EA010117B1 - Method for determining age of sedimentary rock deposits - Google Patents
Method for determining age of sedimentary rock deposits Download PDFInfo
- Publication number
- EA010117B1 EA010117B1 EA200700414A EA200700414A EA010117B1 EA 010117 B1 EA010117 B1 EA 010117B1 EA 200700414 A EA200700414 A EA 200700414A EA 200700414 A EA200700414 A EA 200700414A EA 010117 B1 EA010117 B1 EA 010117B1
- Authority
- EA
- Eurasian Patent Office
- Prior art keywords
- age
- sedimentary rock
- determining
- sedimentary
- foraminifera
- Prior art date
Links
Landscapes
- Investigation Of Foundation Soil And Reinforcement Of Foundation Soil By Compacting Or Drainage (AREA)
- Management, Administration, Business Operations System, And Electronic Commerce (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области геохронологии, а именно к способам определения возраста осадочных горных пород для фундаментальных исследований в области геологии Земли, поисков и разведки месторождений полезных ископаемых.
Известен способ определения абсолютного возраста осадочных горных пород (авт.св. СССР № 1331289, С01У 5/06, опубл. 30.04.95, Бюл.№12), по которому определяют мощность дозы ионизирующих излучений в месте залегания породы. Находят максимальную палеотемпературу пласта, определяют стадиальное состояние органического вещества в пласте. По экспериментально установленной зависимости определяют абсолютный возраст осадочной горной породы.
Недостатками описанного способа определения абсолютного возраста осадочных горных пород являются трудоёмкость, обусловленная необходимостью использования специальных устройств (глубоких скважин), существенных экономических затрат и специального оборудования; низкая достоверность определения возраста горных пород из-за проявления в разрезе существенных подъёмов и размывов и зависимости между максимальной палеотемпературой и мощностью стадиального состояния вещества, кроме того, способ является косвенным, т.к. используют отражательную способность витринита; погрешность определения абсолютного возраста осадочных горных пород составляет 10 млн лет.
За прототип выбран способ определения возраста осадочных горных пород (В.Е.Хаин, Н.В. Короновский, Н.А. Ясаманов, Историческая геология, Изд. МГУ, 1997, с. 19-26), который относится к биостратиграфическим и базируется на использовании ископаемых органических остатков. Способ заключается в следующем: производят отбор образцов, содержащих фораминиферы, изготавливают плоскопараллельные шлифы, по которым определяют их принадлежность к определённому роду, сравнивают с руководящими однородными экземплярами. Определение возраста толщи горных пород и отнесение ее к той или иной стратиграфической единице осуществляют путем сравнения найденных фораминифер с определёнными в опорном или стратотипическом разрезе. Фораминиферы характеризуются быстрой эволюцией и широким географическим распространением, служат надёжным обоснованием региональной и местной стратиграфии опорных и типовых разрезов. При расчленении разрезов отмечают вертикальное распределение ископаемых органических остатков по всему разрезу. В случае, если одни и те же ископаемые остатки встречаются от подошвы до кровли пачки слоёв, полученные данные о возрасте относят ко всей пачке.
Недостатком выбранного за прототип способа является субъективное качественное описание критериев ископаемых остатков, отсутствие количественных характеристик.
Техническая задача изобретения - повышение точности определения возраста осадочных горных пород.
Поставленная задача решается тем, что в способе определения возраста осадочных горных пород, включающем отбор фораминифер, выделение на них участков исследования, определение возраста осадочной горной породы по стратиграфическим шкалам относительного и абсолютного возрастов, причём в качестве выделенного участка на фораминифере выбирают стенку раковины, а определение возраста осадочной горной породы производят по коэффициенту фрактальной размерности, который определяют после фиксирования выделенного участка фораминифер. Коэффициент фрактальной размерности определяют по методу кривой Коха. Коэффициент фрактальной размерности определяют по методу ковра Серпинского.
Использование в качестве выделенного участка исследования на фораминифере стенки раковины и определение возраста осадочной горной породы по коэффициенту фрактальной размерности (Кфр) позволяет получить количественную характеристику структуры стенки, которая отражает достоверную информацию о родовой принадлежности выбранного фораминифера и возрасте осадочной горной породы, где он был найден. Кроме того, расширены возможности способа за счёт использования отдельных фрагментов фораминифер.
Способ определения возраста осадочных горных пород осуществляют следующим образом. Отбирают плоскопараллельные шлифы, содержащие фораминиферы, отнесённые к определённым семействам и родам, распространённым в определённых слоях осадочных пород, визуально изучают фораминиферы, производят фиксирование с использованием оптимальных режимов увеличений, проводят компьютерную обработку фотографий и осуществляют выбор определённых фрагментов стенок для последующей обработки, рассчитывают коэффициент фрактальной размерности по методу кривой Коха или ковра Серпинского. По коэффициенту фрактальной размерности определяют возраст осадочной горной породы с использованием стратиграфических шкал.
Способ определения возраста осадочной горной породы производили на образцах фораминифер, имеющих конкретный возраст и географическую привязку. Наблюдали образцы в просвечивающем микроскопе РОБАМ Л-211, фотографировали определённые участки стенки фораминифер. Используя не менее 5 увеличений выбранных фрагментов стенок, определяли коэффициент фрактальной размерности Кфр. Фрактальную размерность оценивали по методу кривой Коха и ковра Серпинского. В методе кривой Коха с помощью палетки подсчитывали число квадратиков Ν, пересекаемых контуром, обведённым вдоль выбранного участка стенки фораминифер. В случае искривлённой линии зависимость числа отрезков Ν, необходимых для полного покрытия этой линии, от размера отрезков г имеет вид:
У = <»·'*,
- 1 010117 где а>1 - значение длины для нефрактальной кривой; Кфр>1 - коэффициент фрактальной размерности (В.С. Иванова, А.С. Баланкин, Синергетика и фракталы в материаловедении, М: Наука, 1994, с.34). Если прологарифмировать это равенство, то получим линейную зависимость между 1ηΝ и 1пг:
1пЛ' = -Яфр1пг + 1па
Тангенс угла наклона этой кривой к горизонтальной оси даёт фрактальную размерность Кфр. При использовании ковра Серпинского с помощью той же палетки подсчитывали число квадратиков со стороной г для покрытия тёмных участков выбранной области (фрагментов скелета фораминифер). Тангенс угла наклона кривой ΙηΝ(Ιητ) к горизонтальной оси даёт фрактальную размерность Кфр. Установлено, что между коэффициентом фрактальной размерности стенки фораминифер и их возрастом существует зависимость: чем моложе экземпляр, тем величина Кфр больше.
По полученным значениям фрактальной размерности Кфр для родов, семейств Ресйогта, РагаагйаеЙ18си8, Оха\\'ате11а. РхеийоЧаГеИа. Бц8и1ше11а, ОссИеШозйуадегта, преобладающих в каменноугольном периоде построена таблица соответствия Кфр - возраст породы с погрешностью ± 1млн лет. По градуировочному графику Кфр (рс.пор.) определяется возраст осадочной породы.
Таблица соответствия Кфр - возраст породы с погрешностью ±1 млн лет.
Использование предлагаемого способа определения возраста осадочных горных пород позволит по количественным параметрам фрагментов структуры фораминифер экспрессно оценить возраст осадочных пород с погрешностью не выше ±1 млн лет. Способ не требует дополнительного вложения средств и специального оборудования.
The invention relates to the field of geochronology, and in particular to methods for determining the age of sedimentary rocks for basic research in the field of Earth geology, prospecting and exploration of mineral deposits.
There is a method of determining the absolute age of sedimentary rocks (ed.St. USSR № 1331289, S01U 5/06, publ. 04/30/95, Bull. № 12), which determine the dose rate of ionizing radiation in the place of occurrence of the rock. Find the maximum paleotemperature of the reservoir, determine the staged state of organic matter in the reservoir. The experimentally established dependencies determine the absolute age of the sedimentary rock.
The disadvantages of the described method of determining the absolute age of sedimentary rocks are the complexity, due to the need to use special devices (deep wells), significant economic costs and special equipment; low accuracy of determining the age of rocks due to the manifestation in the context of significant ups and erosion and the relationship between the maximum paleotemperatury and the power of the stadial state of the substance, moreover, the method is indirect, because use the reflectivity of vitrinite; The error in determining the absolute age of sedimentary rocks is 10 million years.
A method for determining the age of sedimentary rocks (V.E. Khain, N.V. Koronovskiy, N.A. Yasamanov, Historical Geology, Izd. MGU, 1997, p. 19-26) was chosen as a prototype. on the use of fossil organic residues. The method consists in the following: sampling containing foraminifera is made, plane-parallel sections are made, which determine their belonging to a certain genus, compared with the governing homogeneous specimens. The age of the rock strata is determined and attributed to one or another stratigraphic unit by comparing the found foraminifera with that found in the reference or stratotypic section. Foraminifera characterized by rapid evolution and wide geographical distribution, serve as a reliable justification of regional and local stratigraphy of reference and typical sections. When dissecting the sections, the vertical distribution of fossil organic residues throughout the section is noted. In case the same fossil remains are found from the bottom to the top of the stack of layers, the obtained data on the age relate to the entire pack.
The disadvantage of the method chosen for the prototype is the subjective qualitative description of the criteria for fossil residues, the absence of quantitative characteristics.
The technical problem of the invention is to improve the accuracy of determining the age of sedimentary rocks.
The task is solved by the fact that in the method of determining the age of sedimentary rocks, including the selection of foraminifera, the selection of research areas on them, the age of sedimentary rock on the stratigraphic scales of relative and absolute ages, and the wall of the shell is chosen as a dedicated area on the foraminifera, the age of sedimentary rock is produced by the coefficient of fractal dimension, which is determined after fixing the selected area of foraminifera. The coefficient of fractal dimension is determined by the method of the Koch curve. The coefficient of fractal dimension is determined by the method of carpet Sierpinski.
Using the shell wall as a dedicated study on the foraminifera and determining the age of sedimentary rock by the fractal dimension (Kfr) allows obtaining a quantitative characteristic of the wall structure, which reflects reliable information on the gender of the selected foraminifera and the age of the sedimentary rock, where it was found. In addition, the expanded possibilities of the method due to the use of individual fragments of foraminifera.
The method of determining the age of sedimentary rocks is as follows. Planar-parallel thin sections containing foraminifera belonging to certain families and genera distributed in certain layers of sedimentary rocks are selected, foraminifers are visually examined, fixed using optimal magnification modes, computerized processing of photographs is carried out, and certain fragments of walls are selected for further processing, the fractal coefficient is calculated dimensions by the Koch curve method or the Sierpinski carpet. The coefficient of fractal dimension determines the age of sedimentary rock using stratigraphic scales.
The method for determining the age of sedimentary rock was produced on foraminifera samples having a specific age and georeferencing. Observed samples in a transmission microscope ROBAM L-211, photographed certain sections of the wall foraminifera. Using at least 5 magnifications of selected wall fragments, the coefficient of fractal dimension Kfr was determined. The fractal dimension was estimated using the Koch curve method and the Sierpinski carpet. In the Koch curve method, the number of squares Ν intersected by a contour circled along a selected section of the wall of the foraminifera was counted using a pallet. In the case of a curved line, the dependence of the number of segments Ν required to fully cover this line on the size of the segments r has the form:
Y = <"· '*,
- 1 010117 where a> 1 is the length value for the non-fractal curve; Kfr> 1 - coefficient of fractal dimension (V.S. Ivanova, A.S. Balankin, Synergetic and fractals in materials science, M: Nauka, 1994, p.34). If we verify this equality, then we obtain a linear relationship between 1ηΝ and 1pg:
1pl '= -Yafr1pg + 1pa
The tangent of the angle of inclination of this curve to the horizontal axis gives the fractal dimension Kfr. When using the Sierpinski carpet using the same palette, the number of squares with side r was calculated to cover the dark areas of the selected area (fragments of the foraminifera skeleton). The tangent of the angle of inclination of the curve ΙηΙ ()ητ) to the horizontal axis gives the fractal dimension Kfr. It has been established that there is a relationship between the coefficient of the fractal dimension of the foraminifera wall and their age: the younger the specimen, the greater the Kfr value.
According to the obtained values of the fractal dimension Kfr for the genera, families Resyogta, RagaagyaeY18s8, Okha \\ 'athe11a. RheiyoChAGeIa. Bts8i1she11a, OssIeSozuadegta, prevailing in the Carboniferous period, the correspondence table Kfr was constructed - the age of the rock with an error of ± 1 million years. Calibration curve ROC (p c. Long.) Is determined by the age of sedimentary rock.
Correspondence table Kfr - age of the rock with an error of ± 1 million years.
Using the proposed method of determining the age of sedimentary rocks will allow rapid assessment of the age of sedimentary rocks with an error of no more than ± 1 Ma by the quantitative parameters of fragments of the foraminifera structure. The method does not require additional investments and special equipment.
Claims (3)
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KG060111 | 2006-10-26 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| EA200700414A1 EA200700414A1 (en) | 2008-04-28 |
| EA010117B1 true EA010117B1 (en) | 2008-06-30 |
Family
ID=40848864
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| EA200700414A EA010117B1 (en) | 2006-10-26 | 2007-01-23 | Method for determining age of sedimentary rock deposits |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| EA (1) | EA010117B1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2747944C1 (en) * | 2020-07-21 | 2021-05-17 | Публичное акционерное общество "Нефтяная компания "Роснефть" (ПАО "НК "Роснефть") | Method for stratification of homogeneous upper crealy silicy thickness |
| US11448634B2 (en) | 2017-05-10 | 2022-09-20 | Nec Corporation | Analysis apparatus, stratum age estimation apparatus, analysis method, stratum age estimation method, and program |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1328733A1 (en) * | 1985-12-02 | 1987-08-07 | Северо-Кавказский Государственный Научно-Исследовательский И Проектный Институт Нефтяной Промышленности | Method of preparing sinks of foraminiphers for microscopic examinations |
| SU1383262A1 (en) * | 1986-11-17 | 1988-03-23 | Харьковский государственный университет им.А.М.Горького | Biogeochemical method of determining relative geological age of sedimentary rocks |
| SU1396115A1 (en) * | 1986-02-17 | 1988-05-15 | Институт Геологии Рудных Месторождений,Петрографии,Минералогии И Геохимии Ан Ссср | Method of determining the age of minerals and rock |
| SU1331289A1 (en) * | 1985-05-30 | 1995-04-30 | В.М. Бяков | Mountain sedimentary rocks absolute age determination method |
-
2007
- 2007-01-23 EA EA200700414A patent/EA010117B1/en unknown
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1331289A1 (en) * | 1985-05-30 | 1995-04-30 | В.М. Бяков | Mountain sedimentary rocks absolute age determination method |
| SU1328733A1 (en) * | 1985-12-02 | 1987-08-07 | Северо-Кавказский Государственный Научно-Исследовательский И Проектный Институт Нефтяной Промышленности | Method of preparing sinks of foraminiphers for microscopic examinations |
| SU1396115A1 (en) * | 1986-02-17 | 1988-05-15 | Институт Геологии Рудных Месторождений,Петрографии,Минералогии И Геохимии Ан Ссср | Method of determining the age of minerals and rock |
| SU1383262A1 (en) * | 1986-11-17 | 1988-03-23 | Харьковский государственный университет им.А.М.Горького | Biogeochemical method of determining relative geological age of sedimentary rocks |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11448634B2 (en) | 2017-05-10 | 2022-09-20 | Nec Corporation | Analysis apparatus, stratum age estimation apparatus, analysis method, stratum age estimation method, and program |
| RU2747944C1 (en) * | 2020-07-21 | 2021-05-17 | Публичное акционерное общество "Нефтяная компания "Роснефть" (ПАО "НК "Роснефть") | Method for stratification of homogeneous upper crealy silicy thickness |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EA200700414A1 (en) | 2008-04-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Myrow et al. | Stratigraphic correlation of Cambrian–Ordovician deposits along the Himalaya: Implications for the age and nature of rocks in the Mount Everest region | |
| Cyr et al. | Quantifying rock uplift rates using channel steepness and cosmogenic nuclide–determined erosion rates: Examples from northern and southern Italy | |
| Runkel et al. | High-resolution sequence stratigraphy of lower Paleozoic sheet sandstones in central North America: The role of special conditions of cratonic interiors in development of stratal architecture | |
| Dabard et al. | Sea-level curve for the Middle to early Late Ordovician in the Armorican Massif (western France): Icehouse third-order glacio-eustatic cycles | |
| Derron et al. | Preface" LIDAR and DEM techniques for landslides monitoring and characterization" | |
| Caputo et al. | Ionian marine terraces of southern Italy: Insights into the Quaternary tectonic evolution of the area | |
| Kralikova et al. | Cretaceous–Quaternary tectonic evolution of the Tatra Mts (Western Carpathians): constraints from structural, sedimentary, geomorphological, and fission track data | |
| Di Celma et al. | Facies analysis, stratigraphy and marine vertebrate assemblage of the lower Miocene Chilcatay Formation at Ullujaya (Pisco basin, Peru) | |
| Millán et al. | Expression of the late Aptian cold snaps and the OAE1b in a highly subsiding carbonate platform (Aralar, northern Spain) | |
| Ernesto et al. | Late Pleistocene lithostratigraphy and sequences in the southwestern Mesopotamia (Argentina): evidences of the last interglacial stage | |
| Avşar et al. | Sedimentary records of past earthquakes in Boraboy Lake during the last ca 600 years (North Anatolian Fault, Turkey) | |
| Softa et al. | Geomorphic evidence for active tectonic deformation in the coastal part of Eastern Black Sea, Eastern Pontides, Turkey | |
| Al‐Qayim et al. | Reservoir characteristics of the albian upper qamchuqa formation carbonates, taq taq oilfield, Kurdistan, Iraq | |
| Brocheray et al. | 2000 years of frequent turbidite activity in the Capbreton Canyon (Bay of Biscay) | |
| Meschis et al. | The relationships between regional quaternary uplift, deformation across active normal faults, and historical seismicity in the upper plate of Subduction zones: The Capo D'Orlando fault, NE Sicily | |
| Benayad et al. | Sedimentological characteristics and reservoir quality prediction in the Upper Ordovician glaciogenic sandstone of the In-Adaoui-Ohanet gas field, Illizi Basin, Algeria | |
| Mattheus et al. | Control of upstream variables on incised-valley dimension | |
| Al-Mikhlafi et al. | Holocene relative sea-level changes and coastal evolution along the coastlines of Kamaran Island and As-Salif Peninsula, Yemen, southern Red Sea | |
| Palamakumbura et al. | Pleistocene terrace deposition related to tectonically controlled surface uplift: An example of the Kyrenia Range lineament in the northern part of Cyprus | |
| Lampe et al. | Evolution of a large Baltic beach ridge plain (Neudarss, NE Germany): A continuous record of sea‐level and wind‐field variation since the Homeric Minimum | |
| EA010117B1 (en) | Method for determining age of sedimentary rock deposits | |
| Garankina et al. | Lake sedimentation as an agent of postglacial transformation of interfluves and fluvial landscapes of the Borisoglebsk Upland, Central European Russia | |
| CN112765527A (en) | Shale gas resource amount calculation method and system | |
| Hickson et al. | Lower Pahranagat Lake: modern analogue for extensive carbonate deposition in paleolakes of the Late Oligocene to Miocene Rainbow Gardens and Horse Spring Formations | |
| Steuber et al. | Description of Paracaprinula syriaca Piveteau (Hippuritoidea, Plagioptychidae) and a revised age of ophiolite obduction on the African-Arabian Plate in southeastern Turkey |