Litologi

Den aktuelle version af siden er endnu ikke blevet gennemgået af erfarne bidragydere og kan afvige væsentligt fra den version , der blev gennemgået den 29. december 2013; checks kræver 69 redigeringer .

Litologi
Videnskaben
Sedimentologi

Emne	Geologi
Undersøgelsesemne	Sedimentære bjergarter
Oprindelsesperiode	19. århundrede
Hovedretninger	teoretisk litologi, minerallitologi mv.
Mediefiler på Wikimedia Commons

Litologi (fra andet græsk λίθος " sten " + λόγος " undervisning "; engelsk sedimentologi ) er en geologisk videnskab om sedimentære bjergarter ( studieobjekt), i Vesteuropa og USA kaldes denne videnskab for sedimentologi [1] .

Litologi er en vigtig del af petrografi , der studerer sammensætning, struktur, oprindelse og forandring af sedimentære bjergarter ; studerer regelmæssighederne og betingelserne for dannelsen af geologiske sedimenter, konsoliderings- og lithificeringsprocesserne [2] .

Lithologiens opgaver ( sedimentologi ) omfatter studiet af den "sedimentære skorpe", identifikation af træk og mønstre for fordeling af sedimentære bjergarter, samt søgningen efter mineralaflejringer forbundet med sedimentære bjergarter.

Udtrykket

I 1940 viste L. V. Pustovalov , at udtrykket litologi er passende at anvende på sedimentære bjergarter og petrologi - på magmatiske og metamorfe [3] .

I 1944 definerede D. S. Belyankin litologi som en gren af petrografi (eller petrologi ), der studerer moderne og gamle mineralsedimenter [4]

I 2006 definerede V.P. Makarov litologi som studiet af sammensætningen, forholdet og forbindelserne mellem geologiske kroppe og deres klipper, dannet under processer, der forekommer i hydrosfæren , atmosfæren og biosfæren [5] .

Anvendelsen af begrebet litologi til studiet af sten i teknik, arkitektur og teknologi har ikke slået rod [6] .

Afsnit af litologi

Petrografi af sedimentære bjergarter - studiet af sammensætningen af sedimentære bjergarter [7] , [8] .
Faciesanalyse - Sammensætning, relationer og sammenhænge mellem bjergarter [9] .
Formationsanalyse - Sammensætning, relationer og forbindelser mellem klipper og geologiske legemer lavet af disse klipper [10] , [11] .

Litologi har sammen med regional geologi, geotektonik og andre geologiske videnskaber ydet et væsentligt bidrag til udviklingen af en ny retning i geologi - sedimentære bassiner [12] , [13] , [11] .

Direkte og omvendte problemer

I litologi, den eneste måde[ afklare ] usammenhængende[ afklare ] opgaver, altid[ klargør ] ignoreret af geologer:

Den direkte opgave er at bestemme træk ved dannelsen af sedimenter, hvorfra sedimentære bjergarter efterfølgende dannes , under forskellige fysisk-mekaniske og fysisk-kemiske forhold. Et stort bidrag til løsningen af dette problem blev ydet af N. M. Strakhov [14] , [15] .

Det omvendte problem , baseret på analysen af de observerede egenskaber af sedimentære bjergarter, er genoprettelsen af betingelserne for deres dannelse. Et væsentligt bidrag til løsningen af dette problem blev ydet af L.V. Pustovalov [16] såvel som af næsten alle geologer og især litologer, der studerer sedimentære bjergarter. Det metodiske grundlag for disse værker er aktualismens metode (princippet) [17] (konceptet blev introduceret af C. Lyell i 30'erne af det XIX århundrede [18] .). Efter at have spillet en væsentlig rolle i udviklingen af de geologiske videnskaber, er denne metode i øjeblikket en bremse for deres udvikling. Faktum er, at aktualismens metode i det væsentlige er en metode til analogier , og metoden til analogier er ikke en metode til bevis . Analogimetoden er grundlaget for dannelsen af hypoteser . Derfor skal alle udsagn opnået på baggrund af aktualismemetoden nu betragtes som videnskabelige hypoteser, der kræver særlige bevisprocedurer . Og det er præcis, hvad geologer, inklusive litologer, aldrig gør og ikke ønsker at gøre.

Problemet er, at eksistensen af en løsning på det direkte problem ikke indebærer eksistensen af en løsning på det omvendte problem; sidstnævnte er et selvstændigt problem, selvom løsningen af det omvendte problem ikke er mulig uden en løsning på det direkte problem. Manglende forståelse af forskellene mellem disse typer problemer førte til kunstige og vidtløftige konflikter mellem litologer, afspejlet for eksempel i forberedelserne til det litologiske møde i 1951 [19] , og især bemærket i [20] .

Med hensyn til indhold og forskningsmetoder ligger Litologi meget tæt på et sådant afsnit om sedimentære formationer som Sedimentologi . Unøjagtigheden af definitionen af "litologi" fører til forvirring i forholdet til "sedimentologi". Mange anser litologi for at være en del af sedimentologi. Så ifølge Vatan (1955) "Sedimentologiområdet er meget mere omfattende end området petrografi af sedimentære bjergarter." [21] .

Andre forskere tilskriver tværtimod sedimentologiens processer til stadierne af litogenese , for eksempel [14] , [22] , det vil sige, at de betragter "Sedimentologi" som en del af "Lithology". Definition nr. 1 kommer også fra disse relationer .

Reelle relationer etableres let ud fra positionen af dilemmaet direkte problem-omvendt problem . Så er "Sedimentologi" en form for løsning af det direkte problem, mens "Litologi" er det omvendte problem. På trods af deres nærhed er der tale om problemer, hvis løsninger er rettet i modsatte retninger. Disse begreber står således ikke i relation til hinandens underordning, men er begreber af samme orden.

For at vende tilbage til definition nr. 1, kan vi sige, at i en fri oversættelse er sedimentologi videnskaben om dannelsesmønstrene af moderne sedimenter , mens litologi er videnskaben om dannelsen og distributionsmønstrene af sedimentære bjergarter . Følgelig adskiller genstandene for deres forskning sig væsentligt: Sedimentologi studerer moderne sedimenter, mens litologi studerer sedimentære bjergarter fra oldtiden. I betragtning af ovenstående kan det hævdes, at det ultimative mål med litologi er at bestemme de palæogeografiske betingelser for dannelsen af sedimentære bjergarter .

Et synspunkt tæt på denne er bemærket af en tredje gruppe af litologer, for eksempel P. P. Timofeev, O. V. Yapaskurt og andre.

"I deres fortolkning begynder litogenese med sedimentets diagenese og strækker sig til alle postdiagenetiske transformationer af bjergarten ... I denne forståelse følger litogenese (eller klippeformation) den foregående sedimentogenese (eller sedimentation). Således er to kategorier af naturlige processer modsat, som er fundamentalt forskellige i deres essens og specificitet af forskning, og sammen med disse understreges deres tidsmæssige underordning” ( [12] , s. 18).

I denne konklusion er konstruktionen "alle post-diagenetiske transformationer" ikke klart defineret, da dette kan omfatte sådanne gensidigt eksklusive processer som hypergenese og metamorfose, som er overlejret på allerede dannede klipper.

I ovenstående fortolkninger er der ingen streng adskillelse af begrebet "sediment" og "klippe" [12] , hvilket resulterer i, at for eksempel sand fra moderne aflejringer betragtes som sediment , mens sand af en ældre alder, for eksempel er Neogene , Palæogene og endda Jurassic , hvor der ikke er klare tegn på diagenese , allerede betragtet som en løs sedimentær bjergart. Der er heller ingen klar grænse mellem begreberne "moderne" og "gamle". Antag for eksempel, at floden på et eller andet tidspunkt løber over og afsætter sediment . Det er klart, at dette sediment i øjeblikket er "moderne"; Sedimentologen, der studerer dette sediment, sammenligner dets egenskaber med egenskaberne for den strøm, hvorfra det er aflejret, og drager visse konklusioner. Efter for eksempel et år dækker den samme flod, der delvist eroderer sedimentet, den med sediment . Den nye forsker, der studerer sedimentet , opdager sedimentet , kender intet til dets forhistorie. I løbet af det seneste år, på grund af det lille forløbne tidsinterval, har diageneseprocesser i sedimentet faktisk ikke fundet sted. Dette rejser straks spørgsmål: hvad er sedimentet - gammelt eller stadig moderne? og sediment - sediment eller allerede løs sten? Denne usikkerhed fører også til usikkerhed ved identifikation af stadierne af transformation af sediment til sten. Især er det ikke helt klart, hvor stadiet for racedannelse slutter, og stadiet af dets epigenetiske transformationer begynder. $\left[{O_{1}}\right]$ $\left[{O_{1}}\right]$ $\left[{O_{2}}\right]$ $\left[{O_{2}}\right]$ $\left[{O_{1}}\right]$ $\left[{O_{1}}\right]$ $\left[{O_{1}}\right]$ $\left[{O_{1}}\right]$

Lad - sediment, og - sediment bliver til sten ( GS ), det vil sige = GS . Derefter sker en transformation - omdannelsen af sediment til sten, af formen = , hvor er transformationsoperatoren, som afspejler mekanismen for omdannelse af sediment til sten. $\left[O\right]$ $\left(O\right)$ $\left(O\right)$ $\left(O\right)$ ${A}\cdot {\left[O\right]}$ $EN$

I litologi skelnes hovedsageligt to på hinanden følgende stadier af omdannelsen af sediment til sten: diagenese (tidlig transformation) og katagenese (sen diagenese) [12] . Vi betegner dem ved henholdsvis operatørerne og . Så kan vi symbolsk skrive $D$ $K$

{\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)))

Her er et mellemliggende sedimenttransformationsobjekt. Udvider vi parenteserne i højre side, når vi frem til udtrykket ${\displaystyle {\left(O\right)}_{1))$

EN

= .

{K}\cdot {D}

Nogle egenskaber ved dette produkt af operatører:

Produktet af operatørerne er ikke permuterbart , dvs. $A\neq {D}\cdot {K}$ $A_{1}={D}\cdot {K}=0$
Vender vi tilbage til "sandet", kan vi skrive, at i dette tilfælde = , hvor , det vil sige, at der ikke er nogen transformation. Denne ejendom besidder ikke kun sand, men også af andre sedimentære formationer, for eksempel mange salte , kalksten . $\left(O\right)$ $\left[O\right]$ $A=1$

Forskningsmetoder

Vigtigste forskningsmetoder :

direkte geologiske (litologiske) observationer af sammensætningen og strukturen af sedimentære bjergarter ved hjælp af forskellige metoder til finstudie af stof, for eksempel geokemisk eller isotopisk .
instrumentelle metoder - optiske metoder, studiet af partikelstørrelsesfordeling, typer af termisk analyse , elektronmikroskopi osv.;
generaliserede analysemetoder:

3a. faciesanalyse [9] , [23] ; [en]
3b. formationsanalyse [24] ;
3c. litostratigrafisk analyse [25] ;
3 år. palæogeografisk analyse [22] ;
3d. faseanalyse [26] ;
3e. sammenlignende litologisk metode (A. D. Arkhangelsky (1912), N. M. Strakhov), etc.

Alle metoder til generaliseret analyse, der tilhører et højere forskningsniveau, evaluerer forskellige forhold og forbindelser mellem litologiske fænomener og objekter . Deres ulempe er det empiriske niveau af den modtagne information . Teoretiske studier i litologi er fuldstændig fraværende.

I mange tilfælde er metoderne til generaliseret analyse baseret på princippet om aktualitet [27] . De navngivne typer af generaliserede analyser er varianter af aktualismens metode.

På baggrund af undersøgelsens resultater udarbejdes litologisk-facies og litologisk-paleogeografiske kort og atlas , som gør det muligt visuelt at vise mønstrene for rumlig fordeling af sedimentære bjergarter og lave en prognose for placeringen af en række mineraler .

Historie

Litologi, som en af geologiens grene, blev isoleret i slutningen af XIX - begyndelsen af XX århundreder [20] [28] . som et resultat af stratigrafiske og palæogeografiske undersøgelser, ledsaget af studiet af materialesammensætningen af sedimentære bjergarter og beslægtede mineraler. Af stor betydning for isoleringen af litologi var materialerne opnået af den engelske oceanografiske ekspedition om bord på Challenger (amerikansk videnskabsmand J. Murray , belgiske A. Renard, 1891), såvel som studierne af den tyske geolog I. Walter (1893-94), viet til spørgsmålene om sedimentær bjergart. Takket være russernes værker ( P. A. Zemyatchensky , Ya. V. Samoilov [2] , Viktor Nikolaevich Chirvinsky (1883-1942), A. P. Karpinsky [3] , [4] (utilgængeligt link) ; A. P. Pavlov [5] osv. ) og udenlandsk (engelsk videnskabsmand G. Sorby , amerikansk - J. Burrell, W. Vaughan, fransk - L. Kaye, tysk - G. Potonierog andre) videnskabsmænd i litologi i 1910'erne. opstod som en selvstændig videnskab. Et stort bidrag til dens videre udvikling blev ydet af Sovjet ( A. D. Arkhangelsky , A. N. Zavaritsky , D. V. Nalivkin , M. S. Shvetsov [6] (utilgængeligt link) , V. P. Baturin , L. V. Pustovalov [7] (utilgængeligt link) , [8] . Strakhov [9] (utilgængeligt link) , L. B. Rukhin og andre) og udenlandske (amerikanere - W. Twenhofel , W. Krumbein , F. Pettijo og andre) videnskabsmænd. Særligt intensiv udvikling af litologi begyndte i USSR efter det første litologiske møde (1952), hvor litologiens resultater for hele den sidste periode blev diskuteret, og et program for yderligere forskning blev skitseret.

Problematiske problemer

På trods af mere end et århundredes udvikling af "litologi" er mange spørgsmål om dens eksistens på nuværende tidspunkt ikke løst i den:

Fraværet af en streng definition af begrebet "litologi". Definition #1 er den officielle standarddefinition og er overfladisk. Definition #2 er et alternativ . De fleste af ovenstående domme bygger netop på definition nr. 2. Ikke desto mindre kan den heller ikke anses for tilfredsstillende, da den er baseret på de typer af processer, der fører til dannelsen af sten. Definitionen af disse processer er produktet af fortolkningen af et bestemt sæt egenskaber, som bør inkluderes i definitionen af typen af sten.
Fraværet af en streng definition af "sedimentær bjergart" både af formelle træk og af betingelserne for dannelse. Dette fører til fremkomsten af utilstrækkeligt underbyggede beslutninger. Analysen afslører fraværet af definitioner og andre væsentlige begreber; for eksempel er der ingen definition af "marine sedimentære bjergarter". Derfor er det f.eks. ikke klart, hvordan marin sandsten adskiller sig fra fluvial (alluvial) eller lakustrin sandsten. Disse forskelle bør nemlig være elementerne i definitionen af disse sandsten. Begreber som "marine sedimentære bjergarter" er ikke geologiske (litologiske), men geografiske begreber, da de kun angiver det sted, hvor den sedimentære bjergart blev dannet.
En anden konsekvens af denne unøjagtighed, vaghed, er tildelingen af en række geologiske objekter til sfæren "litologi". I petrografien af sedimentære bjergarter studeres således jaspilitter ( jernholdige kvartsitter ), som er klassificeret som bjergarter med høje stadier af metamorfose ; mange pyroklastiske formationer, som studeres i en anden sektion af "Geologi" - " Vulkanologi ". Det samme kan siges om allitter ( bauxitter ), som må betragtes som produkter af metasomatisme , der opstår ved lave temperaturer og tryk .
Vilkårlighed i definitionen af så vigtige begreber inden for petrografi som klippernes struktur og tekstur . Der er ingen analyse af forholdet mellem dem: er der ordinære lighedsforhold mellem dem , eller er disse begreber af forskellig orden. De eksisterende fortolkninger af disse begreber er klart intuitive og derfor subjektive [29] .
Spørgsmålene om transport og aflejring af sedimenter, hvorfra der så dannes mekanogene bjergarter, er ikke blevet udviklet, selvom begyndelsen af disse løsninger, baseret på begreberne hydraulik og hydrotransport (i moderne forstand) [30] , blev betragtet som som tidligt i 40-50'erne af det XX århundrede , for eksempel [15] .
Begrebet "Klastiske klipper" er ikke klart defineret. Uklarhed opstår på grund af det faktum, at begrebet "fragment" ikke er defineret (nu er det af intuitiv karakter), og det er derfor ikke klart, hvorfor begrebet "Klastiske klipper" også omfatter afrundede bjergarter dannet som følge af handling af en overlejret proces - fysisk eller chokmetamorfose [ 31] .
Positionen af nogle organogene bjergarter i de "sedimentære bjergarter" er ikke klart defineret. Så tilstedeværelsen i de "sedimentære bjergarter" af sedimenter dannet ved udfældning af skeletrester af planktoniske organismer fra suspension ( suspension ) er stadig forståelig, men hvad med bentiske, inaktive og endnu mere vedhæftede eller koloniale , for eksempel koraller , organismer?

I betragtning af den betydelige vilkårlighed i definitionen af "Sedimentary Rock", manglen på indre enhed af de træk, der kendetegner dette begreb, får man det indtryk, at dette begreb er kunstigt, langt ude. Det må betragtes som arkaisk .

Love

Nogle egenskaber ved lovene [32] : Udviklingen af litologi forudsætter eksistensen af specifikke litologiske love (LL), højere end klassifikationer, former for generalisering af observationer. Men litologiske love (eller litologiske love) er en del, en form for manifestation af geologiske love (GZ). GZ - privatlove baseret på ideer om love i vidensteorien. Tidligere blev essensen af GP betragtet af I. F. Zubkov [33] ud fra dialektikkens kategorier og love. Ifølge ( [34] s. 156) "er lov en internt nødvendig, universel og væsentlig forbindelse af objekter og fænomener af objektiv virkelighed; solid, forbliver i processen, gentagende og identisk i fænomenet; ...". Lov egenskaber:

Objektivitet er tilstedeværelsen af relationer og forbindelser mellem fænomener, uafhængigt af en persons vilje, især en supervisor.
Bevis på relationer, forbindelser.
Universalitet - relationerne og forbindelserne mellem fænomenerne i den geologiske virkelighed er samtidig iboende i mange materielle (geologiske) systemer.
Materialitet er en nødvendighed for eksistensen af et objekt, et fænomen. En væsentlig egenskab er en, hvis fjernelse fører til ødelæggelse af fænomenet.

Med udviklingen bliver Loven en del af teorien, som er en mere generel egenskab ved videnskabelig viden, selvom selve forholdet beskrevet af denne lov ikke forsvinder. "Loven som en logisk form for organisering af empiriske data giver det epistemologiske resultat, som kaldes viden" [33] . En vigtig funktion af Z. er forklaringen af essensen af nye fænomener og forbindelser: forklaringen på et bestemt fænomen er dets beskrivelse i form af kendte love.

Inden for geologi er Loven, som en form for generalisering af empirisk materiale, primært baseret på resultaterne af geologisk observation (GN), som en elementær og primær handling af videnskabelig forskning [32] . En væsentlig rolle i dannelsen af de geologiske love (GB) spilles ved at tage hensyn til GN's modstridende natur, da GN er en afspejling af samspillet mellem det objektive og det subjektive. De er geologiske objekter (klipper, kroppe) som en objektiv virkelighed, og en geolog - en forsker, der bidrager med sit "jeg" til at identificere forbindelser mellem geologiske objekter - som en subjektivitetsfaktor. GB beskriver egenskaberne ved bestemte stofformer: 1. genstande og fænomener og 2. forhold mellem dem. Der er to former for GB: 1. Visning af væsentlige træk ved strukturen og fordelingen af objektivt eksisterende former for geologisk eksistens, bestemt eller bekræftet ved uafhængige instrumentelle metoder. 2. relationer og forbindelser mellem disse former, som ikke har uafhængig bekræftelse, da de vigtigste metoder til deres identifikation - teoretiske konstruktioner - er fraværende. Derfor indeholder den anden form for CP et element af subjektivisme. Derfor dens inkonstans, variation i tid, hvilket oversætter GB til en lavere kvalitet - en regelmæssighed. Ved brug af geologiske observationer skal det huskes, at GN udelukkende etablerer hypotetiske forhold mellem geologiske objekter , der danner grundlag for hypotesen. Stadiet for deres transformation gennem bevis til en objektiv virkelighed, hvis afspejling kun er en teori, er praktisk talt fraværende i geologien.

I [33] betragtes historien om GBs oprindelse. Der er to perioder for deres påvisning. Den første periode er forbundet med dannelsen af geologi indtil det 20. århundrede. På dette tidspunkt blev der formuleret bestemmelser, kaldet grundlovene, om de generelle træk ved strukturen af det geologiske rum: 1. periodisk ændring af land og hav; 2. (Leonardo da Vinci) enhver del af jorden, der er udsat for floder, var allerede jordens overflade .; 3 (Leonardo - da Vinci) i formuleringen [33] - loven om isostasi; 4 (Væg) er den normale forekomst af lagene vandret, og lagene, der begrænser lagene nedefra og fra siden, er dannet tidligere, osv.

Den anden periode med datageneralisering er det 20. århundrede. På det tidspunkt faldt intensiteten af GB-udvinding, og tendenser så ud til at benægte eksistensen af love inden for geologi ( [33] s. 199-209). På det tidspunkt blev der næsten ikke kun formuleret nogen love, men selv omtalen af dem begyndte at blive dæmpet op. For eksempel, hvis M. S. Shvetsov [7] stadig nævner begrebet love, så siger efterfølgende værker [22] , [18] eller [35] praktisk talt ikke et eneste ord om geologiske love. Væsentlige mangler ved den filosofiske analyse af geologiens problemer:

ignorerer dualiteten af geologisk observation;
ringe berettiget tro på objektiviteten af geologisk viden;
absolutisering af et sådant surrogat for videnskabelig forskning som geologisk modellering (i dens forskellige former), statistiske forskningsmetoder;
Inden for mange grene af geologien (geokronologi, geokemisk og isotopbarotherometri, isotopgeokemi, problemet med stofkilder, petrografi af bjergarter osv.) er der identificeret metodiske (teoretiske, matematiske, metodiske) fejl.

Problemet med "geologiske love" har således ikke fundet sin løsning i den nyere historie om geologiens udvikling, selvom de geologiske love er hjørnestenene i den generelle struktur af objektiv geologisk viden.

Klassifikation af geologiske love

Der er flere grupper af geologiske love:

A. De mest generelle udviklingslove, repræsenteret ved dialektikkens love. Disse omfatter love: modsætningernes enhed og kamp; overgangen fra kvantitet til kvalitet; negation af negation, udelukket tredje osv. B. Gruppe af generelle speciallove : moderne love for fysik og kemi, der beskriver den geologiske virkelighed:

Termodynamikkens og fysiske kemiens love beskriver træk ved temperatur og barisk mineraldannelse, herunder træk ved klimatiske påvirkninger.
Hydromekanikkens og hydrodynamikkens love er betingelserne for sedimentation, for eksempel overførsel af affald i vand- eller vindstrømme.
Biologiens og mikrobiologiens love beskriver træk ved udviklingen af organismer, der leverer materiale til dannelsen af specifikke former for sedimentære bjergarter.

B. Særlige eller faktisk geologiske (litologiske) love. Det mindst udviklede område af geologisk viden. Og her kan man også skelne mellem geologiske love af generel karakter: enhed af stof og rum, begrænsninger og blanding, hvis konsekvens er enhed af det geologiske legeme og bjergarten.

Nogle geologiske love, der er direkte relateret til dannelsen af litologisk viden [32] :

Leonardo da Vincis lov

enhver del af jorden, der er blotlagt af floder, var allerede jordens overflade.

Loven om enhed mellem rum og stof

ethvert stof (fast, flydende eller gasformigt) eller felt fylder et vist rumfang; og omvendt er ethvert rumvolumen fyldt med et eller andet stof eller felt.

Loven om enhed af det geologiske legeme og klippen

Enhver sten optager en del af jordens rum, som kaldes det geologiske legeme, og omvendt. ethvert geologisk legeme er fyldt med noget sten.

Forældelsesloven

kvantitative egenskaber ved objekters eller fænomeners egenskaber er begrænsede og endelige værdier.

lov om forveksling

alle racer er produkter af blanding eller transformation af allerede eksisterende racer.

Lov om periodicitet

processer, der forekommer på overfladen eller inde i Jorden, gentages periodisk.

Love i litologi [32]

Bestemmelser, der kan være[ klargør ] litologiens love:

Stenons lov

Lagene ligger vandret, med de ældre liggende under de yngre;

Golovkinsky-Walter lov

Facies Law of Golovkinsky - Walter (Law of Facies Correlation) aldersglidning af individuelle petrografiske horisonter - typer af sedimenter (facies) og deres grænser; et fænomen forårsaget af kystlinjens bevægelse. I sektionen af sedimentære lag aflejres sedimenter over hinanden, som dannes i nærheden på overfladen af litosfæren eller i bunden af sedimentationsbassinet. Derfor går vandrette zoner af sedimenter (facies) under havets overskridelse eller regression over i lodrette i sektionerne af sedimentære lag. Som følge heraf er sedimenterne af de samme facies i land-hav-retningen strengt taget ikke af samme alder. Denne lov, etableret af Golovkinsky (1869), blev formuleret af Inostrantsev (1872) og senere suppleret og forfinet af Walter (1894): ændringen af nogle sedimenter af andre på overfladen af litosfæren, i sedimentationsbassinet og i sektioner kan forekomme ikke kun gradvist, men også pludseligt. Der er et nedfald af en eller flere mellemliggende facies i nærheden af denne under overvejelse af forskellige årsager: tektonisk, klimatisk, orohydrografisk osv.

Loven om enhed af strømme og mekanogen nedbør

Det tætte forhold mellem vand (luft) strømme og mekanogene sedimenter aflejret fra dem er en af litologiens vigtigste love.

Pustovalovs lov om sedimentær differentiering

I processen med overførsel af sedimentært materiale under påvirkning af fysisk-kemiske og fysisk-mekaniske forhold opstår dets differentiering.

Strakhovs lov

N. M. Strakhov etablerede en årsagssammenhæng mellem nedbør frigivet fra vandstrømme og de klimatiske træk i regionen [36] Denne lov er et særligt udtryk for Pustovalovs lov, hvis vi betragter klimatiske forhold som en særlig manifestation af fysisk-kemiske forhold.

Loven om periodicitet af sedimentation

Det betragtes som den grundlæggende lov om sedimentering; det første forsøg på at underbygge det tilhører L. V. Pustovalov (1940) [7] . Loven er et særligt tilfælde af den generelle lov om periodicitet, især den "generelle periodicitet af geologiske processer" [22] . "Den højeste manifestation af periodicitet er vekslen mellem forskellige formationer af sedimentære bjergarter i løbet af en komplet geotektonisk cyklus" ( [22] S.240).

Loven om evolution af sedimentation

”I sin udvikling er det, som om der gennemføres en gentagelse af det, der er gået forud, men hver gang på en ny måde, på et nyt - højere grundlag, det vil sige, at udviklingen går i en spiral ... . … sedimentationsudviklingsprocesser forekommer irreversibelt." ( [22] , S.242, 247).

Heckers lov

Det afspejler bestemmelserne "om den tætte forbindelse mellem organismer og miljøet", udviklet i detaljer af R. F. Gekker (1933-1957) [37] (Gekker Roman Fedorovich, 03/25/1900 - 08/15/1991; [10] Arkivkopi dateret 27. juli 2009 på Wayback Machine )

Bilibins lov

alle fragmenter af klipper og mineraler, der falder ind i aktivt fungerende vandstrømme, når de overføres, ruller og får en ligevægts, velafrundet form. I det ideelle tilfælde har den rullede overflade en minimal ruhed og er beskrevet af ligningerne for ellipsoider (og kuglen) .

Klassificering af sedimentære bjergarter

"Klassifikationer af sedimentære bjergarter er baseret på genese og materialesammensætning. Ifølge genesen skelnes bjergarter som klastiske, kemiske og organogene eller klastiske, leragtige og kemobiogene. Yderligere opdeling inden for store genetiske grupper udføres efter materiale- og mineralsammensætning.

L. V. Pustovalov baserede opdelingen af klipper på teorien (mere korrekt, hypotesen) om sedimentær differentiering af stof, og fremhævede rækken af klipper, der opstod under mekanisk og kemisk differentiering, V. M. Baturin - faserne af det oprindelige stof, hvorfra klipperne er dannet , F. Pettyjohn - det tektoniske princip for klippedannelse under forskellige tektoniske forhold osv. Alle disse klassifikationer er dog mere komplekse og besværlige og er ikke meget brugte [22] .

Klassifikationen af sedimentære bjergarter er en del af en mere generel klassificering af bjergarter og repræsenterer en generalisering af det enorme faktamateriale indsamlet af geologer og litologer gennem hele geologiens eksistens [38] , [39] . Klassifikation er en måde at systematisere empiri på. Det afspejler de empiriske forbindelser mellem begreber, der beskriver de væsentlige fænomener i den geologiske virkelighed. Hovedelementerne i klassifikationen er klassifikationstræk , det vil sige egenskaberne af empiriske data, på grundlag af hvilke disse data er opdelt i homogene sæt. Generelt er klassifikation et mellemled i beskrivelsen af den geologiske virkelighed og er en af de primære former for dens generalisering, der afslutter et vist trin i videnskabelig forskning på empirisk niveau. Der er to niveauer af definition af "klassificering":

Klassifikation er operationen med at opdele et sæt klassifikationstræk i ikke-overlappende delmængder af klassifikationstræk, der er homogene med hensyn til disse funktioner eller relationerne og relationerne mellem dem.
Klassifikation er en form for repræsentation af et ordnet sæt klassifikationstræk.

Ved vurdering og opbygning af en klassifikation skal der tages hensyn til to punkter:

på hvilket grundlag hviler det (hvad er et komfur?);
hvad er klassificeringen til?

Det indledende grundlag for klassificeringen er de mest almindelige komponenter i den geologiske virkelighed:

former for eksistens af geologisk substans ( stof );
former for bevægelse af geologisk stof (stof).

De vigtigste former for eksistens af geologisk stof er:

en. Fast stof (faste faser - sten, mineraler, naturlige glas osv.);
b. Flydende stof (flydende faser, opløsninger, smelter ( lavaer ));
i. Gasformigt og gasformigt stof (gasfaser, væsker );
d. Blandede former (primært opslæmninger og suspensioner).

I overensstemmelse med dem skelnes de vigtigste former for bevægelse af geologisk stof også:

1. Fysisk - primært mekanisk ( overførsel , glidning , indtrængen , tektoniske bevægelser osv.); 2. Kemikalie: 2a. Opløsning , smeltning ; 2b. Udfældning fra opløsninger eller smelter ( krystallisation ); 2c. Kemisk transformation ( forvitring , metasomatisme, metamorfose, reaktionsforhold mellem mineraler osv.). 3. Økologisk: 3a. Biologisk (vital aktivitet af makroorganismer ); 3b. Mikrobiologisk (livsaktivitet af mikroorganismer); 3c. Fytologisk (vital aktivitet af planteorganismer ).

I alle sidstnævnte tilfælde bemærkes den dobbelte rolle af organismer (herunder planter) i geologiske processer:

Ah. Organismer er stendannende midler på grund af deres skelet , primært ydre og lavet af mineralsk stof. Ab. Organismer efter deres død efterlader dele, hvis henfaldsprodukter er grundlaget for stendannelse (oftest planter). B. Organismer som katalysatorer deltager i omdannelsen af klipper, de selv efterlader praktisk talt ikke direkte spor.

Alle klassifikationer baseret på disse former for bevægelse af geologisk stof kaldes naturlige.

Rent praktisk er klassifikation en form for sprog , på grundlag af hvilket information om essensen af geologiske fænomener overføres. Som eksempel kan nævnes klassificeringen af sedimentære bjergarter af MS Shvetsov [7] , som er sproget for næsten alle geologiske beskrivelser. Endelig spiller klassifikationen rollen som en bestemt standard ( standard ), der bruges som grundlag for at bestemme bjergarter og tildele dem til bestemte grupper af geologiske formationer.

Der er flere niveauer af indledende klassificering af geologiske træk:

Initial er primære klassifikationer eller klassifikationer af det første niveau ; de systematiserer direkte observerede empiriske data og etablerer primære, empiriske, overfladiske forbindelser mellem klassifikationsobjekter.
Det andet niveau af den indledende klassifikation afspejler produkterne af fortolkningen af primære, empiriske træk. Disse produkter er navnene ( navne , udtryk ) på klipper, etableret af disse funktioner, og derfor inkluderer det andet niveau den primære klassificering af klipper som sådan.
Det tredje niveau er den såkaldte genetiske klassifikation, selvom der ikke er nogen nøjagtig definition af begrebet " genese ". Genesis er en højere fortolkningsfaktor, som er etableret på grundlag af at identificere betingelserne for dannelsen af specifikke klipper, og derfor fuldender processen med den indledende klassificering.

Variationer af præsentationsformer for klassifikationer

De vigtigste former for klassifikationsrepræsentation er kendt:

Symboler til kort, planer, skemaer.
Beskrivende i form af en specifik tekst, hvor klassifikationens elementer præsenteres som afsnit af denne tekst;
Tabel - i form af en tabel (kvasi-matrix), hvor de vigtigste klassifikationstræk er systematiseret horisontalt og vertikalt. Denne form kom mest til udtryk i [40]
I nogle tilfælde noteres klassifikationer - cyklogrammer [14]

Symboler er den ældste form for klassificering. I øjeblikket er todimensionelle klassifikationstabeller mest almindelige som de mest illustrative, selvom der er mere komplekse typer af skillevægge, for eksempel trekantede osv. Sidstnævnte bruges ofte til klassificering af bjergarter (ofte magmatiske) efter kemisk eller mineralogisk sammensætning . Klassifikationstabellen ligner på en måde ligningen opnået i teoretiske undersøgelser: klassificeringen er en koncentreret afspejling af den geologiske virkelighed, giver den mest kortfattede, samtidig ret rummelige og nøjagtige idé om træk ved empiriske data, beskrivelse, som kan fylde meget.

Forfatterens klassifikationer

I Rusland (og Sovjetunionen) dukkede de første klassifikationer af sedimentære bjergarter op før krigen (V. M. Baturin, 1937, L. V. Pustovalov, 1940 osv.). En oversigt over de mest alvorlige klassifikationer er givet i [20] . Den første mest acceptable og udbredte klassifikation blev imidlertid skabt af MS Shvetsov (1948).

Klassificering af sedimentære bjergarter af M.S. Shvetsov [41] (med tilføjelser af MGRI)
1. Genetiske grupper af bjergarter, der skelnes på grundlag af oprindelsen af deres bestanddele
Klastiske bjergarter ( destruktionsprodukter uden at ændre mineralsammensætningen )	Lersten ( nedbrydningsprodukter af aluminosilicater og jern-manganaluminosilikater med dannelse af lermineraler )	Kemiske og biokemiske produkter ( fældning fra opløsninger med dannelse af oxider og salte af en simpel kemisk sammensætning )	Produkter fra fotosyntese ( akkumulering af organiske forbindelser )	Blandede bjergarter ( blanding af forskelligt materiale, inklusive vulkanogen-sedimentært )
2. Undergrupper af bjergarter bestemt af betingelserne for sedimentering af stof
Rest - Overført
3. De vigtigste typer og sorter af bjergarter, der adskilles i processerne med sedimentær differentiering
Grov-klastisk (psephites) Breccias konglomerater Medium - klastisk (psammites) Fin-klastisk (siltsten )	Monomineral Hydromicaceous Kaolinic Montmorillonit Oligomictic Polymictic	Al-, Fe-, Mn-hydroxider (lateritter, bauxitter, brun jernmalm) Kiselholdig (kiselalger, tripoli, kolber, jaspis osv.) Fosfat (phosphoritter) Karbonater (kalksten, dolomitter) Sulfater (gips, anhydritter) Salte (kalium og bordsalte) )	Tørv Kul Olieskifer	Ler- detrital Carbonat-ler Ler -kiselholdigt Carbonat-detrital Ler-ler mv.

En af de seneste klassifikationer er givet i [40]

	Pse-fi-er-dig	Psam-mi-dig	Ale-vro-gør-dig
Klassificering af sedimentære bjergarter ved Moscow State University [40]
Række	silikatsten _	Ikke-silikat sten	organiske sten
Superklasse (gruppe)	silikater	Oxid-hydroxid sten	Phospha-tholitter og phosphor-liths	Car-bo-nato-lites	Ha-lo-do-dig	"Små racer"	Kar-bo-gør-dig	Bi-tu-mo-do-you	Gra-fi-er-dig
klasse-familie-slægt	klassesten	Gør-gør-gør-dig	Al-li-dig	Ferrito-liter	Man-gano-lits	Si-li-qi-dig

Andre klassifikationer

Bevægelsesform	Fysisk	Kemisk	økologisk	blandet
Race grupper	mekanogen	Kemogent	Organogen	Biokemiske såvel som blandinger af det foregående
Race klasser	Klastiske klipper, deres cementerede analoger	ler	Blandet	silikater	salt	Oxider, hydrooxider	Dr.	Karbonater	Cremet	kulholdigt
Racetyper	Gør du	Ale-vri-dig	Psa-mmi-dig	Pse-fi-dig	Vand-men-var-datter	Kombinationer af tidligere	ler	Gla-uko-nitter	Ha-lo-ides	sulfater	Phospho-riter	Kar-bo-på-dig	Cremet	Hydrooxider af Al, Fe, Mn	Iz-west-nyaki	Gør-lo-mi-dig	Cre-min	Tor-fa	Huh-om	Skifer	Bi-too-mo-id'er

Mekanogene bjergarter

Her betragter vi bjergarter, der er sammensat af fastfase-materiale (korn), der er båret af forskellige strømme fra de steder, hvor strømmen stammer fra, til lossestedet. Disse bjergarter er faktisk sedimentære bjergarter, især klastiske bjergarter, da de er aflejret fra suspensionsstrømme. Normalt kaldes de forfærdelige, i henhold til kilden til det materiale, hvorfra de er dannet. Udtrykket "mekanogen" afspejler mekanismen for klippedannelse. Det er begreber af samme orden.

Typer af strømme

Strømme tildeles:

1. strømninger, hvori bærerkomponenten er vand. En blanding af vand og et fast stof danner en suspension (suspension); 2. strømninger, hvor bærerkomponenten er gas-(luft)fasen. Karakterer til ørkensteder. 3. strømninger, hvor et andet fast stof er bærerkomponenten. Som regel er bærestoffet i disse strømme fastfasevand - is, og selve strømmen kaldes en gletsjer. Der er to overførselsmekanismer:

overførsel af stof i kroppen og over gletsjerens overflade;
overførslen af stof udføres gennem ødelæggelse af gletsjerbunden og skubning af stof af den forreste del af gletsjeren.

4. En særlig form for strømning er gravitationsstrømmene af deluviale formationer på skråningerne af bjerge (deluviale strømme).

Hydrotermiske strømme og strømme, hvor bærerkomponenten er smeltet magma, tages ikke i betragtning her, selvom de kan bære fast eller kolloidt materiale.

Suspensionsstrømme er den fremherskende form for stofoverførsel. Vandreservoirerne er forskellige vandbassiner - have, søer, floder. Koncentrationen af fast stof varierer over et bredt område og spænder fra fraktioner af en procent (low-density flows) til 60-80% i mudderstrømme, hvor vand kun spiller rollen som bagepulver og smøremiddel. I deluviale strømme er koncentrationen af fast stof endnu større.

Egenskaber af klastiske korn

Klassificeringen af disse racer er angivet ovenfor. Dybest set er disse egenskaber beskrevet i talrige værker om litologi. Den mest karakteristiske egenskab ved disse bjergarters korn er størrelsen af kornene, som i langt de fleste tilfælde ændres i tre koordinatplaner; i denne henseende skelnes den største størrelse (længde) , gennemsnitlig størrelse (bredde) og minimumsstørrelse (tykkelse) . Det betyder, at kornet er indskrevet i en eller anden pseudoprisme, hvis egenskaber, hvis formkoefficienterne ikke indføres, studeres nærmere. $EN$ $B$ $C$

De seneste undersøgelser ( [42] , [43] ) har vist, at to grupper af detritale løse bjergarter er kendetegnet ved migrationsegenskaber, det vil sige ved evnen til at bevæge sig i strømme:

A. bjergarter (litoklaster), hvis kornstørrelse overvejende er mm; kornene i disse sorter er overvejende sammensat af ( ) forskellige sten. Derfor afhænger kornmorfologi væsentligt af klippens indre sammensætning, struktur og tekstur. I bjergarter med isotrope karakteristika nærmer formen af kornene sig isometrisk (sfærisk); i bjergarter med anisotrope egenskaber (lagdelte sedimentære bjergarter, skifre osv.), nærmer kornformer sig tredimensionelle (fladede) ellipsoider. $\geq 2{,}0$ $\ca. 90\%$

B. bjergarter (minoklaster (mina - forkortelse for minal)), hvor kornstørrelsen overvejende er mm, uanset sammensætning (rent kvartssand, arkoser, greywackes osv.) korn er monominerale formationer i den forstand, at hvert sedimentkorn består hovedsageligt af mineraler. Disse data blev opnået på grundlag af omhyggelige målinger langs tre akser af kornstørrelser fra sedimenterne i Afrika (Guinea) og Rusland (Ugra- og Vorya-floderne, Tara-floden i det vestlige Sibirien, kystzonerne i Hvidehavet og fra Chudskoye , de devonske aflejringer af den russiske platform og Ural). I alle tilfælde blev graden af rundhed bestemt. I undersøgelsen blev der introduceret nye parametre: , hvor er den virtuelle omkreds. Det er klart, at repræsenterer den gennemsnitlige kornstørrelse. $\leq 2{,}0$ $\Pi =A+B+C$ $\Pi$ ${\Pi }/3$

Forholdet mellem mineraler i sedimenter er vist i tabellen [42] :

Mineral	disten Dis	Epidote Ep	pyrocsen Px	turmalin Tur	magnetit Tur	staurolit Stv	zirkon	Rutil Rut	ilmenit Ilm	granatæble Grn	kvarts Qw	i alt
Antal korn	43	174	250	267	307	417	417	478	850	1105	5874	10237
% fra summen	0,420	1.700	2.442	2,608	2.999	4,073	4,611	4.669	8,303	10,79	57,38	100

Fordelingen af mineraler i henhold til kornens rundhed blev også afsløret [42] :

Mineraler	MEN	PÅ	Okay	UO	antal genstande	%OKAY	$\rho$	H
Disten	0	tredive	0	13	2	0,00	3,61	fire
Magnetit	210	91	6	0	2	1,95	5.17	6
Pyroxen	110	97	17	26	fire	7,59	3.3	5,75
Granatæble	500	442	62	101	fire	6.18	3.7	otte
Zirkon	190	209	halvtreds	23	fire	11.14	4.7	7.5
Kvarts	2405	1747	1011	711	31	19.58	2,65	7
staurolit	40	206	62	109	2	20.13	3.7	7,25
Turmalin	44	138	85	0	3	31,84	3.2	otte
Ilmenit	220	312	300	atten	fire	36,06	5	5.5
Rutil	92	169	160	57	5	38,00	4,25	6,25
Epidot	otte	95	71	0	3	40,8	3	6.5
Bemærk: MEN ru korn; PO - semi-afrundet; OK - afrundet; UO - kantet afrundet; %OK - procentdel af afrundede korn; - mineraldensitet (g/cm³); H er hårdheden af mineralet på Mohs-skalaen. $\rho$

Følgende træk ved fordelingen af kornparametre blev afsløret:

1. Alle korn, uanset graden af rundhed, har forskellige størrelser langs tre akser;
2. Mineralernes rundhed er omvendt proportional med mineralets hårdhed;
3. Rundhed er omvendt proportional med mineralets tæthed;
4. Høj dosering af fordelingen af point på størrelsesdiagrammerne [31] Samtidig på diagrammerne

(А,П/3) spredningen af punkter, karakteriseret ved parameteren (R²) er signifikant reduceret, dvs. ${R^{2}}\longrightarrow 1$

5. På diagrammerne (A, P/3) ligger alle punkter strengt taget på rette linjer med en ligning af formen

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

hvor du også kan bruge og i stedet . I denne ligning har koefficienten betydningen af den generaliserede fladhedskoefficient . kl . Denne lighed er typisk for diamantkrystaller; nogle værdier for placer-kvarts er vist i tabellen; for guldkorn, som er karakteriseret ved stærkt aflange korn, når værdien 0,5. $EN$ $B$ $C$ ${\displaystyle k_{\Pi ))$ $A=B=C$ ${k_{\Pi ))=1$ ${\displaystyle k_{\Pi ))$ ${\displaystyle k_{\Pi ))$

Et objekt	rundhed _	tælle prøver	${\displaystyle k_{\Pi ))$	R²
sø Chudskoe	Okay	107	0,747	0,943
	PÅ	204	0,707	0,933
	MEN	halvtreds	0,714	0,956
R. Ugra	Okay	56	0,641	0,966
	PÅ	146	0,662	0,972
	MEN	63	0,705	0,965

6. Den fælles tilstedeværelse af HO-, PO- og OK-korn er karakteristisk. I [44] blev dette fænomen forklaret ud fra sandsynlighedsteoriens synspunkt. Faktisk har dette fænomen en tilfredsstillende forklaring set fra processens mekanik: Kornens ruhed øger kornets overfladeareal, hvilket skaber en tilsyneladende stigning i kornets volumen (størrelse). ; i denne henseende øges frontal modstand og friktion, hvilket skaber en yderligere effekt af flowet på kornet.
7. Hvis fordelingen af kornparametre er beskrevet ved ligningerne

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

;

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

;

derefter

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

;

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

8. Der er ingen sammenhæng mellem forholdet og i alle former for rundhed. Samtidig er det vægtede gennemsnit af alle forholdsværdier beskrevet af sekvensen ${{B}\over {A}}$ ${{C} \over {A}}$

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

{1}:{0{,}745}:{0{,}361}\approx {{5} \over {5}}:{{3} \over {4}}:{{1} \over { 3}}

med fælles medlem:

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

hvor er længden, er nummeret på medlemmet af serien. $k$ $n=1,2,3$

Et andet træk ved denne formel: tælleren og nævneren for mellemleddet er halvsummer af de tilsvarende dele af ekstreme led.

Mekanismen for forekomsten af sådanne afhængigheder er ikke klar.

Kornhastigheder i vandløb (geospeedometer-metoden)

Dette problem har altid og i lang tid tiltrukket geologer (litologer) og er en integreret del af løsningen af det omvendte problem med litologi. Det drejede sig hovedsageligt om nedbør båret af vandstrømme. Der er flere stadier i søgningen efter en løsning på dette problem.

Perioden med kvalitativ problemløsning

Det er karakteristisk for de tidlige stadier af udviklingen af litologi; kvalitetsløsning er meget udbredt i dag.

Løsningen af problemet tager udgangspunkt i den intuitive idé, at jo mindre kornet er, jo længere overføres det, og for dette er små strømningshastigheder nødvendige.

Disse konklusioner er baseret på konceptet om en partikels kinetiske energi , hvor er den kinetiske energi, er kornets masse og er kornets hastighed [45] . For korn G 1 og G 2 har den kinetiske energi værdierne og . Da strømningens energi overføres til de transporterede korn, kan vi skrive = = , Så er ligheden = sand for begge korn . Da , hvor er korntætheden, bestemmes af det mineral, der fylder kornet; er dette korns volumen, så afsløres to muligheder for korns adfærd, når de bevæger sig i en strøm: $E={\frac {{m}\cdot {v^{2}}}{2}}$ $E$ $m$ $v$ $E_{1}={\frac {{m_{1}}\cdot {v_{1}^{2}}}{2}}$ $E_{2}={\frac {{m_{2}}\cdot {v_{2}^{2}}}{2}}$ $E$ ${\displaystyle E_{1))$ ${\displaystyle E_{2))$ ${m_{1}}/{m_{2}}$ ${v_{{2}}^{{2}}}/{v_{{1}}^{{2}}}$ $m={\rho }\cdot {V}$ $\rho$ $V$

For partikler af samme sammensætning = og vi har = . I dette tilfælde går kornet af en mindre størrelse fremad. $\rho _{{1}}$ $\rho _{{2}}$ ${V_{1}}/{V_{2}}$ ${v_{{2}}^{{2}}}/{v_{{1}}^{{2}}}$
for partikler af samme størrelse har vi = ; i dette tilfælde går den lettere partikel fremad. $V_{1}=V_{2}$ ${\rho _{1}}/{\rho _{2}}$ ${v_{{2}}^{{2}}}/{v_{{1}}^{{2}}}$

Denne forklaring har en ulempe: den tager ikke højde for kornets interaktion med strømmen under bevægelse; i denne udledning antages det som standard, at kornene, efter at have modtaget en vis brøkdel af sin energi fra strømmen, så bevæger sig uafhængigt af strømmen. Men det er det ikke. Korn, der bevæger sig med en lavere hastighed i forhold til flowet, er en hindring; overvindes det, overfører strømmen yderligere energi til kornet, hvilket forvrænger billedet opnået ovenfor. Desuden tillader denne tilgang ikke at løse det omvendte problem.

Kvalitativ brug af repræsentationer af hydrodynamik

Det indledende grundlag er hydrologernes arbejde med en bred anvendelse af resultaterne af lighedsteorien (M. A. Velikanov, V. M. Goncharov, 1938, 1953; V. P. Zenkovich, 1946; A. M. Godin, 1946; L. Prandtl, 1951; Tserebrosky. , 1958; L. G. Loitsyansky, 1970; J. Griffiths, 1971; F. J. Pettyjohn et al., 1976, 1981) om analyse af sedimenttransport anvendt ved konstruktion af dæmninger, dæmninger osv. [46] . Alle disse værker er relateret til den type arbejde, der kun løser det direkte problem.

De opnåede de grundlæggende ligninger for generering, transport og aflejring af flodsedimenter, betingelserne for forekomsten af laminære og turbulente bevægelser. I disse værker anvendes begreberne om hastigheden af adskillelse af korn fra substratet, det vil sige minimumsværdien af strømningshastigheden, som fører til slæbning af korn langs bunden af vandløbet. For første gang blev disse ideer anvendt af Engelgardt (1939-1940), som beregnede de estimerede værdier af disse hastigheder for korn af forskellig størrelse og derefter gentagne gange gentaget af andre forfattere. I de samme værker er Stokes-ligningen i den form, der blev brugt i [15] , meget brugt :

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

Her er hastigheden af kornbevægelsen (z); er korndiameteren; — korndensitet; er densiteten af vand (suspension); - viskositet af vand (w) (suspensioner); er tyngdeaccelerationen. $v_{z}$ ${\displaystyle d_{z))$ ${\displaystyle \rho _{z))$ ${\displaystyle \rho _{0))$ $\eta _{w}$ $g$

I en række værker om sedimentologi, for eksempel, [47] , mekanisk gentaget i russiske værker, for eksempel [44] , kan betingelsen for bevægelsen af en turbiditstrøm ned ad skråningen beskrives ved ligningen , hvor , er forskydningsspændinger mellem turbiditetsstrømmen, lejet og den overliggende væske; , er tæthederne af turbiditstrømmen og den omgivende væske; — strømningshøjde; - bundhældningsvinkel. Desværre sneg sig en fejl ind i denne formel: i nogle værker (Selli R.K.) står der , i andre ( [44] , P.120) - . Derefter beskrives tæthedsstrømmens hastighed ved formlen ( [47] , S.170): $S_{1}+S_{2}=({\rho }_{2}-{\rho }_{1})\cdot {g}\cdot {h}\cdot {\alpha }$ ${\displaystyle S_{1))$ $S_{2}$ ${\rho }_{1}$ ${\displaystyle {\rho }_{2))$ $h$ $\alfa$ $\alfa$ $\sin\alfa$ $v$

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

Generelt i stedet for at skrive . Derudover karakteriserer typeudtrykket bevægelsen i det subvertikale potentialfelt og karakteriserer ikke den subhorisontale bevægelse af turbiditetsstrømmen. $v$ $v^{2}$ $v^{2}=2gh$

På trods af de opnåede resultater er deres anvendelse til at løse omvendte problemer med litologi vanskelig. Ud over litologernes åbenlyse uvilje til at håndtere disse problemer, er andre omstændigheder overlejret her: 1) det akavede i ligningerne. 2) Sedimenter anses for at være homogene med hensyn til mineral- og tæthedssammensætning af formationen. 3). Værdien af vandtæthed er absolutiseret , selvom mineraler ikke aflejres fra rent vand, men fra en blanding af vand og fast materiale (suspension), som har sine egne densitets- og viskositetsværdier. I hydraulik klassificeres sådanne blandinger som unormale genstande. [30] 4). Der er næsten ingen arbejder med bestemmelse af viskositeten af suspensioner i en lang række faststofkoncentrationer. 5). Brugen af lighedsteorien komplicerede i betydelig grad muligheden for at løse det omvendte problem. 6). Forkert brug af Stokes-ligningen (den er ikke anvendelig til at løse sådanne problemer). $\rho _{o}=1$

Den største ulempe ved alle disse værker er imidlertid umuligheden af at anvende dem til løsningen af det omvendte problem. Alle af dem er kun beregnet til kvalitativ analyse af sedimenteringsprocessen.

Anvendelse af bestemmelserne i hydraulik. Geospeedometer

Fra hydraulik er de mest acceptable ideer om hydrotransport [30] baseret på forholdet mellem strømmen og de sedimenter, der bevæges af den. Naturlige suspenderede vandstrømme er typer af naturlig hydrotransport. Af denne grund er den teoretiske udvikling inden for hydrotransport [45] relevant for dem . I dette tilfælde, for næsten horisontale trykstrømme, er ligningen gældende:

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

her - "midtersnit", det vil sige projektionen af kornets krop på et plan vinkelret på strømningens strømningslinjer; - volumen af korn; er kornmodstandskoefficienten, som tager hensyn til nabokorns indflydelse på strømmen omkring kornet; er friktionskoefficienten af partiklen mod væggen af bevægelseskanalen (i tilfælde af naturlige strømme, friktionen af korn mod hinanden). $F$ ${\displaystyle V_{z))$ ${\displaystyle C_{xt))$ $f$

Lignende undersøgelser er beskrevet i [48] , hvor ligningen

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

I denne ligning, kaldet "Gostintsev-ligningen" [49] , er der en dimensionsløs formfaktor (modstandskoefficient). Fra en sammenligning af ligningerne og det følger at . $\phi$ $(en)$ $(2)$ $\phi ={C_{xt}}/{f}$

Parameteren afspejler kornets lineære dimensioner. Generaliseringen af materialer viste, at i sandede siltholdige sedimenter i 99% af tilfældene , det vil sige, at korn tilhører den typomorfe gruppe af prismoider [31] . Da det er projektionen af kornlegemet på flyet, er to ekstreme muligheder mulige her: $V_{z}/{F}$ $A>B>C$ $F$

a) den lange akse er vinkelret på strømlinjen;
Så enten og eller ;

F\approx {AC}

F\approx {AB}

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

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

b) denne akse er placeret langs strømlinjen.
I dette tilfælde og .

F=CB

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

Naturligvis svarer det første tilfælde til, at kornet ruller i strømmen under bevægelser, hvilket bidrager til sliddet af dette korn. Generelt kan man skrive at , hvor er en generaliseret lineær parameter. Feltmålinger viste, at de bedste resultater blev opnået med eller . ${V_{z}/{F}}=d$ $d$ $d=C$ $d={(B+C)/{2}}$

Ligningen omfatter således parametrene og , som er målt ret præcist og derfor bør bruges som variable. Som et resultat når vi frem til ligningen $(2)$ $\rho$ $d$

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

Denne ligning blev brugt til at bestemme paleo-hastighederne af korn i nogle objekter [49] , og selve metoden blev kaldt "Geospeedometer" [50] , [51] .

I denne ligning forbliver parameteren uklar . For at bestemme det blev to referenceobjekter brugt: $\phi$

For kysterne af store vandbassiner (have, søer) blev data om de lavvandede kyster af Østersøen brugt. Ifølge [46] hvor er den hydrauliske hældning; m/s er strømningshastigheden; m - den gennemsnitlige dybde af webstedet. Herfra . Ved at bruge denne værdi opnås værdierne af hastigheder svarende til reelle værdier. $\phi ={{{g}\cdot {R}\cdot {i}} \over {v^{{2}}}}$ $i=0{,}016$ $v=0{,}8$ $R=2$ $\phi =0{,}245$ $\phi$
For floder blev hydrauliske data for floden taget som standard. Ugra (Kaluga-regionen, Rusland), ifølge hvilken den højeste vandhastighed i oversvømmelsen er 1,5 m/sek eller mere. For m/sek viste det sig, at . $V=1{,}5$ $\phi =0{,}12$

De vigtigste resultater af bestemmelse af paleovelocities:

Område	${\rho _{{o))}(g/sm^{{3)))$	$v_{{z}}(m/sek)$	$\phi$	Brugte mineraler
Hvidehavets kyst (Rusland)	1,34	$\ca. {1{,}61}$	$\ca. 0{,}25$	Qw, Ep, Grn, Dis, Zr,
Lake Peipsi (USSR)	1.07	$\ca. {1{,}7}$		Qw, Mon, Rut, Tur, Zrn
Gammelt bassin (Bashkiria, Takatin-formationen)	1.2	$\ca. {1{,}4}$		Dio, Tur, Rut, Zrn
Oldtidsbassin (Guinea, Gual)	1.1	$\ca. {1{,}4}$		Ilm, Qw, Rut, Zrn
R. Ugra (Rusland, Kaluga-regionen)	1,36 (reference)	1.5	$\ca. 0{,}12$	Mt, Ilm, Zrn, Px, Qw, Tur
Flodens biflod. Grimme	1,73	$\ca. {1{,}24}$		Qw, Tur, Px, Rut, Zrn
Flodens biflod. Grimme	2,77	$\ca. {0{,}97}$		Dio, Dis, Ep, Ilm, Mt
Tara placer (Rusland, Vestsibirien)	2.17	$\ca. {0{,}97}$		Qw, Dis, Grn, Rut, Zrn, Ilm
Bemærk: Px- augite

De vigtigste konklusioner følger af de opnåede resultater:

1) Oftest er argumentet værdien , der siger, at kornet er orienteret på tværs af vandstrømmen i åen; dette er acceptabelt, hvis kornene ruller under bevægelse. Denne bevægelsesmetode bidrager til den maksimale udstrækning til afrunding af korn, da i dette tilfælde er de hyppigste stødkontakter med kanalens ujævnhed mulige. $1/{C}$ ;
2) En sammenligning af de beregnede værdier og viser, at der er et omvendt forhold mellem dem, det vil sige, jo tættere (tyngre) sammensætningen af kornet er, jo langsommere bevæger det sig. Dette svarer til det intuitive synspunkt, at alt andet lige, jo større masse et objekt er, jo langsommere bevæger det sig. $\rho _{o}$ $v$ ;

Andre lige betingelser omfatter:

Ligestilling af kinetiske energier af bevægelige korn. Praksis understøtter ikke denne konklusion.
Ligestilling af antallet af bevægelser, det vil sige impulserne fra bevægelsen af korn. Siden , derefter eller , som bestemmer konklusionen. Dette indikerer en puls (pulsations) mekanisme for kornbevægelse. $J$ $J=m\cdot {v}$ ${\rho _{{o1}}\cdot {v_{{o1}}}}={\rho _{{o2}}}\cdot {v_{{o2}}}$ $m\cdot {v}=const$

3) Den pulserende mekanisme for materialebevægelse giver os mulighed for at tale om processens periodicitet. ;

Lad:
1. Forskydningen af sedimentært materiale udføres både i kartesiske koordinater og i tid, dvs. hvor er massen af det transporterede materiale; er den koordinat, som materialet bevæger sig langs. 2. Sedimentært materiale kommer ind i sedimentationsbassinet på grund af ødelæggelse af et eller andet originalt geologisk legeme fyldt med løst materiale, således at mængden af fjernet materiale er proportional med mængden af materiale i det oprindelige geologiske legeme. $M=f(x,t)$ $M$ $x$

Dette giver os mulighed for at skrive de oprindelige ligninger i formen:

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

;

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

Ved at kombinere ligningerne ved at fjerne den fælles parameter får vi ligningen for bevægelse af stof

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

Yderligere transformationer fører til den enkleste hyperbolske ligning, eller strengligningen, i den endelige version med formen:

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

; og

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

I princippet stemmer dette resultat overens med andre værker. For eksempel brugte M. A. Velikanov [46] hyperbolske ligninger til at analysere transporten af sedimentært materiale ved vandstrømme.

Se også

Noter

↑ Litologi Arkiveret 24. april 2021 på BDT Wayback Machine .
↑ Sedimenter og sedimentære bjergarter // Geologi. M.: Mir, 1984. C. 117-150.
↑ Pustovalova L.V. Petrografi af sedimentære bjergarter. Moskva: GNTI olie og minedrift. prom., 1940.
↑ Levinson-Lessing F. Yu., Struve E. A. Petrographic Dictionary. M.: GNTI lit. geologi og beskyttelse af mineralressourcer, 1963. S. 179.
↑ Makarov V.P. Nogle problemer med litologi: Definition af "litologi" // Litologiske aspekter af geologien af lagdelte medier. Jekaterinburg: IGG UrO RAN, 2006, s. 155-156.
↑ Tyrrel, 1926. Lodochnikov, 1934.
↑ 1 2 3 4 Shvetsov M. S. Petrografi af sedimentære bjergarter: Lærebog. Moskva: Gostoptekhizdat, 1958.
↑ Tikhomirov S. V. Mikhail Sergeevich Shvetsov. // Bull. Moskva samfund af naturforskere. Afd. geologisk. 1970. Nr. 6.
↑ 1 2 Rukhin L. B. Grundlæggende om litologi. L.: Nedra, 1969
↑ Zeisler V.M. Formationsanalyse. Lærebog. Moskva: RUDN University, 2002, ISBN 5-209-01459-2
↑ 1 2 Maslov A.V., Alekseev V.P. Sedimentære formationer og sedimentære bassiner. Jekaterinburg: UGGA forlag, 2003
↑ 1 2 3 4 Yapaskurt O. V. Fundamentals of the doctrine of lithogenesis. Moskva: Moscow State University, 2005
↑ Sedimentære bassiner og deres olie- og gaspotentiale. Sammenfatning af artikler. Moskva: Nauka, 1983
↑ 1 2 3 Strakhov N. M. Grundlæggende om litogeneseteorien. Moskva: Gostoptekhizdat. T. 1-3, 1960-1962.
↑ 1 2 3 Strakhov N. M. Sedimentation i moderne reservoirer. Udvalgte værker. Moskva: Nauka, 1993. ISBN 5-02-002218-7
↑ Pustovalov L.V. Petrografi af sedimentære bjergarter. M.-L.: Gostoptekhizdat, bind 1-3, 1940.
↑ Gruza V.V., Romanovsky S.I. Aktualismens princip og logikken i viden om den geologiske fortid. //Izvestia fra Videnskabsakademiet i USSR, ser. Geology, nr. 2, 1974.
↑ 1 2 Generel geologi. udg. A. K. Sokolovsky. M.: KDU Forlag. T.1.2006
↑ Om tilstanden af videnskaben om sedimentære bjergarter. M.: Publishing House of the Academy of Sciences of the USSR, 1951. 273 s.
↑ 1 2 3 Alekseev V.P. Litologi. Jekaterinburg, 2004. ISBN 5-8019-0060-8
↑ Milner G. B. (Milner HB). Petrografi af sedimentære bjergarter. Bind I. M.: Nedra, 1968. 500 s.
↑ 1 2 3 4 5 6 7 Logvinenko N. V. Petrografi af sedimentære bjergarter. Moskva: Højere skole, 1967
↑ Zeisler V.M. Fundamentals of facies analysis. M.: KDU Forlag, 2009
↑ Zeisler V.M. Formationsanalyse. Lærebog. M.: RUDN University, 2002, ISBN - 5-209-01459-2.
↑ Frolov V. T. Erfaring og metoder til stratigrafisk-litologiske og palæogeografiske undersøgelser. Moskva: Moscow State University, 1965.
↑ Yapaskurt O. V. Fundamentals of the doctrine of lithogenesis. M.: Forlag ved Moscow State University. 2005.
↑ Gruza V.V., Romanovsky S.I. Aktualismens princip og logikken i viden om den geologiske fortid. //Izvestia fra Videnskabsakademiet i USSR, ser. Geologisk, nr. 2, 1974.
↑ Frolov V. T. Litologi: Uch. godtgørelse. M.: Publishing House of Moscow State University, bog 1, 1992; Bog 2, 1993; Bestil. 3, 1995.
↑ Makarov V.P. Nogle geologiske problemer. Struktur og tekstur./VI International konference "New ideas in the earth sciences". M. MGGRU, 2004
↑ 1 2 3 Gudilin N. S. et al. Hydraulik og hydraulisk drev. Moskva: Moscow State University, 2001
↑ 1 2 3 Makarov V.P. Om definitionen af begrebet "klastiske klipper". / Materialer fra den 4. All-Russian. Litologisk møde. Moskva: GEOS, 2006, s. 119-122.
↑ 1 2 3 4 Makarov V.P. Spørgsmål om teoretisk geologi. 8. Geologiske love./Moderne problemer og måder at løse dem på inden for videnskab, transport, produktion og uddannelse'2007". Odessa: Chernomorye, 2007. V.19. S.40 - 50
↑ 1 2 3 4 5 Zubkov I.F. Problemet med den geologiske form for stoffets bevægelse. — M.: Nauka, 1979.
↑ Kondakov N.I. Logical Dictionary. Moskva: Nauka, 1971.
↑ Koronovsky N. V. Generel geologi. Moskva: Moscow State University, 2006
↑ Strakhov N. M. Typer af litogenese og deres udvikling i jordens historie. Moskva: Gosgeoltekhizdat, 1963.
↑ Shulga V. F. Kotasova A, Kotas A. Litologisk (facies)-paleoøkologisk analyse af den kulholdige kulholdige dannelse af Lvov Paleozoic truget. / Litologi og geologi af fossile brændstoffer. Jekaterinburg: Ural State Edition. Mining University, 2008. Udgave. II (18), S.116 - 133.
↑ Makarov V.P. Nogle problemer med litologi. Definition af "LITOLOGI"./Materialer fra det VII Ural regionale litologiske møde "Litologiske aspekter af geologien af lagdelte medier". Jekaterinburg: udg. IGG UB RAN, 2006. S. 155-156.
↑ Makarov V.P. Spørgsmål om teoretisk geologi 2. Tilgange til oprettelse af klassifikationer af geologiske formationer. Odessa: Chernomorye, 2007. V.15. S.31 - 39.
↑ 1 2 3 Shvanov V. N., Frolov V. T., Sergeeva E. I. et al. Systematik og klassificering af sedimentære bjergarter og deres analoger. St. Petersborg: Nedra, 1998.
↑ Shvetsov M.S. Petrografi af sedimentære bjergarter: Lærebog. M.: Gostoptekhizdat, 1958
↑ 1 2 3 Makarov V.P., Surkov A.V. Spørgsmål om teoretisk geologi. 9. Nogle morfologiske egenskaber af korn i løse sedimentære bjergarter./Moderne tendenser i teoretisk forskning og anvendt forskning. Odessa: Chernomorye, 2008. V.23. S.32 - 44
↑ Makarov V.P., Surkov A.V. Nogle morfologiske egenskaber af korn i løse sedimentære bjergarter. / Lithologi og geologi af fossile brændstoffer. Jekaterinburg: udgave af Ural State Mining University, 2008. Udgave. II (18). S.77 - 85.
↑ 1 2 3 Romanovsky S. I. Fysisk sedimentologi. L .: Nedra, 1988
↑ 1 2 Makarov V.P., Surkov A.V. Spørgsmål om teoretisk geologi. 10. Om problemet med mekanismen for bevægelse og sedimentering af fast stof fra vandstrømme./Moderne tendenser inden for teoretisk forskning og anvendt forskning. Odessa: Chernomorye, 2008. V.23. S.44 - 56
↑ 1 2 3 Velikanov M. A. Dynamik i kanalstrømme. M.: Gostekhizdat, 1955. T.1,2
↑ 1 2 Selly R.K. Introduktion til sedimentologi. Moskva: Nedra, 1981
↑ Gostintsev K.K. Metoden og betydningen af den hydrodynamiske klassificering af sandede klipper i søgningen efter litologiske olie- og gasfælder. / Metode til forudsigelse af litologiske og stratigrafiske aflejringer af olie og gas. L .: VNIGRI udgave, 1981. S. 51 - 62
↑ 1 2 Surkov, Fortunatova N. K., Makarov V. P. Om betingelserne for dannelse af moderne sedimenter af Peipus-søen ifølge granulometriske data.//Izv. universiteter. Serien "Geologi og udforskning", 2005, 5. S. 60-65.
↑ Makarov V.P. Spørgsmål om teoretisk geologi. 11 Geospeedometer - en metode til at bestemme paleo-hastighederne for bevægelsen af gamle sedimenter ved vandstrømme. / "Perspektive innovationer inden for videnskab, uddannelse, produktion og transport." Odessa: Chernomorye, 2008. V.15. s. 36-49
↑ Makarov V.P., Surkov A.V. Geospeedometer - en metode til bestemmelse af sedimentbevægelsernes paleohastigheder ved vandstrømme. / Materialer fra den 5. All-Russian Lithological Conference "Typer af sedimentogenese og litogenese og deres udvikling i jordens historie." Jekaterinburg, 2008. V.2. Fra 12-14

Litteratur

Rukhin L. B. Fundamentals of lithology: The doctrine of sedimentary rocks / Ed. Dr. geol.-minearbejder. Videnskaber E.V. Rukhina . - 3. udg., revideret. og yderligere - L . : Nedra , Leningrad. Afdeling, 1969. - 704 s. (i oversættelse)

Links

Materialer om litologi på lithology.ru

Ordbøger og encyklopædier	Fantastisk catalansk Fantastisk catalansk Fantastisk norsk Stor russer Britannica (online)

Sedimentære bjergarter
Sedimenter og formationer	Alluvium deluvium Diluvium Eluvium illuvium colluvium Proluvius
Processer	Diagenese Katagenese Metagenese metamorfose
Andre vilkår	sedimenter indskud Sedimentation saltning Lagdeling Mergel Klassiske sten
Videnskabelige retninger	Litologi Kvartær geologi Stratigrafi Geokronologi Paleogeografi Geomorfologi Ingeniørgeologi Geokryologi
Kategori Litologi

Geologi
teoretisk	Geokemi Krystallografi Litologi Mineralogi Petrologi Strukturel Økologisk
Dynamisk	Vulkanologi Geodynamik Geokryologi Geomekanik Geomorfologi Geotektonik Neotektonik Seismogeologi
historisk	Geokronologi Paleogeografi Paleoklimatologi Palæontologi palæotektonik Stratigrafi Kvartær
Anvendt	Militær Mineralgeologi Hydrogeologi ingeniørarbejde Regional Geologisk Undersøgelse
Andet	Geofysik geoøkologi Plads Maritime radiogeologi Geologiens historie
Kategori Geologi