Litologi

Den aktuella versionen av sidan har ännu inte granskats av erfarna bidragsgivare och kan skilja sig väsentligt från versionen som granskades den 29 december 2013; kontroller kräver 69 redigeringar .

Litologi
Vetenskapen
Sedimentologi

Ämne	Geologi
Studieämne	Sedimentära stenar
Ursprungsperiod	1800-talet
Huvudriktningar	teoretisk litologi, minerallitologi m.m.
Mediafiler på Wikimedia Commons

Litologi (från annan grekisk λίθος " sten " + λόγος " undervisning "; engelska Sedimentology ) är en geologisk vetenskap om sedimentära bergarter ( studieobjekt ), i Västeuropa och USA kallas denna vetenskap för sedimentologi [1] .

Litologi är en viktig del av petrografi , som studerar sammansättning, struktur, ursprung och förändring av sedimentära bergarter ; studerar regelbundenheterna och förutsättningarna för bildandet av geologiska sediment, konsoliderings- och litifieringsprocesserna [2] .

Uppgifterna för litologi ( sedimentologi ) inkluderar studiet av den "sedimentära skorpan", identifieringen av egenskaper och distributionsmönster för sedimentära bergarter, såväl som sökandet efter mineralavlagringar associerade med sedimentära bergarter.

Termen

1940 visade L. V. Pustovalov att termen litologi är lämplig att tillämpa på sedimentära bergarter, och petrologi - på magmatiska och metamorfa [3] .

År 1944 definierade D. S. Belyankin litologi som en gren av petrografi (eller petrologi ) som studerar moderna och antika mineralsediment [4]

År 2006 definierade V.P. Makarov litologi som studiet av sammansättningen, sambanden och sambanden mellan geologiska kroppar och deras beståndsdelar, bildade under processer som förekommer i hydrosfären , atmosfären och biosfären [5] .

Tillämpningen av termen litologi för studier av stenar inom teknik, arkitektur och teknik har inte slagit rot [6] .

Sektioner av litologi

Petrografi av sedimentära bergarter - studiet av sammansättningen av sedimentära bergarter [7] , [8] .
Faciesanalys - Sammansättning, samband och samband mellan bergarter [9] .
Formationsanalys - Sammansättning, samband och kopplingar mellan bergarter och geologiska kroppar gjorda av dessa bergarter [10] , [11] .

Litologi, tillsammans med regional geologi, geotektonik och andra geologiska vetenskaper, har gjort ett betydande bidrag till utvecklingen av en ny riktning inom geologi - sedimentära bassänger [12] , [13] , [11] .

Direkta och omvända problem

Inom litologi, det enda sättet[ förtydliga ] osammanhängande[ förtydliga ] uppgifter, alltid[ förtydliga ] ignoreras av geologer:

Den direkta uppgiften är att bestämma egenskaperna för bildandet av sediment, från vilka sedimentära bergarter sedan bildas , under olika fysikalisk-mekaniska och fysikalisk-kemiska förhållanden. Ett stort bidrag till lösningen av detta problem gjordes av N. M. Strakhov [14] , [15] .

Det omvända problemet , baserat på analysen av de observerade egenskaperna hos sedimentära bergarter, är återställandet av förutsättningarna för deras bildande. Ett betydande bidrag till lösningen av detta problem gjordes av L.V. Pustovalov [16] , liksom av nästan alla geologer och i synnerhet litologer som studerar sedimentära bergarter. Den metodologiska grunden för dessa verk är aktualismens metod (principen) [17] (begreppet introducerades av C. Lyell på 30-talet av XIX-talet [18] .). Efter att ha spelat en betydande roll i utvecklingen av de geologiska vetenskaperna är denna metod för närvarande en broms för deras utveckling. Faktum är att aktualismens metod i huvudsak är en metod för analogier , och metoden för analogier är inte en metod för bevis . Analogimetoden ligger till grund för bildandet av hypoteser . Därför måste alla påståenden som erhållits på basis av aktualismmetoden nu betraktas som vetenskapliga hypoteser som kräver speciella bevisförfaranden . Och det är precis vad geologer, inklusive litologer, aldrig gör och inte vill göra.

Problemet är att förekomsten av en lösning på det direkta problemet inte innebär att det finns en lösning på det omvända problemet; det senare är ett självständigt problem, men utan en lösning på det direkta problemet är lösningen av det omvända problemet inte möjlig. Att inte förstå skillnaderna mellan dessa typer av problem ledde till konstgjorda och långsökta konflikter mellan litologer, vilket återspeglades till exempel i förberedelserna inför det litologiska mötet 1951 [19] , och noterades särskilt i [20] .

Litologin ligger till innehåll och forskningsmetoder mycket nära ett sådant avsnitt om sedimentära formationer som Sedimentologi . Den felaktiga definitionen av "litologi" leder till förvirring i dess förhållande till "sedimentologi". Många anser att litologi är en del av sedimentologi. Så enligt Vatan (1955) "Sedimentologins område är mycket mer omfattande än området petrografi av sedimentära bergarter." [21] .

Andra forskare, tvärtom, tillskriver sedimentologins processer till stadierna av litogenes , till exempel [14] , [22] , det vill säga de betraktar "sedimentologi" som en del av "litologi". Definition nr 1 kommer också från dessa relationer .

Verkliga relationer kan lätt etableras från positionen för dilemmat direkt problem-omvänt problem . Då är "Sedimentologi" en form av att lösa det direkta problemet, medan "Litologi" är det omvända problemet. Trots sin närhet är det problem vars lösningar är riktade i motsatta riktningar. Dessa begrepp står alltså inte i relation till varandras underordning, utan är begrepp av samma ordning.

För att återgå till definition nr 1, kan vi säga att i en fri översättning är sedimentologi vetenskapen om mönster för bildande av moderna sediment , medan litologi är vetenskapen om bildning och distributionsmönster för sedimentära bergarter . Följaktligen skiljer sig föremålen för deras forskning avsevärt: Sedimentologi studerar moderna sediment, medan litologi studerar sedimentära bergarter från antiken. Med tanke på ovanstående kan det hävdas att det yttersta målet för litologi är att bestämma de paleogeografiska förhållandena för bildandet av sedimentära bergarter .

En syn nära denna noteras av en tredje grupp litologer, till exempel P.P. Timofeev, O.V. Yapaskurt och andra.

"I deras tolkning börjar litogenes med sedimentets diagenes och sträcker sig till alla postdiagenetiska transformationer av berget ... I denna förståelse följer litogenes (eller bergbildning) den föregående sedimentogenesen (eller sedimenteringen). Således kontrasteras två kategorier av naturliga processer, som skiljer sig fundamentalt åt i sin essens och specificitet av forskning, och tillsammans med dessa betonas deras tidsmässiga underordning” ( [12] , s. 18).

I denna slutsats är konstruktionen "alla postdiagenetiska transformationer" inte tydligt definierad, eftersom detta kan inkludera sådana ömsesidigt uteslutande processer som hypergenes och metamorfism, som är överlagrade på redan bildade bergarter.

I ovanstående tolkningar finns det ingen strikt åtskillnad mellan begreppen "sediment" och "sten" [12] , vilket gör att till exempel sand från moderna avlagringar betraktas som sediment , medan sand av äldre ålder, till exempel, Neogene , Paleogene och även Jurassic , där det inte finns några tydliga tecken på diagenes , anses redan som en lös sedimentär bergart. Det finns inte heller någon tydlig gräns mellan begreppen "modernt" och "antik". Anta till exempel att floden vid någon period svämmar över och avsätter sediment . Det är tydligt att detta sediment för närvarande är "modernt"; Sedimentologen som studerar detta sediment jämför dess egenskaper med egenskaperna hos strömmen från vilken det deponeras och drar vissa slutsatser. Efter till exempel ett år täcker samma flod, som delvis eroderar sedimentet, den med sediment . Den nya forskaren, som studerar sedimentet , upptäcker sedimentet , vet ingenting om dess förhistoria. Under det senaste året, på grund av det korta tidsintervallet, har diagenesprocesser i sedimentet faktiskt inte inträffat. Detta väcker omedelbart frågor: vad är sedimentet - gammalt eller fortfarande modernt? och sediment - sediment eller redan löst berg? Denna osäkerhet leder också till osäkerhet när det gäller att identifiera stadierna av omvandling av sediment till berg. I synnerhet är det inte helt klart var stadiet av rasbildningen slutar och stadiet för dess epigenetiska transformationer börjar. $\left[{O_{1}}\right]$ $\left[{O_{1}}\right]$ $\left[{O_{2}}\right]$ $\left[{O_{2}}\right]$ $\left[{O_{1}}\right]$ $\left[{O_{1}}\right]$ $\left[{O_{1}}\right]$ $\left[{O_{1}}\right]$

Låt - sedimentera, och - sediment förvandlas till berg ( GS ), det vill säga = GS . Sedan sker en omvandling - omvandlingen av sediment till berg, av formen = , där är transformationsoperatorn, vilket speglar mekanismen för omvandling av sediment till berg. $\left[O\right]$ $\left(O\right)$ $\left(O\right)$ $\left(O\right)$ ${A}\cdot {\left[O\right]}$ $A$

Inom litologin särskiljs huvudsakligen två på varandra följande stadier av omvandlingen av sediment till berg: diagenes (tidig omvandling) och katagenes (sen diagenes) [12] . Vi betecknar dem med operatörerna respektive och . Då kan vi symboliskt skriva $D$ $K$

{\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)))

Här är något mellanliggande sedimenttransformationsobjekt. Om vi utökar parenteserna på höger sida kommer vi fram till uttrycket ${\displaystyle {\left(O\right)}_{1))$

A

= .

{K}\cdot {D}

Några egenskaper hos denna produkt av operatörer:

Produkten av operatörerna är inte föränderlig , det vill säga . $A\neq {D}\cdot {K}$ $A_{1}={D}\cdot {K}=0$
För att återgå till "sanden" kan vi skriva att i det här fallet = , där , det vill säga det finns ingen transformation. Denna egenskap ägs inte bara av sand, utan också av andra sedimentära formationer, till exempel många salter , kalkstenar . $\left(O\right)$ $\left[O\right]$ $A=1$

Forskningsmetoder

Huvudsakliga forskningsmetoder :

direkta geologiska (litologiska) observationer av sammansättningen och strukturen av sedimentära bergarter med hjälp av olika metoder för fina studier av materia, till exempel geokemiska eller isotopiska .
instrumentella metoder - optiska metoder, studiet av partikelstorleksfördelning, typer av termisk analys , elektronmikroskopi , etc.;
generaliserade analysmetoder:

3a. faciesanalys [9] , [23] ; [ett]
3b. formationsanalys [24] ;
3c. litostratigrafisk analys [25] ;
3 år. paleogeografisk analys [22] ;
3d. steganalys [26] ;
3e. jämförande litologisk metod (A. D. Arkhangelsky (1912), N. M. Strakhov), etc.

Alla metoder för generaliserad analys, som tillhör en högre forskningsnivå, utvärderar olika samband och samband mellan litologiska fenomen och objekt . Deras nackdel är den empiriska nivån på den mottagna informationen . Teoretiska studier i litologi saknas helt.

I många fall baseras metoderna för generaliserad analys på principen om aktualism [27] . De namngivna typerna av generaliserade analyser är varianter av aktualismens metod.

Baserat på resultaten av studien sammanställs litologiska faser och litologisk-paleogeografiska kartor och atlaser , som gör det möjligt att visuellt visa mönstren för rumslig fördelning av sedimentära bergarter och göra en prognos för platsen för ett antal mineraler .

Historik

Litologin, som en av geologins grenar, blev isolerad i slutet av XIX - början av XX - talet [20] [28] . som ett resultat av stratigrafiska och paleogeografiska studier, åtföljda av studiet av materialsammansättningen av sedimentära bergarter och relaterade mineraler. Av stor betydelse för isoleringen av litologin var de material som erhölls av den engelska oceanografiska expeditionen ombord på Challenger (den amerikanske vetenskapsmannen J. Murray , belgaren A. Renard)., 1891), liksom studierna av den tyske geologen I. Walter (1893-94), ägnade åt frågorna om sedimentär bergsbildning. Tack vare verk av ryssar ( P. A. Zemyatchensky , Ya. V. Samoilov [2] , Viktor Nikolaevich Chirvinsky (1883-1942), A. P. Karpinsky [3] , [4] (otillgänglig länk) ; A. P. Pavlov [5] , etc. ) och utländsk (engelske vetenskapsmannen G. Sorby , amerikan - J. Burrell, W. Vaughan, franska - L. Kaye, tyska - G. Potonieroch andra) forskare inom litologi på 1910-talet. uppstod som en oberoende vetenskap. Ett stort bidrag till dess vidare utveckling gjordes av sovjeten ( A. D. Arkhangelsky , A. N. Zavaritsky , D. V. Nalivkin , M. S. Shvetsov [6] (otillgänglig länk) , V. P. Baturin , L. V. Pustovalov [ 7] (otillgänglig länk) , N. M. Strakhov [9] (otillgänglig länk) , L. B. Rukhin och andra) och utländska (amerikaner - W. Twenhofel , W. Krumbein , F. Pettijo och andra) vetenskapsmän. Särskilt intensiv utveckling av litologi började i Sovjetunionen efter det första litologiska mötet (1952), där litologins prestationer under hela den senaste perioden diskuterades och ett program för vidare forskning skisserades.

Problematiska problem

Trots mer än ett sekel av utveckling av "litologi" är för närvarande många frågor om dess existens inte lösta i den:

Avsaknaden av en strikt definition av begreppet "litologi". Definition #1 är den officiella standarddefinitionen och är ytlig. Definition #2 är ett alternativ . De flesta av ovanstående bedömningar bygger just på definition nr 2. Ändå kan den inte heller anses vara tillfredsställande, eftersom den är baserad på de typer av processer som leder till bildning av stenar. Definitionen av dessa processer är produkten av tolkningen av en viss uppsättning egenskaper, som bör inkluderas i definitionen av typen av bergarter.
Frånvaron av en strikt definition av "sedimentär bergart" både av formella egenskaper och av bildningsförhållandena . Detta leder till uppkomsten av otillräckligt underbyggda beslut. Analysen avslöjar frånvaron av definitioner och andra väsentliga begrepp; till exempel finns det ingen definition av "marina sedimentära bergarter". Därför är det till exempel inte klart hur marin sandsten skiljer sig från fluvial (alluvial) eller lakustrin sandsten. Dessa skillnader bör nämligen vara beståndsdelarna i definitionen av dessa sandstenar. Begrepp som "marina sedimentära bergarter" är inte geologiska (litologiska), utan geografiska begrepp, eftersom de bara indikerar platsen där sedimentbergarten bildades.
En annan konsekvens av denna felaktighet, vaghet, är tilldelningen av ett antal geologiska föremål till sfären "litologi". I petrografin av sedimentära bergarter studeras sålunda jaspiliter (järnhaltiga kvartsiter ), vilka klassificeras som bergarter med höga stadier av metamorfism ; många pyroklastiska formationer, som studeras i ett annat avsnitt av "Geologi" - " Vulkanologi ". Detsamma kan sägas om alliter ( bauxiter ), som måste betraktas som produkter av metasomatism som uppstår vid låga temperaturer och tryck .
Godtycke i definitionen av sådana viktiga begrepp inom petrografi som strukturen och strukturen hos stenar. Det finns ingen analys av förhållandet mellan dem: finns det relationer av ordinär jämlikhet mellan dem , eller är dessa begrepp av olika ordning. De existerande tolkningarna av dessa begrepp är tydligt intuitiva och därför subjektiva [29] .
Frågorna om transport och deponering av sediment, från vilka mekanogena bergarter sedan bildas, har inte utvecklats, även om början av dessa lösningar, baserade på begreppen hydraulik och hydrotransport (i modern mening) [30] , ansågs vara som tidigt som 40-50-talet av XX-talet , till exempel, [15] .
Begreppet "Klastiska stenar" är inte klart definierat. Luddighet uppstår på grund av det faktum att begreppet "fragment" inte är definierat (nu är det av intuitiv karaktär), och därför är det inte klart varför begreppet "Klastiska bergarter" även inkluderar rundade bergarter som bildas som ett resultat av verkan av en överlagd process - fysisk eller chockmetamorfism [ 31] .
Placeringen av vissa organogena bergarter i "sedimentära bergarter" är inte klart definierad. Så närvaron i de "sedimentära bergarterna" av sediment som bildats genom utfällning av skelettrester av planktoniska organismer från suspension ( suspension ) är fortfarande förståelig, men vad sägs om bentiska, inaktiva och ännu mer fästa eller koloniala , till exempel koraller , organismer?

Med tanke på den betydande godtyckligheten i definitionen av "Sedimentär bergart", bristen på inre enhet av de särdrag som kännetecknar detta koncept, får man intrycket att detta koncept är konstlat, långsökt. Det måste betraktas som arkaiskt .

Lagar

Några egenskaper hos lagarna [32] : Utvecklingen av litologin förutsätter existensen av specifika litologiska lagar (LL), högre än klassificeringar, former av generalisering av observationer. Men litologiska lagar (eller litologilagar) är en del, en form av manifestation av geologiska lagar (GZ). GZ - privata lagar baserade på idéer om lagar i kunskapsteorin. Tidigare ansågs essensen av GP av I. F. Zubkov [33] utifrån dialektikens kategorier och lagar. Enligt ( [34] s. 156) ”är lag en internt nödvändig, universell och väsentlig koppling av objekt och fenomen av objektiv verklighet; fast, kvar i processen, repetitiv och identisk i fenomenet; ... ". Juridiska egenskaper:

Objektivitet är närvaron av relationer och kopplingar mellan fenomen, oberoende av en persons vilja, i synnerhet en handledare.
Bevis på relationer, kopplingar.
Universalitet - relationerna och sambanden mellan fenomenen i den geologiska verkligheten är samtidigt inneboende i många materiella (geologiska) system.
Materialitet är en nödvändighet för existensen av ett objekt, fenomen. En väsentlig egenskap är en vars avlägsnande leder till att fenomenet förstörs.

Med utvecklingen blir lagen en del av teorin, vilket är ett mer allmänt attribut för vetenskaplig kunskap, även om själva förhållandet som beskrivs av denna lag inte försvinner. "Lagen som en logisk form av organisation av empiriska data ger det där epistemologiska resultatet, som kallas kunskap" [33] . En viktig funktion för Z. är förklaringen av essensen av nya fenomen och samband: förklaringen av ett visst fenomen är dess beskrivning i termer av kända lagar.

Inom geologi är lagen, som en form av generalisering av empiriskt material, främst baserad på resultaten av geologisk observation (GN), som en elementär och primär akt av vetenskaplig forskning [32] . En väsentlig roll i bildandet av de geologiska lagarna (GB) spelas genom att ta hänsyn till GN:s motsägelsefulla natur, eftersom GN är en återspegling av interaktionen mellan det objektiva och det subjektiva. De är geologiska objekt (stenar, kroppar) som en objektiv verklighet, och en geolog - en forskare som bidrar med sitt "jag" för att identifiera kopplingar mellan geologiska objekt - som en subjektivitetsfaktor. GB beskriver egenskaperna hos särskilda former av materia: 1. objekt och fenomen och 2. relationer mellan dem. Det finns två former av GB: 1. Visning av väsentliga egenskaper hos strukturen och fördelningen av objektivt existerande former av geologisk existens, fastställda eller bekräftade med oberoende instrumentella metoder. 2. relationer och samband mellan dessa former, som inte har oberoende bekräftelse, eftersom de huvudsakliga metoderna för deras identifiering - teoretiska konstruktioner - saknas. Därför innehåller den andra formen av CP ett element av subjektivism. Därav dess inkonstans, variation i tid, vilket översätter GB till en lägre kvalitet - en regelbundenhet. Vid användning av geologiska observationer måste man komma ihåg att GN upprättar uteslutande hypotetiska samband mellan geologiska objekt som ligger till grund för hypotesen. Stadiet för deras omvandling genom bevis till en objektiv verklighet, vars reflektion bara är en teori, är praktiskt taget frånvarande i geologin.

I [33] beaktas historien om GBs ursprung. Det finns två perioder av deras upptäckt. Den första perioden är förknippad med bildandet av geologi fram till 1900-talet. Vid denna tid formulerades bestämmelser, kallade grundlagarna, om de allmänna dragen i det geologiska rummets struktur: 1. periodisk förändring av land och hav; 2. (Leonardo da Vinci) någon del av jorden som exponeras av floder var redan jordens yta.; 3 (Leonardo - da Vinci) i formuleringen [33] - lagen om isostasi; 4 (Vägg) den normala förekomsten av skikten är horisontell, och skikten som begränsar skikten underifrån och från sidan bildades tidigare, etc.

Den andra perioden av datageneralisering är 1900-talet. Vid den tiden minskade intensiteten av GB-utvinning och tendenser verkade förneka existensen av lagar inom geologi ( [33] s. 199–209). På den tiden formulerades nästan inte bara några lagar, utan även omnämnandet av dem började tystas ner. Till exempel, om M. S. Shvetsov [7] fortfarande nämner begreppet lagar, så säger efterföljande verk [22] , [18] eller [35] praktiskt taget inte ett enda ord om geologiska lagar. Betydande brister i den filosofiska analysen av geologins problem:

ignorera dualiteten av geologisk observation;
liten berättigad tro på geologisk kunskaps objektivitet;
absolutisering av ett sådant surrogat för vetenskaplig forskning som geologisk modellering (i dess olika former), statistiska forskningsmetoder;
Inom många grenar av geologin (geokronologi, geokemisk och isotopbaroterometri, isotopgeokemi, problemet med materiens källor, petrografi av bergarter etc.) har metodologiska (teoretiska, matematiska, metodologiska) fel identifierats.

Problemet med "geologiska lagar" har alltså inte hittat sin lösning i den senaste historien om geologins utveckling, även om de geologiska lagarna är hörnstenarna i den allmänna strukturen för objektiv geologisk kunskap.

Klassificering av geologiska lagar

Det finns flera grupper av geologiska lagar:

S. De mest allmänna utvecklingslagarna, representerade av dialektikens lagar. Dessa inkluderar lagar: motsatsers enhet och kamp; övergången av kvantitet till kvalitet; negation av negation, utesluten tredje osv. B. Grupp av allmänna speciallagar : moderna fysik- och kemilagar som beskriver den geologiska verkligheten:

Termodynamikens och fysikaliska kemins lagar beskriver egenskaperna hos temperatur och barisk mineralbildning, inklusive egenskaperna hos klimatpåverkan.
Hydromekanikens och hydrodynamikens lagar är förutsättningarna för sedimentering, till exempel överföring av skräp i vatten eller vindströmmar.
Biologins och mikrobiologins lagar beskriver egenskaperna hos utvecklingen av organismer som tillhandahåller material för bildandet av specifika former av sedimentära bergarter.

B. Särskilda, eller egentligen geologiska (litologiska) lagar. Det minst utvecklade området för geologisk kunskap. Och här kan man också urskilja geologiska lagar av allmän karaktär: materias och rymds enhet, begränsningar och blandning, vars följd är den geologiska kroppens och bergets enhet.

Några geologiska lagar som är direkt relaterade till bildandet av litologisk kunskap [32] :

Leonardo da Vincis lag

någon del av jorden som exponeras av floder var redan jordens yta.

Lagen om enheten mellan rymd och materia

något ämne (fast, flytande eller gasformigt) eller fält fyller en viss volym av rymden; och vice versa, varje volym av utrymme är fylld med något ämne eller fält.

Lagen om enhet av den geologiska kroppen och berget

Vilken sten som helst upptar någon del av jordens utrymme, som kallas den geologiska kroppen, och vice versa. någon geologisk kropp är fylld med någon sten.

Lagen om begränsning

kvantitativa egenskaper hos objekts eller fenomens egenskaper är begränsade och ändliga värden.

förväxlingslagen

alla raser är produkter av blandning eller transformation av redan existerande raser.

Lagen om periodicitet

processer som sker på ytan eller inuti jorden upprepas med jämna mellanrum.

Lagar i litologi [32]

Bestämmelser som kan vara[ förtydliga ] litologins lagar:

Stenons lag

Skikten ligga horisontellt, med de äldre liggande under de yngre;

Golovkinsky-Walter lag

Facies Law of Golovkinsky - Walter (Law of Facies Correlation) åldersglidning av individuella petrografiska horisonter - typer av sediment (facies) och deras gränser; ett fenomen som orsakas av kustlinjens rörelse. I avsnittet av sedimentära skikt avsätts sediment ovanför varandra, som bildas i närheten av litosfärens yta eller på botten av sedimentationsbassängen. Därför, under havets överskridande eller regression, passerar horisontella zoner av sediment (facies) till vertikala i sektionerna av sedimentära skikt. Som ett resultat är sedimenten av samma facies i land-havsriktningen inte strikt av samma ålder. Denna lag, upprättad av Golovkinsky (1869), formulerades av Inostrantsev (1872), och senare kompletterades och förfinades av Walter (1894): förändringen av vissa sediment av andra på ytan av litosfären, i sedimentationsbassängen och i sektioner kan uppstå inte bara gradvis, utan också plötsligt. Det finns ett nedfall av en eller flera mellanliggande facies som ligger i närheten av denna under övervägande, på grund av olika orsaker: tektoniska, klimatiska, orohydrografiska, etc.

Lagen om enhet av flöden och mekanogen nederbörd

Det nära förhållandet mellan vatten (luft) flöden och mekanogena sediment avsatt från dem är en av litologins viktigaste lagar.

Pustovalovs lag om sedimentär differentiering

I processen för överföring av sedimentärt material under påverkan av fysikalisk-kemiska och fysikalisk-mekaniska förhållanden uppstår dess differentiering.

Strakhovs lag

N. M. Strakhov etablerade ett orsakssamband mellan nederbörd som frigörs från vattenflöden och regionens klimategenskaper [36] Denna lag är ett särskilt uttryck för Pustovalovs lag, om vi betraktar klimatförhållanden som en särskild manifestation av fysikalisk-kemiska förhållanden.

Lagen om periodicitet för sedimentation

Det anses vara den grundläggande lagen för sedimentation; det första försöket att styrka det tillhör L. V. Pustovalov (1940) [7] . Lagen är ett specialfall av den allmänna lagen om periodicitet, i synnerhet den "allmänna periodiciteten för geologiska processer" [22] . "Den högsta manifestationen av periodicitet är växlingen av olika formationer av sedimentära bergarter under en komplett geotektonisk cykel" ( [22] s.240).

Lagen för evolution av sedimentation

"I sin utveckling är det som om en upprepning av det som har gått före genomförs, men varje gång på ett nytt sätt, på en ny, högre grund, det vill säga utvecklingen går i en spiral... … sedimentationsutvecklingsprocesser sker irreversibelt.” ( [22] , S.242, 247).

Heckers lag

Den återspeglar bestämmelserna "om organismers nära koppling till miljön", utvecklade i detalj av R. F. Gekker (1933-1957) [37] (Gekker Roman Fedorovich, 03/25/1900 - 08/15/1991; [10] Arkivexemplar daterad 27 juli 2009 på Wayback Machine )

Bilibins lag

alla fragment av stenar och mineraler som faller in i aktivt fungerande vattenflöden, när de överförs, rullar och får en välavrundad form. I det ideala fallet har den rullade ytan en minimal ojämnhet och beskrivs av ekvationerna för ellipsoider (och kulan) .

Klassificering av sedimentära bergarter

”Klassificeringar av sedimentära bergarter baseras på tillkomst och materialsammansättning. Enligt genesis särskiljs bergarter som klastiska, kemiska och organogena eller klastiska, leriga och kemobiogena. Ytterligare uppdelning inom stora genetiska grupper görs efter material- och mineralsammansättning.

L. V. Pustovalov baserade uppdelningen av bergarter på teorin (mer korrekt, hypotesen) om sedimentär differentiering av materia, och framhävde serien av stenar som uppstod under mekanisk och kemisk differentiering, V. M. Baturin - faserna av det ursprungliga ämnet från vilket stenar bildas , F. Pettyjohn - den tektoniska principen för bergbildning under olika tektoniska förhållanden, etc. Alla dessa klassificeringar är dock mer komplexa och krångliga och används inte i stor utsträckning [22] .

Klassificeringen av sedimentära bergarter är en del av en mer allmän klassificering av bergarter och representerar en generalisering av det enorma faktamaterial som samlats in av geologer och litologer genom hela geologins existens [38] , [39] . Klassificering är ett sätt att systematisera empiri. Den speglar de empiriska sambanden mellan begrepp som beskriver de väsentliga fenomenen i den geologiska verkligheten. Huvudelementen i klassificeringen är klassificeringsegenskaper , det vill säga egenskaperna hos empiriska data, på grundval av vilka dessa data är uppdelade i homogena uppsättningar. I allmänhet är klassificering en mellanlänk i beskrivningen av den geologiska verkligheten och är en av de primära formerna för dess generalisering, som fullbordar ett visst stadium i vetenskaplig forskning på empirisk nivå. Det finns två definitionsnivåer för "klassificering":

Klassificering är operationen att dela upp en uppsättning klassificeringsegenskaper i icke-överlappande delmängder av klassificeringsegenskaper som är homogena när det gäller dessa egenskaper eller relationerna och relationerna mellan dem .
Klassificering är en form av representation av en ordnad uppsättning klassificeringsfunktioner.

När man utvärderar och konstruerar en klassificering måste två punkter beaktas:

på vilken grund vilar den (vad är en spis?);
vad är klassificeringen för?

Den initiala grunden för klassificeringen är de vanligaste komponenterna i den geologiska verkligheten:

former av existens av geologisk substans ( materia );
former av rörelse av geologisk substans (materia).

De huvudsakliga formerna för existens av geologisk materia är:

a. Fast material (fasta faser - stenar, mineraler, naturliga glas , etc.);
b. Flytande substans (flytande faser, lösningar, smältor ( lavas ));
i. Gasformigt och gasformigt ämne (gasfaser, vätskor );
d. Blandade former (främst uppslamningar och suspensioner).

I enlighet med dem särskiljs också huvudformerna för rörelse av geologisk materia:

1. Fysisk - främst mekanisk ( överföring , glidning , intrång , tektoniska rörelser, etc.); 2. Kemikalie: 2a. Upplösning , smältning ; 2b. Utfällning från lösningar eller smältor ( kristallisation ); 2c. Kemisk omvandling ( vittring , metasomatism, metamorfism, reaktionsförhållanden mellan mineraler, etc.). 3. Ekologiskt: 3a. Biologisk (vital aktivitet av makroorganismer ); 3b. Mikrobiologisk (livsaktivitet hos mikroorganismer); 3c. Fytologisk (vital aktivitet hos växtorganismer).

I alla de senare fallen noteras den dubbla rollen för organismer (inklusive växter) i geologiska processer:

Ah. Organismer är stenbildande medel på grund av deras skelett , främst yttre och gjorda av mineralämnen. Ab. Organismer lämnar efter sin död delar, vars sönderfallsprodukter är grunden för stenbildning (oftast växter). B. Organismer som katalysatorer deltar i omvandlingen av stenar, de själva lämnar praktiskt taget inga direkta spår.

Alla klassificeringar baserade på dessa former av rörelse av geologisk materia kallas naturliga.

Rent praktiskt är klassificering en form av språk på grundval av vilken information om geologiska fenomens väsen överförs. Som exempel kan vi nämna klassificeringen av sedimentära bergarter av MS Shvetsov [7] , vilket är språket för nästan alla geologiska beskrivningar. Slutligen spelar klassificeringen rollen som en viss standard ( standard ), som används som grund för att bestämma bergarter och tilldela dem till vissa grupper av geologiska formationer.

Det finns flera nivåer av initial klassificering av geologiska egenskaper:

Initial är primärklassificeringar, eller klassificeringar av den första nivån ; de systematiserar direkt observerad empirisk data och etablerar primära, empiriska, ytliga kopplingar mellan klassificeringsobjekt.
Den andra nivån i den initiala klassificeringen återspeglar produkterna av tolkningen av primära, empiriska egenskaper. Dessa produkter är namnen ( namn , termer ) på stenar, fastställda av dessa egenskaper, och därför inkluderar den andra nivån den primära klassificeringen av stenar som sådana.
Den tredje nivån är den så kallade genetiska klassificeringen, även om det inte finns någon exakt definition av begreppet " genesis ". Genesis är en högre tolkningsfaktor, som fastställs på grundval av att identifiera villkoren för bildandet av specifika stenar, och slutför därför processen med den initiala klassificeringen.

Variationer av presentationsformer av klassificeringar

De huvudsakliga formerna för klassificeringsrepresentation är kända:

Symboler för kartor, planer, scheman.
Beskrivande i form av en specifik text, där klassificeringens delar presenteras som avsnitt av denna text;
Tabellform - i form av en tabell (kvasimatris), där de viktigaste klassificeringsfunktionerna är systematiserade horisontellt och vertikalt. Denna form manifesterades mest fullständigt i [40]
I vissa fall noteras klassificeringar - cyklogram [14]

Symboler är den äldsta formen av klassificering. För närvarande är tvådimensionella klassificeringstabeller vanligast som de mest illustrativa, även om det finns mer komplexa typer av skiljeväggar, till exempel triangulära, etc. De senare används ofta i klassificeringen av bergarter (ofta magmatiska) efter kemisk eller mineralogisk sammansättning . Klassificeringstabellen liknar i en mening ekvationen som erhålls i teoretiska studier: klassificeringen är en koncentrerad återspegling av den geologiska verkligheten, ger den mest kortfattade, samtidigt ganska rymliga och korrekta uppfattningen om egenskaperna hos empiriska data, beskrivning av vilka kan ta volymer.

Författarens klassificeringar

I Ryssland (och Sovjetunionen) dök de första klassificeringarna av sedimentära bergarter upp före kriget (V. M. Baturin, 1937, L. V. Pustovalov, 1940, etc.). En sammanfattning av de allvarligaste klassificeringarna ges i [20] . Men den första mest acceptabla och allmänt använda klassificeringen skapades av MS Shvetsov (1948).

Klassificering av sedimentära bergarter av M.S. Shvetsov [41] (med tillägg av MGRI)
1. Genetiska grupper av bergarter särskiljda på grundval av ursprunget för deras ingående ämnen
Klastiska bergarter ( förstöringsprodukter utan att ändra mineralsammansättningen )	Lerstenar ( nedbrytningsprodukter av aluminosilikater och järn-manganaluminosilikater med bildning av lermineraler )	Kemiska och biokemiska produkter ( utfällning från lösningar med bildning av oxider och salter med en enkel kemisk sammansättning )	Produkter av fotosyntes ( ackumulering av organiska föreningar )	Blandade bergarter ( blandning av olika material, inklusive vulkanogena-sedimentära )
2. Undergrupper av bergarter bestäms av förhållandena för sedimentering av materia
Rest - Överförd
3. De huvudsakliga typerna och varianterna av bergarter som separeras i processerna för sedimentär differentiering
Grovklastiska (psefiter) Breccias konglomerat Medium - klastiska (psammiter) Finklastiska (siltstenar )	Monomineral vattenhaltig kaolinisk montmorillonit Oligomiktisk polymiktisk	Al-, Fe-, Mn-hydroxider (lateriter, bauxiter, brun järnmalm) Kiselhaltiga (kiselalger, tripoli, kolvar, jaspis, etc.) Fosfat (fosforiter) Karbonater (kalkstenar, dolomiter) Sulfater (gips, anhydriter) Salter (kalium och bordssalter ) )	Torv Kol Oljeskiffer	Lera- detrital Karbonat-lera Lera -kiselhaltig Karbonat-detrital Lera-lera mm.

En av de senaste klassificeringarna ges i [40]

	Pse-fi-är-du	Psam-mi-du	Ale-vro-do-you
Klassificering av sedimentära bergarter vid Moscow State University [40]
Rad	silikatstenar _	Icke-silikatstenar	organiska stenar
Superklass (grupp)	silikater	Oxid-hydroxidstenar	Fosfa-toliter och fosforliter	Car-bo-nato-lites	Ha-lo-gör-du	"Små raser"	Kar-bo-do-you	Bi-tu-mo-do-you	Gra-fi-är-du
klass-familj-släkte	klassstenar	Gör-gör-gör-du	Al-li-du	Ferrito-lites	Man-gano-lits	Si-li-qi-du

Andra klassificeringar

Rörelseform	Fysisk	Kemisk	organisk	blandad
Rasgrupper	mekanogen	Kemogent	Organogent	Biokemiska, såväl som blandningar av föregående
Rasklasser	Klassiska bergarter, deras cementerade analoger	lera	Blandad	silikater	salt-	Oxider, hydrooxider	Dr.	Karbonater	Krämig	kolhaltig
Rastyper	Gör du	Ale-vri-you	Psa-mmi-du	Pse-fi-du	Vatten-men-var-dotter	Kombinationer av tidigare	lera	Gla-uko-niter	Ha-lo-ides	sulfater	Fosfo-riter	Kar-bo-på-dig	Krämig	Hydrooxider av Al, Fe, Mn	Iz-west-nyaki	Gör-lo-mi-dig	Cre-min	Tor-fa	Huh-om det	Skiffer	Bi-too-mo-ids

Mekanogena bergarter

Här betraktar vi bergarter som består av fastfasmaterial (korn) som bärs av olika flöden från de platser där flödet har sitt ursprung till platsen för lossning. Dessa bergarter är faktiskt sedimentära bergarter, i synnerhet klastiska bergarter, eftersom de avsätts från suspensionsflöden. Vanligtvis kallas de fruktansvärda, enligt källan till materialet från vilket de är bildade. Termen "mekanogen" återspeglar mekanismen för bergbildning. Dessa är begrepp av samma ordning.

Typer av strömmar

Strömmar tilldelas:

1. flöden i vilka bärarkomponenten är vatten. En blandning av vatten och en fast substans bildar en suspension (suspension); 2. flöden där bärarkomponenten är gas-(luft)fasen. Karaktärer för ökenplatser. 3. flöden där ett annat fast ämne är bärarkomponenten. Som regel är bärarämnet i dessa flöden fastfasvatten - is, och själva flödet kallas en glaciär. Det finns två överföringsmekanismer:

överföring av materia i kroppen och över glaciärens yta;
överföringen av materia sker genom att glaciärbädden förstörs och att materia trycks ned av glaciärens främre del.

4. En speciell form av flöde är gravitationsflödena av deluviala formationer på sluttningarna av berg (deluviala flöden).

Hydrotermiska flöden och flöden där bärarkomponenten är smält magma beaktas inte här, även om de kan bära fast eller kolloidalt material.

Suspensionsflöden är den dominerande formen av materiaöverföring. Vattenreservoarerna är olika vattenbassänger - hav, sjöar, floder. Koncentrationen av fast material varierar över ett brett intervall och sträcker sig från bråkdelar av en procent (lågdensitetsflöden) till 60-80 % i slamflöden, där vatten endast spelar rollen som bakpulver och smörjmedel. I deluviala flöden är koncentrationen av fast material ännu större.

Egenskaper för klastiska korn

Klassificeringen av dessa raser ges ovan. I grund och botten beskrivs dessa egenskaper i många verk om litologi. Den mest karakteristiska egenskapen hos kornen i dessa bergarter är kornens storlek, som i den överväldigande majoriteten av fallen förändras i tre koordinatplan; i detta avseende särskiljs den största storleken (längden) , medelstorleken (bredden) och minimistorleken (tjockleken) . Detta innebär att kornet är inskrivet i någon pseudoprism, vars egenskaper, om formkoefficienterna inte införs, studeras vidare. $A$ $B$ $C$

De senaste studierna ( [42] , [43] ) har visat att två grupper av detritala lösa bergarter särskiljs av migrationsegenskaper, det vill säga genom förmågan att röra sig i flöden:

A. bergarter (litoklaster), vilkas kornstorlek är övervägande mm; kornen i dessa sorter består till övervägande del av ( ) olika stenar. Därför beror kornmorfologi avsevärt på bergets inre sammansättning, struktur och struktur. I bergarter med isotropa egenskaper närmar sig kornens form isometrisk (sfärisk); i bergarter med anisotropa egenskaper (skiktade sedimentära bergarter, skiffer, etc.), närmar sig kornformer tredimensionella (tillplattade) ellipsoider. $\geq 2{,}0$ $\approx 90\%$

B. bergarter (minoklaster (mina - förkortning av minal)), kornstorleken i vilken är övervägande mm, oavsett sammansättning (ren kvartssand, arkoser, gråväckar, etc.) korn är monominerala formationer i den meningen att varje sedimentkorn består huvudsakligen av mineraler. Dessa data erhölls på grundval av noggranna mätningar längs tre axlar av kornstorlekar från sedimenten i Afrika (Guinea) och Ryssland (floderna Ugra och Vorya, Tara-floden i västra Sibirien, Vita havets kustzoner och från Chudskoye , de devoniska fyndigheterna i den ryska plattformen och Ural). I samtliga fall bestämdes graden av rundhet. I studien introducerades nya parametrar: , var är den virtuella omkretsen. Det är tydligt att representerar den genomsnittliga kornstorleken. $\leq 2{,}0$ $\Pi =A+B+C$ $\Pi$ ${\Pi }/3$

Förhållandena mellan mineraler i sediment visas i tabellen [42] :

Mineral	disten Dis	Epidot Ep	pyrocsen Px	turmalin Tur	magnetit Tur	staurolit Stv	zirkon	Rutil Rut	ilmenite Ilm	granatäpple Grn	kvarts Qw	Total
Antal korn	43	174	250	267	307	417	417	478	850	1105	5874	10237
% från summan	0,420	1 700	2,442	2,608	2,999	4,073	4,611	4,669	8,303	10,79	57,38	100

Fördelningen av mineraler enligt kornens rundhet avslöjades också [42] :

Mineraler	MEN	PÅ	OK	UO	antal objekt	%OK	$\rho$	H
Disten	0	trettio	0	13	2	0,00	3,61	fyra
Magnetit	210	91	6	0	2	1,95	5.17	6
Pyroxen	110	97	17	26	fyra	7,59	3.3	5,75
Granatäpple	500	442	62	101	fyra	6.18	3.7	åtta
Zirkon	190	209	femtio	23	fyra	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	åtta
Ilmenite	220	312	300	arton	fyra	36,06	5	5.5
Rutil	92	169	160	57	5	38.00	4,25	6,25
Epidot	åtta	95	71	0	3	40,8	3	6.5
Obs: MEN grova korn; PO - halvrundad; OK - avrundad; UO - vinkelrunda; %OK - procentandel av rundade korn; - mineraldensitet (g/cm³); H är hårdheten för mineralet på Mohs-skalan. $\rho$

Följande egenskaper hos fördelningen av kornparametrar avslöjades:

1. Alla korn, oavsett graden av rundhet, har olika storlekar längs tre axlar;
2. Mineralernas rundhet är omvänt proportionell mot mineralets hårdhet;
3. Rundheten är omvänt proportionell mot mineralets densitet;
4. Hög dosering av poängfördelningen på storleksdiagrammen [31] Samtidigt på diagrammen

(А,П/3) spridningen av punkter, kännetecknad av parametern (R²) reduceras avsevärt, det vill säga ; ${R^{2}}\longrightarrow 1$

5. På diagrammen (A, P/3) ligger alla punkter strikt på räta linjer med en ekvation av formen

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

där du också kan använda och istället . I denna ekvation har koefficienten betydelsen av den generaliserade planhetskoefficienten . Kl . Denna likhet är typisk för diamantkristaller; vissa värden för placerkvarts visas i tabellen; för guldkorn, som kännetecknas av starkt långsträckta korn, når värdet 0,5. $A$ $B$ $C$ $k_{\Pi }$ $A=B=C$ ${k_{\Pi ))=1$ $k_{\Pi }$ $k_{\Pi }$

Ett objekt	rundhet _	räkna prover	$k_{\Pi }$	R²
sjö Chudskoe	OK	107	0,747	0,943
	PÅ	204	0,707	0,933
	MEN	femtio	0,714	0,956
R. Ugra	OK	56	0,641	0,966
	PÅ	146	0,662	0,972
	MEN	63	0,705	0,965

6. Den gemensamma förekomsten av HO-, PO- och OK-korn är karakteristisk. I [44] förklarades detta fenomen utifrån sannolikhetsteorin. Faktum är att detta fenomen har en tillfredsställande förklaring ur processens mekanik: kornens grovhet ökar kornytan, vilket skapar en uppenbar ökning av kornvolymen (storleken) ; i detta avseende ökar frontmotståndet och friktionen, vilket skapar en ytterligare effekt av flödet på säden.
7. Om fördelningen av kornparametrar beskrivs av ekvationerna

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

;

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

;

sedan

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

;

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

8. Det finns ingen korrelation mellan kvoterna och i alla former av rundhet. Samtidigt beskrivs det vägda medelvärdet av alla kvotvärden av sekvensen ${{B}\över {A}}$ ${{C} \över {A}}$

{{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 gemensam medlem:

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

där är längden, är numret på medlemmen i serien. $k$ $n=1,2,3$

En annan egenskap hos denna formel: täljaren och nämnaren för mellantermen är halvsummor av motsvarande delar av extremtermerna.

Mekanismen för förekomsten av sådana beroenden är inte klar.

Spannmålshastigheter i vattendrag (geohastighetsmätarmetod)

Detta problem har alltid och under lång tid lockat geologer (litologer) och är en integrerad del av att lösa det omvända problemet med litologi. Det gällde främst nederbörd som fördes av vattenströmmar. Det finns flera steg i sökandet efter en lösning på detta problem.

Perioden för kvalitativ problemlösning

Det är karakteristiskt för de tidiga stadierna av utvecklingen av litologi; kvalitetslösning används i stor utsträckning idag.

Lösningen av problemet utgår från den intuitiva idén att ju mindre spannmål, desto längre överförs det och för detta krävs små flödeshastigheter.

Dessa slutsatser är baserade på konceptet av en partikels kinetiska energi , där är den kinetiska energin, är kornmassan och är kornhastigheten [45] . För korn G 1 och G 2 har den kinetiska energin värdena och . Eftersom energin i flödet överförs till de transporterade kornen kan vi skriva = = , Då är likheten = sann för båda kornen . Eftersom , var är korndensiteten, bestäms av mineralet som fyller korn; är volymen av detta korn, avslöjas två alternativ för korns beteende när de rör sig i en bäck: $E={\frac {{m}\cdot {v^{2}}}{2}}$ $E$ $m$ $v$ $E_{1}={\frac {{m_{1}}\cdot {v_{1}^{2}}}{2}}$ $E_{2}={\frac {{m_{2}}\cdot {v_{2}^{2}}}{2}}$ $E$ ${\displaystyle E_{1))$ ${\displaystyle E_{2))$ ${m_{1}}/{m_{2}}$ ${v_{{2}}^{{2}}}/{v_{{1}}^{{2}}}$ $m={\rho }\cdot {V}$ $\rho$ $V$

För partiklar av samma sammansättning = och vi har = . I det här fallet går kornet av en mindre storlek framåt. $\rho _{{1}}$ $\rho _{{2}}$ ${V_{1}}/{V_{2}}$ ${v_{{2}}^{{2}}}/{v_{{1}}^{{2}}}$
för partiklar av samma storlek har vi = ; i detta fall går den lättare partikeln framåt. $V_{1}=V_{2}$ ${\rho _{1}}/{\rho _{2}}$ ${v_{{2}}^{{2}}}/{v_{{1}}^{{2}}}$

Denna förklaring har en nackdel: den tar inte hänsyn till kornets interaktion med flödet under rörelse; i denna härledning antas det som standard att kornen, efter att ha fått en viss del av sin energi från flödet, sedan rör sig oberoende av flödet. Men det är inte. Spannmål, som rör sig med en lägre hastighet i förhållande till flödet, är ett hinder; övervinner flödet ytterligare energi till spannmålet, vilket förvränger bilden som erhållits ovan. Dessutom tillåter detta tillvägagångssätt inte att lösa det omvända problemet.

Kvalitativ användning av representationerna av hydrodynamiken

Den initiala basen är hydrologernas arbete med en bred tillämpning av resultaten av likhetsteorin (M. A. Velikanov, V. M. Goncharov, 1938, 1953; V. P. Zenkovich, 1946; A. M. Godin, 1946; L. Prandtl, 1951; , 1958; L. G. Loitsyansky, 1970; J. Griffiths, 1971; F. J. Pettyjohn et al., 1976, 1981) om analys av sedimenttransport som används vid konstruktion av dammar, dammar, etc. [46] . Alla dessa arbeten är relaterade till den typ av arbete som endast löser det direkta problemet.

De fick de grundläggande ekvationerna för generering, transport och avsättning av flodsediment, förutsättningarna för förekomsten av laminära och turbulenta rörelser. I dessa arbeten tillämpas begreppen av separationshastigheten för spannmål från substratet, det vill säga minimivärdet för flödeshastigheten, vilket leder till att spannmål släpar längs med vattendragets botten. För första gången tillämpades dessa idéer av Engelgardt (1939-1940), som beräknade de uppskattade värdena för dessa hastigheter för korn av olika storlekar och sedan upprepade gånger av andra författare. I samma verk används Stokes ekvation i den form som används i [15] flitigt :

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

Här är kornrörelsens hastighet (z); är korndiametern; — korndensitet; är densiteten av vatten (suspension); - vattens viskositet (w) (suspensioner); är gravitationsaccelerationen. ${\displaystyle v_{z))$ ${\displaystyle d_{z))$ ${\displaystyle \rho _{z))$ $\rho _{0}$ $\eta _{w}$ $g$

I ett antal arbeten om sedimentologi, till exempel, [47] , som mekaniskt upprepas i ryska verk, till exempel [44] , kan villkoret för rörelsen av ett grumligt flöde nedför sluttningen beskrivas med ekvationen , där , är skjuvspänningar mellan grumlighetsflödet, bädden och överliggande vätska; , är densiteterna för turbiditflödet och den omgivande vätskan; — flödeshöjd; - bottenlutningsvinkel. Tyvärr smög sig ett fel in i denna formel: i vissa verk (Selli R.K.) skrivs det , i andra ( [44] , P.120) - . Sedan beskrivs täthetsflödets hastighet av formeln ( [47] , s. 170): $S_{1}+S_{2}=({\rho }_{2}-{\rho }_{1})\cdot {g}\cdot {h}\cdot {\alpha }$ ${\displaystyle S_{1))$ ${\displaystyle S_{2))$ ${\displaystyle {\rho }_{1))$ ${\rho }_{2}$ $h$ $\alfa$ $\alfa$ $\sin\alfa$ $v$

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

I allmänhet, istället för att skriva . Dessutom karaktäriserar typuttrycket rörelsen i det subvertikala potentialfältet och karaktäriserar inte grumlighetsflödets subhorisontala rörelse. $v$ $v^{2}$ $v^{2}=2gh$

Trots de erhållna resultaten är deras tillämpning för att lösa omvända litologiproblem svår. Förutom litologernas uppenbara ovilja att ta itu med dessa problem, överlagras andra omständigheter här: 1) ekvationernas tafatthet. 2) Sediment anses vara homogena när det gäller mineral- och densitetssammansättning i formationen. 3). Värdet på vattentätheten är absolutiserat , även om mineraler deponeras inte från rent vatten, utan från en blandning av vatten och fast material (suspension), som har sina egna densitets- och viskositetsvärden. Inom hydraulik klassificeras sådana blandningar som anomala föremål. [30] 4). Det finns nästan inga arbeten på bestämning av viskositeten för suspensioner i ett brett spektrum av fastämneskoncentrationer. 5). Användningen av likhetsteorin komplicerade avsevärt möjligheten att lösa det omvända problemet. 6). Felaktig användning av Stokes ekvation (den är inte tillämplig för att lösa sådana problem). $\rho _{o}=1$

Den största nackdelen med alla dessa verk är dock omöjligheten att tillämpa dem på lösningen av det omvända problemet. Alla av dem är endast avsedda för kvalitativ analys av sedimenteringsprocessen.

Tillämpning av bestämmelserna om hydraulik. Geohastighetsmätare

Från hydraulik är de mest acceptabla idéerna om hydrotransport [30] baserade på förhållandet mellan flödet och de sediment som förflyttas av det. Naturliga svävande vattenflöden är typer av naturlig hydrotransport. Av denna anledning är den teoretiska utvecklingen inom vattentransportområdet [45] tillämplig på dem . I det här fallet, för nästan horisontella tryckflöden, är ekvationen tillämplig:

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

här - "mittsektion", det vill säga projektionen av kornets kropp på ett plan vinkelrätt mot flödets flödeslinjer; - volym spannmål; är kornmotståndskoefficienten, som tar hänsyn till inverkan av närliggande korn på flödet runt säden; är friktionskoefficienten för partikeln mot väggen av rörelsekanalen (vid naturliga flöden, friktionen av korn mot varandra). $F$ ${\displaystyle V_{z))$ ${\displaystyle C_{xt))$ $f$

Liknande studier beskrivs i [48] , där ekvationen

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

I denna ekvation, kallad "Gostintsev-ekvationen" [49] , finns en dimensionslös formfaktor (motståndskoefficient). Från en jämförelse av ekvationerna och det följer att . $\phi$ $(ett)$ $(2)$ $\phi ={C_{xt}}/{f}$

Parametern återspeglar kornens linjära dimensioner. Generaliseringen av material visade att i sandiga siltiga sediment i 99% av fallen , dvs. korn tillhör den typomorfa gruppen prismoider [31] . Eftersom det är kornkroppens projektion på planet är två extrema alternativ möjliga här: $V_{z}/{F}$ $A>B>C$ $F$

a) den långa axeln är vinkelrät mot strömlinjen;
Sedan antingen och eller ;

F\approx {AC}

F\approx {AB}

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

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

b) denna axel ligger längs strömlinjen.
I det här fallet och .

F=CB

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

Naturligtvis motsvarar det första fallet kornets rullning i flödet under rörelser, vilket bidrar till nötningen av detta spannmål. I allmänhet kan man skriva att , där är en generaliserad linjär parameter. Fältmätningar visade att de bästa resultaten erhölls med eller . ${V_{z}/{F}}=d$ $d$ $d=C$ $d={(B+C)/{2}}$

Ekvationen innehåller alltså parametrarna och , som mäts ganska noggrant och bör därför användas som variabler. Som ett resultat kommer vi fram till ekvationen $(2)$ $\rho$ $d$

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

Denna ekvation användes för att bestämma kornens paleohastigheter i vissa objekt [49] , och själva metoden kallades "Geospeedometer" [50] , [51] .

I denna ekvation förblir parametern otydlig . För att bestämma det användes två referensobjekt: $\phi$

För kusterna vid stora vattenbassänger (hav, sjöar) användes data om Östersjöns grunda stränder. Enligt [46] , var är den hydrauliska lutningen; m/s är flödeshastigheten; m - webbplatsens genomsnittliga djup. Härifrån . Med detta värde erhålls värdena för hastigheter som motsvarar verkliga värden. $\phi ={{{g}\cdot {R}\cdot {i}} \over {v^{{2}}}}$ $i=0{,}016$ $v=0{,}8$ $R=2$ $\phi =0{,}245$ $\phi$
För floder togs hydrauliska data för floden som standard. Ugra (Kaluga-regionen, Ryssland), enligt vilken den högsta vattenhastigheten i översvämningen är 1,5 m/sek eller mer. För m/sek visade det sig att . $V=1{,}5$ $\phi =0{,}12$

De viktigaste resultaten av att bestämma paleovelocities:

Område	${\rho _{{o))}(g/sm^{{3)))$	$v_{{z}}(m/sek)$	$\phi$	Använda mineraler
Vita havets kust (Ryssland)	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
Forntida bassäng (Bashkiria, Takatin-formationen)	1.2	$\ca {1{,}4}$		Dio, Tur, Rut, Zrn
Ancient Basin (Guinea, Gual)	1.1	$\ca {1{,}4}$		Ilm, Qw, Rut, Zrn
R. Ugra (Ryssland, Kaluga-regionen)	1,36 (referens)	1.5	$\approx 0{,}12$	Mt, Ilm, Zrn, Px, Qw, Tur
Flodens biflod. Ugry	1,73	$\ca {1{,}24}$		Qw, Tur, Px, Rut, Zrn
Flodens biflod. Ugry	2,77	$\ca {0{,}97}$		Dio, Dis, Ep, Ilm, Mt
Tara placer (Ryssland, Västra Sibirien)	2.17	$\ca {0{,}97}$		Qw, Dis, Grn, Rut, Zrn, Ilm
Obs: Px- augite

De viktigaste slutsatserna från de erhållna resultaten:

1) Oftast är argumentet värdet , som säger att säden är orienterad över vattenflödet i bäcken; detta är acceptabelt om kornen rullar när de rör sig. Denna rörelsemetod bidrar till maximal omfattning till avrundningen av korn, eftersom i detta fall de vanligaste kontakterna med kanalens ojämnheter är möjliga. $1/{C}$ ;
2) En jämförelse av de beräknade värdena och visar att det finns ett omvänt förhållande mellan dem, det vill säga ju tätare (tyngre) kornets sammansättning, desto långsammare rör sig det. Detta motsvarar den intuitiva synpunkten att, allt annat lika, ju större massa ett föremål har, desto långsammare rör sig det. $\rho _{o}$ $v$ ;

Andra lika villkor inkluderar:

Jämlikhet mellan kinetiska energier hos rörliga korn. Praxis stöder inte denna slutsats.
Likhet mellan antalet rörelser, det vill säga impulserna från rörelsen av korn. Sedan , då eller , som avgör slutsatsen. Detta indikerar en puls (pulsations) mekanism för kornrörelser. $J$ $J=m\cdot {v}$ ${\rho _{{o1}}\cdot {v_{{o1}}}}={\rho _{{o2}}}\cdot {v_{{o2}}}$ $m\cdot {v}=const$

3) Materialrörelsens pulserande mekanism gör att vi kan tala om processens periodicitet. ;

Låt:
1. Förskjutningen av sedimentärt material utförs både i kartesiska koordinater och i tid, d.v.s. var är massan av det transporterade materialet; är koordinaten längs vilken materialet rör sig. 2. Sedimentmaterial kommer in i sedimentationsbassängen på grund av förstörelsen av någon ursprunglig geologisk moderkropp fylld med löst material, så att mängden material som avlägsnas är proportionell mot mängden material i den ursprungliga geologiska kroppen. $M=f(x,t)$ $M$ $x$

Detta tillåter oss att skriva de ursprungliga ekvationerna i formen:

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

;

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

Genom att kombinera ekvationerna genom att ta bort den gemensamma parametern får vi ekvationen för materiens rörelse

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

Ytterligare transformationer leder till den enklaste hyperboliska ekvationen, eller strängekvationen, i den slutliga versionen med formen:

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

; och

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

I princip överensstämmer detta resultat med andra verk. Till exempel använde M. A. Velikanov [46] hyperboliska ekvationer för att analysera transporten av sedimentärt material genom vattenflöden.

Se även

Anteckningar

↑ Litologi Arkiverad 24 april 2021 på BDT Wayback Machine .
↑ Sediment och sedimentära bergarter // Geologi. M.: Mir, 1984. C. 117-150.
↑ Pustovalova L.V. Petrografi av sedimentära bergarter. Moskva: GNTI-olja och gruvbränsle. prom., 1940.
↑ Levinson-Lessing F. Yu., Struve E. A. Petrographic Dictionary. M.: GNTI tänd. geologi och skydd av mineraltillgångar, 1963. S. 179.
↑ Makarov V.P. Några problem med litologi: Definition av "litologi" // Litologiska aspekter av geologin för skiktade medier. Jekaterinburg: IGG UrO RAN, 2006, s. 155-156.
↑ Tyrrel, 1926. Lodochnikov, 1934.
↑ 1 2 3 4 Shvetsov M. S. Petrografi av sedimentära bergarter: Lärobok. Moskva: Gostoptekhizdat, 1958.
↑ Tikhomirov S. V. Mikhail Sergeevich Shvetsov. // Tjur. Moskva samhälle av naturforskare. Avd. geologisk. 1970. Nr 6.
↑ 1 2 Rukhin L. B. Lithologins grunder. L.: Nedra, 1969
↑ Zeisler V.M. Formationsanalys. Lärobok. Moskva: RUDN University, 2002, ISBN 5-209-01459-2
↑ 1 2 Maslov A.V., Alekseev V.P. Sedimentära formationer och sedimentära bassänger. Jekaterinburg: UGGA förlag, 2003
↑ 1 2 3 4 Yapaskurt O. V. Grundläggande om litogenesläran. Moskva: Moscow State University, 2005
↑ Sedimentära bassänger och deras olje- och gaspotential. Sammanfattning av artiklar. Moskva: Nauka, 1983
↑ 1 2 3 Strakhov N. M. Grunderna i teorin om litogenes. Moskva: Gostoptekhizdat. T. 1-3, 1960-1962.
↑ 1 2 3 Strakhov N. M. Sedimentation i moderna reservoarer. Utvalda verk. Moskva: Nauka, 1993. ISBN 5-02-002218-7
↑ Pustovalov L.V. Petrografi av sedimentära bergarter. M.-L.: Gostoptekhizdat, volym 1-3, 1940.
↑ Gruza V.V., Romanovsky S.I. Aktualismens princip och logiken i kunskapen om det geologiska förflutna. //Izvestia från USSRs vetenskapsakademi, ser. Geology, nr 2, 1974.
↑ 1 2 Allmän geologi. ed. A. K. Sokolovsky. M.: KDU förlag. T.1.2006
↑ Om tillståndet för vetenskapen om sedimentära bergarter. M.: Publishing House of the Academy of Sciences of the USSR, 1951. 273 sid.
↑ 1 2 3 Alekseev V.P. Litologi. Jekaterinburg, 2004. ISBN 5-8019-0060-8
↑ Milner G. B. (Milner HB). Petrografi av sedimentära bergarter. Volym I. M.: Nedra, 1968. 500 sid.
↑ 1 2 3 4 5 6 7 Logvinenko N. V. Petrografi av sedimentära bergarter. Moskva: Högre skola, 1967
↑ Zeisler V.M. Fundamentals of facies analysis. M.: KDU förlag, 2009
↑ Zeisler V.M. Formationsanalys. Lärobok. M.: RUDN University, 2002, ISBN - 5-209-01459-2.
↑ Frolov V. T. Erfarenhet och metoder för stratigrafiskt-litologiska och paleogeografiska studier. Moskva: Moscow State University, 1965.
↑ Yapaskurt O. V. Fundamentals of the doctrine of lithogenesis. M.: Moscow State Universitys förlag. 2005.
↑ Gruza V.V., Romanovsky S.I. Aktualismens princip och logiken i kunskapen om det geologiska förflutna. //Izvestia från USSRs vetenskapsakademi, ser. Geological, nr 2, 1974.
↑ Frolov V. T. Litologi: Uch. ersättning. M.: Moscow State Universitys förlag, bok 1, 1992; Bok 2, 1993; Bok. 3, 1995.
↑ Makarov V.P. Några geologiska problem. Structure and texture./VI Internationell konferens "New ideas in the geosciences". M. MGGRU, 2004
↑ 1 2 3 Gudilin N. S. m fl Hydraulik och hydraulisk drivning. Moskva: Moscow State University, 2001
↑ 1 2 3 Makarov V.P. Om definitionen av begreppet "klastiska stenar". / Materials of the 4th All-Russian. Litologiskt möte. Moskva: GEOS, 2006, s. 119-122.
↑ 1 2 3 4 Makarov V.P. Frågor om teoretisk geologi. 8. Geologiska lagar./Moderne problem och sätt att lösa dem inom vetenskap, transport, produktion och utbildning'2007". Odessa: Chernomorye, 2007. V.19. P.40 - 50
↑ 1 2 3 4 5 Zubkov I.F. Problemet med den geologiska formen av materiens rörelse. — M.: Nauka, 1979.
↑ Kondakov N.I. Logical Dictionary. Moskva: Nauka, 1971.
↑ Koronovsky N. V. Allmän geologi. Moskva: Moscow State University, 2006
↑ Strakhov N. M. Typer av litogenes och deras utveckling i jordens historia. Moskva: Gosgeoltekhizdat, 1963.
↑ Shulga V. F. Kotasova A, Kotas A. Litologisk (facies)-paleoekologisk analys av den kolhaltiga kolhaltiga formationen av Lvov Paleozoic trough. / Litologi och geologi för fossila bränslen. Jekaterinburg: Ural State Edition. Mining University, 2008. Nummer. II (18), S.116 - 133.
↑ Makarov V.P. Några problem med litologi. Definition av "LITOLOGI"./Material från VII Ural Regional Lithological Meeting "Lithological aspects of the geology of layered media". Jekaterinburg: red. IGG UB RAN, 2006. Sid. 155-156.
↑ Makarov V.P. Frågor om teoretisk geologi 2. Tillvägagångssätt för att skapa klassificeringar av geologiska formationer. Odessa: Chernomorye, 2007. V.15. s. 31 - 39.
↑ 1 2 3 Shvanov V. N., Frolov V. T., Sergeeva E. I. et al. Systematik och klassificering av sedimentära bergarter och deras analoger. St Petersburg: Nedra, 1998.
↑ Shvetsov M.S. Petrografi av sedimentära bergarter: Lärobok. M.: Gostoptekhizdat, 1958
↑ 1 2 3 Makarov V.P., Surkov A.V. Frågor om teoretisk geologi. 9. Vissa morfologiska egenskaper hos korn i lösa sedimentära bergarter./Moderna trender inom teoretisk forskning och tillämpad forskning. Odessa: Chernomorye, 2008. V.23. S.32 - 44
↑ Makarov V.P., Surkov A.V. Några morfologiska egenskaper hos korn i lösa sedimentära bergarter. / Lithology and geology of fossil fuels. Jekaterinburg: upplaga av Ural State Mining University, 2008. Utgåva. II (18). s. 77 - 85.
↑ 1 2 3 Romanovsky S. I. Fysisk sedimentologi. L .: Nedra, 1988
↑ 1 2 Makarov V.P., Surkov A.V. Frågor om teoretisk geologi. 10. Om problemet med mekanismen för rörelse och sedimentering av fast materia från vattenflöden./Moderna trender inom teoretisk forskning och tillämpad forskning. Odessa: Chernomorye, 2008. V.23. S.44 - 56
↑ 1 2 3 Velikanov M. A. Dynamik i kanalflöden. M.: Gostekhizdat, 1955. T.1,2
↑ 1 2 Selly R.K. Introduktion till sedimentologi. Moskva: Nedra, 1981
↑ Gostintsev K.K. Metoden och betydelsen av den hydrodynamiska klassificeringen av sandiga siltiga bergarter i sökandet efter litologiska olje- och gasfällor. / Metodik för att förutsäga litologiska och stratigrafiska avlagringar av olja och gas. L .: VNIGRI upplaga, 1981. S. 51 - 62
↑ 1 2 Surkov, Fortunatova N. K., Makarov V. P. Om villkoren för bildandet av moderna sediment av Peipsi-sjön enligt granulometriska data.//Izv. universitet. Serien "Geology and exploration", 2005, 5. S. 60-65.
↑ Makarov V.P. Frågor om teoretisk geologi. 11 Geohastighetsmätare - en metod för att bestämma paleohastigheterna för rörelsen av forntida sediment genom vattenflöden. / "Perspektiva innovationer inom vetenskap, utbildning, produktion och transport." Odessa: Chernomorye, 2008. V.15. s. 36-49
↑ Makarov V.P., Surkov A.V. Geohastighetsmätare - en metod för att bestämma paleohastigheterna för sedimentrörelser genom vattenflöden. / Material från den 5:e allryska litologiska konferensen "Typer av sedimentogenes och litogenes och deras utveckling i jordens historia." Jekaterinburg, 2008. V.2. Från 12-14

Litteratur

Rukhin L. B. Grundläggande om litologi: läran om sedimentära bergarter / Ed. Dr. geol.-gruvarbetare. Sciences E. V. Rukhina . - 3:e uppl., reviderad. och ytterligare - L . : Nedra , Leningrad. Avdelningen, 1969. - 704 sid. (i översättning)

Länkar

Material om litologi på lithology.ru

Ordböcker och uppslagsverk	Stor katalanska Stor katalanska Stor norsk Stor ryss Britannica (online)

Sedimentära stenar
Sediment och formationer	Alluvium deluvium Diluvium Eluvium illuvium colluvium Proluvius
Processer	Diagenes Katagenes Metagenes metamorfosm
Andra villkor	sediment insättningar Sedimentation saltning Skiktning Märgel Klassiska stenar
Vetenskapliga riktningar	Litologi Kvartärgeologi Stratigrafi Geokronologi Paleogeografi Geomorfologi Ingenjörsgeologi Geokryologi
Kategori Litologi

Geologi
teoretisk	Geokemi Kristallografi Litologi Mineralogi Petrologi Strukturell Ekologisk
Dynamisk	Vulkanologi Geodynamik Geokryologi Geomekanik Geomorfologi Geotektonik Neotektonik Seismogeologi
historisk	Geokronologi Paleogeografi Paleoklimatologi Paleontologi paleotektonik Stratigrafi Kvartär
Applicerad	Militär Mineralgeologi Hydrogeologi Teknik Regional Geologisk undersökning
Övrig	Geofysik Geoekologi Plats Maritim radiogeologi Geologins historia
Kategori Geologi