Ответы к экзамену по петрофизике

40. Естественная радиоактивность осадочных пород и пластовых флюидов. Петрофизическая информативность метода естественной радиоактивности горных пород.

Радиоактивность-свойство веществ создавать радиоактивное излучение в связи с самопроизвольной перестройкой ядер их радиоактивных эелементов. При этом выделяется энергия и возникают более устойчивые или новые радиоактивные элементы. Ядра последних распадаются и так продолжается до возникновения устойчивого изотопа.

Типы распадов: альфа распад(αчастицы обладают высокой ионизирующей способностью. взаимодействие с нимиприводит к возникновению вторичных электронов и рентгеновских лучей) , бета распад (βлучи характеризуются неприрывностью распределения энергии и скоростей. Чем больше энергияβлучей, тем слабее рассеивание ) , изомерный переход с гамма излучением(γлучи наблюдаются при распаде радиоактивных эелементов).

Классификация минералов осадочных пород по значениям их радиоактивности:

1.низакая радиоактивность (кварц,кальцит, доломит, ангидрит, каменная соль и т.д.-НЕ превышает 0.1 пкг-экв Rа∕кг)

2.средняя радиоактивность (лимонит, магнетит, турмалин,корунд, гранит, полевые шпаты и др. их радиоактивность заключается в пределах 0.1<q_м<1 пкг-экв Rа∕кг)

3.повышенная радиоактивность (глинистые минералы, слюды, многие полевошпатовые мин., калийные соли, апатит, обсидиан и сфен: от 1 до 10 пкг-экв Rа∕кг)

4.высокая радиоактивность (акцессорные минералы такие как монацит, циркон, ортит: q_м>10 пкг-экв Rа∕кг. Их радиоактивность превосходит радиоактивность минералов 1 группы в 1000 раз.

Т.к при разрушении пород, обогащенных радиоактивными минералами, уран легко окисляется, образуя с анионами кислот растворимые соединения, и затем мигрирует в водных растворах, россыпи содержат в основном минералы тория. Последние из за большой плотности отлагаются и концентрируются вскоре после выноса из зоны разрушения исходных пород, образуя совместно с др. обломками аллювиальные и прибрежно-морские россыпи. Содержание тория изменяется от 49*10^-6 до 3500*10^-6.

Высокая радиоактивность глин объясняется повышенной сорбцией урана, радия, тория и калия на глинистых частицах, присутствием минералов калия, тория и шестивалентного урана. Сорбция начинается на стадии диагенеза, когда в иловых водах протекают химические реакции, изменяющие состав и структуру осадка. Насыщение иловых вод биогенной двуокисью углерода приводит к разрушению уранил-карбонатных анионов.В результате разложения возрастала концентрация катионов урана и начиналось их поглощение сразу несколькими сорбентами. Повышенную активность глин объясняют также содержанием калия.

41. Взаимодействие радиоактивного поля с веществом горной породы, его зависимость от плотностных свойств породы.

Когда гамма-кванты большой энергии (порядка 1 МэВ), вы­летающие из источника, претерпевают несколько актов рассеяния и значительно уменьшают свою энергию, они поглощаются в резуль­тате фотоэффекта. Поскольку взаимодействие гамма-кванта с веще­ством является случайным процессом, разные кванты до своего по­глощения успевают пройти различное расстояние от источника. По мере удаления от источника поток квантов уменьшается. Он убывает с расстоянием тем быстрее, чем больше коэффициент ослабления μ, т. е. чем выше плотность среды и кон­центрация тяжелых элементов в ней. В результате в основном регистрируется гамма-из- лучение с энергией более 0,2 МэВ, а на интенсивность таких гамма- квантов не оказывает заметного влияния фотоэлектрическое погло­щение, а следовательно, и химический состав среды; показания ме­тода определяются комптоновским рассеянием и зависят лишь от плотности среды, окружающей скважинный прибор: чем больше плотность среды, тем меньше показания ГГМ-П.