Wpływ orientacji szlifu mikroskopowego i wyboru mierzonych składników mineralnych na wyniki analizy granulometrycznej

• Autorzy: Stańczak G. , Figarska-Warchoł B.

Warianty tytułu

EN

Grain-size analysis of sandstones: an effect of thin-section orientation and selection of mineral components

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Mikroskopowa analiza granulometryczna wykonana dla trzech próbek reprezentujących piaskowce masywne, laminowane poziomo oraz skorupowo na szlifach zorientowanych prostopadle i równolegle do powierzchni uławicenia, przy użyciu kamery cyfrowej sprzężonej z mikroskopem polaryzacyjnym i odpowiednich narzędzi oprogramowania do analizy obrazu pozwoliła na pomiar maksymalnych średnic ziaren, bądź wewnętrznych osi wydłużonych klastów przy jednoczesnej identyfikacji rodzaju składnika detrytycznego. Uzyskane w ten sposób dane dla dwóch różnych orientacji płaszczyzny preparatu pozwoliły na ocenę zróżnicowania wielkości poszczególnych składników detrytycznych oraz ich udziałów częstościowych w ogólnej liczbie pomierzonych okruchów. Rozkłady uziarnienia analizowano dla dwóch wariantów składu materiału okruchowego: „bezłyszczykowego” (wszystkie składniki z wyłączeniem mik) oraz „kwarcowo-skaleniowego” (tylko ziarna kwarcu i skaleni). Ten ostatni wariant zastosowano w celu eliminacji wpływu kształtu okruchów na mierzoną ich wielkość. Analizie porównawczej podlegały graficzne parametry uziarnienia wyliczone na podstawie krzywych kumulacyjnych w oparciu o formuły Folka i Warda [12] oraz ich wzajemne relacje. Analiza granulometryczna i uzyskane w jej toku parametry uziarnienia wrażliwe są na wiele czynników, których wpływu nie można wyeliminować, ale trzeba być świadomym ich oddziaływania. Rozkłady uziarnienia można badać w różnych ujęciach w zależności od celu analizy, biorąc pod uwagę zmienność udziałów częstościowych mierzonych składników detrytycznych oraz zróżnicowanie kształtu ziaren i klastów, na które wpływ ma skład mineralny ziaren i okruchów oraz orientacja szlifu mikroskopowego. Wydłużone i płaskie składniki okruchowe, takie jak łyszczyki i okruchy łupków, zazwyczaj pomijane w pomiarach granulometrycznych, mają istotny wpływ na anizotropię właściwości skały.

EN

Grain-size analyses were carried out on three samples representing parallel laminated, convoluted and massive sandstones. Thin sections were cut perpendicular and parallel to the bedding of the rocks. Applying a digital camera coupled to a polarizing microscope and an image analysis software, the type of the detrital material was identified and the maximum diameters of grains or internal axes of elongated rock clasts were measured. The data obtained in two perpendicular planes of a rock show a diversification of sizes of individual detrital components and their contributions to the total of the grains measured. The grain-size distributions were analysed in two compositional variants of detrital grains: all these grains components but without micas (“no micas” approach) and considering only quartz and feldspars (”quartz+feldspar” approach). The latter procedure eliminates an impact of grain shapes on grain sizes. Comparative analyses were based on graphic grain-size parameters calculated according to Folk and Ward [12] from cumulative curves and on mutual relations of these parameters. The grain-size analysis and its results are sensitive to many factors, whose impact cannot be eliminated but their role must always be remembered. Grain-size distributions may be investigated in various aspects depending on the problem to be solved, considering variability of detrital components contribution and variety of their shapes influenced by the mineral composition of grains and clasts and the thin-section orientation. Elongated and flat components of the framework, such as micas and shale/schist fragments, are usually omitted in grain-size analyses, but they significantly affect the anisotropies of rock properties.

Słowa kluczowe

PL

mikroskopowa analiza granulometryczna; pomiar granulometryczny na obrazach cyfrowych; rozkłady uziarnienia; graficzne parametry uziarnienia; orientacja szlifu mikroskopowego; wybór składników detrytycznych

EN

thin section grain-size analysis; grain-size analysis on digital images; grain size distributions; grain-size statistical parameters; orientation of thin section; selection of detrital components

• Wydawca: Instytut Górnictwa Odkrywkowego "Poltegor-Instytut"
• Czasopismo: Górnictwo Odkrywkowe
• Rocznik: 2016
• Tom: R. 57, nr 5
• Strony: 42--52
• Opis fizyczny: Bibliogr. 13 poz.

Twórcy

autor

Stańczak G.

• WGGiOŚ, AGH Akademia Górniczo-Hutnicza, Kraków

autor

Figarska-Warchoł B.

• WGGiOŚ, AGH Akademia Górniczo-Hutnicza, Kraków

Bibliografia

• [1] Pettijohn F.J., Potter P.E., Siever R., Sand and Sandstone. 2nd ed., Springer–Verlag, Berlin, 1982
• [2] Boggs S. Jr., Petrology of Sedimentary Rocks. Cambridge University Press, New York, 2009
• [3] Van der Plas L., Preliminary note on the granulometric analysis of sedimentary rocks. Sedimentology, 1, 145-157,
• [4] Textoris D.A., Grain-size measurement in thin-section. [W:] Procedures in Sedimentary Petrology. (ed. by Carver R.E.), s. 95-107, Wiley-Interscience, New York, 1971
• [5] Johnson M.R., Thin section grain size analysis revisited. Sedimentology, 41, 1994
• [6] Bromowicz J., Zmienność facjalna i wykształcenie litologiczne piaskowców inoceramowych jednostki skolskiej między Rzeszowem a Przemyślem. Prace Geologiczne, 84, PAN, Oddział w Krakowie, Komisja Nauk Geologicznych, 1974
• [7] Moroz-Kopczyńska M., Litologia piaskowców krośnieńskich w obszarze między Istebną a Myślenicami w świetle ich wykorzystania w przemyśle materiałów budowlanych. Prace Geologiczne, 104, PAN, Oddział w Krakowie, Komisja Nauk Geologicznych, 1977
• [8] Peszat C., Zmienność składu petrograficzno-mineralnego piaskowców cergowskich na tle warunków ich depozycji i przemian diagenetycznych. Biulety Instytutu Geologicznego, 346, 1984
• [9] Griffiths J.C., Scientific Method in Analysis of Sediments. McGraw-Hill, New York, 1967
• [10] Barret P.J., Petrology of some Beacon rocks between the Axel Heiberg and Shackleton Glaciers, Queen Maud Range, Antarctica. Journal of Sedimentary Petrology, 36, 794-805, 1966
• [11] McManus J., Grain size determination and interpretation. [W:] Techniques in Sedimentology (ed. by Tucker M.), s. 63-85, Blackwell Scientific Publications, Oxford, 1988
• [12] Folk R.L., Ward W.C., Brazos River bar: a study in the significance of grain size parameters. Journal of Sedimentary Petrology, 27, 1, 3-26, 1957
• [13] Folk R.L., Petrology of Sedimentary Rocks. Hemphill Publishing Co., Austin, Texas, 1974

Uwagi

PL

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę (zadania 2017).