] .
Problematika transportu a ukládání sedimentů, ze kterých pak vznikají mechanogenní horniny, není rozpracována, i když počátky těchto řešení, vycházejících z konceptů hydrauliky a hydrodopravy (v moderním slova smyslu) [30] , byly považovány za tzv. počátkem 40.–50. let XX. století , například [15] .
Pojem „klastické horniny“ není jasně definován. Fuzziness vzniká v důsledku skutečnosti, že pojem „fragment“ není definován (nyní má intuitivní povahu), a proto není jasné, proč pojem „klastické horniny“ zahrnuje také zaoblené horniny vzniklé v důsledku působení superponovaného procesu – fyzikální nebo šoková metamorfóza [31] .
Pozice některých organogenních hornin v „usazených horninách“ není jasně definována. Takže přítomnost sedimentů v "sedimentárních horninách" vzniklých vysrážením kosterních pozůstatků planktonních organismů ze suspenze ( suspenze ) je stále pochopitelná, ale co bentické, neaktivní, a ještě více vázané nebo koloniální , například korály ? organismy?

Vzhledem k výrazné libovůli v definici „sedimentární horniny“, nedostatku vnitřní jednoty znaků, které tento koncept charakterizují, vzniká dojem, že tento koncept je umělý, přitažený za vlasy. Je třeba to považovat za archaické .

Zákony

Některé vlastnosti zákonů [32] : Vývoj litologie předpokládá existenci specifických litologických zákonů (LL), vyšších než klasifikace, formy zobecnění pozorování. Ale litologické zákony (neboli zákony litologie) jsou součástí, formou projevu geologických zákonů (GZ). GZ - soukromé zákony založené na představách o zákonech v teorii poznání. Dříve se podstatou GP zabýval I. F. Zubkov [33] z pozice kategorií a zákonů dialektiky. Podle ( [34] str. 156) „právo je vnitřně nutné, univerzální a podstatné spojení předmětů a jevů objektivní reality; pevné, zůstávající v procesu, opakující se a identické v jevu; ...“. Vlastnosti zákona:

Objektivita je přítomnost vztahů a souvislostí mezi jevy, nezávislá na vůli osoby, zejména nadřízeného.
Evidence vztahů, souvislostí.
Univerzálnost - vztahy a souvislosti mezi jevy geologické reality jsou současně vlastní mnoha hmotným (geologickým) systémům.
Materialita je nutností pro existenci předmětu, jevu. Podstatná vlastnost je taková, jejíž odstranění vede ke zničení jevu.

S rozvojem se Zákon stává součástí teorie, která je obecnějším atributem vědeckého poznání, i když samotný vztah popsaný tímto Zákonem nezaniká. „Zákon jako logická forma organizace empirických dat dává onen epistemologický výsledek, který se nazývá znalost“ [33] . Důležitou funkcí Z. je vysvětlení podstaty nových jevů a souvislostí: vysvětlení určitého jevu je jeho popis z hlediska známých Zákonitostí.

V geologii je Zákon jako forma zobecnění empirického materiálu primárně založen na výsledcích geologického pozorování (GN), jako elementární a primární akt vědeckého výzkumu [32] . Podstatnou roli při formování geologických zákonů (GB) hraje zohlednění rozporuplné povahy GN, protože GN je odrazem interakce mezi objektivním a subjektivním. Jsou to geologické objekty (horniny, tělesa) jako objektivní realita a geolog – badatel, který svým „já“ přispívá k identifikaci vazeb mezi geologickými objekty – jako faktor subjektivity. GB popisuje vlastnosti jednotlivých forem hmoty: 1. předměty a jevy a 2. vztahy mezi nimi. Existují dvě formy GB: 1. zobrazení podstatných znaků struktury a rozložení objektivně existujících forem geologické existence, určených nebo potvrzených nezávislými instrumentálními metodami. 2. vztahy a souvislosti mezi těmito formami, které nemají nezávislé potvrzení, neboť chybí hlavní metody jejich identifikace - teoretické konstrukce. Proto druhá forma CP obsahuje prvek subjektivismu. Odtud jeho nestálost, proměnlivost v čase, která převádí GB do nižší kvality - pravidelnosti. Při používání geologických pozorování je třeba mít na paměti, že GN zakládá výhradně hypotetické vztahy mezi geologickými objekty , které tvoří základ hypotézy. Fáze jejich proměny důkazem v objektivní realitu, jejíž odraz je pouze teorií, v geologii prakticky chybí.

V [33] je zvažována historie vzniku GB. Existují dvě období jejich detekce. První období je spojeno s formováním geologie až do 20. století. V této době byla formulována ustanovení, nazývaná základní zákony, o obecných rysech struktury geologického prostoru: 1. periodická změna pevniny a moří; 2. (Leonardo da Vinci) jakákoli část země, která je obnažena řekami, již byla zemským povrchem.; 3 (Leonardo - da Vinci) ve formulaci [33] - zákon isostáze; 4 (Stěna) normální výskyt vrstev je horizontální a vrstvy omezující vrstvy zespodu a ze strany byly vytvořeny dříve atd.

Druhým obdobím zobecňování dat je 20. století. V té době se intenzita těžby GB snížila a objevily se tendence popírat existenci zákonitostí v geologii ( [33] s. 199–209). V té době nejen že nebyly formulovány téměř žádné zákony, ale i zmínka o nich začala být zamlčována. Pokud například M. S. Shvetsov [7] ještě zmiňuje pojem zákony, pak následné práce [22] , [18] nebo [35] o geologických zákonech prakticky neříkají jediné slovo. Významné nedostatky filozofického rozboru problémů geologie:

ignorování duality geologického pozorování;
málo oprávněná víra v objektivitu geologických znalostí;
absolutizace takové náhrady za vědecký výzkum, jako je geologické modelování (v jeho různých podobách), statistické metody výzkumu;
V mnoha oborech geologie (geochronologie, geochemická a izotopová barotermometrie, izotopová geochemie, problematika zdrojů hmoty, petrografie hornin atd.) byly identifikovány metodologické (teoretické, matematické, metodologické) chyby.

Problém „geologických zákonitostí“ tedy v novodobé historii vývoje geologie nenašel řešení, ačkoliv Geologické zákony jsou základními kameny obecné struktury objektivního geologického poznání.

Klasifikace geologických zákonů

Existuje několik skupin geologických zákonů:

A. Nejobecnější zákonitosti vývoje, reprezentované zákony dialektiky. Patří sem zákony: jednota a boj protikladů; přechod kvantity v kvalitu; negace negace, vyloučená třetí atp. B. Skupina obecných speciálních zákonů : moderní zákony fyziky a chemie, které popisují geologickou realitu:

Zákony termodynamiky a fyzikální chemie popisují vlastnosti teploty a tvorby barických minerálů, včetně vlastností klimatických vlivů.
Zákony hydromechaniky a hydrodynamiky jsou podmínkami pro sedimentaci, například přenos úlomků ve vodních nebo větrných proudech.
Zákony biologie a mikrobiologie popisují rysy vývoje organismů, které dodávají materiál pro tvorbu specifických forem sedimentárních hornin.

B. Zvláštní, nebo vlastně geologické (litologické) zákony. Nejméně rozvinutá oblast geologických znalostí. A zde lze rozlišit i geologické zákony obecné povahy: jednotu hmoty a prostoru, omezení a míšení, jejichž důsledkem je jednota geologického tělesa a horniny.

Některé geologické zákony, které přímo souvisejí s formováním litologického poznání [32] :

Zákon Leonarda da Vinciho

jakákoli část země, která je obnažena řekami, již byla zemským povrchem.

Zákon jednoty prostoru a hmoty

jakákoliv látka (pevná, kapalná nebo plynná) nebo pole vyplňuje určitý objem prostoru; a naopak, jakýkoli objem prostoru je vyplněn nějakou látkou nebo polem.

Zákon jednoty geologického tělesa a horniny

Jakákoli hornina zaujímá určitou část zemského prostoru, která se nazývá geologické těleso, a naopak. každé geologické těleso je vyplněno nějakou horninou.

Zákon o promlčení

kvantitativní charakteristiky vlastností předmětů nebo jevů jsou omezené a konečné hodnoty.

zákon zmatku

všechna plemena jsou produkty smíchání nebo transformace již existujících plemen.

Zákon periodicity

procesy probíhající na povrchu nebo uvnitř Země se periodicky opakují.

Zákony v litologii [32]

Ustanovení, která mohou být[ objasnit ] zákony litologie:

Stenonův zákon

Vrstvy leží vodorovně, přičemž starší leží pod mladšími;

Golovkinského-Walterův zákon

Faciální zákon Golovkinského - Walter (Law of Facies Correlation) věkové sesuvy jednotlivých petrografických horizontů - typy sedimentů (facie) a jejich hranice; jev způsobený pohybem pobřeží. V úseku sedimentárních vrstev se nad sebou ukládají sedimenty, které vznikají poblíž na povrchu litosféry nebo na dně sedimentační pánve. Proto při transgresi či regresi moře přecházejí v úsecích sedimentárních vrstev horizontální zóny sedimentů (facie) do vertikálních. V důsledku toho sedimenty stejné facie ve směru země-moře nejsou striktně stejného stáří. Tento zákon, stanovený Golovkinským (1869), formuloval Inostrantsev (1872), později jej doplnil a upřesnil Walter (1894): změna některých sedimentů jinými na povrchu litosféry, v sedimentační pánvi a v úsecích může nastat nejen postupně, ale i náhle. Existuje spad jedné nebo několika středních facií nacházejících se v blízkosti této uvažované z různých důvodů: tektonických, klimatických, orohydrografických atd.

Zákon jednoty proudění a mechanogenních srážek

Úzký vztah mezi prouděním vody (vzduchu) a mechanogenními sedimenty z nich usazenými je jedním z nejdůležitějších zákonů litologie.

Pustovalovův zákon sedimentární diferenciace

V procesu přenosu sedimentárního materiálu vlivem fyzikálně-chemických a fyzikálně-mechanických podmínek dochází k jeho diferenciaci.

Strachovský zákon

N. M. Strakhov stanovil příčinnou souvislost mezi srážkami uvolňovanými z vodních toků a klimatickými rysy regionu [36] Tento zákon je konkrétním vyjádřením Pustovalova zákona, pokud klimatické podmínky považujeme za konkrétní projev fyzikálně-chemických podmínek.

Zákon periodicity sedimentace

Je považován za základní zákon sedimentace; první pokus o jeho doložení patří L. V. Pustovalovovi (1940) [7] . Zákon je zvláštním případem obecného zákona periodicity, zejména "obecné periodicity geologických procesů" [22] . „Nejvyšším projevem periodicity je střídání různých formací sedimentárních hornin během jednoho kompletního geotektonického cyklu“ ( [22] S.240).

Zákon evoluce sedimentace

„V jeho vývoji jako by se opakovalo to, co bylo dříve, ale pokaždé novým způsobem, na novém, vyšším základě, to znamená, že vývoj postupuje ve spirále…. … procesy evoluce sedimentace probíhají nevratně.“ ( [22] , S.242, 247).

Heckerův zákon

Reflektuje ustanovení "o těsném spojení organismů s prostředím", podrobně rozpracované R. F. Gekkerem (1933-1957) [37] (Gekker Roman Fedorovich, 25. 3. 1900 - 15. 8. 1991; [10] Archivní kopie ze dne 27. července 2009 na Wayback Machine )

Bilibinův zákon

všechny úlomky hornin a minerálů padající do aktivně fungujících vodních toků, jak jsou přenášeny, valí se a získávají rovnovážný, dobře zaoblený tvar. V ideálním případě má válcovaný povrch minimální drsnost a je popsán rovnicemi elipsoidů (a koule) .

Klasifikace sedimentárních hornin

„Klasifikace sedimentárních hornin vychází z geneze a materiálového složení. Podle geneze se horniny rozlišují na klastické, chemické a organogenní nebo klastické, jílovité a chemobiogenní. Další dělení v rámci velkých genetických skupin se provádí podle materiálového a minerálního složení.

L. V. Pustovalov založil dělení hornin na teorii (správněji hypotéze) sedimentární diferenciace hmoty, přičemž vyzdvihl řadu hornin, které vznikly při mechanické a chemické diferenciaci, V. M. Baturin - fáze původní látky, ze které horniny vznikají. , F. Pettyjohn - tektonický princip vzniku hornin v různých tektonických podmínkách atd. Všechny tyto klasifikace jsou však složitější a těžkopádnější a nejsou příliš používané [22] .

Klasifikace sedimentárních hornin je součástí obecnější klasifikace hornin a představuje zobecnění rozsáhlého faktografického materiálu shromážděného geology a litology za celou dobu existence geologie [38] , [39] . Klasifikace je jedním ze způsobů systematizace empirických dat. Reflektuje empirické souvislosti mezi pojmy, které popisují podstatné jevy geologické reality. Hlavními prvky klasifikace jsou klasifikační znaky , tedy vlastnosti empirických dat, na jejichž základě jsou tato data rozdělena do homogenních souborů. Klasifikace je obecně mezičlánkem v popisu geologické reality a je jednou z primárních forem jejího zobecnění, završující určitou etapu vědeckého bádání na empirické úrovni. Existují dvě úrovně definice „klasifikace“:

Klasifikace je operace rozdělení souboru klasifikačních znaků na nepřekrývající se podmnožiny klasifikačních znaků, které jsou homogenní z hlediska těchto znaků nebo vztahů a vztahů mezi nimi.
Klasifikace je forma reprezentace uspořádané množiny klasifikačních znaků.

Při hodnocení a konstrukci klasifikace je třeba vzít v úvahu dva body:

na jakém základě spočívá (co je to sporák?);
k čemu je klasifikace?

Výchozím základem klasifikace jsou nejběžnější složky geologické reality:

formy existence geologické substance ( hmoty );
formy pohybu geologické látky (hmoty).

Hlavní formy existence geologické hmoty jsou:

A. Pevné látky (pevné fáze - horniny, minerály, přírodní skla atd.);
b. Kapalná látka (kapalné fáze, roztoky, taveniny ( lávy ));
v. Plynné a plynné látky (plynné fáze, kapaliny );
d. Smíšené formy (především kaše a suspenze).

V souladu s nimi se také rozlišují hlavní formy pohybu geologické hmoty:

1. Fyzikální - primárně mechanické ( přenos , skluz , intruze , tektonické pohyby atd.); 2. Chemické: 2a. Rozpouštění , tání ; 2b. Srážení z roztoků nebo tavenin ( krystalizace ); 2c. Chemické přeměny ( zvětrávání , metasomatismus, metamorfóza, reakční vztahy mezi minerály atd.). 3. Organické: 3a. Biologická (životně důležitá aktivita makroorganismů ); 3b. Mikrobiologické (životní aktivita mikroorganismů); 3c. Fytologická (životně důležitá činnost rostlinných organismů).

Ve všech posledně jmenovaných případech je zaznamenána dvojí role organismů (včetně rostlin) v geologických procesech:

Ah Organismy jsou horninotvornými činiteli díky své kostře , primárně vnější a vyrobené z minerální hmoty. Ab. Organismy po své smrti opouštějí části, jejichž produkty rozpadu jsou základem tvorby hornin (nejčastěji rostliny). B. Organismy jako katalyzátory se podílejí na přeměně hornin, samy prakticky nezanechávají přímé stopy.

Všechny klasifikace založené na těchto formách pohybu geologické hmoty se nazývají přirozené.

V praxi je klasifikace formou jazyka, na jehož základě se předávají informace o podstatě geologických jevů. Jako příklad můžeme uvést klasifikaci sedimentárních hornin podle MS Shvetsova [7] , což je jazyk téměř všech geologických popisů. Konečně klasifikace hraje roli určitého standardu ( standardu ), sloužícího jako základ pro určování hornin a jejich přiřazování k určitým skupinám geologických útvarů.

Existuje několik úrovní počáteční klasifikace geologických prvků:

Počáteční jsou primární klasifikace nebo klasifikace první úrovně ; systematizují přímo pozorovaná empirická data a vytvářejí primární, empirické, povrchní souvislosti mezi objekty klasifikace.
Druhá úroveň výchozí klasifikace odráží produkty interpretace primárních, empirických znaků. Tyto produkty jsou názvy ( názvy , termíny ) hornin, stanovené těmito znaky, a proto druhá úroveň zahrnuje primární klasifikaci hornin jako takových.
Třetí úrovní je tzv. genetická klasifikace, i když neexistuje přesná definice pojmu „ geneze “. Geneze je vyšším interpretačním faktorem, který je stanoven na základě identifikace podmínek pro vznik konkrétních hornin, a proto završuje proces prvotní klasifikace.

Odrůdy prezentačních forem klasifikací

Jsou známy hlavní formy reprezentace klasifikace:

Symboly pro mapy, plány, schémata.
Popisný ve formě konkrétního textu, ve kterém jsou prvky klasifikace uvedeny jako oddíly tohoto textu;
Tabulkový - ve formě tabulky (kvazi-matice), ve které jsou hlavní klasifikační znaky systematizovány horizontálně a vertikálně. Tato forma se nejvíce projevila v [40]
V některých případech jsou zaznamenány klasifikace - cyklogramy [14]

Symboly jsou nejstarší formou klasifikace. V současné době jsou jako nejnázornější nejrozšířenější dvourozměrné klasifikační tabulky, i když existují i složitější typy přepážek, například trojúhelníkové apod. Posledně jmenované se často používají při klasifikaci hornin (často vyvřelých) podle chemického nebo mineralogického složení. . Klasifikační tabulka je v jistém smyslu podobná rovnici získané v teoretických studiích: klasifikace je koncentrovaným odrazem geologické reality, poskytuje nejvýstižnější, zároveň poměrně prostornou a přesnou představu o vlastnostech empirických dat, popis, který může zabírat objemy.

Klasifikace autora

V Rusku (a Sovětském svazu) se první klasifikace sedimentárních hornin objevily již před válkou (V. M. Baturin, 1937, L. V. Pustovalov, 1940 aj.). Souhrn nejzávažnějších klasifikací je uveden v [20] . První nejpřijatelnější a nejrozšířenější klasifikaci však vytvořil MS Shvetsov (1948).

Klasifikace sedimentárních hornin podle M.S. Shvetsova [41] (s přídavky MGRI)
1. Genetické skupiny hornin rozlišené na základě původu jejich obsahových látek
Klastické horniny ( produkty destrukce beze změny minerálního složení )	Jílové horniny ( produkty rozkladu hlinitokřemičitanů a hlinitokřemičitanů železa a manganu za vzniku jílových minerálů )	Chemické a biochemické produkty ( srážení z roztoků za vzniku oxidů a solí jednoduchého chemického složení )	Produkty fotosyntézy ( akumulace organických sloučenin )	Smíšené horniny ( míchání různých materiálů, včetně vulkanogenně-sedimentárních )
2. Podskupiny hornin určené podmínkami sedimentace hmoty
Reziduální - Přeneseno
3. Hlavní typy a odrůdy hornin, které se oddělují v procesech sedimentární diferenciace
hruboklastické (psefity) brekcie konglomeráty středně klastické ( psammity) jemnoklastické (siltstones )	Monominerální hydroslídový kaolinový montmorillonit oligomiktický polymiktický	Hydroxidy Al, Fe, Mn (laterity, bauxity, hnědá železná ruda) Křemičité (rozsivky, tripoly, baňky, jaspisy atd.) Fosforečnany (fosfority) Uhličitany (vápence, dolomity) Sírany (sádra, anhydrity) Soli (draselné a kuchyňské soli )	Rašelinová uhelná ropná břidlice	Hlína- úlomky Uhličitano-jíl Hlína -křemičitá Uhličitan-úlomky jíl-jíl atd.

Jedna z nejnovějších klasifikací je uvedena v [40]

	Pse-fi-is-ty	Psam-mi-you	Ale-vro-do-you
Klasifikace sedimentárních hornin Moskevské státní univerzity [40]
Řádek	silikátové horniny	Nesilikátové horniny	organické horniny
Superclass (skupina)	silikáty	Oxid-hydroxidové horniny	Fosfa-tholity a fosforolity	Car-bo-nato-lites	Ha-lo-do-you	"Malá plemena"	Kar-bo-do-you	Bi-tu-mo-do-you	Gra-fi-is-ty
třída-rodina-rod	classstones	Do-do-do-ty	Al-li-you	Ferrito-lites	Man-gano-lits	Si-li-qi-you

Další klasifikace

Pohybová forma	Fyzický	Chemikálie	organické	smíšený
Plemenné skupiny	mechanogenní	Chemogenní	Organogenní	Biochemické, stejně jako směsi předchozích
Třídy plemen	Klastické horniny, jejich stmelené analogy	jíl	Smíšený	silikáty	sůl	Oxidy, hydro-oxidy	Dr.	Uhličitany	Smetanový	uhlíkaté
Typy plemen	Vy	Ale-vri-ty	Psa-mmi-ty	Pse-fi-ty	Voda-ale-byla-dcera	Kombinace předchozího	jíl	Gla-uko-niti	Ha-lo-ides	sírany	Phos-pho-rity	Kar-bo-on-ty	Smetanový	Hydro-oxidy Al, Fe, Mn	Iz-west-nyaki	Do-lo-mi-you	Cre-min	Tor-fa	Huh-zda	Břidlice	Bi-too-mo-ids

Mechanogenní horniny

Uvažujeme zde horniny složené z látek pevné fáze (zrn) unášených různými proudy z míst, kde proudění vzniká, do místa vyložení. Tyto horniny jsou ve skutečnosti sedimentární horniny, zejména klastické horniny, protože se ukládají ze suspenzních toků. Obvykle se nazývají terigenní, podle zdroje materiálu, ze kterého jsou tvořeny. Termín "mechanogenní" odráží mechanismus tvorby hornin. Jedná se o koncepty stejného řádu.

Typy proudů

Streamy jsou přiděleny:

1. toky, ve kterých je nosnou složkou voda. Směs vody a pevné látky tvoří suspenzi (suspenzi); 2. toky, ve kterých je nosnou složkou plynná (vzduchová) fáze. Postavy pro pouštní místa. 3. toky, ve kterých je nosnou složkou jiná pevná látka. Nosnou látkou v těchto tocích je zpravidla voda v pevné fázi – led a samotný tok se nazývá ledovec. Existují dva mechanismy přenosu:

přenos hmoty v těle a po povrchu ledovce;
přenos hmoty se provádí destrukcí ledovcového dna a vytlačováním hmoty čelní částí ledovce.

4. Zvláštní formou proudění jsou gravitační proudění deluviálních útvarů na svazích hor (deluviální proudění).

Hydrotermální toky a toky, ve kterých je nosnou složkou roztavené magma, zde nejsou uvažovány, ačkoli mohou přenášet pevný nebo koloidní materiál.

Suspenzní toky jsou převládající formou přenosu hmoty. Nádržemi toků jsou různé vodní nádrže - moře, jezera, řeky. Koncentrace pevných látek se pohybuje v širokém rozmezí a pohybuje se od zlomků procent (nízkohustotní toky) až po 60-80 % v bahenních tocích, ve kterých voda hraje pouze roli prášku do pečiva a lubrikantu. V deluviálních tocích je koncentrace pevných látek ještě větší.

Vlastnosti klastických zrn

Klasifikace těchto plemen je uvedena výše. V zásadě jsou tyto vlastnosti popsány v četných pracích o litologii. Nejcharakterističtější vlastností zrn těchto hornin je velikost zrn, která se v drtivé většině případů mění ve třech souřadnicových rovinách; v tomto ohledu se rozlišuje největší velikost (délka) , průměrná velikost (šířka) a minimální velikost (tloušťka) . To znamená, že zrno je vepsáno do nějakého pseudohranolu, jehož vlastnosti, pokud se nezavedou tvarové koeficienty, se dále studují. $A$ $B$ $C$

Nejnovější studie ( [42] , [43] ) ukázaly, že dvě skupiny suťových sypkých hornin se vyznačují migračními vlastnostmi, tedy schopností pohybovat se v tocích:

A. horniny (litoklasty), jejichž zrnitost je převážně mm; zrna v těchto odrůdách se skládají převážně z ( ) různých hornin. Morfologie zrn proto významně závisí na vnitřním složení, struktuře a textuře horniny. U hornin s izotropními charakteristikami se tvar zrn blíží izometrickému (kulovitému); u hornin s anizotropními vlastnostmi (vrstevnaté sedimentární horniny, břidlice apod.) se tvary zrn blíží trojrozměrným (zploštělým) elipsoidům. $\geq 2{,}0$ $\approx 90\%$

B. horniny (minoklasty (mina - zkratka minal)), jejichž zrnitost je převážně mm, bez ohledu na složení (čisté křemenné písky, arkózy, droby atd.) jsou zrna monominerální útvary v tom smyslu, že každé zrnko sedimentu se skládá převážně z minerálů. Tyto údaje byly získány na základě pečlivého měření podél tří os zrnitosti ze sedimentů Afriky (Guinea) a Ruska (řeka Ugra a Vorya, řeka Tara v západní Sibiři, pobřežní oblasti Bílého moře a z Chudskoje , devonská ložiska Ruské platformy a Uralu) . Ve všech případech byl stanoven stupeň kulatosti. Ve studii byly zavedeny nové parametry: , kde je virtuální perimetr. Je zřejmé, že představuje průměrnou velikost zrna. $\leq 2{,}0$ $\Pi =A+B+C$ $\Pí$ ${\Pi }/3$

Poměry mezi minerály v sedimentech jsou uvedeny v tabulce [42] :

Minerální	disten Dis	Epidote Ep	pyrocsen Px	turmalín Tur	magnetit Tur	staurolit Stv	zirkon	Rutil Rut	ilmenit Ilm	granátové jablko Grn	křemen Qw	Celkový
Počet zrn	43	174	250	267	307	417	417	478	850	1105	5874	10237
% ze součtu	0,420	1 700	2,442	2,608	2,999	4,073	4,611	4,669	8,303	10,79	57,38	100

Bylo také odhaleno rozdělení minerálů podle kulatosti zrn [42] :

Minerály	ALE	NA	OK	UO	počet objektů	%OK	$\rho$	H
Roztáhněte se	0	třicet	0	13	2	0,00	3.61	čtyři
Magnetit	210	91	6	0	2	1,95	5.17	6
Pyroxen	110	97	17	26	čtyři	7,59	3.3	5,75
Granátové jablko	500	442	62	101	čtyři	6.18	3.7	osm
Zirkon	190	209	padesáti	23	čtyři	11.14	4.7	7.5
Křemen	2405	1747	1011	711	31	19,58	2,65	7
staurolit	40	206	62	109	2	20.13	3.7	7.25
Turmalín	44	138	85	0	3	31,84	3.2	osm
ilmenit	220	312	300	osmnáct	čtyři	36.06	5	5.5
Rutil	92	169	160	57	5	38,00	4.25	6.25
Epidot	osm	95	71	0	3	40.8	3	6.5
Poznámka: ALE hrubá zrna; PO - půlkulatý; OK - zaoblené; UO - úhlově zaoblené; %OK - procento zaoblených zrn; - minerální hustota (g/cm³); H je tvrdost minerálu na Mohsově stupnici. $\rho$

Byly odhaleny následující rysy distribuce parametrů zrna:

1. Všechna zrna, bez ohledu na stupeň kulatosti, mají různé velikosti podél tří os;
2. Kulatost minerálů je nepřímo úměrná tvrdosti minerálu;
3. Kulatost je nepřímo úměrná hustotě minerálu;
4. Vysoká dosperze rozložení bodů na velikostních diagramech [31] Současně na diagramech

(А,П/3) rozptyl bodů charakterizovaný parametrem (R²) je výrazně snížen, tj . ; ${R^{2}}\longrightarrow 1$

5. Na diagramech (A, P/3) leží všechny body přesně na přímkách s rovnicí tvaru

{\Pi }/3=k_{\Pi }\cdot {A}+K_{\Pi }

kde můžete také použít a místo toho . V této rovnici má koeficient význam zobecněného koeficientu rovinnosti . v . Tato rovnost je typická pro diamantové krystaly, některé hodnoty pro rýhovaný křemen jsou uvedeny v tabulce; u zlatých zrn, která se vyznačují silně protáhlými zrny, dosahuje hodnota 0,5. $A$ $B$ $C$ ${\displaystyle k_{\Pi ))$ $A=B=C$ ${k_{\Pi ))=1$ ${\displaystyle k_{\Pi ))$ ${\displaystyle k_{\Pi ))$

Objekt	kulatost _	počet Vzorky	${\displaystyle k_{\Pi ))$	R²
jezero Chudskoe	OK	107	0,747	0,943
	NA	204	0,707	0,933
	ALE	padesáti	0,714	0,956
R. Ugra	OK	56	0,641	0,966
	NA	146	0,662	0,972
	ALE	63	0,705	0,965

6. Charakteristická je společná přítomnost HO-, PO- a OK-zrn. V [44] byl tento jev vysvětlen z hlediska teorie pravděpodobnosti. Ve skutečnosti má tento jev uspokojivé vysvětlení z hlediska mechaniky procesu: drsnost zrn zvyšuje povrchovou plochu zrna, což vytváří zjevný nárůst objemu (velikosti) zrna. ; v tomto ohledu se zvyšuje čelní odpor a tření, což vytváří další účinek proudění na zrno.
7. Je-li rozložení parametrů zrna popsáno rovnicemi

B={k_{B}\cdot {A}+K_{B}}

;

C={k_{C}\cdot {A}+K_{C))

;

pak

{k_{\Pi }=1+k_{B}+k_{C))

;

K_{{\Pi }}={\frac {K_{{B}}+K_{{C}}}{3}}

8. Neexistuje žádná korelace mezi poměry a ve všech formách kulatosti. Zároveň je posloupností popsán vážený průměr všech hodnot poměrů ${{B}\over {A}}$ ${{C} \over {A}}$

{{A} \over {A}}:{{B} \over {A}}:{{C} \over {A}}

{1}:{0{,}745}:{0{,}361}\cca {{5} \přes {5}}:{{3} \přes {4}}:{{1} \přes { 3}}

se společným členem:

{\frac {{2}\cdot {(kn)}+1}{{2}\cdot {k}-n}}

kde je délka, je číslo člena řady. $k$ $n=1,2,3$

Další rys tohoto vzorce: čitatel a jmenovatel středního členu jsou poloviční součty odpovídajících částí krajních členů.

Mechanismus vzniku takových závislostí není jasný.

Rychlosti zrna v proudech (metoda georychloměru)

Tento problém vždy a po dlouhou dobu přitahoval geology (litology) a je nedílnou součástí řešení inverzního problému litologie. Týkalo se to především srážek unášených vodními toky. Při hledání řešení tohoto problému existuje několik fází.

Období kvalitativního řešení problémů

Je charakteristická pro raná stádia vývoje litologie; kvalitní řešení je dnes široce používáno.

Řešení problému vychází z intuitivní myšlenky, že čím menší je zrno, tím dále se přenáší a k tomu jsou nutné malé průtoky.

Tyto závěry jsou založeny na konceptu kinetické energie částice , kde je kinetická energie, hmotnost zrna a rychlost zrna [45] . Pro zrna G 1 a G 2 má kinetická energie hodnoty a . Protože se energie toku přenáší na dopravovaná zrna, můžeme psát = = , pak platí rovnost = pro obě zrna . Protože , kde je hustota zrna, je určena minerálem, který zrno vyplňuje; je objem tohoto zrna, pak se ukazují dvě možnosti chování zrn při pohybu v proudu: $E={\frac {{m}\cdot {v^{2}}}{2}}$ $E$ $m$ $proti$ $E_{1}={\frac {{m_{1}}\cdot {v_{1}^{2}}}{2}}$ $E_{2}={\frac {{m_{2}}\cdot {v_{2}^{2}}}{2}}$ $E$ ${\displaystyle E_{1))$ ${\displaystyle E_{2))$ ${m_{1}}/{m_{2}}$ ${v_{{2}}^{{2}}}/{v_{{1}}^{{2}}}$ $m={\rho }\cdot {V}$ $\rho$ $PROTI$

Pro částice stejného složení = a máme = . V tomto případě jde dopředu zrno menší velikosti. $\rho _{{1}}$ $\rho _{{2}}$ ${V_{1}}/{V_{2}}$ ${v_{{2}}^{{2}}}/{v_{{1}}^{{2}}}$
pro částice stejné velikosti máme = ; v tomto případě jde lehčí částice dopředu. $V_{1}=V_{2}$ ${\rho _{1}}/{\rho _{2}}$ ${v_{{2}}^{{2}}}/{v_{{1}}^{{2}}}$

Toto vysvětlení má jednu nevýhodu: nebere v úvahu interakci zrna s prouděním během pohybu; v tomto odvození se standardně předpokládá, že zrna, která přijala určitý zlomek své energie z toku, se pak pohybují nezávisle na toku. Ale není. Zrno, pohybující se nižší rychlostí vzhledem k toku, je překážkou; při jeho překonání přenáší tok další energii na zrno, čímž zkresluje výše získaný obrázek. Navíc tento přístup neumožňuje řešení inverzního problému.

Kvalitativní využití reprezentací hydrodynamiky

Výchozím základem je práce hydrologů s širokým uplatněním výsledků teorie podobnosti (M. A. Velikanov, V. M. Gončarov, 1938, 1953; V. P. Zenkovich, 1946; A. M. Godin, 1946; L. Prandtl, 1951; Tserebrovsky Ya. , 1958; L. G. Loitsyansky, 1970; J. Griffiths, 1971; F. J. Pettyjohn a kol., 1976, 1981) o analýze transportu sedimentu používaného při stavbě přehrad, přehrad atd. [46] . Všechny tyto práce souvisí s typem práce, která řeší pouze přímý problém.

Získali základní rovnice pro vznik, transport a ukládání říčních sedimentů, podmínky pro vznik laminárních a turbulentních pohybů. V těchto pracích se uplatňují koncepty rychlosti separace zrna od substrátu, tedy minimální hodnoty rychlosti proudění, která vede k vlečení zrna po dně vodního toku. Poprvé tyto myšlenky aplikoval Engelgardt (1939-1940), který vypočítal odhadované hodnoty těchto rychlostí pro zrna různých velikostí a pak je opakovaně opakovali další autoři. Ve stejných pracích je široce používána Stokesova rovnice ve formě použité v [15] :

v={{{2g} \over {9}}\cdot {d_{{z}}^{{2}}}}\cdot {{\frac {(\rho _{{z}}-\rho _ {{0)))}{\eta _{{z}}}}}\cca {2{,}18\cdot {d_{{z}}^{{2}}}}\cdot {{\frac {(\rho _{{z}}-\rho _{{0}})}{\eta _{{z}}}}}

Zde je rychlost pohybu zrna (z); je průměr zrna; — hustota zrna; je hustota vody (suspenze); - viskozita vody (w) (suspenze); je gravitační zrychlení. ${\displaystyle v_{z))$ ${\displaystyle d_{z))$ ${\displaystyle \rho _{z))$ ${\displaystyle \rho _{0))$ $\eta _{w}$ $G$

V řadě prací o sedimentologii, např. [47] , mechanicky opakovaných v ruských pracích např . [44] , lze podmínku pohybu turbiditového toku po svahu popsat rovnicí , kde , jsou smykové napětí mezi proudem zákalu, ložem a nadložní tekutinou; , jsou hustoty toku turbiditu a okolní tekutiny; — výška průtoku; - úhel sklonu dna. Bohužel se do tohoto vzorce vloudila chyba: v některých pracích (Selli R.K.) je napsáno , v jiných ( [44] , S.120) - . Pak je rychlost proudění hustoty popsána vzorcem ( [47] , S.170): $S_{1}+S_{2}=({\rho }_{2}-{\rho }_{1})\cdot {g}\cdot {h}\cdot {\alpha }$ ${\displaystyle S_{1))$ $S_{2}$ ${\displaystyle {\rho }_{1))$ ${\displaystyle {\rho }_{2))$ $h$ $\alpha$ $\alpha$ $\hřích\alfa$ $proti$

v={\frac {2\cdot ({\rho }_{2}-{\rho }_{1})}{{\rho }_{1))}\cdot {g}\cdot {h}

Obecně místo psaní . Typový výraz navíc charakterizuje pohyb v subvertikálním potenciálovém poli a necharakterizuje subhorizontální pohyb toku zákalu. $proti$ $v^{2}$ $v^{2}=2gh$

Přes získané výsledky je jejich aplikace pro řešení inverzních problémů litologie obtížná. Kromě zjevné neochoty litologů zabývat se těmito problémy se zde na sebe nabalují další okolnosti: 1) nešikovnost rovnic. 2) Sedimenty jsou považovány za homogenní z hlediska minerálního a hustotního složení souvrství. 3). Hodnota hustoty vody je absolutizována , i když minerály se neukládají z čisté vody, ale ze směsi vody a pevného materiálu (suspenze), která má své vlastní hodnoty hustoty a viskozity. V hydraulice jsou takové směsi klasifikovány jako anomální předměty. [30] 4). Neexistují téměř žádné práce o stanovení viskozity suspenzí v širokém rozmezí koncentrací pevných látek. 5). Využití teorie podobnosti výrazně zkomplikovalo možnost řešení inverzního problému. 6). Nesprávné použití Stokesovy rovnice (není použitelná pro řešení takových úloh). $\rho _{o}=1$

Hlavním nedostatkem všech těchto prací je však nemožnost jejich aplikace na řešení inverzního problému. Všechny jsou určeny pouze pro kvalitativní analýzu procesu sedimentace.

Aplikace ustanovení hydrauliky. Georychloměr

Z hydrauliky jsou nejpřijatelnější představy o hydrodopravě [30] založeny na vztahu mezi prouděním a jím pohybovanými sedimenty. Přirozené vodní toky jsou typy přirozené hydrodopravy. Z tohoto důvodu je na ně aplikovatelný teoretický vývoj v oblasti hydrodopravy [45] . V tomto případě pro téměř horizontální tlakové toky platí rovnice:

v={\sqrt {{2g}\cdot {V_{{z}} \over {F}}\cdot {f \over {C_{{xt}}}}\cdot {({\rho _{{z }} \over {\rho _{{o}}}}-1)}}}\qquad {(1)}

zde - "střední část", to znamená projekci těla zrna na rovinu kolmou k liniím toku; - objem zrna; je součinitel odporu zrna, který zohledňuje vliv sousedních zrn na obtékání zrna; je koeficient tření částice o stěnu kanálku pohybu (v případě přirozeného proudění tření zrn o sebe). $F$ ${\displaystyle V_{z))$ ${\displaystyle C_{xt))$ $F$

Podobné studie jsou popsány v [48] , kde rovnice

{\frac {V_{{z))}{{F}\cdot {\phi ))}={({\frac {\rho _{{o))}{\rho _{{z))-\ rho _{{o}}}}}\cdot {{\frac {v_{{z}}^{{2}}}{2g}}}}\qquad {(2)}

V této rovnici, nazývané „Gostintsevova rovnice“ [49] , existuje bezrozměrný tvarový faktor (koeficient odporu). Z porovnání rovnic a vyplývá, že . $\phi$ $(jeden)$ $(2)$ $\phi ={C_{xt}}/{f}$

Parametr odráží lineární rozměry zrna. Zobecnění materiálů ukázalo, že v písčito-bahnitých sedimentech v 99 % případů patří zrna do typomorfní skupiny prizmoidů [31] . Vzhledem k tomu , že se jedná o projekci těla zrna na rovinu, jsou zde možné dvě extrémní možnosti: $V_{z}/{F}$ $A>B>C$ $F$

a) dlouhá osa je kolmá k proudnici;
Potom buď a nebo ;

F\cca {AC}

F\cca {AB}

{V_{z}/{F}}=C

{V_{z}/{F}}=B

b) tato osa je umístěna podél proudnice.
V tomto případě a .

F=CB

{V_{z}/{F}}=A

První případ přirozeně odpovídá odvalování zrna v proudu při pohybech, což přispívá k otěru tohoto zrna. Obecně lze napsat, že , kde je zobecněný lineární parametr. Terénní měření ukázala, že nejlepších výsledků bylo dosaženo s nebo . ${V_{z}/{F}}=d$ $d$ $d=C$ $d={(B+C)/{2}}$

Rovnice tedy zahrnuje parametry a , které jsou měřeny poměrně přesně a měly by být proto použity jako proměnné. V důsledku toho se dostáváme k rovnici $(2)$ $\rho$ $d$

\rho ={{{0,05}\cdot {\phi }\cdot {v_{{z}}^{{2}}}\cdot {\rho _{{0}}} \over {d}} +\rho _{{0}}}={\beta \over {C}}+{\rho _{{0}}}\qquad {(3)}

Tato rovnice byla použita pro stanovení paleovelocity zrn v některých objektech [49] a samotná metoda se nazývala „Geospeedometer“ [50] , [51] .

V této rovnici zůstává parametr nejasný . K jeho určení byly použity dva referenční objekty: $\phi$

Pro pobřeží velkých vodních nádrží (moře, jezera) byly použity údaje o mělkých březích Baltského moře. Kde je podle [46] hydraulický sklon; m/s je rychlost proudění; m - průměrná hloubka místa. Odtud . Pomocí této hodnoty se získají hodnoty rychlostí odpovídající skutečným hodnotám. $\phi ={{{g}\cdot {R}\cdot {i}} \over {v^{{2}}}}$ $i=0{,}016$ $v=0{,}8$ $R=2$ $\phi =0{,}245$ $\phi$
U řek byla jako standard brána hydraulická data pro řeku. Ugra (oblast Kaluga, Rusko), podle níž je nejvyšší rychlost vody při povodni 1,5 m/s nebo více. Pro m/s se ukázalo, že . $V=1{,}5$ $\phi =0{,}12$

Hlavní výsledky stanovení paleovelocity:

Kraj	${\rho _{{o))}(g/sm^{{3)))$	$v_{{z}} (m/s)$	$\phi$	Použité minerály
Pobřeží Bílého moře (Rusko)	1.34	$\cca {1{,}61}$	$\cca 0{,}25$	Qw, Ep, Grn, Dis, Zr,
Čudské jezero (SSSR)	1.07	$\cca {1{,}7}$		Qw, Mon, Rut, Tur, Zrn
Starověká pánev (Baškiria, souvrství Takatin)	1.2	$\cca {1{,}4}$		Dio, Tur, Rut, Zrn
Starověká pánev (Guinea, Gual)	1.1	$\cca {1{,}4}$		Ilm, Qw, Rut, Zrn
R. Ugra (Rusko, oblast Kaluga)	1,36 (referenční)	1.5	$\cca 0{,}12$	Mt, Ilm, Zrn, Px, Qw, Tur
Přítok řeky. Ošklivý	1,73	$\cca {1{,}24}$		Qw, Tur, Px, Rut, Zrn
Přítok řeky. Ošklivý	2,77	$\cca {0{,}97}$		Dio, Dis, Ep, Ilm, Mt
Tara placer (Rusko, západní Sibiř)	2.17	$\cca {0{,}97}$		Qw, Dis, Grn, Rut, Zrn, Ilm
Poznámka: Px- augit

Hlavní závěry vyplývající ze získaných výsledků:

1) Nejčastěji je argumentem hodnota , která říká, že zrno je orientováno napříč proudem vody v proudu; to je přijatelné, pokud se zrna při pohybu kutálejí. Tento způsob pohybu přispívá v maximální míře k zaoblení zrn, protože v tomto případě jsou možné nejčastější nárazové kontakty s nerovností žlabu. $1/{C}$ ;
2) Porovnání vypočtených hodnot a ukazuje, že mezi nimi existuje inverzní vztah, to znamená, že čím hustší (těžší) je složení zrna, tím pomaleji se pohybuje. To odpovídá intuitivnímu názoru, že za stejných okolností, čím větší je hmotnost objektu, tím pomaleji se pohybuje. $\rho _{o}$ $proti$ ;

Mezi další stejné podmínky patří:

Rovnost kinetických energií pohybujících se zrn. Praxe tento závěr nepodporuje.
Rovnost počtu pohybů, tedy impulsů pohybu zrn. Od , potom nebo , které určuje závěr. To ukazuje na pulzní (pulzační) mechanismus pohybu zrna. $J$ $J=m\cdot {v}$ ${\rho _{{o1}}\cdot {v_{{o1}}}}={\rho _{{o2}}}\cdot {v_{{o2}}}$ $m\cdot {v}=const$

3) Pulzující mechanismus pohybu materiálu nám umožňuje mluvit o periodicitě procesu. ;

Nechť:
1. Přemístění sedimentárního materiálu se provádí jak v kartézských souřadnicích, tak v čase, tj . kde je hmotnost dopravovaného materiálu; je souřadnice, po které se materiál pohybuje. 2. Sedimentární materiál se do sedimentační pánve dostává v důsledku destrukce některého původního mateřského geologického tělesa vyplněného sypkým materiálem, takže množství odebraného materiálu je úměrné množství materiálu v původním geologickém tělese. $M=f(x,t)$ $M$ $X$

To nám umožňuje napsat původní rovnice ve tvaru:

{\frac {dM}{dx}}=-a_{{x}}\cdot {M}\qquad {(A)}

;

{\frac {dM}{dt}}=-a_{{t}}\cdot {M}\qquad {(B)}

Spojením rovnic odstraněním společného parametru získáme pohybovou rovnici hmoty

{\frac {dM}{dx}}={a_{{x}} \over {a_{{t}}}}\cdot {{\frac {dM}{dt}}}

Další transformace vedou k nejjednodušší hyperbolické rovnici neboli strunové rovnici ve finální verzi ve tvaru:

{{dM} \over {dt}}={{v}\cdot {{dM} \over {dx}}}

; a

{{d^{{2}}M} \over {dt^{{2}}}}={{v^{{2}}}\cdot {{d^{{2}}M} \over { dx^{{2}}}}}}

Tento výsledek v zásadě souhlasí s jinými pracemi. Například M. A. Velikanov [46] použil hyperbolické rovnice k analýze transportu sedimentárního materiálu vodními toky.

Viz také

Poznámky

↑ Lithology Archived 24. dubna 2021 na BDT Wayback Machine .
↑ Sedimenty a sedimentární horniny // Geologie. M.: Mir, 1984. C. 117-150.
↑ Pustovalova L.V. Petrografie sedimentárních hornin. Moskva: GNTI ropa a důlní palivo. ples, 1940.
↑ Levinson-Lessing F. Yu., Struve E. A. Petrografický slovník. M.: GNTI lit. geologie a ochrana nerostných surovin, 1963. S. 179.
↑ Makarov V.P. Některé problémy litologie: Definice „litologie“ // Litologické aspekty geologie vrstevnatých médií. Jekatěrinburg: IGG UrO RAN, 2006, s. 155-156.
↑ Tyrrel, 1926. Lodochnikov, 1934.
↑ 1 2 3 4 Shvetsov M. S. Petrografie sedimentárních hornin: učebnice. Moskva: Gostoptekhizdat, 1958.
↑ Tichomirov S. V. Michail Sergejevič Švetsov. // Býk. Moskva společnost průzkumníků přírody. Odd. geologický. 1970. č. 6.
↑ 1 2 Rukhin L. B. Základy litologie. L.: Nedra, 1969
↑ Zeisler V.M. Formační analýza. Učebnice. Moskva: Univerzita RUDN, 2002, ISBN 5-209-01459-2
↑ 1 2 Maslov A.V., Alekseev V.P. Sedimentární formace a sedimentární pánve. Jekatěrinburg: nakladatelství UGGA, 2003
↑ 1 2 3 4 Yapaskurt O. V. Základy nauky o litogenezi. Moskva: Moskevská státní univerzita, 2005
↑ Sedimentární pánve a jejich potenciál ropy a zemního plynu. Přehled článků. Moskva: Nauka, 1983
↑ 1 2 3 Strakhov N. M. Základy teorie litogeneze. Moskva: Gostoptekhizdat. T. 1-3, 1960-1962.
↑ 1 2 3 Strakhov N. M. Sedimentace v moderních nádržích. Vybraná díla. Moskva: Nauka, 1993. ISBN 5-02-002218-7
↑ Pustovalov L.V. Petrografie sedimentárních hornin. M.-L.: Gostoptekhizdat, svazek 1-3, 1940.
↑ Gruza V.V., Romanovsky S.I. Princip aktuálnosti a logika poznání geologické minulosti. //Izvestija Akademie věd SSSR, ser. Geologie, č. 2, 1974.
↑ 1 2 Obecná geologie. vyd. A. K. Sokolovský. M.: Nakladatelství KDU. T.1.2006
↑ O stavu nauky o usazených horninách. M.: Nakladatelství Akademie věd SSSR, 1951. 273 s.
↑ 1 2 3 Alekseev V.P. Litologie. Jekatěrinburg, 2004. ISBN 5-8019-0060-8
↑ Milner G. B. (Milner HB). Petrografie sedimentárních hornin. Svazek I. M.: Nedra, 1968. 500 s.
↑ 1 2 3 4 5 6 7 Logvinenko N. V. Petrografie sedimentárních hornin. Moskva: Vyšší škola, 1967
↑ Zeisler V.M. Základy analýzy facií. M.: Nakladatelství KDU, 2009
↑ Zeisler V.M. Formační analýza. Učebnice. M.: Univerzita RUDN, 2002, ISBN - 5-209-01459-2.
↑ Frolov V. T. Zkušenosti a metody stratigraficko-litologických a paleogeografických studií. Moskva: Moskevská státní univerzita, 1965.
↑ Yapaskurt O. V. Základy nauky o litogenezi. M.: Nakladatelství Moskevské státní univerzity. 2005.
↑ Gruza V.V., Romanovsky S.I. Princip aktuálnosti a logika poznání geologické minulosti. //Izvestija Akademie věd SSSR, ser. Geologické, č. 2, 1974.
↑ Frolov V. T. Litologie: Uch. příspěvek. M.: Nakladatelství Moskevské státní univerzity, kniha 1, 1992; Kniha 2, 1993; Rezervovat. 3, 1995.
↑ Makarov V.P. Některé problémy geologie. Struktura a textura./VI Mezinárodní konference "Nové myšlenky ve vědách o Zemi". M. MGGRU, 2004
↑ 1 2 3 Gudilin N. S. a kol., Hydraulika a hydraulický pohon. Moskva: Moskevská státní univerzita, 2001
↑ 1 2 3 Makarov V.P. O definici pojmu „klastické horniny“ / Materials of the 4th All-Russian. Litologické setkání. Moskva: GEOS, 2006, s. 119-122.
↑ 1 2 3 4 Makarov V. P. Otázky teoretické geologie. 8. Geologické zákony./Moderní problémy a způsoby jejich řešení ve vědě, dopravě, výrobě a vzdělávání'2007". Odessa: Chernomorye, 2007. V.19. S.40 - 50
↑ 1 2 3 4 5 Zubkov I.F. Problém geologické formy pohybu hmoty. — M.: Nauka, 1979.
↑ Kondakov N.I. Logický slovník. Moskva: Nauka, 1971.
↑ Koronovský N. V. Obecná geologie. Moskva: Moskevská státní univerzita, 2006
↑ Strakhov N. M. Typy litogeneze a jejich evoluce v dějinách Země. Moskva: Gosgeoltekhizdat, 1963.
↑ Shulga V. F. Kotasova A, Kotas A. Litologická (facie)-paleoekologická analýza karbonského uhlonosného souvrství lvovského paleozoického koryta./ Litologie a geologie fosilních paliv. Yekaterinburg: Ural State Edition. Báňská univerzita, 2008. Vydání. II (18).S.116-133.
↑ Makarov V.P. Některé problémy litologie. Definice "LITOLOGIE"./Materiály VII. Uralského regionálního litologického setkání "Litologické aspekty geologie vrstevnatých médií". Jekatěrinburg: ed. IGG UB RAN, 2006. Pp. 155-156.
↑ Makarov V.P. Otázky teoretické geologie 2. Přístupy k tvorbě klasifikací geologických útvarů. Odessa: Černomory, 2007. V.15. S.31 - 39.
↑ 1 2 3 Shvanov V. N., Frolov V. T., Sergeeva E. I. et al. Systematika a klasifikace sedimentárních hornin a jejich analogů. Petrohrad: Nedra, 1998.
↑ Shvetsov M.S. Petrografie sedimentárních hornin: učebnice. M.: Gostoptekhizdat, 1958
↑ 1 2 3 Makarov V. P., Surkov A. V. Otázky teoretické geologie. 9. Některé morfologické vlastnosti zrn ve sypkých sedimentárních horninách./Moderní trendy v teoretickém a aplikovaném výzkumu. Odessa: Černomory, 2008. V.23. S.32 - 44
↑ Makarov V.P., Surkov A. V. Některé morfologické vlastnosti zrn ve volných sedimentárních horninách. / Litologie a geologie fosilních paliv. Jekatěrinburg: vydání Uralské státní báňské univerzity, 2008. Vydání. II (18). S.77 - 85.
↑ 1 2 3 Romanovsky S. I. Fyzikální sedimentologie. L.: Nedra, 1988
↑ 1 2 Makarov V.P., Surkov A. V. Otázky teoretické geologie. 10. K problému mechanismu pohybu a sedimentace pevných látek z vodních toků./Moderní trendy v teoretickém výzkumu a aplikovaném výzkumu. Odessa: Černomory, 2008. V.23. S.44 - 56
↑ 1 2 3 Velikanov M. A. Dynamika korytových toků. M.: Gostekhizdat, 1955. T.1,2
↑ 1 2 Selly R. K. Úvod do sedimentologie. Moskva: Nedra, 1981
↑ Gostintsev K.K. Metoda a význam hydrodynamické klasifikace písčito-bahnitých hornin při hledání litologických lapačů ropy a plynu. / Metodika předpovídání litologických a stratigrafických ložisek ropy a plynu. L .: Vydání VNIGRI, 1981. S. 51 - 62
↑ 1 2 Surkov, Fortunatova N. K., Makarov V. P. O podmínkách vzniku moderních sedimentů Čudského jezera podle granulometrických údajů.//Izv. vysoké školy. Řada "Geologie a průzkum", 2005, 5. S. 60-65.
↑ Makarov V.P. Otázky teoretické geologie. 11 Georychloměr - metoda zjišťování paleovelocity pohybu starověkých sedimentů vodními toky./"Perspektivní inovace ve vědě, vzdělávání, výrobě a dopravě." Odessa: Černomory, 2008. V.15. str. 36-49
↑ Makarov V.P., Surkov A.V. Geospeedometer - metoda pro stanovení paleovelocity pohybu sedimentů vodními toky. / Materiály 5. celoruské litologické konference "Typy sedimentogeneze a litogeneze a jejich evoluce v historii Země." Jekatěrinburg, 2008. V.2. Od 12-14

Literatura

Rukhin L. B. Základy litologie: Doktrína sedimentárních hornin / Ed. Dr. geol.-horník. Vědy E. V. Rukhina . - 3. vyd., revidováno. a doplňkové - L . : Nedra , Leningrad. oddělení, 1969. - 704 s. (v překladu)

Odkazy

Materiály o litologii na litology.ru

Slovníky a encyklopedie	Velká Katalánština Velká Katalánština Skvělý norský Velký Rus Britannica (online)

Sedimentární horniny
Sedimenty a útvary	Aluvium deluvium Diluvium Eluvium illuvium koluvium Proluvius
Procesy	Diageneze Katageneze Metageneze Metamorfóza
Jiné termíny	sedimenty vklady Sedimentace mutace Vrstvení Slín Klasické horniny
Vědecké směry	Litologie Kvartérní geologie Stratigrafie Geochronologie Paleogeografie Geomorfologie Inženýrská geologie Geokryologie
Kategorie Litologie

Geologie
teoretický	Geochemie Krystalografie Litologie Mineralogie Petrologie Strukturální Ekologický
Dynamický	Vulkanologie Geodynamika Geokryologie Geomechanika Geomorfologie Geotektonika Neotektonika Seismogeologie
historický	Geochronologie Paleogeografie Paleoklimatologie Paleontologie paleotektonika Stratigrafie Kvartérní
Aplikovaný	Válečný Minerální geologie Hydrogeologie Inženýrství Regionální Geologický průzkum
jiný	Geofyzika Geoekologie Prostor Námořní radiogeologie Historie geologie
Kategorie Geologie