Методи і методичні прийоми стадіального аналізу
1.Все методи САЛ = методи отримання вихідної інформації + методи користування нею (назвемо їх методичними прийомами).
2.Методи отримання вихідної інформації - це, головним чином, методи вивчення речовини. Причому, хоча САЛ - частина літології, що вивчає тверда речовина, для сучасного виконання САЛ необхідно користуватися методами вивчення також розчинів, газів, органічної речовини, в тому числі живого (бактерій). Спеціаліст в області САЛ повинен бути одночасно літологію, мінералогом, гідрогеологом, геохімік (десятиборстві в легкій атлетиці). Тому торкнемося коротко основних методів отримання вихідної інформації.
а) Візуальне (без мікроскопа і ін. інструментів) вивчення порід (керна) - розпилювання, прішліфовкой, полірування, фотодокументування. Вже тут є стадиальная інформація (показати на фото, на ldquo-жівихrdquo- полірування). Пори, каверни, шаруватість, трещіни- мінералізація тріщин нерідко може бути визначена візуально. Пори заповнені чи ні - вже важливо. Конкреції - огибание слоистостью.
б) Вивчення петрографічних шліфів. Визначення мінералів, їх форми, послідовності виділення (приклади: ангідрит - карбонат, карбонат - ангідрит. Мінеральні парагенези (парагенезиси) - спільне знаходження мінералів, що виникає в результаті їх одночасного або послідовного освіти. Нерідко під парагенезом розуміють просто спільне знаходження, що невірно. Наприклад , в піщанику уламковий кварц і кальцитовий цемент. Тут торкнутися понять ldquo-аутигенних і аллотігенних мінераловrdquo-. Нас в основному цікавлять аутигенні мінерали. Приклад: регенерація (аутігенний кварц) зерен аллотігенного кварцу. Приклади парагенезов (сульфат - кам`яна сіль - малюнок, пірит - гіпс - оксиди заліза, пояснити). Заборонені парагенези (кварц - кальцит при високих t і не дуже високих P- сульфат - стеногалінние фауна).
Фотодокументування шлифа.
в) Електронна мікроскопія (просвічує, репліки, растрова). Показати. Потрібна для вивчення дрібних деталей. Регенерація, форма, корозія. Результат - електронно-мікроскопічні знімки.
г) Рентгенівська дифрактометрія - потрібна в першу чергу для вивчення глинистих мінералів, надзвичайно дисперсних (сказати про виділення глинистої фракції). Показати типові дифрактограми гідрослюд, каолініту, монтморилоніту, хлоріта- пояснити сенс прожарювання, насичення гліцерином і етилен-гликолем. Рентгенівський аналіз потрібен не тільки для визначення мінерального складу глин, але і для більш тонких досліджень глинистого речовини, наприклад, для оцінки ступеня кристалічності глинистих мінералів. Це потрібно, по-перше, для розрізнення аллотігенних і аутигенних глинистих мінералів (гідрослюда, каолініт - приклади), а по-друге, для оцінки ступеня літогенетіческіх перетворюванності відкладень (деshy-Тальне про це пізніше). Рентген - засіб не тільки для вивчення глинистих мінералів, а й інших. Він дає не тільки видовий мінералогічний склад, а й відомості про хімічний склад (приклад з базальним рефлексом кальциту і зі стехіометрічностью доломіту).
д) Термічний аналіз (дериватографія). Метод зараз застосовується рідко. Показати кілька типових деріватограмм. Застосовується для вивчення мінералогічного складу порід і органічної речовини
е) Методи визначення хімічного складу твердої речовини
Для визначення макрохіміческого складу
1) стандартний (силікатна, мокрий) хімічний аналіз
2) рентгенфлуоресцентний (інструментальний). Точність нижче, але продуктивність набагато вище, ніж у стандартного хімічного аналізу
Для визначення мікрокількостей хімічних елементів (мікроелементного складу)
1) Емісійний спектральний (підкреслити масовість)
2) Атомно-абсорбційний
3) Палко-фотометричний (Na, K)
4) Нейтронно-активаційний (підкреслити чутливість)
5) Мас-спектрометричний з індуктивно зв`язаною плазмою (підкреслити прогресивність)
Всі ці види аналізу можуть застосовуватися як до порід в цілому, так і до мономінеральних фракцій. Останнє цінніше, тому що ця інформація більш визначеною, вона прив`язана до конкретного матеріалу, який утворився в певний момент життя породи або осаду. Якщо ж аналізуємо породу в цілому, завжди постає питання, який же матеріал є носієм того чи іншого хімічного елемента. Є різні способи отримання монофракцій: ручне виділення (з тріщин, гнізд, каверн), бромоформірованіе, видалення речовин різними розчинниками (наshy-приклад, кальцит в доломіті трилоном Б). Близькі до вивчення складу виділених монофракцій цілі переслідує метод визначення хімічного складу витяжок. Залежно від розчинності мінералів, які хочуть вивчити за допомогою методу витяжок, застосовують водні, оцтовокислі, солянокислий і ін. Витяжки (пояснити). Оскільки становить інтерес вивчення складу не тільки мономинеральной фракції, наявної в тому чи іншому зразку, але і склад окремих мінеральних зерен, то застосовують мікрозондовий аналіз і сканування складу по площі зерна (або шліфа). Показати приклади з роботи Гуліса і Липи.
ж) Методи визначення хімічного складу підземних водЦе практично ті ж методи, що і при вивченні хімічного складу твердої фази. Але треба мати на увазі, деякі види аналізу орієнтовані на закінчення в твердій фазі, а деякі - на закінчення в рідкій фазі. Тому питання полягає в способі підготовки зразків (пробопідготовці).
Відео: Основні методи і прийоми економічного аналізу для бізнесу
з) Метод стабільних ізотопів. Застосовується до породам, окремим мінералів, розчинів і т.д. Метод складний, трудомісткий, реалізується на дорогих приладах - мас-спектрометрах, але дуже багато дає для розуміння генезису об`єктів. Найбільш поширений ізотопний аналіз С, O, S для порід і мінералів, H і O для розчинів. Ізотопний склад прийнято виражати в такий спосіб:
d18O (Permil-) = (18O/16Oобр : 18O/16Oстанд - 1) middot- 1000
Так само і для ізотопів інших хімічних елементів. За міжнародні стандарти приймаються: для води - середня проба ретельно перемішаної води, відібраної з центральних частин Тихого, Атлантичного і Індійського океанов- для твердих фаз (порід, мінералів) - певні зразки з деяких геологічних розрізів Америки. Отримати додаткову інформацію про терміни служби, технічні характеристики і ціну , ви зможете на сайті hydrophobe.ru. Тут же ви знайдете більш детальну інформацію про обладнання та методи для горизонтально-направленого буріння (ГНБ).
Сенс застосування методу стабільних ізотопів полягає в тому, що є ряд природних процесів, які супроводжуються фракционированием, тобто поділом ізотопів. Наприклад, в процесі випаровування з поверхні води відриваються в першу чергу більш легкі молекули- тому водяна пара має легший ізотопний склад кисню і водню, ніж випаровується вода. Вода, що виходить при конденсації пари, характеризується полегшеним ізотопним складом кисню і водню. В результаті, наприклад d18O морської води близько до нуля, прісні води на континенті характеризуються зазвичай негативними величинами d18O, а в морській воді, що зазнала випаровуванню, тобто в легенях, де осідає сіль, d18O може скласти +7 ... + 11 permil-. Такі ж співвідношення властиві і підземним водам - похідним від тих видів поверхневих вод, про які ми сказали. Якщо з названих видів води буде йти кристалізація, припустимо, карбонату кальцію (кальциту), то ізотопний склад кисню в цьому кальциті буде успадковувати ізотопний склад кисню в воді. Більш того, встановлено, що ізотопний склад кисню в кальциті залежить також від температури, при якій йшла кристалізація, тому в деяких випадках ізотопний аналіз допомагає оцінити температуру стародавнього процесу.
Що стосується ізотопів вуглецю (13З /12С), то дуже важливо, що органічна речовина і його похідні, наприклад, СО2, що виходить при його розкладанні, характеризуються значно більш легким ізотопним складом, ніж кальцит, що утворюється в море. Що стосується ізотопів сірки (34S/32S), То при відновленні сульфату до сульфіду, другий зазвичай виявляється изотопно більш легким, ніж перший.
Ці та багато інших закономірності і аспекти розподілу стабільних ізотопів в природних об`єктах дуже важливі і корисні при виконанні стадіального аналізу. До конкретних прикладів застосування ізотопних даних в стадиальном аналізі ми ще будемо звертатися.
і) Серед методів, що застосовуються для аналізу газів, відомі об`ємний, хроматографический, інфрачервона спектроскопія, мас-спектроскопія. Провідним методом газового аналізу в даний час є метод газової хроматографії.
к) Методи визначення загального вмісту органічних речовин в природних об`єктах (наприклад, в породах) засновані на оцінці кількості окислювача (марганцоshy-вокіслий калій, перекис водню та ін.), що йде на окислення зразка. Методи ж вивчення складу органічних речовин дуже складні. Вони засновані на екстракції органічних компонентів і їх подальшому визначенні шляхом застосування спектроскопії в ультрафіолетовій, видимій та інфраккрасной областях, ЯМР-спектроshy-скопии, мас-спектрометрії та ін. Для вивчення живої органічної речовини (бактерій), яке теж бере участь в литогенетических перетвореннях, застосовуються спеціальні мікробіологічні методи.
л) Метод порових (гірських) розчинів. Виділення віджиманням при дуже високому тиску на пресах і хімічний аналіз. Дає можливість визначати склад затисненого розчинів і таким чином наближатися до розуміння умов утворення або перетворення породи (пояснити на прикладі з Старооскольской або Ланської глиною в зоні прісних вод).
м) Стадіальний аналіз немислимий без інформації про сучасні пластових температурах і тиску в досліджуваному розрізі. Цю інформацію отримують при бурінні і випробуванні свердловин з використанням спеціального але стандартного устаткування (температурні датчики, манометри).
н) Палеотермометрія:
1) відбивна здатність ОВ (вітрини), максимальні палеотемператур (про це пізніше). Тут про те, що палеотемператур може бути не тієї, що сучасна.
2) декрепітациі, гомогенізація включень (пояснити сенс, показати включення, підкреслити, що температура немаксімальная на відміну від температури по вітриніту)
о) Вивчення хімічного і газового складу включень (ультрамікрохімічеshy-ський аналіз, витяжки, витягування шприцами-голками, кріометрія). Сказати про мінералах-космополітів і значення вивчення включень для пізнання їх природи.
3. Методи або методичні прийоми використання та обробки вихідної інформації
1) Дослідження окремо взятого зразка гірської породи різними перерахованими вище методами (від повноти дослідження залежить якість одержуваної інформації)
2) Филогенетические ряди: дати приклад, можливо з буттям
3) Встановлення зональності в геологічному розрізі (показати приклади з Япаскурта, Махнач)
Зональність може відображатися не тільки в розрізах, але і на картах, схемах (поshy-казать з моєї книги карту)
4) Термодинамічні розрахунки - дати в спрощеному вигляді зі старих лекцій. Є демонстраційна графіка, Показати наші карти по насиченості. Накладенням на наші карти інформації про встановлені в розрізі аутигенних мінералів можна прийти до висновку про те, що ці мінерали утворилися на несучасному етапі або можуть утворюватися і на сучасному. Це і є завдання стадіального аналізу.
5) Існує безліч способів, які все важко описати і нелегко пояснити без спеціальної підготовки (наприклад наші коефіцієнти). Деякі з таких методичних прийомів ми розглянемо пізніше у відповідних частинах курсу. Головне для дослідника - проявляти більше фантазії і мати побільше сміливості.
6) Математична статистика. Ази треба знати. Пояснити сенс порівняння середніх.
4.Методологія
Навіть самий повний перелік методів не дає уявлення про методологію, тобто про загальні принципи і підходи наукового дослідження. Що стосується методології САЛ, то він, як і інші геологічні дисципліни, спирається на принцип актуалізму, тобто ldquo-даний - ключ до пізнання прошлогоrdquo-. Наприклад, діагенез океанічних опадів за даними глибоководного буріння. А як ще можна на власні очі спостерігати, а не припускати і будувати здогади? Оскільки літогенез - це процеси, що протікають в ході тривалої геологічної історії (про це ми вже говорили), то виконання САЛ немислимо без історичного підходу. Оскільки пізнавати літогенетіческіе зміни краще і зручніше шляхом їх вивчення і зіставлення для різних розрізів і регіонів, то САЛ спирається на порівняльний підхід. Нарешті, оскільки літогенетіческіе перетворення осадового матеріалу (осаду і породи) протікають під дією органічної речовини, t, P, підземних вод і газів, що вимагає обліку і вивчення цих характеристик, то САЛ потребує комплексного підходу. Таким чином, методологічною основою САЛ є комплексний порівняльно-історичний підхід, або метод.
