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

но, что для большинства магматических и значительной части мета­ морфических пород с первичной пористостью характерна весьма не­

большая величина пористости (от О до 2-5%). Для таких пород объем­ ная плотность определяется, главным образом, плотностью минера.v:ь­

ного скелета. Из (5.2) следует, что при k0~ О бп~ бтв·

Для первичных осадков, осадочных пород, части эффузивных и

вулканических пород с первичной пористостью и пород из коры вы­

ветривания древнего фундамента значения k0 изменяются в весь­ ма широких пределах. Это приводит к широкому диапазону изме­

нения плотности этих пород и влиянию на нее типа насыщающего

флюида.

Для воданасыщенных пород в уравнении (5.2) можно принять ~в=

= 1, = kr = 0:

бп= (1- k0 ) бтв + k0б8

(5.4)

Для сухих пород можно принять бн = 38 "" О и бг"" О, тогда

 

бп.с = (1- k0 ) бтв•

(5.5)

5.1. ПЛОТНОСТЬ ГАЗОВ, ЖИДКОСТЕЙ Н МИНЕРАЛОВ

5.2.1. Плотность газов

Плотность воздуха при нормальных условиях (Т= 20°С и

р=О,1 МПа) равна 383 = 1,2 кгjм3. При этих же условиях плотность метана равна бг= О,7 кгjм3, а пентанабr = 3,17 кгjм3. Таким обра­

зом, при нормальных условиях относительная плотность газа по воз­

духу составит: длячистого метана d= бr /383 = 0,7/1,2 = 0,58; дляпен­

тана d=3,17 /1,2 = 2,64.

Поскольку природный газ представляет собой смесь углеводород­

ных газов, то плотность реального природного газа в нормальных ус­

ловиях близка к плотности воздуха. Однако в пластовых условиях при пов;ь1шении давления плотность природного газа резко возрастает [3].

Так, метан с относительной плотностью d = 0,6 при Т= 4о·с и давле­

нии Рпл = 70 МПа благодаря высокой сжимаемости имеет плотность

бr=300 кгjм3

5.2.2. Плотность жидкостей

Плотность пластовых вод при температуре Т = 20 ·с изменяется в

зависимости от содержания растворенных солей от38 = 11 · 103кгjм3

(пресные воды) до 38 = 1,24 · 10Зкгjм3 (при полном насыщении).

Плотность пластовых нефтей зависит от их химического состава,

а в пластовых условиях еще и от количества растворенного в них не­

фтяного газа. С уменьшением количества растворенного в нефти газа ее объем уменьшается и плотность возрастает. Известны нефти, плот­

ность которых в пласте меньше 0,5 · 103 кгjмЗ, а при поверхностных условиях (сепарированная нефть) возрастает до 0,8 · 103 кгjм3 [3].

Плотность нефти в природных условиях меняется довольно ши­

роко- в пределах (0,5+1,0) · 103 кгjм3.

80

5.2.3. Плотность минералов

Минералы классифицируютсяна плотные (бтв> 4 · 103кгfм3), сред­ ней плотности (бтв = (2,5+4,0) · 103 кгjм3) и малой плотности (бтв <

< 2,5 · 103 кгjм3).

Плотность минералов определяется относительной атомной мас­

сой составляющих элементов и строением электронных оболочек ато­ мов, обусловливающих кристаллографические особенности структу­

ры минералов в конечном счетеупаковку их атомов.

Большинство породообразующих минералов имеют ионную или ковалентную форму кристаллической связи и характеризуются сред­

ней плотностью от 2,2 · 103 до 3,5 · 103 кгjм3. Эти пределы изменения

плотности определяются влиянием множества факторов. Например, в ряду оливина появление железа, обладающего большой относитель­

ной массой, приводит к уплотнению пород от 3,22 · 103 (фостерит) до 4,32 · 103кгjм3 (фаялит). Каркасные структуры соединениятетраэд­

ров Si02 образуют минералы невысокой плотности (полевые шпаты,

кварц, плагиоклазы), а кристаллизация тетраэдров Si02 в виде цепо­

чек характерна для пироксенов, имеющих более высокую плотность. В изоморфном ряду плагиоклазов, начинающемся натриевым мине­

раломальбитом (2,61·103 кгjм3), постепенное замещение натрия

кальцием заканчивается кальциевым минералом - анортитом

(2,76 · 103кгjм3). В полиморфных иревращениях графиталмаз сме­

на гексагональной сингопии (графит) на кубическую (алмаз) приво­

·дит к увеличению плотности от 2,2 ·103 до 3,6 · 103 кгjм3.

Сложные полиморфные а.- и 13- иревращения имеют место с крем­

неземом, когда объем вещества сокращается в 1,8 раза [6].

Плотность большинства рудных минералов от 3,5 · 103 до 7,5 ·103 кгjм3. Эти минералы обладают ковалентно-металлической и

ионно-металлической формами валентной связи. Очень широкие пре­

делы измененияплотности (до 18,3 · 103кгjм3 узолота) наблюдаютсяу

самородныхметаллов, имеющих металлические формы валентной свя­ зи [1 ]. Высокаяплотность рудных минералов объясняется большим со­ держанием элементов с высокой относительной атомной массой, ма­ лым радиусом этих атомов и часто плотной их укладкой -кубической

и гексагональной. К минералам малой плотности относятся графит,

сера, лед, опал и многие из минералов класса силикатов (галлуазит,

монтмориллонит и др.), а также хлоридыгалит, сильвин. Эти мине­

ралы состоят из элементов с малой относительной атомной массой, их

атомы имеют значительные размеры и многие из них характеризуют­

сярыхлой структурой упаковки [1]. Втабл. 5 приведены значения плот­ ности главнейших породообразующих и рудных минералов [6].

5.3.ПЛОТНОСТЬ ОСАДОЧНЫХ ПОРОД

5.3.1.Минералогическая плотность

Плотность осадочных пород в естественном залегании зависит не только от свойств самой породы (плотности твердой фазы и пористос­

ти), но и от плотности насыщающих флюидов и их соотношения. Плот-

6 - Петрафизика

81

ность флюидов определяется их составом (газ, нефть, вода), а также минерализацией воды. Чтобыисключить эту неоднозначность, в лабо­

раторных условиях обычно определяют плотность сухих образцов пу­ тем их гидростатического взвешивания. По формулам (5.2) или (5.4) эти

значения можно пересчитать на конкретные пластовые условия.

Согласно уравнению (5.4) плотность сухих пород зависит от плот­ ности минерального скелета и общей пористости. Плотность мине­

рального скелета можно установить эмпирически или, зная минераль­

ный состав, вычислить по уравнению (5.3).

На рис. 25 приведены результаты экспериментального изучения минералогической плотности песчано-глинистых пород в большом

интервале глубин. Эти, а также другие многочисленные эксперимен­

тальные исследования показывают, что обычно не наблюдается

большого изменения минералогической плотности осадочных пород

с глубиной. Данные рис. 25 показывают лишь некоторую тенденцию.

Коэффициент необратимого уплотнения твердой фазы под воздей­

ствием гидростатического давления в интервале глубин Ah по ана­ логии с уравнением (3.16) равен [15]:

а

Or--2i-,6'--,.--...;.2;.:,8---,

..

2000" ......:.

4000

13тв(t,Т)=01 gOAo~h

тв в.ср

б 26. 2,8

.

.

~...

. ..

. ...

..-.;...·.

1:..

...

(5.6)

в

2,6 2,8 б.,., r/см3

..

.....

...·~t~.

..

.....

...0:.

.....

·.

.......

....,..

Puc.25. Изменение минералогической плотности бтв песчано-глинистых по­

род с глубиной h (Аралсор):

а - песчаники и алеврОJJиты; б - арrиллиты и глинисто-алевритовые породы; в -

сводная зависимость

82

Для аргиллитов и глинисто-алевритовых nород, в которых наблю­

дается наибольшее изменение бтв• средняя величина 13тв {t, Т) в ин­

тервале глубин 2500-6000 м составляет:

13тв (t, т):::: 0,3. 103 мпа-1.

(5.7)

Изменение минералогической nлотности глинистых nород nроис­ ходит, вероятно, за счет выжимания связанной межслоевой воды и увеличения содержания оксидов железа и рудных включений от ме­

ловых к триасовым отложениям. Однако величина 13тв (t, Т) на nоря­ док меньше коэффициентанеобратимого уnлотнения пор 13п (t, Т) для

этих же nород, что nозволяет пренебречь ее изменением. Средняя ми­

нералогическая nлотность nесчано-глинистых отложений в этом ин­

тервале глубин составляет бт8=2,72 • 103 кгfм3

Таким образом, одним из важнейших факторов, определяющих

плотность литологически однотиnных осадочных nород, является их

общая nористость. На рис. 26 nредставлена зависимость nлотности

сухих песчано-глинистых nород от общей nористости. Уравнение (5.5)

для данной коллекции образцов nримет вид: бп.сh = 2,72 • 103 (1-kп).

Аналогичные зависимости могут быть nолучены и для других оса­ дочных nород с nервичной nористостью (песчаников, известняков, до­ ломитов). Различие будет заключаться лишь в величине средней nлотности твердой фазы (см. табл. 5).

Т а блиц а 5. Плот11ость породообразу10щих и рудныхминералов (гjсмЗ) [6]

 

Плотность

 

 

Плотность

 

 

 

чистой или

ПредеЛЪ!

 

чистой или

ПредеЛЪ!

 

наиболее

 

наибоJiее

 

изменений

 

изменений

Минерал

распростра-

Минерал

распростра-

плотности

плотности

 

иенной

 

иенной

 

минерала

 

минерала

 

разновид-

 

разновид-

 

 

 

 

 

 

ности

 

 

ности

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Аллофан

-

1,85-1,89

магнезит

2,96

2,9

-3,1

Алмаз

3,52

-

сидерит

3,89

3-3,9

Алунит

2,58-2,75

2,5-2,8

Касситерит

7,03

6,8

-7,1

Амфибол

 

 

Кианит

3,59

3,59

-3,68

 

 

(дИетен)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

астофиллит

3-3,15

2,8-3,4

Ковеллин

4,59-4,65

4,5-4,76

актинолит

3,1-3,2

2,9-3,35

КордИерит

2,57-2,66

2,57

-2,78

тремолит

2,99-3

2,9-3,1

Ксенотим

4,45-4,51

4,4-4,56

роговая

3,15-3,25

3-3,47

Куnрит

6-6,15

5,85

-6,15

обманка

 

 

 

 

 

 

Амфибол щелочной:

 

Лейцит

2,5

2,45-2,5

арфведсопит

 

3,3-3,46

ЛимоНИ'!'

3,5-3,8

2,7

-4,4

3,44-3,46

 

3,37

3-3,45

(гидрогетит)

4,88

-

 

гастингсит

Маггемит

рибекит

3,44

3,3-3,46

Малахит

-

3,9-4,03

Анальцим

2,22-2,23

2,2-2,3

Монаци1·

5,3

4,9

-5,5

 

 

 

 

 

 

 

83

 

Плотность

 

 

чистой ИJ1И

Пределы

 

наиболее

 

изменений

Минерал

распростра-

плотности

 

иенной

 

минерала

 

разновид-

 

 

 

ности

 

 

 

 

Ангидрит

2,96

2,8-3

Андалузит

3,1-3,2

3,1-3,22

Литигорит

2,56-2,58

2,5-2,7

Апатит

3,18-3,21

3,16-3,27

Барит

4,5

4,3--4,7

Бемит

3,01

3,01-3,11

Борнит

-

4,9-5,2

Вольфрамит

7,1-7,5

6,7-7,5

Галит

2,168

-

Галлуазит

2,0-2,2

1,9-2,6

Гидрарrил-

2,43

2,3-2,43

лит (rиббсит)

 

 

Гипс

2,3

2,3-2,4

Глауконит

2,3-2,7

2,2-2,9

Гранат

 

 

альмандин

4,25

3,69--4,33

андрадит

3,75-3,78

3,64-3,9

rроссуляр

3,53

3,53-3,71

пироп

3,51

3,5-3,8

спессартин

4,18--4,27

3,8--4,25

Графит

2,2

2,09-2,25

Диетен

3,5-3,7

-

Диаспор

3,3-3,5

3-3,5

Ильмент

4,79

4,7-5,2

Каолинит

2,58-2,6

-

Карбонат

 

 

анкерит

-

2,9-3,1

арагонит

2,9-3

2,85-3

доломит

2,87

1,8-3,15

кальцит

2,715

2,6-2,8

Титаномаrне-

4,72

4,4--4,9

ТИТ

 

 

Турмалин:

 

 

.цравит

3,05

-

 

 

 

 

Продмжение таб.11.. 5

 

 

 

 

 

Плотность

 

 

чистой или

Пределы

 

наиболее

 

изменений

Минерал

распростра-

плотности

 

иенной

 

минерала

 

разновид-

 

 

 

ности

 

 

2,5

 

 

Монтморилл-

 

2,04-2,52

ОНИТ

 

 

 

Нефелин

2,62

 

2,55-2,65

Нонтронит

1,727-1,87

 

1,72-2,5

Опал

1,9-2,1

 

1,9-2,5

Пироксен

 

 

 

волластонит

2,8-2,9

 

2,79-2,91

rеденберrит

3,55

 

3.5-3,6

пижонит

3,2-3,4

 

-

эrирин

3,5-3,56

 

3,43-3,6

Пиролюзит

-

 

4,7-5

Пирафиллит

 

2,66-2,9

Пирротин

4,7

 

4,58--4,7

Пренит

-

 

2,66-2,9

Рутил

4,23

 

4,18--4,0

Серпентин

-

 

2,5-2,6

Силлимапит

3,23-3,25

 

-

Сильвин

1,99

 

-

Снаполит

 

 

-

диnир

2,6-2,68

 

миццонит

2,68-2,75

 

2,6-2,8

мейонит

2,75-2,8

 

-

Слюда

 

 

 

биотит

3-3,12

 

2,69-3

лепидолит

2,8-2,9

 

-

мусковит

2,76-3,1

 

2,5-3

флогопит

2,75-2,83

 

2,7-2

Ставролит

3,74

 

3,65-3,77

Сфалерит

3,9--4,0

 

3,5--4,2

Сфен

3,4-3,56

 

3,29-3,56

Тальк

2,78

 

2,7-2,8

амезит

2,71

 

-

клинохлор

2,65-2,78

 

-

84

 

 

 

 

Окон.чан.ие табя. 5

 

 

 

 

 

 

 

Плотность

 

 

Плотность

 

 

чистой или

Пределы

 

чистой или

Пределы

 

наиболее

 

наиболее

 

изменений

 

изменений

Минерал

распростра-

Минерал

расnростра-

плотности

плотности

 

неиной

 

неиной

 

минерала

 

минерала

 

разновид-

 

разновид-

 

 

 

 

 

ности

 

 

ности

 

 

 

 

 

 

 

шерл

3,16

2,9-3,2

Хлоритаид

3,4-3,6

3,3-3,6

Уранинит

-

10,3-10,6

Циркон

4,68-4,7

3,8-4,86

Флюорит

3,18

3,Ql-3,25

Шеелит

-

5,8-6,2

Хальцедон

-

2,59-2,64

Шnинель

3,6

3,5-3,7

Халькозин

-

5,5-5,8

Эnидот

 

 

Халькоnирит

-

4,1-4,3

цоизит

3,25-3,36

-

Хлорит

 

 

клиноцоизит

3,35-3,38

3,07-3,5

 

 

певнии

2,6-2,84

2,6-3,0

ортит

4,1

3,5-4,1

5

10

15

20

kп,%

Рис. 26. Зависимость плотности ~>п.с сухих песчано-глинистых пород от об­

щей пористости k0 (Аралсор)

5.3.2. Уплотнение осадочных пород с глубиной

Поскольку коэффициент пористости осадочных nород зависит от

глубины их залегания, то вторым существенным фактором, влияющим

на nлотность nород, является глубина залегания nороды (рис. 27).

Согласно уравнению (5.5) для сухих nород nри б(тв)h ""б(тв)h=о мож­

но заnисать:

(5.8)

После nодстановки значения общей nористости k(п)h из уравнения,

аналогичного (3.18)

85

б(11с)h

{

[

1-ехр(-~п(t,Т)g(бп.ср-бв.ср)h)

J}-1

(5.9)

-б--=

1-k(n)h=O

 

 

(n.c)h=O

С учетом равенства (5.5) уравнение (5.9) можно легко преобразо­

ватьквиду:

б(11с)h= J1+[~-1]ехр[-~n(t,Т)g(б11ср-бв.ср)h)Jj-1

(5.10)

l

l)(ILc)h=O

 

Для коллекции кернов из скважин Аралсора (см. рис.27) уравне­

ние (5.10) для ~n(t,T) = 30 · 10-3 Мпа-1 и б(n/c)h=O = 1.8 · 103 кгjм3; бп.ср =

2,5 · 103 кгjм3(при 100%влажностипород)ибв.ср= 1,1 · 1О3кгjм3, при­

нимает вид:

б(n/c)h= 2,72 ·103[1 + 0,51 ехр(-4,2 ·10-4 h)Г1,

где hв м.

На рис. 27 показана кривая, удовлетворяющая этому уравнению. Она хорошо согласуется с экспериментальными данными. При опи­ санном подходе был также использован коэффициент необратимого

уплотнения пор породы ~п (t,Т), в котором, как и при изучении пори­

стости, отражено влияние литологии, возраста пород и температур­

ного градиента в осадочном бассейне.

Для максимально влажных пород уравнение (5.4) позволяет полу­

чить:

(5.11)

где - k(n)h пористость пород на глубине h, найденная по уравнениям

(3.18) или (3.19).

Существуют и более простые приемы описания изменения плот­ ности пород с глубиной. М. Л. Озерская, например, рекомендует для

сухих пород уравнение

l)(n.c)h = l)тв [1- k(n)h=O exp(-0,45h)],

(5.12)

где - h глубина залегания, км.

В этом уравнении особенности уплотнения пород разного литоло­

гического состава, находящихся в разных условиях осадконакопле­

ния, предлагается учитывать эмпирическим подбором коэффициен­

та k(ll)h=O· Это- графо-аналитический метод описания изменения по­

ристости и плотности осадочных пород с глубиной [6].

Значение б(ll.c)h• вычисленное по уравнению (5.12), совпадает со зна­

чением б(ll.c)h• определенным по уравнению (5.10), если в последнем

использовать средние значения ~ (t,T) = 33 · 10-3 Мпа-1 , б(n.c)h=O

=1,9 · 103 кгjм3 и бтв= 2,65 · 103 кг/м~ Однако этолишь частный слу­

чай решения и такой подход не учитывает возможные изменения ус­

ловий осадкаобразования в изучаемом разрезе.

Изменения плотности пород при упругих (обратимых) кратков­ ременных деформациях, например, при выносе кернов пород из

86

скважины на поверхность, подробно рассмотрены в работе (15]. Эти изме­ нения плотности обусловлены изме­ нением объема пор в твердой фазе, а также объема флюидов, заполняю-

щих поры породы. Однако, поскольку

изменения объема пор и флюидов (фильтрата промывочной жидкости или пластовой воды) имеют разные

знаки, суммарное изменение плотно-

сти пород невелика и им вполне мож-

но пренебречь при практических ис-

следованиях.

Сухие осадки и осадочные породы классифицируют по плотности на nять групп [1].

I группа - плотность чрезвычай­

но низкая и очень низкая;

Бп.с=(0,5+1,5) · 103кгfм3; это высокопо­

ристые илы, мел, трепел, опока, туфы,

атакже торф и угли;

II группа - плотность низкая и по­

ниженная; Бп.с= (1,5+2,5) · 103кгfм3; это

многие осадочные породы, включая ка-

менную соль, гипс, бокситы, метамор­ физованные угли и т. п.;

III группа - средняя плотность;

Бп.с=(2,5+3,5) · 103 кгjм3; это плотные

осадочные, магматические и метамор­

фические породы, известняки и доло­

миты с рудными включениями, ангид­

ритыит.п.;

IV группаплотность повышенная

и высокая; Бп.с = (3,5+4,5) · 103 кг;мз ;

невыветрелые металлические руды;

V группа - очень высокая и чрез-

вычайно высокая плотность;

Бп.с> 4,5 · 103 кгfм3; очень плотные раз­

ности свинцовых, оловянных, суль­

фидных медно-никелевых, полиме­

таллических руд с высоким содержа-

нием рудных минералов.

 

 

бп.с, rjcм3

1,0

2,0

3,0

 

 

~\:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

..

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

...

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

~ ..

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

::-

..~

 

 

 

'

 

 

 

 

 

 

2000

 

.

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

..

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

г~

••

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1;.:.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

~-

 

 

 

 

 

 

 

 

4000

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

·:г.

=.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

..

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1."

6000

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

io

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

h, м

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 27. Изменение плотности

Бп.с сухих песчано-глинистых nород с глубиной залегания h (Аралсор)

Наиболее вероятный ряд плотности важнейших осадочных по­

род: каменная соль, гипс (2,0+2,3) · 103 кгfм3 - песчаники (2,1-- 2,4) · 103 кгfм3 -алевролиты (2,1-2,5) · 103 кгjм3глины и аргил­

литы (2,2-2,5) · 103 кгjм3 -известняки (2,4-2,6) · 103 кгfм3 - до­

ломиты (2,5-2,6) · 103 кгjм3ангидриты 2,8 · 103 кгjм3.

87

5.3.3. Плотность максиммьно ВJiажных пород

Для ТОГО ЧТОбЫ ПО ВеЛИЧИНе ПЛОТНОСТИ сухих ПОрОДSn.c ОПредеЛИТЬ плотность максимально влажных S0 , нужно согласно уравнению (5.4)

найти:

(5.13)

где S8 - плотность минерализованной воды, заполняющей поры.

При этом предполагается, что величина Бп.с найдена эксперимен­

тально.

Однако при высушивании глинистых набухающих пород проис­ ходит их усадка, объем породы уменьшается и величина определяе­

мой плотности оказывается завышенной, S'п.с· Для введения поправ­

ки за усадку породы В. Н. Кобранова [1] рекомендует эмпирическое уравнение И. Х. Юдборовского для глинистых пород и глин:

(5.14)

где S'п.с- завышенное значение плотности, полученное при измере­

нии на сухом образце.

Если погрешность в оnределении плотности сухих глинистых по­

род достигает 0,2 ·103 кгjм3 по сравнению с определением на образ­

цах с естественной влажностью, то использование формулы (5.14)

позволяет снизить nогрешность до ±0,03 · 103 кгjм3 (1].

На рис. 28 приведены изменения плотности и пористости пород в разрезе Прикаспийской впадины. Эти величины усреднены по стра­

тиграфическим подразделениям.

5.4.ПЛОТНОСТЬ МАГМАТИЧЕСКИХ И ЭФФУЗИВНЬIХ ПОРОД

Вмагматических породах нормального (щелочно-земельного) ряда

гранитгаббро наиболее низкой средней nлотностью обладают по­

роды кислого состава и граниты. От других пород они отличаются бо­

лее высоким содержанием кремнезема.

Породы кислого состава nодразделяются на граниты аляскито­

вые существенно микроклиновые, биотитовые и биотит-роговооб­

манковые. Плотность этих пород различается между собой на

~Sт8=(0,03+0,05) · 103 кгjм3 [6]. Возрастание плотности в нормаль­

ном ряду от кислых пород к породам среднего и основного соста­

вов происходит в результате постепенного уменьшения содержа­

ния микроклина и кварца, увеличения количества и основности

плагиоклазов, изменения количества роговой обманки (рис. 21).

В районах рудных месторождений часто увеличивается содержа­

ние акцессорных минералов до 5-8 %, что приводит к возраста­ нию плотности пород: гранитов до (2, 70+2, 75) · 103 кгjм3; основных

пород до (3,3+3,5) · 103 кгjм3 [6].

Ультраосновные породы по содержанию кремнезема подразделя­

ются на три крупных группы: оливин-дуниты, перидотиты и пиро­

ксениты. Средняя nлотность этих пород наибольшая среди магмати­

ческих nород и находится в пределах от 3,0 · 103 до 3,4 · 103кгjм3. При

88

общей зависимости от содержа­ ния кремнезема большое значе­

ние имеет ожелезненность мине­

ралов в рядах пироксенов и оли­

винов [6].

Интрузивные комплексы по­ род формируютсяв процессе маг­

матической дифференциации. На

ранней стадии дифференциации образуются интрузии основных пород (rаббро, rаббронориты иди­ ориты), в среднюю стадию текто­

но-магматического цикла - мас­

сивы интрузивных пород от ос­

новного до кислого состава.

В поздней стадии развития и в период тектонической активиза­

ции складчатых областей образу­

ются существенно rранитоидные

формации. Получают развитие

породы повышенной щелочности

(rраносиениты, сиениты и др.).

Плотность этих пород ниже плот­ ности пород средних типов. Таким образом, плотность пород законо­

мерно уменьшается от одной тек­

тоно-магматической фазы к дру­

гой. Породы последнего комплек­

са, как правило, имеют кислый

составиплотность(2,57+2,60) ·103 кr;мз. В платформенных форма­

циях плотность пород снова воз­

растает [6].

При близком химическом со­

ставе кайнотипных и палеотип­

ных аналогов эффузивны:к пород

их плотность изменяется в широ­

ких пределах (рис. 22). Эти изме­

ненияобусловленыпервоначаль­

ной структурой итекстурой пород

и степенью их последующего 'Р;и.­

аrенеза [6].

Увеличение плотности в нор­ мальном ряду эффузивных пород

от кислых к основным происходит

.;

 

&"..,, &",

 

 

 

~~

Отдел, ярус

 

 

kп.%

8.", r/см8

 

~

 

25 2,25 2,75

102030

500

 

 

 

 

 

 

 

Палеоrен

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

r--

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1000

Верхне-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

меловой

 

 

 

 

 

 

 

&"..

 

 

 

 

 

 

8..

 

 

 

 

 

 

lln

Нижие-

1500 меJIОвой

ВерхнеЮрСЮ!Й

2000 СреднеЮрСЮ!Й

Нижиеюрский

Пермо-триас

2500

Кунrурский

Рис. 28. Изменение с глубиной плот­

ности и пористости сухих (ku, бn.с) и водонасыщенных (бu) осадочных по­

род, а также их минералоrической

плотности(бтв)в разрезе Прикаспий­

ской впадины [6]

за счет увеличении содержания фемических оксидов и оксидов каль­

ция и соответственным уменьшением содержания кремнезема,

89

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]