Структуры рудных полей и месторождений - Старостин В.И.
ISBN 5-211-04522-Х
Скачать (прямая ссылка):
1) с высокой несущей способностью — массивные и грубо-слоистые известняки, доломиты, мраморы;
2) с низкой несущей способностью — ленточные известняки, известковистые сланцы, песчаники с карбонатным цементом;
3) редко проявляющие несущую способность — конгломераты, песчаники, туффиты, алевролиты, кристаллические сланцы;
4) не проявляющие несущих способностей — глины и глинистые сланцы, тальковые и серицитовые сланцы, кварциты, игнимбриты, граниты, т.е. породы весьма пластичные и весьма хрупкие.
В разрезе пород, различающихся по своим несущим способностям, возникают благоприятные условия для рудоотложения — полости отслоения, зоны интенсивной трещиноватости. Даже незначительных различий в несущей способности пород бывает достаточно, чтобы создать в малых складчатых формах указанные «структурные ловушки».
4.2. ФИЛЬТРАЦИОННЫЕ СВОЙСТВА ГОРНЫХ ПОРОД
Эти свойства определяют возможности перемещения рудоносных растворов, пути их миграции и условия отложения рудного вещества. Они выражаются проницаемостью разреза пород и отдельных его членов.
Проницаемость — это способность горных пород пропускать через себя различные растворы (газовые, жидкие). Для горных пород характерна низкая проницаемость, которая в определенных условиях может значительно увеличиваться.
Проницаемость пород (просачивание растворов) подчиняется закону Дарси, который выражается формулой
Q = KF'(P'-4
где Q — объем раствора, см3; К — коэффициент проницаемости, дарси; F — поперечное сечение, см2; t — время, с; (P2 — P1) — перепад давления, атм.; 1 — длина пути, см; т) — вязкость жидкости, сантипуазы.
Коэффициент проницаемости Kn измеряется в дарси (Д); от него можно перейти к коэффициенту фильтрации Кф, который показывает скорость просачивания, см/с:
Кф = Kn
где V — удельный вес фильтрующейся ЖИДКОСТИ, Г) — ее вязкость.
По величине коэффициента проницаемости горные породы разделяются на пять групп: 1) очень хорошо проницаемые — свыше 1,0 Д; 2) хорошо проницаемые — 0,1—1,0 Д; 3) средней проницаемости — 0,01—0,1 Д; 4) слабопроницаемые — 0,001— 0,01 Д; 5) непроницаемые — меньше 1 мД.
По величине коэффициента фильтрации выделяются: 1) силь-нофильтрующие — более 10"~3 см/с, 2) фильтрующие — 10~5— Ю-3 см/с, 3) слабофильтрующие — 10~8— Ю-5 см/с, 4) нефильт-рующие — менее 10~8 см/с породы.
Главными факторами, определяющими проницаемость пород, являются пористость и трещиноватость. Пористость — отношение суммы объемов пор горной породы ко всему объему породы (%). Она определяется совокупностью пространства между твердой фазой абсолютно сухой породы. Различают общую (абсолютную), открытую, эффективную, дифференцированную пористость. Общая пористость определяется суммой всех открытых и закрытых пор; открытая пористость отражает объем сообщающихся пор; по дифференцированной пористости можно судить о количестве пор различного размера. Эффективная пористость —
часть открытой пористости, по которой при заданных условиях происходит циркуляция жидкостей или газов. Эффективная и открытая пористость в горных породах по своей величине могут совпадать и определяться отношением суммы объемов взаимосвязанных пор к общему объему породы (%). Этот показатель наиболее полно отражает способность породы проводить рудоносные растворы, так как эта способность в основном определяется взаимосвязанными порами. Замкнутые поры заполняются медленно, главным образом путем диффузии.
Поры горных пород могут иметь различные формы: щелей, эллипсов, неправильных многоугольников. Они образуют нитевидные трубчатые каналы, шары, многогранники, призмы, комбинированные фигуры. Для изучения процесса фильтрации рудоносного раствора через горную породу необходимо определять также медианный диаметр, коэффициент извилистости и другие параметры пор.
По размерам различаются поры сверхкапиллярные (более 0,5 мм), капиллярные (0,5—0,0002 мм), субкапиллярные (менее 0,0002 мм). Растворы в них движутся по-разному: в сверхкапиллярных происходит свободное гидростатическое движение в турбулентной форме; в капиллярных движение протекает в ламинарной форме, так как осложняется молекулярным притяжением стенок; в субкапиллярных имеет место передвижение вещества путем диффузии.
Формы и размеры пор исследуются под микроскопом при больших увеличениях, применяются красители, которые насыщают породу.
По величине их общей пористости А.В. Королев и П.А. Шехт-ман предлагают выделять следующие группы пород: 1) с весьма низкой пористостью (менее 1%) — плотные глинистые и карбонатные породы или плотные свежие кристаллические сланцы (граниты, гнейсы — 0,02—0,56; мраморы — 0,22—0,4%); с низкой пористостью (1—3%) — магматические породы, умеренно измененные эндогенными процессами или выветриванием, плотные песчаники, известняки, туфы; 2) с повышенной пористостью (3—10%) — слабо метаморфизованные песчаники, конгломераты, сильно измененные магматические породы, туфы; 3) с высокой пористостью (более 10%) — рыхлые слабо сцементированные песчаники, конгломераты, туфы, известняки, сильно выветрелые интрузивные породы.
