Плотностные свойства осадочных пород под воздействием высоких термодинамических условий (терригенные породы).

Механические силы, действующие на неконсолидированные среды, приводят, с одной стороны, к разрушению минеральных зерен, а с другой к уплотнению осадков, благоприятствуя при этом геохимическим процессам растворения, цементации и перекристаллизации пород. Степень уплотнения осадков, отличающихся по минералогическому составу различна. Наиболее хорошо уплотняются тонкозернистые глины, каолинит. Наибольшее уплотнение под действием давления испытывают пластичные породы или п-ды с пластичным цементом. Рост температуры ускоряет процесс уплотнения пород.

Уплотнение песчаных осадков под действием всестороннего давления обуславливается в первую очередь прочностью кварцевых зерен. Первоначальная плотность кварцевых песков уменьшается не более чем на 30% объема п-ды при увеличении всестороннего давления до 300Мпа. Причем уплотнение песков происходит за счет смещения целых зерен, их дробления и последующего смещения целых и раздробленных зерен.

Плотность пород под действием давления увеличивается, причем наиболее значительно в породах высокой пористости за счет ее уменьшения. Максимальное упругое изменение плотности осад.п-д не превышает 2-3% и происходит в основном в диапазоне давления 0-50Мпа.

При подъеме керна происходит разуплотнение п-д – мах.в пористых п-дах, мин. – в уплотненных.поправка к плотности п-ды при выносе керна опр-ся в основном изменением пористости и плотности насыщающего флюида.

48.Упругие и плотностные св-ва каменной соли под воздей-ем высоких ТД условий.

Особое положение среди осад. пород заним. каменная соль. Скорость очень слабо, почти линейно увел. при увел. давления до 250 МПа. Отдельные образцы соли мало различаются (не больше 10%) по скорости и по плотности. Более высокую плотность им. менее чистая с примесями глин. мат-ла каменная соль (2,3 г/см³). Чистая соль им. плотность 1,7 – 2 г/см³. На величину скорости примеси влияния не оказывают. У ангидрита и кальция скорость существенно увел. Влияние темпре-ры опр-ся составом, пористостью и хар-ром нефте- и газонасыщенности.

40.Влияние пластового (порового) давления на физ. св-ва осадочных ГП.

Повышение пластового давления приводит к уменьшению эффективного давления и следоват-но к уменьшению скорости. Увел. пластового давления зависит от сжатия тв. зерен породы, уменьшения сжимаемости флюида породы, сжатия мин. включений в порах породы. Скорость упругих волн увел. под влиянием пластового давления. Все природные минералы им. трещины и поры. Скорость упругих волн максимально увел. при низких давлениях, когда поры открываются.

41.Закон изменения УЭС при повышенном давлении.

Закономерность изм. УЭС с увел. давления опр-ся механизмом проводимости. Немаловажное зн-е при невысоких давлениях имеет макроструктура пород (щелевидная пористость). При давлении 0,1 – 2 ГПа и темпер-ре 200 – 600⁰С незначит-ые изм. им. кислые породы за счет большого содержания кварца. У мантийных пород (эклогит) УЭС практически не изм. У больш-ва пород лишенных влаги чаще всего обнаруживают уменьшение УЭС под давлением. По мере усиления термодинам. усл. уменьшение УЭС ослабевает. Для базальтов наблюдается противоположная законом-ть.

Осадочные породы: Изменение УЭС в зависимости от давления и темпер-ры опред-ся составом и структурой. Максим-ое увеличение УЭС св-но песчаникам с глинистым цементом и достигает 120% под дей-ем давления 0,25 ГПа. Минимальные изм. хар-ны для песчаников с опаловым цементом (не больше 10-20%). Для осадочных пород одинакового литологического состава с увеличением пористости интенсивность изм. УЭС с увеличением давления уменьшается. Увел. УЭС под дей-ем давления тем больше, чем меньше минерализация порового р-ра. Этот эффект усиливается с увеличением глинистости и уменьшением пористости. Увел. порового давления при постоянной темпер-ре приводит к уменьш. УЭС. Для песчано-глинистых пород влияние порового давления больше всестороннего.

50.УЭС сухих осадочных пород при повышенных ТД усл-ях.

Изменение УЭС в зависимости от давления и темпер-ры опред-ся составом и структурой. Максим-ое увеличение УЭС св-но песчаникам с глинистым цементом и достигает 120% под дей-ем давления 0,25 ГПа. Минимальные изм. хар-ны для песчаников с опаловым цементом (не больше 10-20%). Для осадочных пород одинакового литологического состава с увеличением пористости интенсивность изм. УЭС с увеличением давления уменьшается. Увел. УЭС под дей-ем давления тем больше, чем меньше минерализация порового р-ра. Этот эффект усиливается с увеличением глинистости и уменьшением пористости. Увел. порового давления при постоянной темпер-ре приводит к уменьш. УЭС. Для песчано-глинистых пород влияние порового давления больше всестороннего.

25.УЭС магматических и метаморфических пород при повышенных температуре и давлении.

Закономерность изм. УЭС с увел. давления опр-ся механизмом проводимости. Немаловажное зн-е при невысоких давлениях имеет макроструктура пород (щелевидная пористость). При давлении 0,1 – 2 ГПа и темпер-ре 200 – 600⁰С незначит-ые изм. им. кислые породы за счет большого содержания кварца. У мантийных пород (эклогит) УЭС практически не изм. У больш-ва пород лишенных влаги чаще всего обнаруживают уменьшение УЭС под давлением. По мере усиления термодинам. усл. уменьшение УЭС ослабевает. Для базальтов наблюдается противоположная законом-ть. При повышении давления и темпер-ры УЭС явл. ф-ей хим. и мин. состава. С увел. темпер-ры влияние структурно-текстурных особенностей уменьш. А при Т=600-700⁰С практически не проявл. По составу различия заметны. При увел. темпер-ры до точки плавления различия уменьш. Свежие граниты относятся к высокоомным породам. При переходе от гранита к диориту (уменьшение кварца, увел. темноцветных минералов) УЭС и напряженность уменьш. Широкий диапазон изм. напряженности при высоких темпер-рах у габбро: они им. разнообразный состав. На эл. параметры влияние оказывает метаморфизм, катаклаз, а т.ж. различное содержание рудных минералов. У эффузивов из-за наличия аморфной фазы при увел. темпер-ры УЭС уменьш. Свежие ультраосновные бесполевошпатовые породы (не затронутые процессами катаклаза) им. магнезиальный состав, при темпер-ре 100 – 1000⁰С хар-ся высоким УЭС и линейной зависимостью м-у увеличением темпер-ры и УЭС. Мантийные породы хар-ся высоким УЭС, но в них проявл. хар-ый излом в области 900⁰С. УЭС метаморфизованных пород явл. ф-ей кол-ва и хар-ра распределения вновь образовавшихся минералов. Эти породы при темпер-ре 500-800⁰С проявл. аномальные зн-я кажущегося сопротивления, которые им. сложный хар-р. С увел. темпер-ры от 800 до 1200⁰С различия в зн-ях УЭС значит-но уменьш. Повышенной электропроводностью обладает щелочной комплекс ГП. Гнейсы, сланцы, амфиболы отличаются большим изм. УЭС при темпер-ре 100-1200⁰С. Для гнейсов и сланцев типична анизотропия, при увел. темпер-ры она уменьш.

29.УЭС влагосодержащих кристаллических пород при повышенных температуре и давлении.

УЭС с увел. темпер-ры подчиняется экспоненциальному закону. Различия составляют наименьшие зн-я энергии активации. УЭС гранита, диорита, серпентина, сланцев, насыщенных водой при Т=20-50⁰С составляет 2*10³-8*10³ Ом*м, а при Т=280⁰С – 1,5*10³ Ом*м. Вулканогенные породы, насыщенные концентрированным р-ром, проявл. две зависимости. Для одной группы пород (базальт, андезит) эта зависимость линейная. Для др. (пористые базальты, андезиты) им. место широкий диапазон зн-ий УЭС, наблюдается излом линейности при Т=110-220⁰С. УЭС при Т=20⁰С изм. от 25-8*10³ Ом*м, а при Т=250⁰С – 2*10³-3*10³ Ом*м. Если эти породы насытить NaCl зависимость от ТД усл. очень сложная.

34.Зависимость магнитной восприимчивости минералов парамагнетиков от повышения температуры.

Изменение темпер-ры кристалл. в-в приводит к изменению хар-ра обратимых и необратимых процессов в этих в-вах. Периодические дв-я атомов в узлах кристалл. решетки – это обратимый процесс. Диффузия атомов – необратимый процесс. Зав-ть магнитной восприим-ти парамагнетиков от темпер-ры опред-ся законом Кюри:

Где С – постоянная Кюри, Т – абс. темпер-ра в К.

Если м-у отдельными атомами в-ва в кристалл. решетке имеет место взаимодей-е, то закон Кюри переходит в закон Кюри-Вейса:

35.Зависимость магнитной восприимчивости минералов ферромагнетиков от повышения температуры.

Магнитная восприим-ть ФМ сложнее зависит от темпер-ры и от величины поля Т в котором изменяется магнитная восприим-ть. Сложность хар-ра изменения МВ при повышении температуры объясняется сущ-ем доменов. Зависит от изм. спонтанной намагниченности Is и коэрцитивной силы Нс. При достижении критической темпер-ры (точки Кюри) величины Is и Нс стремятся к нулю и ФМ переходит в парамагнитное состояние. С повышением темпер-ры магн. восприим-ть у ФМ растет до 50%, а вблизи точки Кюри резко падает. Повышение темпер-ры приводит к уменьшению I_S и Н_c. При темпер-ре 0 – 200⁰С коэрцитивная сила может уменьшаться более чем в 2 раза.

37.Магнитная восприимчивость ГП в условиях повышенных температур.

Зависимость магн. восприим-ти ГП сложнее чем у минералов. По мере нагревания коэрцитивная сила увел., а потом при Т=200⁰С резко падает. Кривая зависимости магн. восприим-ти от темпер-ры для ГП в зависимости от состава ФМ минералов м. им. скачкообразную форму. Это явление – следствие наложения кривых др. на др. Распределение точки Кюри ГП зависит только от состава. Увеличение темпер-ры на ряду с изменением магн. восприим-ти приводит к размагничиванию ГП. Изотермическая вязкая намагн-ть ГП размагничивается при незначит. изм. темпер-ры от 150⁰С до 200⁰С. Полная (предельная) термоостаточная намагн-ть с увел. темпер-ры скачкообразно уменьш. Вблизи точки Кюри наблюдается аномальный рост остаточной намагниченности, что связано с ее аномальным типом. Коэрцитивная сила и предельная намагниченность у ГП уменьш. с увел. темпер-ры. Для пегматитов спонтанная намагн-ть и коэрцитивная сила при Т=100-150⁰С уменьш. до 15%, при Т=500⁰С – не превышает 0,2 от начального их зн-я. Для оценки коэрцитивной силы исп. эмпирическая формула:

Hc=0,64K(T)/Is(T)

Где К(Т) и I_S(T) – значения константы магнитокристаллической анизотропии и намагниченности при соответствующей температуре.

При темпер-ре > точки Кюри только для слабомагнитных минералов и ГП выполняется закон Кюри-Вейса. Для остальных ГП графики им. вид прямых линий. При Т=1000⁰С магн. воспр-ть больш-ва минералов и ГП, содержащих мелкодисперсные ФМ уменьш-ся на два порядка. Магн. восприим-ть магнетита в слабом поле при одноосном сжатии уменьш-ся.

31.Влияние повышенного давления на магнитную восприимчивость ГП.

При давлении до 1600 МПа магн. восприим-ть уменьш. на 50%. Эмпирический закон изм. магн. воспр-ти от давления:

Для ГП

С увел. Т уменьш. на 30% и не зависит от размеров зерен ФМ в ГП. Если увеличивается всестороннее давление то это приводит к уменьшению магн. воспр-ти ГП. Изм. магн. воспр-ти имеет обратимый хар-р при всестороннем давлении. Способность ГП намагничиваться с увел. давления ослабевает, увел. темпер-ры до точки Кюри противодействует влиянию давления, уменьш. магнитная жесткость минералов и ГП. Остаточная намагниченность уменьш. с увел. нагрузки на ГП. Исследование закономерностей м.п. в сейсмоактивных зонах показали, что хар-р изменения им. пьезостатическую намагниченность, кот. прямо пропорциональна внешнему м.п. и растет с увел. давления. Интенсивность роста пьезостатической намагниченности существенно зависит от соотношения углов м-у давлением и вектором напряженности м.п.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: