ПРОНИЦАЕМОСТЬ ГОРНЫХ ПОРОД.

Плотность , где m – масса тела, V– его объем. Для химических элементов (кроме газа) плотность колеблется от 0,5 до 22,5 ^г/_см³ , а для горных пород от 1,6 до 3,5 ^г/_см³. Плотность горных пород определяет гравитационное поле, так как потенциал ньютоновского притяжения возмущающих масс , где r – расстояние до возмущающих масс. В каждой точке вещества . Минеральная плотность пористой породы , где V_тв измеряют, измельчая породу до размера 0,25 мм.

Плотность измеряют денситометром, определяя массу сухого образца М_с и массу того же образца, погруженного в жидкость М_кк. Тогда .

Также на денситометре можно измерить пористость ,

где М_к- масса водонасыщенного образца, М_кк – масса водонасыщенного образца , погруженного в воду

Для сравнения проницаемостей образцов измеряют плотность образца сначала в сухом состоянии, потом, измеряя изменение его плотности во времени, при этом образец все время находится в воде. Получают кривую экспоненциального приближения плотности породы к ее плотности при полном водоизмещении.

Проницаемость измеряют на порометре, продувая предельно водонасыщенный образец все увеличивающимся давлением воздуха и фиксируя расход воздуха. Проницаемость зависит от направления, т.е. она – вектор.

Плотность наиболее распространенных минералов показана на рис.1.5.

Рис. 1.5. Плотность наиболее распространенных минералов

Плотность магматических пород зависит от содержания в них различных минералов ( рис. 1.6.) и от их пористости. Наибольшей плотностью обладают ультраосновные породы, наименьшей - кислые. Пористость гранитов 0,2 – 2%, габбро 0,1-1,5%, гипербазитов 0,1 – 0,3%.

Рис. 1.6. Пределы изменения плотности s и минеральный состав интрузивных пород

( цифры – плотность минералов, г/см³). По Н.Б. Дортман

Плотность эффузивных пород также зависит от состава, а также от структурно-текстурных особенностей и диагенеза (рис.1.7.) текстура и структура зависят от скорости их остывания: чем быстрее порода застывает, тем выше ее пористость и поэтому ниже плотность. Пористость эффузивных пород колеблется от 1 – 3% до 30-40%.

Диагенез заключается главным образом в раскристаллизованности и тогда плотность зависит от минерального состава и меньше от структурных особенностей.

С возрастом плотность эффузивных пород растет.

Рис. 1.7 Пределы изменения плотности средних типов эффузивных пород

( в сравнении с интрузивными). По Н.Б. Дортман

Плотность метаморфических и метасоматических пород меняется вместе с изменением структуры и еще больше - с изменением минерального состава. Пористость этих пород колеблется в пределах 0,1-3% (реже до 5%). В целом плотность растет с ростом метаморфизма, но плотность кислых пород, даже сильно метаморфизованных, ниже, чем у слабометаморфизованных ультраосновных пород. Плотность последних колеблется от 2.6 до 3,2 ^г/_см³.

При ультраметаморфизме (разогреве вплоть до расплава) плотность падает из-за низких давлений: при чарнокитизации до 2,75 ^г/_см³, при гранитизации до 2,6 ^г/_см³.

Контактный метаморфизм увеличивает плотность, особенно у глино-содержащих пород. Пористость не метаморфизованных глин доходит до 40%, при их метаморфизме она падает до 5%.

Гидротермально-метасоматические процессы (серпентизация, хлоритизация, аргиллитизация, окварцевание) понижают плотность и увеличивают пористость до 3 – 8%. Эпидотизация и грейзенизация также увеличивают пористость пород.

Выветривание снижает плотность у гранитов от 2.5 ^г/_см³ до 2,2 в корах выветривания при росте в них пористости до 20 -25%.

Плотность и пористость осадочных пород зависят от плотности скелета, пористости и плотности флюидов пор. Терригенные породы имеют плотность 2,3 - 3 ^г/_см³ , карбонатные и гидрохимические – 1,9 - 3 ^г/_см³. Плотности минералов песков различаются примерно на 15%, поэтому плотность песков слабо зависит от их минерального состава, особенно при их высокой пористости. С увеличением возраста и давления пористость осадков уменьшается, а плотность растет: в этом и состоит диагенетическое преобразование осадков в породы при низких температуре и давлении. Максимально уплотняется глина, песок уплотняется меньше, что зависит от энергетического режима его накопления. Известняк уплотняется только если он глинистый. Осадочные породы сильно уплотняются при дислокациях.

ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ

1. Физические поля, изучаемые геофизикой и создающие эти поля физические свойства пород и минералов. Геологические объекты, вызывающие аномалии в геофизических полях.

2. Связь физических свойств веществ с особенностей строения атомов. Периодическая таблица Менделеева и периодичность изменения физических свойств вещества. Аномальные физические свойства некоторых элементов и аномальные свойства минералов.

3. Влияние особенностей кристаллической решетки на физические свойства минералов.

4. Плотность, пористость и проницаемость горных пород и способы их измерения.

5. Факторы, определяющие плотность магматических и эффузивных пород.

6. Факторы, определяющие плотность метаморфических и метасоматических пород.

7. От чего зависит плотность и пористость осадочных пород?

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: