Плотностные св-ва минералов магматических и метаморфических пород при повышенных температурах.

Воздей-е высоких темпер-р на плотность различно в зависимости от давления. С увеличением давления при норм. темпер-ре (100⁰С) плотность увеличивается. Изменение плотности магм. и метам. пород опр-ся их мин. составом и начальной микротрещиноватостью. Плотность метаморф. П обычно изм. больше, чем плотность магм. П. Это объясняется разнородностью состава и большей пористостью метам. П

19.Полиморфизм ГП и минералов.

Закономерные изменения скорости под влиянием темпер-ры и давления могут нарушаться. Основными факторами нарушающим изменения явл. полиморфные изм. минералов, воздей-е на минералы напряженного состояния. Это может наблюдаться в естественных усл. Поле напряжения в з.к. м. представить как гидростатическое давление. Скорее всего поле напряжения явл. неравномерным в естеств. усл. з.к., об этом свид-ют тектонические движения. В связи с напряжениями возникает полиморфизм – способность тв. тел определенного физ. состава сущ-ть в нескольких кристаллических формах. При изм. ТД усл. для многих минералов известны превращения из одной кристаллической стр-ры в др. Для больш-ва минералов эти полиморфные превращения происх. при высоких темпер-ре и давлении. Эти переходы в з.к. в естественных усл. разнообразны. При давлении в пределах з.к. хорошо изучены полиморфные переходы в известняках и мраморах. При давлении 1,4–1,6 ГПа наблюдается переход Са – Са₂, а при давлении 2–2,3 ГПа Са₂ – Са₃. Первый переход сопровождается резким уменьшением скорости прод. волн на 25-40%, второй наоборот увеличением скорости прод. волн до 8%. Скачок скорости зависит от строения известняков, от однородности и размеров зерен. В галогенах при высоком давлении происх. полиморфные превращения структуры NaCl в CsCl за счет деф-ии кристалл-ой решетки. Давление полиморфного перехода уменьшается от хим. состава ГП и минералов. Эффект изм. скорости больше для поперечных волн, чем для продольных, а в солях калия наоборот.

20.Анизотропия ГП в процессе изменения ТД условий.

Закономерные изменения скорости под влиянием темпер-ры и давления могут нарушаться. Основными факторами нарушающим изменения явл. полиморфные изм. минералов, воздей-е на минералы напряженного состояния. Это может наблюдаться в естественных усл. Аномальный хар-р изм. физ. хар-к ГП отличается не только полиморфными превращениями, но и при создании неравномерного напряженного состояния. Осевое сжатие при атм. давлении вызывает различные изм. скорости от напряжения по разным направлениям. Вдоль приложенной нагрузки изм. резки и скорость увел. В перпендик-ом направлении – почти не изм., скорость прод. волн увел., а затем уменьшается. Неоднородные изм. скорости способствуют возникновению анизотропии скорости, следоват-но на больших глубинах при неравномерной нагрузке им. изм-я упругости. В мелкозернистых магм. П изм-я скорости плавные. В крупнозернистых и в больш-ве осад. П перед разрушением наблюдаются скачки скорости на фоне общего падения. Амплитуда скачков с увеличением давления уменьш. По разным направлениям в одном кристалле скорость увел. по-разному, т.к. минералы анизотропны по своим физ. св-вам. Все природные минералы им. микротрещины, поэтому наиб. изм. скорости наблюдается при низких давлениях. Цепочные силикаты хар-ся большой анизотропией, коэф-нт анизотропии равен 90% при норм. давлении. Каркасные силикаты хар-ся высокой анизотропией и большим увеличением скорости (15-50% при давлении 1,5 гектоПа). В полевых шпатах коэф-нт анизотропии 50-60%. Кварц отличается иным законом: коэф-нт анизотропии не превышает 10%. В карбонатах скорость прод. волн мало изм. с давлением. Галогены хар-ся почти полной изотропностью. Почти все метам. ГП хар-ся значит-ой упругой анизотропией. Это связано с усл. их обр-я.         

21.Упругие св-ва осадочных пород под воздействием высоких ТД условий (терригенные породы).

Наим. скорость продольных волн хар-на для глин (1,4 – 2,7 км/с) при атм. давлении. Глины состоят из тонкодисперсного глин. в-ва и им. высокую пористость. Такие сильнопористые глины обл. кристалл. решеткой, сост. из пакетов слабосвязанных м-у собой. В межпакет­ное простр-во таких минералов проникает вода и ослабляет связи. Такие глины хар-ся линейным увел. скорости с давлением. Скорость увел. на 20-40% при давлении 200 МПа по сравнению с атм. Близкое к линейному изм. скорости с давлением хар-но для мергелей. Глины с примесью песчаных частиц им. меньшую пористость и иную зависимость скорости прод. волн от давления. Более резкое (40-50%) возрастание скорости при низких давлениях (до 100 МПа). Разнооб­разными по упругим св-вам явл. песчаники. Песчаники с большим содержанием глин им. низкую скорость, хар-ся большим изм. скоро­сти с увел. давления. При небольшом содержании глин (10%) ско­рость прод. волн изм. с давлением меньше (до 60%) при 200-250 МПа. Для известковых и кварцевых песчаников хар-на высокая (3-4 км/с) скорость прод. волн при атм. давлении. С увел. давления скорость увел. на 10-40%. Самые высокие зн-я скорости у кварц. песчаников 5,5 км/с при атм. давлении, 6,5 км/с при давлении 200 МПа. Такие породы по строению почти не отлич. от изверженных и хар-р зависимости скорости от давления похож на магм. и метаморф. ГП. Влияние темпер-ры опред-ся степенью сцементи­рованности, составом, пористостью и хар-ром насыщ. флюида. Скорость в осадках при темпер-ре 60⁰С увел. незначит-но, а при дальнейшем увел. темпер-ры уменьшается. Повышение темпре-ры в усл. высокого давления вызывает уменьшение скорости и в минералах и в ГП. Большее уменьшение наблюдается в ГП. При низких давлениях коэф-нт относительного изменеия скорости от темпре-ры увеличивается. В высокопористых песчаниках, насыщенных водой, при Т=20-60⁰С скорость практически не изм., иногда увел. В низкопористых – скорость заметно уменьшается в этом диапазоне темпре-р. При Т=50 – 160⁰С уменьшение скорости более заметно (особенно в глинах и известняках).

23. Упругие св-ва осадочных пород под воздействием высоких ТД условий (карбонатные породы).

Известняки им. высокие величины скорости. Чем чище известняк тем больше скорость, с примесями скорость уменьшается. С ростом дав­ления увеличение скорости не превышает 30-40%. Встречаются известняки с низкой скоростью. Мраморизованные изв. Служат экранами проницаемых пластов при больших глубинах. Карбонатные породы явл. коллекторами (органогенные изв. с высокой пористо­стью), скорость равна 3,5-4,5 км/с при давлении 200 МПа. Особое положение среди осад. пород заним. каменная соль. Скорость очень слабо, почти линейно увел. при увел. давления до 250 МПа. Отдельные образцы соли мало различаются (не больше 10%) по скорости и по плотности. Более высокую плотность им. менее чистая с примесями глин. мат-ла каменная соль (2,3 г/см³). Чистая соль им. плотность 1,7 – 2 г/см³. На величину скорости примеси влияния не оказывают. У ангидрита и кальция скорость существенно увел. Влияние темпре-ры опр-ся составом, пористостью и хар-ром нефте- и газонасыщенности. Для нефтенасыщенных пород увеличение скорости с увел. темпер-ры больше, чем у газонасыщенных. Влияние темпер-ры опред-ся степенью сцементи­рованности, составом, пористостью и хар-ром насыщ. флюида. Скорость в осадках при темпер-ре 60⁰С увел. незначит-но, а при дальнейшем увел. темпер-ры уменьшается. Повышение темпре-ры в усл. высокого давления вызывает уменьшение скорости и в минералах и в ГП. Большее уменьшение наблюдается в ГП. При низких давлениях коэф-нт относительного изменеия скорости от темпре-ры увеличивается.