Astronet > Geofizicheskie metody issledovaniya zemnoi kory. Chast' 2

po tekstam po klyuchevym slovam v glossarii po saitam perevod po katalogu

Geofizicheskie metody issledovaniya zemnoi kory

Yaderno-fizicheskie svoistva gornyh porod razdelyayutsya na estestvennye (radioaktivnost') i iskusstvennye (gamma-luchevye i neitronnye). Sredi bolee 200 radioaktivnyh elementov naibolee rasprostraneny v zemnoi kore: uran (U) - ~2*10^-4 %, torii (Th) - ~7*10^-4 % i kalii-40 (K) - ~1,8 %, dayushie vmeste okolo 99 % radiogennogo tepla. Kolichestvennuyu ocenku radioaktivnosti v radiometrii chashe vsego rasschityvayut v edinicah uranovogo ekvivalenta: 1 eU = 1 Ur = 10^-4 % U. Uranovyi ekvivalent - eto takaya koncentraciya (massa) estestvennyh radioaktivnyh elementov (ERE), kotoraya ekvivalentna izlucheniyu uranovoi rudy s koncentraciei urana 10^-4 %. Radioaktivnost' gornyh porod opredelyaetsya radioaktivnost'yu mineralov, soderzhashih ERE. Maksimal'nye znacheniya radioaktivnosti (svyshe 1000 eU) u radioaktivnyh mineralov i rud. V magmaticheskih porodah pri perehode ot kislyh k osnovnym i ul'traosnovnym radioaktivnost' umen'shaetsya ot 30 do 0,3 eU, u metamorficheskih menyaetsya v predelah 1-15 eU. U osadochnyh porod ona maksimal'na v rossypyah s radioaktivnymi elementami (svyshe 1000 eU), kaliinyh solyah, ilah, goryuchih slancah (okolo 100 eU) i glinah, peschanikah, mergelyah (okolo 10 eU), minimal'na u karbonatov, kvarcevyh peskov, gipsov, povarennoi soli (edinicy eU).

Gamma-luchevymi i neitronnymi svoistvami gornyh porod opredelyaetsya ih reakciya pri obluchenii ih gamma-luchami ili neitronami raznyh energii i dlitel'nosti. Po effektam vzaimodeistviya s yadrami i elektronami atomov mineralov, privodyashim k zamedleniyu, rasseyaniyu i poglosheniyu neitronov, mozhno sudit' o himicheskom sostave elementov, a takzhe o plotnosti, poristosti, vodorodosoderzhanii gornyh porod. Osnovnym gamma-luchevym svoistvom, kotoroe opredelyaetsya himicheskim sostavom i plotnost'yu, yavlyaetsya koefficient poglosheniya gamma-luchei ( $\mu _{ \gamma }$ ), rasschityvaemyi po vtorichnomu gamma-izlucheniyu ( $J _{ \gamma \gamma }$ ). V magmaticheskih, effuzivnyh, metamorficheskih i skal'nyh osadochnyh porodah koefficienty poglosheniya vysokie, a v poristyh vodo-, nefte- i gazonasyshennyh - nizkie.

Osnovnymi neitronnymi svoistvami gornyh porod, harakterizuyushimi ih himicheskii sostav, vodorodosoderzhanie (nalichie vody, nefti, gaza), kollektorskie svoistva, yavlyayutsya: dlina zamedleniya ( $l _{ s}$ v sm), vremya zamedleniya ( $t$ v mks), pogloshenie ( $\mu _{ n}$ ) neitronov, opredelyaemye po intensivnosti teplovyh neitronov ( $J _{ nn}$ ) ili vtorichnomu gamma-izlucheniyu ( $J _{ n \gamma }$ ). Hlor i vodorodosoderzhashie porody otlichayutsya naibolee zametnymi anomaliyami neitronnyh svoistv.

1.4.5. Vzaimosvyazi petrofizicheskih svoistv gornyh porod.

Svyazi rodstvennyh geologo-gidrogeologicheskih svoistv gornyh porod (fiziko-mehanicheskih, deformacionno-prochnostnyh, fil'tracionno-emkostnyh) inogda mozhno vyrazit' v analiticheskom vide. Odnako chashe oni yavlyayutsya korrelyacionno-statisticheskimi. Inogda oni obobsheny v vide dostatochno stabil'nyh empiricheskih formul. Samyi nadezhnyi sposob ustanovleniya mezhparametricheskih svyazei - postanovka geologo-geofizicheskih rabot na klyuchevyh uchastkah izuchaemogo raiona. V etom sluchae v rezul'tate statisticheskoi obrabotki materialov mozhno poluchit' uravneniya regressii dlya parnoi ili mnozhestvennoi korrelyacii mezhdu raznymi geologo-gidrogeologicheskimi i geofizicheskimi parametrami.

Osobyi prakticheskii interes predstavlyayut opredeleniya geologo-gidrogeologicheskih svoistv polevymi geofizicheskimi metodami. Naprimer, s pomosh'yu gravitacionnyh i magnitnyh ili elektricheskih i yadernyh metodov mozhno vesti petrofizicheskoe (litologicheskoe) kartirovanie. Primenenie kompleksa metodov GIS pozvolyaet izuchat' kollektorskie svoistva porod i vyyavlyat' zapolnitel' pustot (voda, neft', gaz). Osnovnymi prikladnymi zadachami petrofiziki i yavlyaetsya ustanovlenie podobnyh svyazei. Poskol'ku fiziko-geologicheskie svyazi mnogofaktorny, ih luchshe vsego opredelyat' s pomosh'yu mnogomernoi korrelyacii. S etoi cel'yu dlya lyubogo geologicheskogo svoistva v predelah izuchaemogo raiona nado poluchit' uravnenie mnogomernoi svyazi etogo svoistva s ryadom geofizicheskih, nazyvaemoe uravneniem regressii. Naprimer, koefficient neftenasyshennosti mozhno opredelit' po formule $K _{ n} = aV _{ p} + b \rho + c \eta$ , gde $a, b, c$ - koefficienty, kotorye nahodyatsya v hode etalonirovaniya (obucheniya) na uchastkah s izvestnymi $K _{ n}$ , skorostyami prodol'nyh voln ( $V _{ r}$ ), udel'nymi elektricheskimi soprotivleniyami ( $\rho$ ) i polyarizuemostyami ( $\eta$ ) neftenosnyh porod. Mozhno popytat'sya opredelit' ryad geologicheskih svoistv po odnomu geofizicheskomu parametru s pomosh'yu odnomernyh lineinyh uravnenii svyazi. Odnako nadezhnost' takih opredelenii nevysoka.

1.4.6. Postroenie petrofizicheskih kart.

Petrofizicheskie karty ili karty fizicheskih svoistv porod (petroplotnostnaya, petromagnitnaya, petroelektricheskaya, petroskorostnaya i dr.), poluchennye po dannym laboratornyh izmerenii na obrazcah, yavlyayutsya fakticheskoi osnovoi dlya petrograficheskogo (litologicheskogo) kartirovaniya izuchaemoi ploshadi. Masshtaby kart opredelyayutsya gustotoi tochek nablyudeniya (srednie rasstoyaniya mezhdu tochkami dolzhny byt' ne bol'she 1 sm v masshtabe karty). Sechenie izolinii na kartah zavisit ot tochnosti s'emki i dolzhno byt' v 3 raza bol'she srednekvadraticheskih ili arifmeticheskih oshibok nablyudenii. Rekomenduetsya gruppirovat' fizicheskie svoistva po intervalam ih izmeneniya bukvennymi indeksami v alfavitnom poryadke. Tak, dlya plotnosti pri $\sigma \leq$ 2 g/sm³ vvoditsya indeks a, dalee s rostom $\sigma$ na 0,05 g/sm³ gruppam pridayutsya indeksy v vide bukv russkogo alfavita: pri $\sigma$ = 2-2,05 (b), 2,05-2,10 (v), 2,10-2,15 (g), ..., >3,2 (ya). Magnitnaya vospriimchivost' bol'shinstva ferro- i paramagnitnyh porod s $\chi \lt$ 100*10^-5 ed. SI oboznachaetsya zaglavnoi bukvoi A, a dalee oboznachayut: pri $\chi$ = 100-300 (B), 300-700 (V), 700-1500 (G) i t.d. (s uvelicheniem intervala gruppirovaniya vdvoe pri $\chi \gt$ 40000*10^-5 ed. SI (K)). Dlya skorostei prodol'nyh voln vvoditsya latinskii alfavit: pri $V _{ p}$ = 2,0-2,3 km/s ( a) i dalee skorosti s intervalom 0,3 km/s oboznachayutsya 2,4-2,7 ( b), 2,8-3,1 ( s), 3,2-3,5 ( d), ..., 7,6-7,9 ( v). Pri neobhodimosti daetsya bolee drobnaya indeksaciya: a1, a2, ..., A1, A2, ..., d1, d2 i t.p. Odin ili neskol'ko intervalov gruppirovaniya fizicheskih svoistv, sootvetstvuyushie opredelennym litologicheskim ili stratigraficheskim obrazovaniyam na geologicheskoi karte, zashtrihovyvayutsya ili zakrashivayutsya v sootvetstvii s pravilami oformleniya geologicheskih kart. Pri dostatochnom kolichestve i kachestve geologicheskih dannyh, v tom chisle petrograficheskih opredelenii obrazcov, vedetsya petrograficheskoe (litologicheskoe) gruppirovanie porod po fizicheskim svoistvam. Snachala vydelyayutsya osnovnye geneticheskie tipy porod: magmaticheskie (intruzivnye i effuzivnye), metamorficheskie i osadochnye, zatem ih podrazdeleniya (ul'traosnovnye, osnovnye, kislye, karbonatnye, peschano-oblomochnye, glinistye) i, nakonec, pri dostatochnoi informacii daetsya bolee tochnyi petrograficheskii (litologicheskii) sostav (sm. tabl. 1.1).

Naibolee vazhno na kartah vydelit' poleznye iskopaemye, harakterizuyushiesya ekstremal'nymi znacheniyami fizicheskih svoistv: rudnye, otlichayushiesya ochen' nizkimi znacheniyami UES ( $\rho\ll$ 1 Om*m), vysokimi plotnostyami ( $\sigma \gt$ 4 g/sm³ ); radioaktivnye - vysokimi koncentraciyami urana (eU > 0,1); zhelezorudnye - vysokimi plotnostyami ( $\sigma \gt$ 4 g/sm³ ) i magnitnymi vospriimchivostyami ( $\chi \gt$ 0,01 ed. SI); nerudnye - vysokimi plotnostyami ( $\sigma\gt$ 4 g/sm³ ) i vysokimi skorostyami prodol'nyh uprugih voln ( $V _{ p} \gt$ 6 km/s) i t.d.

1.4.7. Vyyavlenie anomalosozdayushih ob'ektov po geofizicheskim issledovaniyam skvazhin i polevym geofizicheskim s'emkam.

V rezul'tate geofizicheskih issledovanii v skvazhinah (GIS) i polevyh geofizicheskih s'emok poluchayutsya grafiki izmerennyh parametrov (IP): po odnoi osi otkladyvayutsya velichiny IP (v skvazhinah po gorizontali, na grafikah polevogo profilirovaniya - po vertikali), na drugoi osi - tochki zapisi (TZ), za kotorye v skvazhinah prinimayutsya glubiny raspolozheniya izmeritel'nogo pribora, a na grafikah polevogo profilirovaniya - pikety profilya. V kachestve IP mogut byt': gravitacionnye ( $\Delta g _{ a}$ ), magnitnye ( $\Delta T _{ a} , \Delta Z _{ a}$ ), elektricheskie ( $\rho _{ k}$ ), uprugie ( $V _{ p} , V _{ s}$ ), termicheskie ( $T^\circ, \Delta T^\circ$ ), yadernye ( $J_{ \gamma } , J _{ \gamma \gamma } , J _{ n \gamma }$ ) i drugie anomalii.

Anomalosozdayushie ob'ekty s otlichayushimisya fizicheskimi svoistvami raspolagayutsya, kak pravilo, pod ekstremumami anomalii. Razrezy s gorizontal'noi sloistost'yu luchshe izuchat' v vertikal'nyh skvazhinah, a sredy s vertikal'noi ili naklonnoi sloistost'yu, dazhe perekrytye nanosami, - s pomosh'yu nazemnogo profilirovaniya.

Interpretaciya grafikov izmeneniya IP v zavisimosti ot polozheniya TZ mozhet byt' kachestvennoi, t.e. svodit'sya k vizual'nomu vydeleniyu anomalii v vide maksimumov, polozhitel'nyh, ochen' vysokih, vysokih, povyshennyh, ili minimumov, otricatel'nyh, ochen' nizkih, nizkih, ponizhennyh znachenii, ili uchastkov srednih, nulevyh znachenii. Po rezkim gradientam na grafikah IP opredelyayutsya kontakty tolsh, otdel'nyh sloev, drugih geologicheskih tel, a po ekstremumam - chashe vsego polozheniya centra anomalosozdayushih ob'ektov.

Velichina anomalii IP proporcional'na otnositel'nym izmeneniyam sleduyushih geofizicheskih svoistv gornyh porod (sm. 1.4.1): izbytochnoi plotnosti ( $\Delta \sigma$ ) v gravirazvedke; intensivnosti namagnichivaniya ( $J = \chi T _{ sr}$ ) v magnitorazvedke; UES ( $\rho$ ), velichiny estestvennyh (EP) i vyzvannyh (VP) potencialov i drugih parametrov polya v elektrorazvedke; uprugih parametrov ( $V _{ p} , V _{ s} , E, \delta$ ) v seismorazvedke; teploprovodnosti ( $\lambda _{ t}$ ) v termorazvedke, koncentracii urana (eU) v radiometrii; dliny puti ( $l _{ s}$ ) i vremeni ( $\tau _{ s}$ ) zamedleniya neitronov i ih pogloshenii ( $\mu _{ n}$ ), a takzhe koefficientam pogloshenii gamma-luchei ( $\mu _{ \gamma }$ ) v yadernoi geofizike. Poetomu po sootnosheniyam anomalii na grafikah mozhno sudit' o sootnosheniyah sootvetstvuyushih svoistv, chto pri kompleksirovanii neskol'kih metodov daet vozmozhnost' vyyasnit' litologiyu i ocenit' geologo-gidrogeologicheskie svoistva porod dazhe bez kolichestvennyh opredelenii samih svoistv (sm. tabl. 1.1, 1.2). V praktike geofizicheskih issledovanii ispol'zuyutsya metody kolichestvennoi interpretacii, pozvolyayushie s pomosh'yu EVM po velichinam IP opredelit' fizicheskie svoistva i geometricheskie parametry ob'ektov.

Nazad| Vpered

Publikacii s klyuchevymi slovami: geofizika - Zemlya - zemnaya kora Publikacii so slovami: geofizika - Zemlya - zemnaya kora
Sm. takzhe: Zamerzshie puzyri metana v ozere Baikal Zemlya iz mezhplanetnogo prostranstva Zahod Zemli s "Oriona" Protivosumerechnye luchi i festival' planet Voshod Zemli: video Udarnyi krater Manikuagan: vid iz kosmosa Zemlya i Luna: vid s drugoi storony Vse publikacii na tu zhe temu >>

Obsudit' etu publikaciyu

Versiya dlya pechati

Astrometriya - Astronomicheskie instrumenty - Astronomicheskoe obrazovanie - Astrofizika - Istoriya astronomii - Kosmonavtika, issledovanie kosmosa - Lyubitel'skaya astronomiya - Planety i Solnechnaya sistema - Solnce