Питання для самоконтролю

1. Перерахуйте різновиди методів вивчення фізичних властивостей і дайте їх порівняльну характеристику.

2. В чому причина розбіжності значень фізичних властивостей гірських порід визначених різними методами?

3. Основні вимоги для відбору зразків гірських порід для виміру фізичних параметрів.

4. Які фактори впливають на точність виміру фізичних параметрів гірських порід?

5. Запишіть формули розрахунку загальної максимальної відносної похибки визначення фізичного параметра зразка.

6. За якими параметрами оцінюють величину випадкових похибок визначення фізичних властивостей гірських порід?

7. Якими законами описується розподіл фізичних параметрів порід і як визначати відповідність розподілу до того чи іншого закону?

8. Що слугує показником розміру відхилення окремих значень фізичних властивостей від середнього?

9. Яким параметром характеризується розбіжність моди і середнього арифметичного значення фізичних властивостей гірських порід?

10. З якою метою при вивченні фізичних властивостей гірських порід використовують критерії Стьюдента, Фішера?

11. Якими критеріями оцінюють кореляційні зв’язки між різними фізичними параметрами?

12. Які будуються петрофізичні карти і розрізи?

Тема 2. Густина і пористість мінералів і гірських порід

2.1 Густина і пористість фізичних тіл і

Методи їх виміру

Густина - це властивість речовин, що визначається їхньою масоюm(фізичною характеристикою матерії) і об’ємомV

=m/V. (2.1)

Густина твердих хімічних елементів і мінералів змінюється в межах (0,5-22,5)·10³кг/м³, гірських порід - в межах (1,6-3,5)·10³кг/м³. Середня щільність Землі дорівнює 5,52·10³кг/м³.

Густина гірських порід є основним фізичним параметром, що визначає гравітаційне поле

U=(2.2)

У кожній заданій точці простору густина речовини  визначається як відношення маси речовини в деякому достатньо малому об’ємі просторуmдо величини цього об’ємуV

lim. (2.3)

Отже, при V0 dm=dV.

У загальному випадку щільність є величина перемінна

 = (х, у, z).(2.4)

Маса зразку складається з маси твердої фази m_ті рідиниm_р;масою газоподібної фазиm_гможна знехтувати. З іншого боку, об’єм зразку складається з об’єму твердої фазиV_ті об’єму порV_п. Отже,

(2.5)

Відношення маси твердої фази породи до загального її об’єму називається мінералогічною густиною

m_т/V_т . (2.6)

Пористість n(у %) гірської породи характеризує сукупність пустот у мінералогічному скелеті породи

(2.7)

де: _г- щільність газонасичених порід.

Відношення об’єму пор V_пдо всього об’єму зразкаVназивається коефіцієнтом загальної пористості

k_п=V_п/V.(2.8)

Якщо відносна вологонасиченість зразка pто маса рідкої фази у зразку

m_р=p_рV_п ,(2.9)

де: _р - густинарідини, що заповнює пори.

Густина зразка визначається за формулою

k_п k_п р_р .(2.10)

Для водонасиченого зразка (р=1, _р=1·10³кг/м³) густина

_вн = - k_п.(2.11)

Для газонасиченого зразка (р=0)

_г  k_п.(2.12)

У залежності від структури і текстури порід структура порового простору може бути різною. Вона характеризується відкритою й ефективною пористістю.

З густиною речовин тісно пов'язана їхня питома вага, яка визначається як відношення сили ваги тіла (ваги тіла Р) до його об’єму

_вVg,(2.13)

де: g- прискорення вільного падіння.

Густина дорівнює питомій вазі речовин на широті 45^о, на рівні моря, тобто при тих умовах, для яких еталон одиниці маси дорівнює еталону одиниці ваги. Розбіжність між густиною і питомою вагою гірських порід і руд у середніх широтах при невеличких перевищеннях рельєфу складає 0,2-0,4%.

Таблиця 2.1

Параметри густини і пористості

Параметр, індекс	Визначення	Одиниця виміру
		СІ	СГС
Густина 	Відношення маси гірської породи (мінералу) до об’єму породи (мінералу), тобто відношення маси твердої, рідкої і газової фаз до його об’єму	кг/м3 (г/см3)	г/см3
Густина: мінеральна 	Відношення маси твердої фази гірської породи до об’єму твердої фази	кг/м3 (г/см3)	г/см3
Густина: газонасичених порід г	Відношення маси твердої фази гірської породи до об’єму породи, в якій відсутня порова волога	кг/м3 (г/см3)	г/см3
Густина: газоводонаси-чених порід гв	Відношення маси гірської породи з лабораторною вологістю до об’єму породи	кг/м3 (г/см3)	г/см3
Густина: водонасичених порід в	Відношення маси гірської породи з максимальною вологістю до об’єму породи	кг/м3 (г/см3)	г/см3
Питома вага в	Відношення ваги гірської породи (мінералу) до об’єму породи (мінералу)	Н/м3	дін/см3
Пористість n	Сукупність всіх пустот у мінеральному скелеті породи	%	%
Пористість: відкрита n0	Сукупність пустот у мінеральному скелеті породи з'єднаних між собою та атмосферою	%	%

Продовження таблиці 2.1

Параметр, індекс	Визначення	Одиниця виміру
		СІ	СГС
Пористість: ефективна nеф	Частина порового простору, заповненого рідиною, що рухається по ньому при вирівняному тиску	%	%
Коефіцієнт пористості kп	Відношення об’єму пор до об’єму породи	-	-
Примітка. В таблиці в дужках наведені застосовувані дольні одиниці