Меню
Главная
Авторизация/Регистрация
 
Главная arrow География arrow СТРУКТУРЫ РУДНЫХ ПОЛЕЙ И МЕСТОРОЖДЕНИЙ
Посмотреть оригинал

МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ

Существующая лабораторная импульсная ультразвуковая аппаратура предназначена для определения скоростей упругих волн методами профилирования и просвечивания на предварительно подготовленных образцах. Экспериментально измеряются продольные, поперечные и поверхностные ультразвуковые волны.

Чтобы произвести замеры скоростей упругих волн (поверхностных и продольных) в определенных направлениях, чаше всего используется способ профилей. Для этого в поле отбираются ориентированные блоки пород, которые затем в лаборатории разрезаются таким образом, чтобы в итоге получить три взаимно перпендикулярных плоскости. На этих плоскостях намечаются линии ультразвукового профилирования. Значительно реже применяется метод просвечивания на образцах, специально выполненных в форме кубов, ромбододекаэдров и т.д. Оба эти приема достаточно сложны и трудоемки, кроме того они не позволяют точно определить подлинную ориентировку анизотропии исследуемых пород, поскольку необходимо заранее определять кристаллофизические направления, в соответствии с которыми должны быть выбраны направления распила.

В связи с этим изучение дирекционных значений скоростей ультразвука в образцах горных пород и руд рекомендуется проводить с помощью теодолитных приставок к приборам ИПА Р5-10 и ИКЛ-6 (рис. 14.1), позволяющих замерять скорости продольных ультразвуковых волн на пластинках толщиной 0,5—6 см и диаметром 4—15 см. При эксперименте плоскопараллельная пластина породы или руды помещается на предметный столик, ориентируется и закрепляется на нем. Нижний датчик, помещенный под пластиной, генерирует импульсы ультразвуковых колебаний. Перемещая верхний из датчиков (подвижный приемник) на поверхности пластинки, получаем возможность замерять скорости продольных ультразвуковых волн в разных направлениях, используя сетку 15 х 15° (рис. 14.2).

Результаты измерений скоростей продольных ультразвуковых волн наносятся на равноплощадную проекцию (сетка Шмидта). В каждой точке наблюдений скорость продольных ультразвуковых волн рассчитывается по формуле

Схема установки для определения скоростей продольных ультразвуковых волн в различных направлениях на ориентированных пластинках {п

Рис. 14.1. Схема установки для определения скоростей продольных ультразвуковых волн в различных направлениях на ориентированных пластинках {по В.И. Старостину), а общая схема; б — столик горизонтального компаратора. 1—3 — ультразвуковой прибор типа ИКЛ-6: 1 — генератор, 2 — приемник, 3 — экран; 4 — излучатель; 5 приемник; 6 — вертикальный компаратор; 7 — горизонтальный компаратор; 8 градуированный столик; 9 исследуемая пластинка, 10 — зажимы; 11 — направление движения столика; 12 — дополнительный вертикальный компаратор; 13 — рама теодолитной приставки

где vp скорость продольной ультразвуковой волны, км/с; h — толщина пластинки в точке замера, мм; d — горизонтальное заложение, расстояние от центра пластинки до точки замера, мм; tj — среднее из трех замеров времени первого вступления продольной ультразвуковой волны, мкс; At — время задержки импульса в аппаратуре, которое определяется по времени прохождения импульса при сомкнутых датчиках (без образца), мкс.

После нанесения на равноплощадную проекцию скоростей продольных волн проводятся изолинии. На следующей стадии исследований измеряются поперечные и поверхностные ультразвуковые волны, а также рассчитываются модули и коэффициенты упругости.

Схема расположения датчиков при определении индикатриссы v на плоскопараллельных пластинках

Рис. 14.2. Схема расположения датчиков при определении индикатриссы vp на плоскопараллельных пластинках:

а — излучатель, б — приемник; 0, 1, 2, 3, 4 и t0, I,, t2, t3, t4 — различные положения приемника и соответствующие им времена первого вступления ультразвуковой волны;

А—А' — линия профиля (по В. И. Старостину)

Определение пространственной ориентировки систем микротрещин

Упругая анизотропия горных пород и руд зачастую обусловлена сочетанием двух основных элементов внутренней структуры:

1) упорядоченным расположением отдельных кристаллов и зерен минералов; 2) ориентировкой микротрещиноватости и порока- пилляров. Анизотропия упругих свойств, обусловленная микротрещиноватостью и пористостью, особенно контрастно проявляется при изучении ориентированных образцов в сухом состоянии. В этом случае скорость ультразвука при пересечении микротрещин и пор уменьшается тем заметнее, чем большее количество трещин встретилось на пути ультразвуковой волны и чем больший угол они образуют с направлением ее распространения. При последующем насыщении образца жидкостью и повторном ультразвуковом просвечивании выявленная ранее анизотропия скоростей сильно уменьшается и иногда даже исчезает, поскольку поры и микротрещины заполнены жидкостью и их влияние на скорости ультразвуковых волн значительно ослаблено. Это свойство трещиноватых и пористых пород используется для выявления пространственной ориентировки систем микротрещин и по- рокапилляров.

Таким образом, на каждом образце скорости распространения ультразвуковой волны в некотором направлении измеряются дважды: в насыщенном жидкостью и сухом образце, и соответственно строятся две диаграммы (рис. 14.3). Затем по разности скоростей в насыщенном и сухом образце строятся разностные диаграммы, на которых анизотропия упругих волн обусловлена исключительно ориентировкой микротрещиноватости. На этой диаграмме максимумы приращений скоростей коррелируются с направлениями перпендикуляров к плоскостям систем микротрещин. В общем можно наметить три часто встречающихся случая: 1) ориентировка пор и микротрещин хаотическая; 2) имеются закономерно ориентированные системы плоскостей (S-ориентировка); 3) наблюдаются линейные системы пор (В- и R-ориентировки).

В первом случае на разностной диаграмме отсутствуют признаки ориентированной структуры. Во втором случае при наличии в образце систем субпараллельных микротрещин на разностной диаграмме получается типичный узор плоскостной структуры. Как правило, подобные узоры наиболее характерны для деформированных пород и имеют тектоническую природу (S-тектонит). Линейные ориентировки (третий случай) более типичны для магматических образований и характеризуют сингенетические поровые системы. На диаграммах приращений скоростей они выражены поясовыми узорами. Пояса характеризуются максимальными приращениями скоростей продольных ультразвуковых волн, ориенти-

Диаграммы скоростей продольных ультразвуковых волн для образца миндалскаменного порфирита

Рис 14.3 Диаграммы скоростей продольных ультразвуковых волн для образца миндалскаменного порфирита (Риддср-Сокольно месторождение, Рудный Алтай). Изолинии проведены в км/с (по В.И.Старостину) а — в абсолютно сухом состоянии; 6 — в насыщенном жидкостью состоянии, в — разностная диаграмма рованными по перпендикулярам к осям линейных поровых каналов.

Методика структурно-петрофизического анализа предназначена прежде всего для углубленного изучения и выделения стадий и этапов формирования рудовмещающих структур и ее следует применять в комплексе с другими методами структурных исследований, рассмотренных в этом разделе.

 
Посмотреть оригинал
Если Вы заметили ошибку в тексте выделите слово и нажмите Shift + Enter
< Предыдущая   СОДЕРЖАНИЕ   Следующая >
 
Популярные страницы