Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

petrophysics2004

.pdf
Скачиваний:
81
Добавлен:
17.02.2016
Размер:
26.68 Mб
Скачать

 

 

19

т~

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ным, средним и далее к кислым

 

 

17

 

 

 

 

 

 

 

 

 

пропорционально увеличению со­

 

 

 

 

!\

 

 

 

 

 

 

 

 

держания в них кремнезема и ка­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ift

15

 

 

 

 

 

 

 

 

 

лия (см. табл. 21, рис.86). У отдель­

 

 

 

\

 

 

 

 

 

 

 

 

ных толщ пород магматических

 

....u. 13

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

формаций прямая связь между

 

\

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

С)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.....

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

содержанием U и Th, U и К, Th и

 

J 11

 

 

 

\

 

 

 

 

 

К, U и Si02, Th и Si02 проявляет­

 

;s

9

 

 

 

 

 

 

 

 

ся яснее. К и Si0

2

так же, как U,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

::>

 

 

 

\

 

 

 

 

 

 

 

 

u.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Th, концентрируются в конечных

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

продуктах магматической диф­

 

"'

7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

о

 

 

 

 

\

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.....

 

к

 

 

 

 

 

 

 

ференциации, что приводит к от­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

с\!

5

-"

 

 

 

 

 

 

 

 

 

меченным коррелятивным связям

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

u

 

u.~

~

 

 

 

\

 

 

 

 

и повышению гамма-активности с

 

 

3

~

.....

 

 

~

~\

 

 

 

 

ростом содержания К и Si02

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

--...

 

 

 

 

 

 

Наиболее существенно разли­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.....

 

 

~

 

чие радиоактивности гранитов с

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Породы

I

II

 

III

w

 

v

 

высоким содержанием кальция

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(плагиограниты), в которых кон­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 86.

Содержания тория, урана и

центрации u~ (1,5+3,1)·10-4 о/о, а

радия в изверженных nородах зем­

Th ~ (5+ 15)·10-4 о/о, и с низким со­

ной

коры

(по

 

Г.С. Смирнову,

держанием этого элемента, но

Ф.М. Корнилову и Н.Д. Тихомирову).

высоким калия. Для последних

характерны концентрации U~

(4+10)·10-4 о/о и Th ~ (20+50)·10-4 о/о

Интрузивные и эффузивные породы с повышенной щелочностью

отличаются более значительной радиоактивностью, чем близкие по

кислотности породы известково-щелочной серии (см. табл. 22). Это ха­

рактерно как для ультраосновных щелочных пород, так и для кислых.

Максимальные концентрации радиоактивных элементов приуро­

чиваются к краевым частям крупных интрузивных тел.

Радиоактивность эффузивных и эндоконтактных пород выше ра­

диоактивности их интрузивных аналогов и коррелирует с содержа­

нием в них кристаллизационной воды.

Пеrматиты. В пегматитах содержится значительно больше радио­ активных минералов, чем в собственно магматических породах (глав­

ным образом урановых и ториевых минералов). Это объясняется тем,

что при возникновении пегматитов в основной магме содержатся боль­

шие количества скопившихся в результате предшествующих стадий магматической дифференциации радиоактивных элементов, чем в магме, порождающей кислые породы. В то же время в акцессорные минералы обычно входит меньше урана и тория, чем в те же минера­

лы гранитоидов.

В пегматитахнаблюдается разделение урана и тория. Уран, обра­

зующий летучие соединения, уходит в гидротермальные растворы, а большая часть тория выпадает с фракцией, обогащенной кремнием.

Метаморфические породы. Среди метаморфических пород выде­ ляют слаборадиоактивные (амфиболиты, амфиболитовые сланцы,

250

аподиабазы, кварциты, мраморы, кальцитофиры) и с нормальной или слабоповышеннойрадиоактивностью (фельсические гнейсы, кристал­

лические сланцы, порфироиды, метаморфизованные песчаники)

(табл. 20). Неодинаковая радиоактивность этих разностей объясня­ ется различием их первоначального химического состава [1, 6). В по­ родах второй группы повышено содержание Si02, ~0, СО2 и Н20. Чем больше степень метаморфизма гнейсов и кристаллических сланцев

имассивов, тем меньше средняя концентрация в них урана и тория.

Впородах, Образовавшихея в результате метаморфизма вулка­

нитов основного состава, концентрация урана и тория всегда низкая.

Таким образом, у пород, возникающих в результате регионального динамотермального и контактового метаморфизма, концентрация U и Th неодинакова лишь для разностей, Образовавшихея в условиях ам­ фиболитовой, эпидот-амфиболитовой изеленосланцевой фаций. В по-

Т а блица 22. Средниеконцентрации радиоактивныхЭJiементов (в%) вме­ таморфических и ультраметаморфических породах

Фация:

Порода

к

U·l04

Th·l04

Th/U

eU

 

Гранулито-

Эклоrит

0,8

0,2

0,4

2,0

1,8

 

ваи и экло-

Амфиболит

0,6

0,7

1,8

2,6

2,5

 

 

 

 

rитоваи

Аподиабазовый

0,8

0,9

2,7

3,0

3,4

 

 

 

 

порфирит

 

 

 

 

 

 

 

Маrнезиально-

0,8

1,2

4,0

3,0

4,2

 

 

силикатный

 

 

 

 

 

 

 

сланец

 

 

 

 

 

 

 

Гиперстеновый

1,6

0,6

2,1

3,5

4,3

 

 

rнейс

 

 

 

 

 

 

 

Плаrиоклазовый

1,7

0,8

2,3

2,9

4,7

 

 

миrматит, чар-

 

 

 

 

 

 

 

НОКИТ

2,6

1,3

4,2

3,2

7,6

 

 

 

 

СИJIJiиманит

 

 

кордиеритовый,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

rнейс и сланец

0,8

1,0

4,0

 

4,0

 

 

 

 

Амфибо-

Амфиболит

4,0

 

литоваии

Мрамор, мра-

0,2

1,1

2,2

2,0

2,3

 

эnидот-амфи-

 

моризованный

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

болитоваи

известник

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Кварцит

0,6

0,8

3,1

3,9

3,1

 

 

Метаморфизо-

2,5

2,7

9,2

3,4

10,8

 

 

 

 

ванный песчаник

 

 

 

 

 

 

 

Кристалличес-

3,1

2,6

10,0

3,8

12,1

 

 

кийсланец

 

 

 

 

 

 

 

Полевашпатовый

3,4

3,5

15,0

4,0

15,5

 

 

 

 

rнейс

 

 

 

 

 

 

 

Миrматит,

3,6

3,2

16,1

5,0

16,0

 

 

rранито-rнейс

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

251

родах, метаморфизованных значительнее (гранулитовые фации), кон­

центрации урана и тории почти выравниваются для всех типов пород.

Ультраметаморфизмиметасоматоз способствуютростуконцентраций

урана и тория в их продуктах, а отношение Th/U у последних может

быть как очень малым ( < 1), так и очень большим (> 10-20) Рассматривая радиоактивность метаморфических разностей, не­

обходимо особо выделить породы пневматолитовых и гидротермаль­ ных жил. К последним приурочены очень многие виды и разновидно­ сти уран- и торийсодержащих минералов. Из собственно урановых

минералов для пород низкотемпературных гидротермальных жил

наиболее характерен настуран. Настуран в виде прожилков и рассе­

янной вкрапленности обнаружен также во флюоритовых жилах.

Концентрация урана и тория в радиоактивных рудах, в зонах око­

лорудных изменений и ореолов рассеяния гораздо выше, чем в обыч­

ных породах. Содержание урана достигает 4000·10-4 о/о, а тория 10000 ·10-4 о/о и отношение Th/U изменяется от 0,1 до 20 в рудных те­

лах; оно характеризуется данными, приведеиными в работе [6].

10.7.РАДИОАКТИВНОСТЬ ОСАДОЧНЫХ ПОРОД

ИПЛАСТОВЫХ ФЛЮИДОВ [1, 6]

Радиоактивность осадочных пород связана с наличием в их соста­

ве калийных, уран- и торийсодержащих минералов, а также адсор­

бированных радиоактивных элементов; она изменяется в широких

пределах.

10.7.1. Обломочные породы

Рос сыпи. При разрушении пород, обогащенных радиоактив­ ными минералами (например, гранитов и их пегматитов), уран лег­

ко окисляется, образуя с анионами кислот растворимые соедине­

ния, и затем мигрирует в водных растворах, поэтому россыпи со­

держат в основном минералы тория. Последние из-за их большой

плотности отлагаются и концентрируются вскоре после выноса из

зоны разрушения исходных пород, образуя совместно с другими

обломками промышленно важные аллювиальные и прибрежно­

морские россыпи.

Согласно имеющимся данным, содержание тория в породах этих

месторождений изменяется от 50 ·10-4 до 3500 ·10-4 о/о, а урана от

13·10-4 до 120·10-4%.

Глины и глинистые сланцы. Средиосадочныхпород(за

исключением калийных солей, некоторых горючих сланцев и квар­

цевых конгломератов) глины обладают в среднем наиболее высоким

содержанием U, Th и К и радиоактивностью (табл. 23).

Относительно высокая радиоактивность глин и глинистых слан­

цев объясняется повышенной сорбцией урана, радия, тория и калия

на глинистых частицах, присутствием минералов калия, тория и ше­

стивалентного урана, образованием в условиях восстановительной

среды минералов четырехвалентного урана, возникновением твер-

252

дых растворов (некоторые из радиоактивных минералов могут об­

разовывать с минералами глин твердые растворы}.

Возможна значительнаяадсорбцияионов урана изприродныхвод,

где он присутствует в виде: 1} легко растворимых карбонатных, со­

единений, например Na2U02(C03}3, диссоциирующеrося на ионыNa+

и[U02(C03}3]2-; 2} урано-органическихсоединений; 3} золягидроокиси

[U02(0H)2Jn или других коллоидов; 4} сульфат-уранила U02S04 -

наименее устойчивоrо в природных условиях и др.

Сорбенты не извлекаЮт уран из наддоннс;>й воды. Сорбция начи­ нается в стадиидиаrенеза, когда в иловых водах, богатых углекисло­

той, протекают химические реакции, существенно изменяющие со­

став и структуру осадка. Насыщение иловых вод'биогенной двуоки­ сью углерода приводит к разрушению уранил-карбонатных анионов.

В результате разложения комплексов возрастает концентрация ка­

тионов урана и начинается их поглощение сразу несколькими сор-

Т а блиц а 23. Коицентрации урана, торив и калив ('fo) в осадочных отло­

женивх континентальвой части земной коры (среднu)

Группа пород

Порода

к

U·l04

Th·l04

Th/U

eU

Терриrе!Пiые

Конгломерат,

1,5

2,4

9,0

3,7

8,6

(песчано-rли-

гравелит

 

 

 

 

 

нистые)

Кварцевый коиr-

1,2

6,3

31,0

5-10

20,6

 

ломерат

 

 

 

 

 

 

Песчаник, алев-

1,7

2,9

10,4

3,6

10,0

 

 

ролит

 

 

 

 

 

 

Арrиллит, rли-

2,7

4,0

11,5

2,9

13,4

 

нистый сланец,

 

 

 

 

 

 

rлина

 

 

 

 

 

Кремнистые

Кремнистый ела-

0,3

1,7

2,2

1,2

3,1

 

нец,кварцит

 

 

 

 

 

 

Глинисто-кремни-

1,1

2,8

6,2

2,2

7,2

 

стыйсланец

 

 

 

 

 

Карбонатные

Известняк

0,3

1,6

1,8

1,1

2,8

 

Мерrель

0,8

2,8

2,5

0,9

5,2

 

Доломит

0,4

3,7

2,8

0,8

5,5

 

 

Битуминозный

0,3

7,8

11,9

1,5

13,0

 

 

известняк

 

 

 

 

 

Солвные

Гипс, ангидрит

0,02

1,0

1,0

1,0

1,4

 

Каменная соль

5-50

0,9

1,0

1,1

10,2-91

 

 

Сильвин (КС1)

54

-

-

-

96,7

Каустобио-

Каменный уrоль

0,1

3,4

4,8

1,4

5,5

литовые

Торф

-

·2,0-5,0

5,2

1,8

4,0-7,0

 

 

 

 

 

 

 

Горючий сланец

-

100-

10-15

0,5

100-

 

 

 

-200

 

 

-200

253

бентами. При этом сорбирующими .являются глинистые минералы (монтмориллонит, галлуазит, каолинит и др.), дисперсные агрегаты гидрослюди хлоритов, измененные биотиты, серицит, глауконит. Кон­

центрация равномерно рассеянного U в алюмосиликатном веществе

нередко достигает 2-3 %.

Одной из причин скопления U в слоистых алюмосиликатах и пели­ тах со скрытокристаллической структурой .является возникновение в них дисперсной гидроокиси титанаактивного сорбента, извлекаю­

щего уран из поровых и морских вод. Породы легко отдают U в карбо­ натсодержащуюжидкуюфазу.Изпо.являющихс.ятакимобразомуран­

содержащих растворов могут осаждаться минералы урана.

Адсорбентами .являются также коллоидные оксиды железа, алю­

миния, кремния, марганца и органические вещества.

Совместное осаждение урановых, урансодержащих глинистых ми­ нералов и других соединенийособенно интенсивно, если они возникают в непосрсдствсшюй близости отразрушающихс.я урановых месторож­ дений взонах окисленияи цементациипервичныхурановыхместорож­

дений. Однако чаще глинистые минералы и другие соединения адсор­

бируlот уран, освободившийс.я при разрушении различных пород.

Адсорбция зависит от рН природных вод: она тем значительнее,

чем меньше в растворе свободного кислорода и Иона СО32-, глубже и

CIIOKOЙIICC воды, более дисперсны осаждающиес.я частицы. Осаждение соединений урана наиболее интенсивно в восстанови­

тельпой среде в присутствии органических веществ (гу:миновых кис­

JЮТ и углистых остатков) и сульфидов. Органическое вещество ад­

сорбирует из окружающей среды уран, иногда восстанавливая его

до четырехвалентных соединений, нерастворимых в воде.

Повышенную радиоактивность глин и глинистых пород объясня­

ют также относительно высоким содержанием в этих породах калия

(до 6,5 %}, который находится здесь не только в :минеральной (микро­

клин, ортоклаз, анортоклаз, нефелин, :мусковит, флогопит, биотит, гидрослюда, глауконит и др.), но и в сорбированной форме.

Песчаник и и алевролиты. Чаще всего радиоактивные элементы содержатся в песчаниках и алевролитах в виде изоморф­ ной примесик:минералам тяжелой фракции. Радиоактивные элемен­ ты находятся в глинистой части этих пород в адсорбированном виде.

Песчаники и алевролиты содержат в среднем :микроколичества U,

Тh инемного К (см.табл. 23). ПовьШiеннойрадиоактивностьюотличают­

ся их калийсодержащие полимиктовые разности. Минеральное содер­

жание радиоактивных элементов характерно дляхорошоотсортирован­

ных :морских, в основном кварцевых песчаников. Повышенное содержа­ ние радиоактивных элементов установлено для глинистых разностей

песчаников, а также для песчаников с органическими примес.я:ми.

Интенсивные прямые связи найдены П.А. Курочкиным для тер­

ригеиных пород между общей удельной объемной гамма-активнос­ тыо Q и их объемной емкостью катионного обмена; между Q и удель­

пой поверхностью S; Q и остаточным водонасыщение:м Jc..o, а также

между содержанием Th и теми же величинами.

254

Вередко глинистость определяет также и пористость песчаников,

поэтому между коэффициентом их пористости k0 и общей радиоак­

тивностью Q:E наблюдаются: обратные корреляционные св.язи; они ус­

тановлены и между Qть и kп· Тесные корреляционные зависимости найденымеждуобщей гамма-активностьюQ и средним радиусом пор,

коэффициентом проницаемости kпр·

Наличие и характер этих зависимостей полностью соответствуют описанным выше пертофизическим моделям.

10.7.2.Орrаноrенные и хсмоrевные породы

Кар б о н а т н ы е пор о д ы. Чистые морские известняки и доло­

миты, как правило, слабо радиоактивны. Содержание урана в них не

превосходит 4 ·10-4 %. Такая радиоактивность органогенных извест­

няков определяется: окислительными условиями среды, в которой об­

разуются: эти отложения: (раковиныи другие организмыживутв мел­ ководных бассейнах, содержащих кислород). Окислительная: среда

не способствует осаждению урана (рис. 87).

Образование хемогенных известняков и доломитов из морских и

пресных вод возможно также в условиях, не подхоДящих для ад­

сорбции и осаждения урана (слабонасыщенные углекислым газом, содержащие карбонат-ионтурбулентные воды с изменяющейся: тем­

пературой). Не осаждается уран с магнезитами, сидеритами, туфа­ ми и другими карбонатами, кото-

рые возникают в тех же услови-

ях. Глинистость повышает

радиоактивность карбонатных пород. Радиоактивность карбо-

ватных отложений связана так-

же с их нерастворимым остатком,

поскольку он содержит в основ­

ном глинистую фракцию.

Средняя: радиоактивность из­

вестняков и доломитов очень низ­

ка и меньше радиоактивности

rлин (см. табл. 21).

В некоторых разрезах нефтя­

ных месторождений установлены

доломитизированные известняки

повышенной радиоактивности. Значительные (до промышлен­ ных) концентрации радионукли­

дов встречаются: в морских изве­

стняках, обогащенных ванадием. М ер г е л и. Радиоактивность мергелей в среднем (см. табл. 21)

выше, чем у чистых известняков,

и в ряде случаев близка к радио­

активности глин.

Сть, ·10~'1Ь

,

~--~,-~-----------

20

15

10

5

 

 

 

2

4

6

8 Cu, · 10-4 '1Ь

Рис. 87. Уровни содержания урана и

тория в осадочных отложениях зем­

ной коры [6].

Отяожения: I - терригенные,II - крем­

нистые, III - карбонатные (Illa- дОJiо­

миты),IVсОJiеносиые, V - каустобио­ яиты. Стреяками показава тенденция

увеJIИчеиия содержания урана в породах,

обогащенных органикой (CUJI1'), урана и

тория в терригеиных отяожениях, обога­

щенных высокорадиоактивными акцес­

сориями (монацитом Mz, цирконом Zг и

др.). Шифр кривых- Th/U

255

R а Jl и й 11 ы е о с а д к и. Калийные минералысильвин KCl,

кuprraJrлит KC1MgC12 ·6H20, каинит KC1MgS04 ·3H20, полигалит

K2S04 MgS04·2CaS04 20 и другие, в которых содержание калия изменяется от 12,9 (для полиrалита) до 52,5% (для сильвина), харак­

'l'еризуrотся высокой радиоактивностью. Содержание урана в калий­

rrых солях весьма незначительно.

Галит, ангидрит, гипс. Эти породы так же, как и карбо­

натные, возникают в окислительной среде в условиях, неблагап­

риятных для осаждения и адсорбции урана. Здесь уран концент­

рируется в остаточных рассолах. Отложения же, образованные из последних, чаще всего подвергаются выветриванию и обогащают

Рис. 88. Сопоставление содержания урана с содержанием Pt-~5 (по данным

иrrструментаJiьноrо нейтронно-активационноrо анализа) (по ю.Г. Чупанову

и В.А. Касаткину):

l - верхняя часть разреза Вятско-Камскоrо месторождения (меловые отложения);

2 - 11ижняя часть разреза (юрские отложения)

256

тем самым соседние кластические породы, а затем выщелачива­

ются из них. Гипс, ангидрит, галит и другие соли содержат уран в

среднем 1·10-4 %.

Ф о с ф а ты. Иногда сильно обогащены ураном. Это объясняется

их образованием в восстановительных условиях при наличии значи­

тельных количеств органического материала (рис. 88). Катионы ура­ на в карбонат-фторапатите замещают ионы кальция, принимая уча­ стие в строении кристаллической решетки. Фосфаты кальция извле­

кают уран даже из морской воды, но урановые минералы возникнуть не :могут, так как U и Ra практически не извлекаются из природных

фосфатов карбонатными растворами. Фосфат кальция, прочно свя­

зывая уран и продукты его распада, ограничивает :миграцию радио­

активных элементов. Содержание урана в фосфатах изменяется в

пределах (10·1500)·10-4 %.

· И скоп а е :мы е у гл и. Радиоактивность углей, как правило, весь­

манезначительна (см.табл. 21~ Однакосредипородэтогоклассавстреча­ ютсявысокорадиоактивные разности. Наиболее активным концентрато­ ромU оказалосьгумусовоеорганическоевещество, в:меньшейстепени­

сапропелевое. Радиоактивность углей и углистых пород раЗJJИЧНой сте­

пени :метаморфизма возрастает с увеличением зольности.

К л а с с и фи к а ц и я. Осадочные породы по степени радиоактив­

ности можно разделить на три группы.

1.Породы с низкой радиоактивностью: хорошо отсортированные

ислабосцементированные мономинеральные кварцевые пески, алев­

ролиты, чистые известняки, доломиты, каменная соль, ангидриты,

гипсы, большинство углей (гумусовые углистые отложения) и неф­

тенасыщенные породы.

2. Породы с повышенной радиоактивностью: глинистые разности

осадочных пород, глинистые пески, песчаники, алевролиты, некото­

рые мергели, глинистые известняки и доломиты, а также породы с

примесями твердого органического вещества (ТОВ).

3. Породы с высокой радиоактивностью: калийные соли, монаци­

товые и ортитовые пески, глубоководные глины, глобигериновые илы

и красная глина.

Максимальная концентрация U и Th и отношение Th/U установ­

лены у обломочных пород: конгломератов, песчаников, глинистых

сланцев (см. табл. 21). Меньших значений концентрация и отношение

Тh/U достигают у кремнистых пород (кремнистых сланцев, кварци­

тов, глинисто-кремнистых сланцев). Еще меньшие значения средних

концентраций и отношенияTh/U наблюдаются у таких карбонатных

пород, как :мергели, известняки, битуминозные известняки. Самые

малые концентрации U и Th и относительно низкое отношение Тh/U характерны для соляных пород. Доломиты и каустобиолиты (камен­

ный уголь, торф, горючие сланцы) отличаются сравнительно высо­ ким содержанием урана и малымтория, особенно первые.

·Большое количество тория и урана с торием содержат грубообло­ мочные породы (конгломераты, гравелиты, песчаники) элювиальных, прибрежно-морских и иных толщ В отличие от этих пород известия-

17 - ПетрофиЗИIСа

257

ки, сланцы, песчаники, возникающие в морских бассейнах, в основ­

ном ураноносны и содержат фосфат и органику.

СодержанияU иTh, а следовательно, и радиоактивность обломоч­

ных пород возрастают от конгломератов к песчаникам, алевролитам,

арrиллитам.

10.7.3. Пластовые флюиды:

Ж и д к а я фаз а. ФоновоесодержаниеU (вбезрудныхпородах), до­

стигающее 10-!i кгfм3, установлено в водах до глубин в сотни метров. На

глубинах, измеряемых километрами, содержаниеурана нигде непревы­

шае"I" ш··6 Кl'/мз. С глубиной максимальное содержание U в водах имеет

тенденцию к убыванию, обычно глубинные воды вообще лишены U [1, 6].

YдaJICIIИC U из раствора в природных условиях может происходить

ВСJIСДС'J'вис: образования труднорастворимых соединений в присут­ С1'ВИИ V, Р, As и Si; сорбции уранил-иона гидроксидами Fe, Al, Ti, орrа­ llичсским веществом угольного и нефтяного рядов, минералами глин.

Мпоrочислепные исследования показали, что содержание радия

в IIJJaC'I'OBЫX водах заметно повышается с приближением к контурам

IICф'I'CIIOCIIOCTИ.

Содсржапие изотопов радия в связанной воде нефтяного пласта

дос·•·ю·ас·•· 37-370 Бк, что на один-два порядка выше, чем в свобод­

JЮЙ IIIЩC аа пределами залежи. Диффузионный перенос радия из свя­ шшJюй воды пефтяной залежи в подпирающую водоносную часть со­

:щас·•· радиогеохимический эффектаномальное повышение paдиo­ aJt'I'ИJJIJOcти в зоне воданефтяного контакта (М. Х. Хуснуллин, 1964 г.).

Содержание U в многочисленных образцах нефтей различных ти­

IIOJJ паходится в пределах 6 ·10-9+ 1,2 ·10-7%. Концентрациями урана JJ IJСфТЯХ служатасфальтены И СПИрто-беНЗОЛЬНЫе СМОЛЫ, СОДержа­ liИе которых возрастает со степенью окисления нефти. С глубиной концентрация урана в нефти сначала снижается, а затем становится приблизительно постоянной. Содержание урана в нефти увеличива­

ется с ростом ее сернистости, плотности и смолистости.

Г а зов а я фаз а. ЕРЭпоступаютв почвенный воздух в виде эма­

нации радона, торона, актинона из горных пород и отчасти природ­

ных вод. Радиоактивность почвенного воздуха, где содержится ра­

дон, в среднем 5,4 ·10-18 расп.f(с · м3). Таким образом, вклад в радио­

активность пород газовой фазы очень мал.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1.Каковы типы воздействий гамма-квантов в горных породах и их геофизические приложениидля определения состава и свойств горных пород?

2.Какова петрафизическая информативность жесткой и мягкой

частей энергетического спектра гамма-излучения?

3.Почему метод рассеянного гамма-излучения позволяет опреде­ JIИТЬ ПЛОТНОСТЬ ГОрНЫХ пород?

4.Какие радионуклиды являются основными гамма-излучателя­

ми в горных породах?

25И

5. Раскройте физический смысл закона радиоактивного распада.

6. Что такое радиоактивное равновесие, какие причины могут его

нарушить?

7. Дайте определения концентрационной чувствительности и ура­

нового эквивалента.

8. Перечислите основные геохимические закономерности распре­

деления калия, урана и тория в горных породах.

9. Почему показания ГМ и ГМ-С определяются массовыми содер­ жаниями ЕРЭ?

10. Сформулируйте петрафизические модели гамма-метода (в обе­ их модификациях) и раскройте их информативность при комплекс­

ной интерпретации.

11. Дайте петрафизическое обоснование коррелятивных связей между содержанием ЕРЭ и:

а) нейтронными характеристиками горных пород; б) удельным электрическим сопротивлением; в)проницаемостью; г) упругими свойствами пород;

д) содержанием твердого органического вещества.

11.Нейтронные свойства

Вядерной геофизике используются только наиболее проникаю­

щие излучениянейтроны и гамма-кванты. Реакции, вызываемые нейтронами в горных породах, значительно разнообразнее реакций, вызываемых гамма-квантами. Поэтому стационарные и импульсные нейтронные методы заняли основное место в арсенале методов сква­

жинкойрадиометрии. Этиметоды широко применяются на месторож­ дениях нефти, газа и других полезных ископаемых для определения

коллекторских свойств горных пород, выявления продуктивных

объектов, контроля разработки месторождений, элементного анали­

за пород и минерального сырья, решения других важных задач.

Принципиальное достоинство нейтронных методов (НМ) - воз­

можность телеметрического количественного изучения элементного

состава породвнеобсаженных и обсаженных скважинах. Благодаря этому обеспечивается:

количественное определение содержаний различных по ядерно­

физическим свойствам элементов (изотопов) в широком диапазоне их

изменений;

оперативная оценка главных (при необходимостисопутствую­

щих) компонентов полезных ископаемых с большей экспрессностью

и точностью, чем традиционными методами геологического опробо­

вания (керновый, бороздкавый и др.);

универсальность применения при изучении полезных ископаемых

различного состава и структурно-текстурных форм.

259

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]