Петрофизика (стр. 3 из 20)
Оптимальная ширина интервала может быть вычислена по формуле Стерджесса :
, (1.1)где xmax, xmin – пределы распределения параметра; N – число значений в распределении.
Для характеристики петрофизической группы требуется не менее 20-30 образцов. Приведенный пример (таблица 1.1 и рис.1.2) взят из «Справочника геофизика. Физические свойства горных пород и полезных ископаемых» под ред. Н.Б.Дортман, 1984г.
Таблица 1.1.
Пример составления вариационного ряда плотности пород
| Интервал изменения плотности, г/см3 | Частота ΔN | Частость  , % | Накопление частоты ΣΔN | Накопление частоты  , % |
| 2,5-2,52 2,52-2,54 2,54-2,56 2,56-2,58 2,58-2,6 2,6-2,62 2,62-2,64 | 0 7 19 33 24 6 0 | 0 8 21 37 27 7 0 | 0 7 26 59 83 89 89 | 0 8 29 66 93 100 100 |
На вариационных кривых частость обозначена через N
На основании вариационного ряда может быть построена вариационная кривая и гистограмма или кривая накопления частот (рис.1.2).
Рис.1.2. Вариационные кривые и гистограммы распределения плотности
Форма вариационной кривой или гистограммы служат основным качественным критерием для выяснения правильности выделения петрофизической группы. Распределение параметра плотности и скорости распространения упругих волн в породах, не подвергшихся вторичным изменениям, обычно подчиняются нормальному закону, магнитная восприимчивость и намагниченность – логнормальному. Нормальный закон описывается функцией:
, (1.2)где x – значение параметра;
- среднее арифметическое значение параметра; St- стандарт распределения параметра.Логнормальный закон описывается функцией:
, (1.3)где y – значение параметра;
- среднее арифметическое значение логарифмов параметра; St- стандарт распределения логарифмов параметра.С целью проверки соответствия распределения тому или иному закону используют кривые накопленных частот, построенные в специальном вероятностном масштабе. В случае соответствия исследуемого распределения нормальному или логнормальному законам график будет выражаться прямой линией. Резкое несоответствие является показателем неоднородности совокупности/8/.
Вариационные кривые распределения петрофизических свойств пород, состоящих их нескольких максимумов, каждый из которых соответствует той или иной группе.
1.5. Построение петрофизических карт и разрезов
В данном параграфе представлены основные требования и положения для составления петрографических карт и разрезов рекомендованные «Справочником геофизика. Физические свойства горных пород и полезных ископаемых» под ред. Н.Б.Дортман, 1984г.
Наиболее полное и наглядное представление о распределении физическох свойств геологических образований в дают карты:
1) петрофизические, отражающие распределение в плане петрофизических групп горных пород (или геологических формаций);
2) физических параметров, показывающие значения физических параметров пород (толщ) без учета их типа и состава;
3) специализированные – карты приведенных аномальных значений физических свойств горных пород, палеомагнитные и др.
Петрофизические карты
В основе легенд петрофизических карт лежит петрофизическая классификация горных пород, т.е. подразделение и группирование по физической характеристике пород различных генетических типов и петрографического (литологического) состава.
Классификацию пород района проводят с учетом их возраста или структурно-формационных комплексов. Карты строят раздельно – петроплотностные, петромагнитные, петроскоростные и др.
При построении карт стремятся:
· возможно полнее показать физическую латеральную неоднородность геологических образований района;
· отразить наиболее существенные закономерности изменения физической характеристики пород разного генезиса и состава;
· с наибольшей детальностью показать физическую характеристику рудоносных, угленосных и нефтегазоносных формаций и зон околорудных изменений (на крупномасштабных картах).
Петрофизические карты или карты физических свойств пород (петроплотностная, петромагнитная, петроэлектрическая, петроскоростная и др.), полученные по данным лабораторных измерений на образцах, являются фактической основой для петрографического (литологического) картирования изучаемой площади.
Масштабы карт определяются густотой точек наблюдения (средние расстояния между точками должны быть не больше 1 см в масштабе карты). Сечение изолиний на картах зависит от точности съемки и должно быть в 3 раза больше среднеквадратических или арифметических ошибок наблюдений.
Рекомендуется группировать физические свойства по интервалам их изменения буквенными индексами в алфавитном порядке.
Так, для плотности при σ<2 г/см3 вводится индекс а, далее с ростом σ на 0,05 г/см3 группам придаются индексы в виде букв русского алфавита: при σ = 2-2,05 (б), 2,05-2,10 (в), 2,10-2,15 (г), ..., >3,2 (я).
Магнитная восприимчивость большинства ферро- и парамагнитных пород с χ < 100*10-5 ед. СИ обозначается заглавной буквой А, а далее обозначают: при χ = 100-300 (Б), 300-700 (В), 700-1500 (Г) и т.д. (с увеличением интервала группирования вдвое при χ >40000*10-5 ед. СИ (К)).
Для скоростей продольных волн вводится латинский алфавит: при Vp= 2,0-2,3 км/с (а) и далее скорости с интервалом 0,3 км/с обозначаются 2,4-2,7 (b), 2,8-3,1 (с), 3,2-3,5 (d), ..., 7,6-7,9 (v).
При необходимости дается более дробная индексация: a1, a2, ..., A1, A2, ..., d1, d2 и т.п.
Один или несколько интервалов группирования физических свойств, соответствующие определенным литологическим или стратиграфическим образованиям на геологической карте, заштриховываются или закрашиваются в соответствии с правилами оформления геологических карт. При достаточном количестве и качестве геологических данных, в том числе петрографических определений образцов, ведется петрографическое (литологическое) группирование пород по физическим свойствам.
Сначала выделяются основные генетические типы пород: магматические (интрузивные и эффузивные), метаморфические и осадочные, затем их подразделения (ультраосновные, основные, кислые, карбонатные, песчано-обломочные, глинистые) и, наконец, при достаточной информации дается более точный петрографический (литологический) состав.
Наиболее важно на картах выделить полезные ископаемые, характеризующиеся экстремальными значениями физических свойств. :
Окраска карт
Окраска карт подчинена принципу – показать наиболее выразительными средствами основное их содержание. Для петроплотностной карты принимается гамма цветов, отражающая плотность: сине-зеленые – желтые – желтые – коричневые - темно-коричневые. Интенсивность окраски усиливается от среднего значения плотности пород (2,5 г/см3) в сторону ее уменьшения (до 1,8 г/см3). И увеличения (до 3,2 г/см3). Гамма цветов на петромагнитной карте более многообразна. Различным цветом показывается химический (литологический) состав пород:
Розово-красным – кислый;
коричневым – средний и высокоглиноземистый;
зеленым – основной;
фиолетовым – ультраосновной;
желтым – щелочной;
желто-оранжевым – песчаный;
голубым – карбонатный;
серым - глинистый и угленосный.
Увеличение интенсивности окраски каждого цвета соответствует повышению намагниченности пород. Например, слабомагнитное габбро окрашиваются в светло-зеленый цвет, магнитные – в зеленый, сильномагнитные – в темно-зеленый. Разный характер окраски обусловлен различным содержанием карт; наиболее информативно сопоставление плотности пород разного состава и намагниченности пород близкого состава.
Карты физических параметров
Карты плотности, магнитной восприимчивости, намагниченности, радиоактивности и других параметров строят по данным измерения образцов или по данным расчетов с использованием геофизических карт. Геологическая и петрофизическая характеристика пород на картах не отражается; она может быть приведена в обобщенных показателях.
Карты плотности и магнитной восприимчивости для складчатых районах и древних щитов строят в изолиниях по значениям параметра в каждой точке или по средним значениям для площади с определенным радиусом. Для платформенных областей карты строят в изолиниях параметров (преимущественно плотности) по средним значениям в целом для осадочного покрова или отдельных стратиграфических единиц.