Структуры рудных полей и месторождений - Старостин В.И.
ISBN 5-211-04522-Х
Скачать (прямая ссылка):
этого срока образец взвешивается на воздухе и гидростатически в той же жидкости. После этого рассчитывается объемная масса образца и эффективная пористость. Последняя определяется по формуле
пэф- Р"ГРсух ,*wo%.
Ф РН-(РЖ-Рпр)
Известно, что две среды с одинаковой пористостью могут играть совершенно различную роль в процессах фильтрации гидротермальных растворов и метасоматоза. Например, некоторые разновидности глинистых пород, обладая довольно высокой пористостью, тем не менее оказываются непроницаемыми экранами на пути рудоносных гидротермальных растворов. Возможное поведение пород в процессе рудообразования определяется не столько величинами их пористости, сколько наличием в них крупных пор, способных пропускать жидкости или газы. Эти крупные поры характеризуют проницаемую эффективную пористость породы. Их наличие и количество определяет проницаемость горных пород.
Проницаемостью называется свойство горной породы как пористой среды пропускать жидкости, газы или их смеси благодаря перепаду давления. Количественно это свойство пород характеризуется коэффициентом проницаемости, для определения которого используются методы ртутной и водно-воздушной (более распространен) порометрии, описанные в специальной литературе.
В процессе многократных взвешиваний постепенно насыщающегося образца рассчитывается соответствующая величина весового насыщения Tn1:
ITi1 = Рні"?сух х 100%,
^сух
где Рні — масса насыщенного образца в некоторый момент времени і (г). Эти данные, характеризующие динамику насыщения пород, затем наносятся на графики «время—объемное насыщение» (рис. 13.1). Такие графики позволяют судить о фильтрационных свойствах образцов, выделяя породы, насыщающиеся в значительной степени уже в первые сутки и потому более благоприятные для гидротермального метасоматоза при рудообразова-нии. Их нужно отличать от пород, для насыщения которых необходимо 5—10 суток и которые могут играть роль литологичес-ких экранов в процессах гидротермального рудообразования.
Таким образом, при определении эффективной пористости и объемной массы горных пород методом свободного водонасыще-ния жидкостями можно получить дополнительную характеристи-
m> Vol 1 2 ним s
Ч S S W 1 3 5 7 0,5 J ч сут
7,5 2 t мес
Рис. 13.1. Графики зависимости весового насыщения от времени. Цифры в кружках обозначают этапы насыщения; m — весовое насыщение, %; t — время; А — условно-мгновенное насыщение; В — постоянная насыщения; WK — конечная скорость насыщения; WH — начальная скорость насыщения
ку динамики их насыщения, которая будет отражать фильтрационные свойства горных пород и структуру их порового пространства.
Эмпирически установлено, что 30—70% порового пространства почти всех разновидностей горных пород заполняется в первые 15—20 минут после начала насыщения образца. Этот этап характеризуется более высокой скоростью насыщения, чем все последующие этапы. Величина насыщения, измеренная в этот промежуток времени, получила название условно-мгновенного насыщения (А, %) и характеризует самые крупные поры, игравшие наиболее важную роль в процессах рудообразования и фильтрации гидротермальных растворов.
Для характеристики скорости насыщения образца, которая не зависит ни от длительности опыта, ни от эффективной пористости, а является независимой характеристикой физических свойств горных пород, используется постоянная насыщения (В, ч-1), которая рассчитывается по формуле
Bi
1 (Hl00-IlIi)
In
[i+l
- t,
где Tn00 — полное насыщение образца породы; т0 — предельное насыщение образца в режиме экспоненциальной зависимости (m0 = Tn00 — A); tk — время окончания условно-мгновенного насы-
щения (обычно 0,1—0,2 ч); т{ — объемное насыщение образца в момент времени t.
Поскольку в процессе насыщения взвешивание частично насыщенного образца производится несколько раз, постоянная насыщения может быть рассчитана для нескольких моментов времени, однако надежной характеристикой свойств образца является среднее значение этого показателя:
s
R -_ы=±]_
Дополнительные сведения о динамике насыщения породы жид- . костями могут быть получены путем расчета периода полунасыщения Т1/2, который показывает, за какое время, начиная с момента tk, достигается насыщение образца, равное 0,5 т0:
~ 0,693
Показатель В служит для установления групп пород, различающихся по динамике насыщения, и характеризует структуру перового пространства. Опыт показывает, что породы с низкими значениями А и В могли играть роль экранов для рудоносных растворов, в то время как породы с высокими значениями этих показателей чаще являются рудовмещающими. Таким образом, анализ пористости, проницаемости и динамики насыщения различных пород, слагающих некоторую рудовмещающую толщу, полезен для определения возможной роли этих образований в процессах формирования рудных тел.
13.3. ТВЕРДОСТЬ
Твердость — одна из самых универсальных характеристик горных пород. Она отражает как упругую, так и пластическую деформацию материала и зависит от упругих и прочностных свойств пород. Существуют две группы методов определения твердости: динамические (метод отскока, динамического вдавливания, метод качающегося маятника) и статические (статического вдавливания, испытания царапаньем и др.).
