Учебное пособие (курс лекций)


НазваниеУчебное пособие (курс лекций)
страница1/12
Дата публикации03.05.2013
Размер1.35 Mb.
ТипУчебное пособие
userdocs.ru > География > Учебное пособие
  1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   12


Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Северо-Кавказский государственный технический университет»


О. Е. ЗЕЛИВЯНСКАЯ
ФИЗИКА ГОРНЫХ ПОРОД
Учебное пособие

(курс лекций)


Ставрополь

Издательство СевКаГТУ

2010

УДК 552.08 : 53 (075)

ББК 26.31 : 22.3 я 7

В 13

Рецензенты:

кандидат геолого-минералогических наук,

доцент кафедры ГМПР СевКавГТУ Бражник В. М.,

кандидат геолого-минералогических наук,

доцент кафедры ГМПР СевКавГТУ Дагаев И. Л.

Зеливянская, О. Е.

В 13 Физика горных пород : учебное пособие (курс лекций) / О. Е. Зеливянская. – Ставрополь : ГОУВПО «Северо-Кавказский государственный технический университет», 2010. – 104 с.
Курс лекций по дисциплине «Физика горных пород» разработан для студентов специальности 130201.65 Геофизические методы поисков и разведки месторождений полезных ископаемых в соответствии с программой дисциплины и Государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования.

Рассмотрены плотностные, магнитные, электрические, тепловые, упругие, сейсмоакустические свойства минералов и горных пород и способы их определения.

Рекомендован для студентов, аспирантов, геофизиков и геологов производственных, научных, учебных заведений.
УДК 552.08 : 53 (075)

ББК 26.31 : 22.3 я 7
© Зеливянская О. Е., 2010

© ГОУ ВПО «Северо-Кавказский

государственный технический

университет», 2010

СОДЕРЖАНИЕ


ВВЕДЕНИЕ……………………………………………………………………

5

ЛЕКЦИЯ 1. ПЛОТНОСТНЫЕ СВОЙСТВА ГОРНЫХ ПОРОД…………...

6

1.1. Общие понятия о плотности………………………………………..........

6

1.2. Плотность химических элементов и минералов………………………..

7

1.3. Плотность горных пород………..…………………………………..........

10

1.4. Способы определения плотности…………………………………..........

16

ЛЕКЦИЯ 2. МАГНИТНЫЕ СВОЙСТВА ГОРНЫХ ПОРОД………………

20

2.1. Основы теории магнетизма. Магнетизм минералов…..……………..…

20

2.2. Магнитные свойства горных пород……..……………………………….

38

2.3. Методы определения магнитных параметров…………………………..




ЛЕКЦИЯ 3. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ГОРНЫХ ПОРОД…............




3.1. Электропроводность минералов и горных пород………………..……..




3.2. Диэлектрическая проницаемость минералов и горных пород ………..




3.3. Методы определения электрических свойств пород...............................




ЛЕКЦИЯ 4. УПРУГИЕ СВОЙСТВА ГОРНЫХ ПОРОД…………………...




4.1. Упругие параметры ………………………………………………………




4.2. Сейсмоакустические свойства химических элементов и минералов….




4.3. Скорость упругих волн и упругие модули горных пород……...............




4.5. Методы определения упругих параметров……………………………...




ЛЕКЦИЯ 5. ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ГОРНЫХ ПОРОД…….




5.1. Основные петрофизические параметры…………………………….…...




5.2. Тепловые свойства химических элементов и минералов………………




5.3. Теплофизические параметры горных пород……………………….........




5.4. Определение тепловых свойств………………………………………….




СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ……………………………




ВВЕДЕНИЕ

Каждый геофизический метод основан на регистрации и изучении определенных физических полей.

Исследуя физические поля на земной поверхности, в скважинах или на воздухе, мы тем самым изучаем изменение их параметров в пространстве, обусловлено характером залегания и составом горных пород – носителя этих физических свойств. Свойства горных пород изучают специальными техническими средствами на поверхности земли, в горных выработках и на образцах горных пород в лаборатории.

Установление корреляционных или экспериментальных зависимостей между разными физическими свойствами для одной и той же породы помогает приводить комплексную интерпретацию геофизических данных. Изучая зависимость физических свойств пород от их минерального состава и текстуры в лабораторных условиях, можно получить представление о процессах, сформировавших горную породу, а исследование изменения физических свойств под влиянием термодинамических процессов позволяет прогнозировать состав и состояние вещества в земной коре и верхней мантии.

В общем физические свойства горных пород определяются условиями образования и геологической историей.

Значение величин физических параметров даются в виде таблиц, изображаются в виде гистограмм или карт. На гистограммах обычно по горизонтальной оси откладываются значения параметра или интервалы его изменения, а по вертикальной  частота (повторяемость) этих значений в процентах. Если полученная гистограмма имеет сложный характер (с несколькими вершинами или асимметрична), значит обрабатываемые породы разнородны по свойствам. Когда образцы для лабораторных измерений взяты по площади, то значение физического параметра часто изображается в виде изолиний самих значений физических параметров, отнесенных к точкам карты.

Широкое исследование физических свойств горных пород привело к созданию новой отрасли знаний – петрофизики или физики горных пород, в которой систематизируются результаты изучения природы физических свойств горных пород, характеризуются и классифицируются типы пород и фации по комплексу физических свойств и по способности свойства изменяться в зависимости от геологических процессов, устанавливаются связи между физическими и петрографическими свойствами пород. Результаты петрографических исследований изображаются в виде петрофизических карт. Легенда петрофизических карт составляется по тому же признаку, что и при петрофизической классификации: разделение пород по величине физического параметра, по генетическому признаку и по составу пород.

Петрофизические характеристики помогают расчленять сложные массивы интрузивных пород, изучать по полевым материалам степень метаморфизма, проводить корреляцию разрезов скважин, особенно когда это трудно сделать по геологическим признакам (из-за отсутствия фауны, например), и решать ряд других геологических задач.

^ ЛЕКЦИЯ 1 ПЛОТНОСТНЫЕ СВОЙСТВА ГОРНЫХ ПОРОД

1.1 Общие понятия о плотности

Плотностью  называется физическое свойство вещества, определяемое как отношение массы породы к ее объему. Удельный вес горной породы определяется как вес единицы объема этой породы.

Плотность  и удельный вес Р связаны зависимостью

,

(1.1)

где g ускорение свободного падения.

Единицей измерения плотности служит кг/м3 (г/см3). Эталон единицы массы равен эталону единицы веса на широте 45° на уровне моря, поэтому плотность равна удельному весу вещества при этих же условиях. Плотность и удельный вес горных пород в средних широтах при небольшой высоте над уровнем моря раз­личаются на 0,20,4 %.

Плотность горных пород, особенно рыхлых или слабо метаморфизованных, тесно связана с пористостью.

Пористость – способность пород содержать незаполненные твердой фазой объемы.

Пористость (коэффициент пористости) определяется по формуле



(1.2)

где Vж, Vг объемы пор, заполненных жидкостью и газом;

Vс объем сухой породы.

Сведения о величине пористости необходимы для интерпретации геофизических данных. В зависимости от минерального состава, структуры, условий залегания и возраста породы пористость может изменяться от значений, близких к нулю, и почти до 100 %. Погрешность определения пористости не превышает 2 %.

Поскольку горные породы состоят из твердой, жидкой и газообразной фаз, то плотность горных пород представляет собой отношение массы породы с естественной влажностью и структурой к ее объему:



(1.3)

где тт, тж, тг массы твердой, жидкой и газообразной фаз;

V общий объем образца.

Плотность породы связана с пористостью соотношением



(1.4)

в предположении, что все поры заполнены водой, а плотность твердой фазы (минерального скелета) есть отношение mт/Vт. Выражение (1.4) дает максимально возможное значение плотности. При малой пористости плотность породы есть отношение mт/V.

Средняя плотность Земли составляет 5,52 г/см3. Плотность земной коры – 2,8 г/см3.

Для определения плотности этих фаз породы существует несколько способов, но для получения величины плотности пород, используемой при интерпретации геофизических данных, наиболее эффективен способ гидростатического взвешивания, основанный на законе Архимеда. В этом способе определяют массу образца в воздухе, а затем – в воде; вытесненная образцом вода составляет его объем.

  1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   12

Похожие:

Учебное пособие (курс лекций) iconУчебное пособие Курс лекций Для студентов высших учебных заведений...
Учебное пособие предназначено для студентов вузов, но может быть полезно и тем, кто самостоятельно изучает экономическую теорию
Учебное пособие (курс лекций) iconЛитература: Философия: Курс лекций: учебное пособие для студентов./...
Философия: Курс лекций: учебное пособие для студентов./ Под общей ред. В. Л. Калашникова. М. 1999. с. 6 – 17
Учебное пособие (курс лекций) iconКурс лекций для иностранных студентов харьков
К 78 Политология: курс лекций для иностранных студентов. Учебное пособие. – Харьков: хнму, 2012. – 154 с
Учебное пособие (курс лекций) iconУчебное пособие по дисциплине «Экономика»
В. В. Янова. — 4-е изд., стереотип. — М: Издательство «Эк­замен», 2008. — 382, [2] с. (Серия «Курс лекций»)
Учебное пособие (курс лекций) iconУчебное пособие 032700 «Филология»
История зарубежной литературы Средних веков и эпохи Возрождения. Конспекты лекций: Учебное пособие / Авт сост. Я. В. Погребная. –...
Учебное пособие (курс лекций) iconКраткий курс менеджмент а. Большаков учебное пособие санкт-Петербург...
Б79 Менеджмент / Учебное пособие. — Спб.: «Издательство "Питер"», 2000. — 160 с.: ил. — (Серия «Краткий курс»)
Учебное пособие (курс лекций) iconКонспект лекций по дисциплине: «методика преподавания театральных дисциплин»
Учебное пособие предназначено для студентов Театрального отделения локкиИ. Это учебное пособие представляет собой очень очень краткое...
Учебное пособие (курс лекций) iconМареев С. Н., Мареева Е. В. История философии (общий курс): Учебное пособие
История философии (общий курс): Учебное пособие. — М.: Академический Проект, 2004. — 880 с. — («Gaudeamus»)
Учебное пособие (курс лекций) iconКраткий курс лекций по медицинской микробиологии, вирусологии и иммунологии...
Рудаков Н. В. Краткий курс лекций по медицинской микробиологии, вирусологии и иммунологии. Часть Частная микробиология и вирусология:...
Учебное пособие (курс лекций) iconКурс лекций по древней философии
Фрагменты публикуются по источнику: Чанышев А. Н. Курс лекций по древней философии: Учеб пособие для филос фак и отделений ун-тов....
Вы можете разместить ссылку на наш сайт:
Школьные материалы


При копировании материала укажите ссылку © 2015
контакты
userdocs.ru
Главная страница