Высокая радиоактивность: каменные соли, моницитовые и

Ортитовые пески, глубоководные и

Красные глины.

 

Содержание U, Th, К зависит от условий образования пород, в частности, наблюдается зависимость γ- активности от глинистости (рис. 103).

 

Рис. 103. Зависимость естественной радиоактивности от глинистости осадочных пород

 

Нейтронные свойства пород

Среди горных пород по воздействию на них нейтронов можно выделить 3 крупные группы: 1) породы высокого водородосодержания, 2) резонансные замедлители, 3) тяжелые замедлители. Основную роль в формировании нейтронных свойств горных пород играют: 1) водород и породообразующие минералы различных классов; 2) содержание химически связанной воды. Показателями нейтронных свойств являются время жизни (τ) и длина замедления (L_s). Эти показатели между собой имеют линейную связь: чем больше τ тем больше L_s.

 

Твердая фаза

Тенденция изменения длины замедления быстрых и времени жизни тепловых нейтронов у минералов групп различной литологической принадлежности приведена на рис. 104.

Рис. 104. Тенденция изменения длины замедления быстрых и времени жизни тепловых нейтронов у минералов групп различной литологической принадлежности

 

 

Жидкая фаза:

В воде и дегазированной нефти, ввиду высокого содержания в них водорода, происходит интенсивное замедление быстрых и диффузия тепловых нейтронов. При этом наличие солей, особенно хлорсодержащих, существенно изменяет время жизни тепловых нейтронов.

 

Газовая фаза

Природные газы, являющиеся смесью углеводородов, являются сильными поглотителями нейтронов. Эти процессы усиливаются при высоких давлениях, так как повышается водородосодержание.

 

Кристаллические породы

Кристаллические породы относятся к разряду слабых замедлителей и поэтому время жизни в них нейтронов достаточно велико. У магматических пород в ряду от кислых к ультраосновным и у метаморфических по мере роста метаморфизма имеет место слабо выраженная тенденция увеличения показателей L_s и τ, что связано с незначительным уменьшением пористости в этих направлениях (рис. 105).

Рис. 105. Тенденция изменения нейтронных свойств у кристаллических пород

Магматические породы Стадии метаморфизма

I – кислые I - зеленосланцевые

II – средние II - амфиболитовые

III – основные III - гранулитовые

IV – ультраосновные IV – эклогитовые

 

Осадочные породы

Cамым сильным замедлителем нейтронов в осадочных горных породах является водород и второстепенное значение имеют глинистые и совсем незначительное карбонатные и силикатные минералы. Для одноименных стадий в зависимости от вещественно-петрографического (литологического) состава тенденция изменения показателей τ и L_s для основных групп пород следующая (рис. 106).

Рис. 106. Тенденция изменения нейтронных показателей для групп осадочных пород различной литологической принадлежности при их одноименной степени их преобразования

Для пород одноименного состава тенденция изменения τ и L_s в зависимости от стадий преобразования (окаменения) этих пород определяется изменением показателей пористости и глинистости (рис. 107).

 

 

Рис. 107. Тенденция изменения τ и L_s в зависимости от стадий преобразования (окаменения) терригенных пород

 

Наличие газа и нефти в поровом пространстве породы увеличивает время жизни нейтронов по сравнению с водоносным пластом (рис. 108).

 

Рис. 108. Среднее время жизни нейтронов в водо- и нефтегазонасыщенных пластах

 

Чистые кварцевые песчаники и доломиты характеризуются наибольшими значениями τ. Ангидриты, гипсы и глинистые породы имеют минимальные значения τ. Уменьшает τ бор, а также K, Mn, Na, Fe и другие элементы. В качестве примера на рис. 109 показана зависимость изменения τ от алюминиево-кремнистого модуля (Al/Si).

 

Рис. 109 Тенденция изменения времени жизни тепловых нейтронов (τ) от алюминиево-кремнистого модуля (Al/Si) в терригенных породах

 

 

Взаимозависимости показателей τ и L_s для различных литологических разностей и при неодинаковом содержании хлора в поровой воде приведены на рис. 110.

Рис. 110. Взаимозависимости показателей τ и L_s для различных литологических разностей (а) и при неодинаковом содержании хлора в поровой воде (б)