Сейсмические характеристики пород.

Состав горных пород, их структура (форма и крупность зерен), пористость и тип порового флюида приводят к изменению модулей упругости и плотности пород и, следовательно, к изменению скорости сейсмических волн.

Скорость распространения продольных волн в горных породах зависит от упругих свойств и плотности пород :

_р = (( E/) ( 1-_п ) / (1-2_п) (1+_п)) , (2.3)

Скорость распространения S-волн (поперечных)

v_s = sqr ((E/) ( 1/ 2(1+_п ) (2.4)

Так как _п и  горных пород изменяются относительно мало, то величины v_p и v_s зависят в основном от модуля Юнга Е.

Изменение формы, объема и размеров под действием напряжения называется деформацией. Напряжения (силы, действующие на единицу площади), как и деформации, могут быть растягивающими или стягивающими, сдвиговыми или всесторонне сжимающими. Коэффициенты связи между напряжениями и деформациями среды называются модулями упругости.

По закону Гука деформация растяжения (сжатия) () в идеально упругих средах прямо пропорциональна напряжению:

, (2.5)

где E - модуль Юнга (модуль продольного растяжения); l, d, S - длина, диаметр и поперечное сечение цилиндрического тела, F - приложенная сила, δ - коэффициент Пуассона (модуль поперечного сжатия). Третьим упругим модулем является модуль сдвига ( μ_c), связанный с модулем Юнга и коэффициентом Пуассона соотношением

μ_c = E / 2 ( δ + 1 ).

Наконец, четвертым является модуль всестороннего сжатия

K_c = E / 3 ( 1 - 2δ ).

Радиоактивные свойства минералов, горных пород и руд

При работе с естественными и искусственными радионуклидами приходится определять их массу, концентрацию, дозу и мощность дозы  -излучения. Массу долгоживущих радиоактивных нуклидов определяют в кг, г, мг.

Единицей для определения активности радионуклидов в СИ является беккерель (Бк)  такая активность любого нуклида в котором за 1 с распадается 1 ядро. На практике широко используют несистемную единицу активности  кюри (Ки), равную 3,7 10¹⁰ Бк. Концентрацию любого радионуклида в веществе выражают в беккерелях на единицу массы или объема, концентрацию Rn в воздухе или воде - Бк/м³.

Для оценки дозы излучения используют меру излучения, основанную на измерении ионизации воздуха и называемую экспозиционной дозой. За единицу экспозиционной дозой в СИ принят кулон на килограмм (Кл/кг), равный экспозиционноц дозе излучения, при которой сопряженная корпускулярная эмиссия в сухом атмосферном воздухе массой 1 кг производит ионы с суммарным зарядом 1 Кл. Ранее использовалась единица экспозиционной дозы излучения называемая рентген (Р), при которой сопряженная корпускулярная эмиссия в 1 см³ сухого воздуха образует ионы с зарядом 1 ед СГС каждого знака. 1Р = 2,58 10 ^-4 Кл/кг.

Мощность экспозиционной дозы характеризует величину этой дозы отнесенную к единице времени: (А/кг, Р/ч, Р/с). Естественные уровни радиоактивности выражаются в более мелких единицах мощности экспозиционной дозы: пА/кг =10 ^-12 А/кг ,

мкр/ч = 10 ^-6 Р/ч ( 1 мкР/ч  0,072 пА/кг).