» » Общая оценка фактического материала минералов группы глауконита

Общая оценка фактического материала минералов группы глауконита

03.08.2016

Статистическая обработка материала предъявляет ряд требований к отбору фактического материала. Пробы должны быть случайными и независимыми, что вполне соответствует подборке анализов минералов, полученных из разных мест, проанализированных разными аналитикам в разное время и отчасти с помощью разных методик. Представительность нашей выборки в смысле соответствия ее всей природной совокупности минералов группы глауконита следует считать не совсем достаточной. В самом деле, уже карта распределения опробованных глауконитоносных комплексов на площади Земли (рис. 1.3) показывает ее неравномерность, что может оказаться од-ной из причин непредставительности исследуемой выборки. В нашей выборке отсутствуют данные по целым континентам — Австралии, Африке, слабо охарактеризованы полными анализами минералы группы глауконита на Американском континенте, включая территорию США. Весьма неравномерно представлен материал по возрасту (рис. 1.4) и по типам вмещающих глауконитоносных комплексов. Пробы отобраны в большинстве случаев без учета относительного объема глауконитоносной породы в комплексе. Более того, главным критерием отбора пробы нередко было максимальное содержание глауконита в породе, отсутствие карбонатов и т. п. Полного опробования всех типов глауконитоносных пород в разрезе, как правило, не было.
Общая оценка фактического материала минералов группы глауконита

Следовательно, мы не можем считать нашу выборку вполне представительной, поскольку она не отвечает требованию равномерности. Достаточность числа проб для характеристики формационного типа решается в каждом конкретном случае отдельно — статистическими методами с помощью определенных статистических критериев. Требования к представительности каждого анализа в отдельности и точности определений, а также величине пробы рассматриваются ниже.
Общая оценка фактического материала минералов группы глауконита

Независимая оценка точности химических анализов устанавливается на основании многократных определений состава международных стандартов — образцов гранита G-1 и диабаза W-1, проведенных аналитиками разных стран, начиная с 1950 г. В табл. 1.5 приведены средние содержания химических элементов в обеих породах, поскольку состав глауконитов ни одной из них не соответствует полностью, а среднеквадратичные отклонения определений могут быть приняты за точность определения каждого элемента (SiO2 — по диабазу, K2O — по граниту и т. д) в глауконитах. Как видно из табл. 1.5, точность химических анализов на 1951 г. несколько ниже, чем на 1960 г. Особенно заметна разница по сумме среднеквадратичных отклонений: 2,56 и 1,70 для гранита, 4,27 и 1,95 — для диабаза на 1951 и 1960 гг. соответственно. Эти данные учитывались нами при отбраковке анализов.
В специальных руководствах по расчету кристаллохимических формул, а также в работах, посвященных статистическому анализу отдельных минералов, считается, что анализ вполне доброкачествен, если сумма его укладывается в пределы 99,5—100,75%. Это означает, что в полном силикатном анализе, который проводится в среднем на 15 компонентов, каждый компонент должен определяться с точностью ± 0,04% (процент абсолютный). Ho, как показывают данные табл. 1.5, при современных методах исследования для единичного анализа отдельной пробы минерала (а такими является подавляющее большинство анализов) такая точность недосягаема. Следовательно, пределом суммарной ошибки анализа можно считать цифры не 0,5—0,75%, а значения, близкие сумме среднеквадратичных отклонений для всех компонентов анализа. Для анализов, выполненных до 1951 г. исходя из среднего состава глауконита, отклонения от 100% могут достигать ~ 3% абсолютных (т. е. 97—103%), а для анализов, выполненных после 1951 г. — около 2% (т. е. 98—102%). Например, определение щелочей (Li2O, Na2O, K2O, табл. 1.6) для 17 образцов глауконита показывает, что отклонение содержаний этих компонентов по парам определений вполне укладывается в пределы допустимых ошибок (ср. табл. 1.5 и табл.1.6). Только для малых элементов (Na и Li) она может оцениваться цифрой ~ 0,04%, тогда как для калия ошибка значительно выше 0,04% для подавляющего большинства парных определений; для 9 пар из 17 она составляет 0,10—0,20% (проценты абсолютные). Обе равной величины навески каждого образца брались из однородного порошка одновременно, т. е. в условиях одной температуры и влажности, сжигались на пламенном фотометре при строгой регуляции подачи кислорода и замерялись с применением буферирования, т. е. при, оптимальной стандартизации условий анализа. Еще большие отклонения от 0,04% дают определения таких компонентов, как SiO2, Al2O3, Fe2O3 и FeO. На определении форм железа помимо чисто методической ошибки очень сказывается процесс окисления железа двухвалентного: ошибки определения Fe2O3 и FeO фактически не коррелируются с другими ошибками, но связаны между собой сильной отрицательной зависимостью (коэффициент корреляции ошибок Fe2O3 и FeO достигает почти максимально возможного — 0,90). В связи с этим может быть большая ошибка в определении Al2O3, которая в старых анализах рассчитывалась из суммы полуторных окислов вычетом Fe2O3, особенно в тех анализах, где в сумму полуторных окислов входили TiO2, V2O5, Cr2O3, не определявшиеся отдельно. Таким образом, только ошибка определения трехвалентного железа или алюминия может достигать 1%, особенно в старых анализах, и довольно высокой (до 0,61% у Fe2O3) остается в анализах, выполненных после 1951 г.
Общая оценка фактического материала минералов группы глауконита
Общая оценка фактического материала минералов группы глауконита

Представительность каждого отдельного анализа определяется соответствием анализа среднему составу минерала в определенном геологическом теле или какой-то части геологического тела. Для выполнения этого условия необходимо, чтобы представительной для характеристики геологического тела была проба породы, из которой взят минерал, а проба минерала должна включать зерна всех возможных (для данной породы и условий ее образования) составов в количестве, строго пропорциональном их фактическому соотношению в породе. Таким образом, отбор проб минерала и оценка их представительности — это большая самостоятельная задача, которая в настоящее время для глауконитов не решена. Основной теоретической предпосылкой для положительной оценки представительности пробы минерала является огромный опыт парагенетического анализа изверженных и метаморфических пород, установившего постоянство состава минерала в определенной парагенетической минеральной ассоциации при постоянных условиях их образования. Для осадочных отложений такая работа только начинается. И действительно, состав проб глауконита остается постоянным, если сами зерна (микроконкреции) являются мономинеральными. Если же имеет место замещение глауконита монтмориллонитом или хлорита глауконитом и т. п., т. е. проба не является мономинеральной, то состав зерен и пробы в целом может резко колебаться, и соотношения химических элементов варьируют в пределах, на порядок и более превосходящих точность определения. Такие ассоциации широко распространены в осадочных отложениях, в них совершенно закономерно меняются соотношения минералов и химических элементов, и они рассматриваются самостоятельно.
Общая оценка фактического материала минералов группы глауконита

Решение кристаллохимических и парагенетических задач, исследование соотношения химического состава и физических свойств минералов начинается с изучения закона распределения числовых данных по каждому компоненту, целью которого является установление преимущественных значений каждого признака. Одномерное распределение (распределение каждого катиона отдельно) устанавливалось графическим методом (гистограммы распределения) для суммарной выборки в целом и для суммарных выборок по возрасту (рис. 1.5, 1.6). Для выборок по возрасту, а также для каждого формационного типа в задачах «состав — свойство» и т. п. проверка закона многомерного распределения проводилась с помощью статистических коэффициентов асимметрии, эксцесса, показателей асимметрии и эксцесса, дополнительного показателя эксцесса, которые для нормального распределения ограничены определенными числовыми значениями. В дальнейшем корреляционные зависимости устанавливались лишь между теми компонентами, распределение которых не противоречило нормальному закону распределения, поскольку для нормального распределения составлены корреляционные программы, которыми мы пользовались в своей работе. По коэффициентам асимметрии, эксцесса и т. п. устанавливалась неоднородность выборки, в частности наличие механической примеси, случайные ошибки анализа, а также неоднородности в составе, обусловленные вторичными изменениями минерала в условиях катагенеза, выветривания и т. п.
Общая оценка фактического материала минералов группы глауконита