Техника безопасности при спуско-подъемных операциях

           Высокую плотность имеют рудные минералы, поэтому плотность горных пород, содержащих рудную минерализацию, также повышается.  В высокопористых эффузивных породах плотность повышается при водонасыщении пор. В осадочных породах (глинах, песчаниках) при увеличении водонасыщенности увеличивается их объем, а при уменьшении водонасыщенности объем уменьшается,  поэтому плотность мало меняется.

       Удельное  сопротивление является основным параметром, влияющим на распределение в горных породах электрического тока. Сопротивление R проводника длиной I и поперечным сечением S определяется формулой

       R = pl/S,

       откуда  следует, что

       p = RS/l.

       Удельное  сопротивление горной породы численно равно сопротивлению изготовленного из нее куба со стороной 1 м. Обратная удельному сопротивлению величина у—1/р называется удельной электропроводностью. Единицей измерения является  См/м или  См/см.

       Удельное  сопротивление зависит от минералогического  состава, водонасыщенности пор и концентрации солей в растворе, насыщающем поры.

       По  характеру электропроводности минералы делят на хорошо проводящие, полупроводники и изоляторы.

       Хорошо  проводящими минералами являются графит, антрацит, а также многие рудные минералы меди, железа, марганца и ряда других элементов. К изоляторам относятся  кварц, слюды, флюорит и многие силикатные породообразующие минералы. Большинство рудных минералов (сульфидные, окисные минералы железа, меди и других металлов) относятся к полупроводникам.

       Большую роль в формировании электрических  свойств пород и руд играет вода, являющаяся ионным проводником. Удельное сопротивление воды зависит от состава и концентрации растворенных в ней солей. Даже пресная дождевая вода, которая практически не содержит солей, имеет хорошую проводимость, возрастающую по мере увеличения насыщенности раствора. При одной и той же концентрации, растворы КС1 снижают удельное сопротивление более значительно, чем растворы NaCl. На электропроводность минерализованной воды влияет ее температура. При изменении ее от 18 до 100°С удельное сопротивление раствора понижается в три раза. Высокое удельное сопротивление имеет

       нефть.

       Горную  породу можно уподобить агрегату из зерен минералов, в порах между  которыми находится электролит. Если зерна имеют хорошую проводимость, то удельное сопротивление такой  породы определяется электропроводностью минералов и находящейся  в порах минерализованной воды. Среди геологических образований к этой категории относятся руды меди, 

          

       Таблица 2.

         
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

       свинца, цинка и других     металлов. Но так как большинство породообразующих минералов обладают  значительным  сопротивлением,  то  электрический  ток в горных породах течет  только через электролит, находящийся  в  их порах.  Следовательно,   электропроводность  горных пород имеет    ионную    природу,   зависит   от   пористости и   влажности   пород,    а   также   от, минерализации   воды. Поэтому в целом плотные,массивные интрузивные породы  характеризуются высокими  значениями сопротивления, осадочные породы,  как более    рыхлые   и  пористые — более низкими сопротивлениями.   Среди терригенных   пород   глины   имеют наименьшие   значения   сопротивления   вследствие   высокой   влажности.

       На  распространение электромагнитного поля частотой выше 10 кГц влияет магнитная  проницаемость, которая характеризует   способность   вещества   концентрировать   силовые линии магнитного поля. Практическое значение для разведочной геофизики имеет относительная магнитная проницаемость, показывающая во сколько раз магнитная индукция поля, созданная током в горной породе, превышает эту величину, наблюдаемую в воздухе. Относительная магнитная проницаемость ферромагнитных минералов достигает нескольких десятков единиц. Для остальных минералов и большинства горных  пород  она   равна   единице.

       При длительном пропускании через электронно- или ионно-проводящую среду электрического тока она поляризуется настолько, что  после выключения тока в ней протекает  вторичный ток, обусловленный потенциалами вызванной поляризации . Интенсивность вызванной поляризации характеризуется удельной   поляризуемостью.

       Основное  влияние на величину удельной поляризуемости оказывает содержание в горной породе сульфидов, графита, магнетита и  других электронно-проводящих минералов.

       В реальных геологических средах, которые  приближенно можно рассматривать  как упругие, скорость распространения   волн   различна.

       Таблица 3

       Рыхлые  высокопористые горные породы имеют  более низкую скорость. Ее величина зависит от соотношения твердой, жидкой и газообразной фаз, где скорость имеет резко различные величины. В сухих и малообводненных рыхлых породах скорость меньше, чем в воздухе.

       Величина  скорости уменьшается по мере увеличения пористости и уменьшения упругости. Это вызвано тем, что при разрыхлении горных пород уменьшается сцепление частиц, что ведет к уменьшению упругой деформации сдвига. 

       Характер  распространения упругих колебаний  определяется волновым сопротивлением у=vp.На границах слоев различного волнового сопротивления резко меняется направление распространения и интенсивность упругих волн.

       Скорость  распространения упругих волн мало зависит от состава пород, в большой  степени зависит от их уплотненности и влажности. Плотные неизмененные интрузивные породы (граниты, габбро, диабазы), характеризующиеся низкой пористостью, отличаются наиболее высокими значениями скоростей  (4000—7000 м/с).

       Рыхлые  высокопористые горные породы (песчаники, мергели, глины) характеризуются более  низкими значениями скоростей распространения  упругих  волн.

       Скорость  распространения волн в сухих  и малообводненных рыхлых породах  меньше, чем во влажных.

       Следует отметить, что скорость распространения  упругих волн в горных породах  с увеличением глубин их залегания  увеличивается, что связано с уплотнением пород.

       Радиоактивность – это способность некоторых атомных ядер самопроизвольно превращаться в ядра с иными физическими и химическими свойствами. Радиоактивное превращение всегда сопровождается выделением значительного количества энергии и поэтому в естественных условиях является необратимым процессом. Основной вклад в радиоактивность пород вносят уран, торий, калий и продукты их распада (Табл.).

       В изверженных породах уран концентрируется  в виде изоморфной примеси в акцессорных минералах ториево-редкоземельной группы, в рассеянной форме в породообразующих минералах и в виде собственных минералов. 

       Уран  образует месторождения в пегматитах, кварцевых жилах и грейзенах, гидротермальные  в изверженных  породах кислого и щелочного состава; осадочные в песчаниках, битумах, фосфоритах, углях, нефти. В пегматитах минералы урана представлены уранофаном, уранинитом, браннеритом. В гидротермальных месторождениях главными минералами являются настуран, уранинит,  уранофан.

       В зоне окисления гидротермальных месторождений развиты уранофан, отенит, торбернит, шинколобвит. В кварцевых жилах, грейзенах и ураноносных конгломератах часто присутствует браннерит.

       В осадочных месторождениях уран встречается  в виде коффинита, настурана.

       Среди осадочных пород повышенными концентрациями урана и тория выделяются морские фосфориты [(50—300) ■ 10" ⁴%], некоторые черные сланцы (до 100 -10"⁴%), костные остатки рыб и бурые угли.

       Основные  ториевые минералы монацит, циркон и  торий встречаются в пегматитах, грейзенах, гранитогнейсах, кислых и щелочных породах совместно с цирконом, бериллом. Монацит и циркон в результате выветривания месторождений и рудопроявлений часто  образуют  россыпи.

       Калий содержится во многих породообразующих минералах, особенно в кислых и щелочных изверженных породах. Радиоактивность обусловлена изотопом калий-40, которого в породах содержится 0,012%

       Таблица 4