📄Работа №142323
Тема: Вызванная поляризация вкрапленных руд в мерзлом состоянии
Характеристики работы
Тип работы
Дипломные работы, ВКР
Предмет
Геология и минералогия
Объем:
52 листов
Год:
2022
Просмотров:
105
4750
руб.
🛒 Купить работу
Не подходит эта работа?
Закажите новую по вашим требованиям
Узнать цену на написание
Закажите новую по вашим требованиям
Представленный материал является образцом учебного исследования, примером структуры и содержания учебного исследования по заявленной теме. Размещён исключительно в информационных и ознакомительных целях.
Workspay.ru оказывает информационные услуги по сбору, обработке и структурированию материалов в соответствии с требованиями заказчика.
Размещение материала не означает публикацию произведения впервые и не предполагает передачу исключительных авторских прав третьим лицам.
Материал не предназначен для дословной сдачи в образовательные организации и требует самостоятельной переработки с соблюдением законодательства Российской Федерации об авторском праве и принципов академической добросовестности.
Авторские права на исходные материалы принадлежат их законным правообладателям. В случае возникновения вопросов, связанных с размещённым материалом, просим направить обращение через форму обратной связи.
Настоящий учебно-методический информационный материал размещён в ознакомительных и исследовательских целях и представляет собой пример учебного исследования. Не является готовым научным трудом и требует самостоятельной переработки.
📋 Содержание
ВВЕДЕНИЕ 3
1. Криолитозона как объект геофизического исследования 4
1.1. Криолитозона и особенности ее строения 4
1.2. Типы мерзлотных разрезов и особенности их строения 8
1.3. Применение геофизических методов для изучения строения и процессов в
вечномерзлых породах 10
2. Строение и свойства мерзлых пород 13
2.1. Состав и строение мерзлых пород 13
2.2. Физические и физико-химические процессы в промерзающих, мерзлых и
оттаивающих породах 14
2.3. Электрические свойства мерзлых пород 15
2.3.1. Удельное электрическое сопротивление 15
2.3.2. Поляризуемость 17
3. Общие положения теории вызванной поляризации 19
3.1. Вызванная поляризация во временной и частотной области 19
3.2. Спектральная вызванная поляризация 22
4. Материалы и методы 24
4.1. Аппаратура и лабораторное оборудование 24
4.2. Синтетические образцы горных пород и их характеристика 27
4.3. Методология экспериментальных работ 27
4.4. Компьютерная рентгеновская микротомография 30
5. Результаты и их обсуждение 31
5.1. Удельное электрическое сопротивление 31
5.2. Фазовые спектры 33
5.3. Параметры модели Коул-Коул 35
5.3.1. Стационарная поляризуемость 36
5.3.2. Время релаксации 38
5.3.3. Показатель степени модели Коул-Коула 40
5.3.4. Взаимосвязь параметров ВП 41
5.4. Микро - КТ 44
ВЫВОДЫ 48
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 49
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 51
1. Криолитозона как объект геофизического исследования 4
1.1. Криолитозона и особенности ее строения 4
1.2. Типы мерзлотных разрезов и особенности их строения 8
1.3. Применение геофизических методов для изучения строения и процессов в
вечномерзлых породах 10
2. Строение и свойства мерзлых пород 13
2.1. Состав и строение мерзлых пород 13
2.2. Физические и физико-химические процессы в промерзающих, мерзлых и
оттаивающих породах 14
2.3. Электрические свойства мерзлых пород 15
2.3.1. Удельное электрическое сопротивление 15
2.3.2. Поляризуемость 17
3. Общие положения теории вызванной поляризации 19
3.1. Вызванная поляризация во временной и частотной области 19
3.2. Спектральная вызванная поляризация 22
4. Материалы и методы 24
4.1. Аппаратура и лабораторное оборудование 24
4.2. Синтетические образцы горных пород и их характеристика 27
4.3. Методология экспериментальных работ 27
4.4. Компьютерная рентгеновская микротомография 30
5. Результаты и их обсуждение 31
5.1. Удельное электрическое сопротивление 31
5.2. Фазовые спектры 33
5.3. Параметры модели Коул-Коул 35
5.3.1. Стационарная поляризуемость 36
5.3.2. Время релаксации 38
5.3.3. Показатель степени модели Коул-Коула 40
5.3.4. Взаимосвязь параметров ВП 41
5.4. Микро - КТ 44
ВЫВОДЫ 48
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 49
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 51
📖 Аннотация
Работа посвящена экспериментальному изучению особенностей метода вызванной поляризации (ВП) для вкрапленных руд в условиях вечной мерзлоты. Актуальность исследования обусловлена активным геологическим изучением северных и арктических регионов России, где недостаточная изученность физико-химических процессов ВП в мерзлых породах может приводить к ошибкам при интерпретации геофизических данных. Методология включала лабораторные измерения спектральной вызванной поляризации на синтетических образцах песка с зернами криптомелана при варьируемом объемном содержании минерала и электропроводности поровой влаги, а также рентгеновскую микротомографию для анализа структуры образцов в диапазоне температур от +5 до -10 °C. Установлено, что поляризуемость породы с электронопроводящими включениями в мерзлом состоянии остается достаточно высокой, снижаясь лишь вдвое по сравнению с талым состоянием, что объясняется наличием незамерзшей поровой влаги в капиллярах, подтвержденным микро-КТ. Результаты доказали применимость модели электродной поляризации В.А. Комарова для мерзлых пород, в то время как модель А. Ревиля показала худшее соответствие экспериментальным данным. Практическая значимость работы заключается в обосновании эффективности метода ВП в районах распространения многолетней мерзлоты, таких как Дальний Восток и Арктика, для поиска и разведки рудных месторождений. Полученные результаты формируют основу для дальнейших лабораторных исследований на синтетических и природных образцах с различными типами проводящих минералов и могут быть использованы при проектировании и интерпретации полевых геофизических работ в криолитозоне.
📖 Введение
В мерзлой зоне располагается большинство горнорудных районов России. Тенденция поиска и разведки рудных месторождении также направлена на северные регионы нашей страны (Дальний Восток, Якутия, Сибирь).
Одним из основных геофизических методов при поиске рудных месторождений, представленных вкрапленными рудами или сопровождаемых рассеянной рудной минерализацией, является метод вызванной поляризации (ВП). В то же время, для мерзлых пород особенности и физико-химические процессы, порождаемые ВП, изучены плохо. Последнее может приводить к ошибкам при проектировании поисковых работ и/или геологической интерпретации результатов полевых работ методом ВП.
Изучением особенностей ВП в мерзлых породах в настоящее время занимаются несколько авторов (Duvillard, 2018., Revil, 2019., Агеев, 2019 и др.). К подобным работам можно отнести проведение измерений ВП при высушивании образцов (Gao et al., 2019), учитывая, что появление воздуха аналогично появлению льда в породе, где оба являются изоляторами. Однако, полученные к настоящему времени данные не позволяют описать особенности ВП в мерзлых породах, содержащих электронопроводящие включения.
Настоящая работа направлена на экспериментально изучение особенностей ВП вкрапленных руд при их переходе из талого состояния в мерзлое. Данная цель предполагала проведение измерений на синтетических смесях песка с зернами криптомелана. Образцы отличались различным объемным содержанием криптомелана и электропроводностью поровой влаги. Достижение цели основывалось на выполнении нескольких задач:
• Сбор, анализ и обобщение литературы
• Тестирование лабораторной установки, аппаратуры, технологии измерений
• Подготовка синтетических образцов
• Оценка петрофизических свойств
• Лабораторные измерения СВП
• Рентгеновская микротомграфия образцов при темпереатурах от +5 до -10 °C
Одним из основных геофизических методов при поиске рудных месторождений, представленных вкрапленными рудами или сопровождаемых рассеянной рудной минерализацией, является метод вызванной поляризации (ВП). В то же время, для мерзлых пород особенности и физико-химические процессы, порождаемые ВП, изучены плохо. Последнее может приводить к ошибкам при проектировании поисковых работ и/или геологической интерпретации результатов полевых работ методом ВП.
Изучением особенностей ВП в мерзлых породах в настоящее время занимаются несколько авторов (Duvillard, 2018., Revil, 2019., Агеев, 2019 и др.). К подобным работам можно отнести проведение измерений ВП при высушивании образцов (Gao et al., 2019), учитывая, что появление воздуха аналогично появлению льда в породе, где оба являются изоляторами. Однако, полученные к настоящему времени данные не позволяют описать особенности ВП в мерзлых породах, содержащих электронопроводящие включения.
Настоящая работа направлена на экспериментально изучение особенностей ВП вкрапленных руд при их переходе из талого состояния в мерзлое. Данная цель предполагала проведение измерений на синтетических смесях песка с зернами криптомелана. Образцы отличались различным объемным содержанием криптомелана и электропроводностью поровой влаги. Достижение цели основывалось на выполнении нескольких задач:
• Сбор, анализ и обобщение литературы
• Тестирование лабораторной установки, аппаратуры, технологии измерений
• Подготовка синтетических образцов
• Оценка петрофизических свойств
• Лабораторные измерения СВП
• Рентгеновская микротомграфия образцов при темпереатурах от +5 до -10 °C
✅ Заключение
В рамках исследовательской работы были проведены измерения спектральной вызванной поляризации на смесях песка и зерен криптомелана, различающихся объемным содержанием и электропроводностью поровой влаги.
По результатам исследований было установлено, что в мерзлом состоянии порода с включениями электронопроводящих минералов (в том числе и вкрапленные руды) обладает достаточно высокой поляризуемостью. При переходе породы из талого в мерзлое состояние ее поляризуемость снижается всего в два раза. Таким образом, эффективность метода ВП в пределах площадей распространения вечной мерзлоты (Дальний Восток и Арктический сектор) снижается несущественно, что подтверждается многолетним опытом проведения полевых работ в данных районах.
Высокая поляризуемость пород с включениями электронопроводящих минералов в мерзлом состоянии возможна лишь в случае наличия незамерзшей поровой влаги. Наличие незамерзшей поровой влаги и капилляров между зернами было установлено при помощи микро-КТ. Применение микро-КТ совместно с анализом поведения параметров ВП позволило доказать применимость модели электродной поляризации
электронопроводящих включений В.А. Комарова (1994) для пород в мерзлом состоянии. В свою очередь, модель ВП породы с металлическими включениями А. Ревиля (2015) оказывается хуже применима для объяснения полученных экспериментальных данных, так как не позволяет объяснить снижение интенсивности поляризации породы при ее переходе в мерзлое состояние.
Выполненные автором лабораторные исследования заложили основу для последующего изучении ВП пород при переходе из талого в мерзлое в лаборатории кафедры Геофизики Института наук о Земле СПбГУ. Требуется продолжить измерения ВП на синтетических образцах пород с включениями различных электронопроводящих минералов при большей электропроводности насыщающей их воды (т.к. проследить динамику ВП ниже -50С не удалось), а также различными металлическими вкраплениями. Также необходимы исследования на природных образцах для более четкого установления поведения параметров ВП.
По результатам исследований было установлено, что в мерзлом состоянии порода с включениями электронопроводящих минералов (в том числе и вкрапленные руды) обладает достаточно высокой поляризуемостью. При переходе породы из талого в мерзлое состояние ее поляризуемость снижается всего в два раза. Таким образом, эффективность метода ВП в пределах площадей распространения вечной мерзлоты (Дальний Восток и Арктический сектор) снижается несущественно, что подтверждается многолетним опытом проведения полевых работ в данных районах.
Высокая поляризуемость пород с включениями электронопроводящих минералов в мерзлом состоянии возможна лишь в случае наличия незамерзшей поровой влаги. Наличие незамерзшей поровой влаги и капилляров между зернами было установлено при помощи микро-КТ. Применение микро-КТ совместно с анализом поведения параметров ВП позволило доказать применимость модели электродной поляризации
электронопроводящих включений В.А. Комарова (1994) для пород в мерзлом состоянии. В свою очередь, модель ВП породы с металлическими включениями А. Ревиля (2015) оказывается хуже применима для объяснения полученных экспериментальных данных, так как не позволяет объяснить снижение интенсивности поляризации породы при ее переходе в мерзлое состояние.
Выполненные автором лабораторные исследования заложили основу для последующего изучении ВП пород при переходе из талого в мерзлое в лаборатории кафедры Геофизики Института наук о Земле СПбГУ. Требуется продолжить измерения ВП на синтетических образцах пород с включениями различных электронопроводящих минералов при большей электропроводности насыщающей их воды (т.к. проследить динамику ВП ниже -50С не удалось), а также различными металлическими вкраплениями. Также необходимы исследования на природных образцах для более четкого установления поведения параметров ВП.
ИЛИ
Поиск аналога
📕 Список литературы
🖼 Скриншоты
🛒 Оформить заказ
⚡ Работу высылаем в течении 5 минут после оплаты.