Скорости в осадочных породах

Скорости в осадочных породах колеблются в пределах в пределах от 0,3 до 6,9 км/сек и определяются их составом, пористостью, структурой, диагенезом, а также составом заполнителя пор и цемента.

Отношение скорости поперечных волн к скорости продольных волн V_s/V_p в глинах 0,07 – 0,6, в лессе 0,3 – 0,6, в песке 0,1 – 0,3, в остальных осадочных породах 0,4 – 0,6.

Большой диапазон пористости вызывает большой диапазон скорости: в иле 1,4 – 1,7 км/сек, во влажной глине 1,1 – 2,5 км/сек, в глинистых сланцах 1,8 – 4,8 км/сек (по мере удаления воды), в песке 0,25 – 2 км/сек, в песчанике и алевролите 0,8 – 5,6 км/сек, в мелу 1,7 – 4,2 км/сек, в мергеле 1,3 – 3,5 км/сек, в известняке 3 – 6,6 км/сек, в доломите 2,9 – 6,7 км/сек, в соли 3,5 – 4,5 км/сек.

Уплотнение увеличивает скорости сильнее в терригенных и слабее в карбонатных породах.

Связь скорости и плотности обобщается до степенных функций, различных для различных пород и для различных районов.

В молодых не литифицированных осадках пористость достигает n = 30 -50%, в слабо литифицированных породах она колеблется от 10 до 30%. При n= 1 – 3% скорость в осадочных породах приблизительно равна скорости в кислых магматических и метаморфических породах. При диагенезе и с возрастом пористость падает. Скорость растет с глубиной, с возрастом и со степенью цементации пород.

Самая большая анизотропия наблюдается в глине. К_а = 1,2 – 1,3.

Скорость зависит от флюида, заполняющего поры и падает при смене воды на нефть и еще сильнее – на газ. Насыщение раствором Na Cl вместо воздуха увеличивает скорость на величину от 5 – 10 до 100 – 120%, в зависимости от величины пористости n. Насыщение глин и глинистых песчаников водой приводит к разбуханию глин и уменьшению скорости.

С ростом пористости и глинистости затухание упругих волн растет. При переходе газонасыщения в нефтенасыщение уменьшается затухание продольных волн и увеличивается затухание поперечных волн.

Вопросы для самопроверки

20. Упругие параметры вещества, их определения и связь друг с другом. Поглощение упругих волн в различных породах. Акустическая жесткость.

21. Скорость распространения упругих волн в минералах и виды связи скорости с плотностью для различных пород и минералов. Анизо-тропия скорости.

22. Связь скорости в магматических и метаморфических породах с их составом и с геологическими процессами.

23. Связь скорости с пористостью и составом заполнителей пор в магматических и метаморфических породах. Анизотропия скорости.

24. Скорости в осадочных породах и геологические причины, определяющие их величину.

Тема 4 электрические свойства минералов и горных пород

В геофизике интерес представляют:

1. удельное электрическое сопротивление;

2. диэлектрическая проницаемость;

3. естественная и искусственная поляризация;

4. пьезоэлектрический эффект.

Возможность направленного движения заряженных частиц (электронов и ионов) обусловливает электропроводность вещества. Чаще используют обратную ему величину – удельное электрическое сопротивление. Сопротивление току вызывается хаотическим (тепловым) перемещением заряженных частиц, что зависит:

1. от строения электронной оболочки атомов;

2. от кристаллохимической структуры минералов;

3. от ионизационных свойств водных растворов солей в минералах.

Удельное электрическое сопротивление , где R – сопротивление вещества (омм), S – его поперечное сечение (м²), l – его длина (м). Электропроводность  = 1 / .

По природе электропроводности выделяются:

1. проводники (электронные и ионные);

2. полупроводники;

3. диэлектрики.