Радиометрический способ исследования горных пород и руд
!
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ " ехн!:к с;меав . «3 ГО, Я и йА
Союз Советских
Социалистических
Республик (11) 354384
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свнд- ву (22) ЗаЯвлено 140769{21) 1348773/2б-25 . с прнсоединеннем заявки М (23) Приоритет (51) N. Кл.
G 01 V 5/00
Гаараратааааы% ааватет
Оааата Nsasryss 686Р
ss даааи ааааратаааа а атарытай (53) УДК 550. 835 (088. 8) (43) Опубликовано 2М228.Бтоллетень ph 7
< (45) Дата опубликования описания 80,01.78 (72) Двторьа изобретения
Ю.Б.Бурдин Д ФГера и В.и.уткин
Институт геофизики Уральского филиала AH СССР и Центральная геофизическая экспедиция Центральнокаэахстанского геологического управления
Pi) Заявители (54) РАДИОМЕ1РИЧЕСКИЯ СПОСОБ ИССЛЕДОВАНИЯ
ГОРНЫХ ПОРОД И РУД
Радиометрический способ исследования горных пород и руд предназначен для измерения поглощающих по отношению к гамма-лучам свойств горних пород и определения на основе получен- 5 ных данных плотности или химического состава этих пород. Способ может найти применение в геологоразведочных и геофизических производственных организациях при лабораторных исследо- 10 ваииях горных пород, изучении разрезов буровых- скважин и исследованиях . обнажений горных пород.
Известны различные модификации гам ма-гамма метода, использующие реги- 16 страцию интегральной интенсивности вколлимированного пучка однократно рассеяиного гамма-излучения. Эти,способЫ исследования горных пород являются недостаточно точными,.ибо не Исключают 20 влияния многократно рассеянных гаммаквантов на результаты измерений. Кроме того, известными методами гаммагамма каротажа практически невозможно . разделить горные породы, незначитель- 28 но различающиеся по своим поглощающим свойствам по отношению к гамма-лучам.
Целью изобретения является создание радиометрического способа исследования горных пород, обладающего вы З0
3 сохой размещающей способностью в части разделения горных пород по их плотности и зле ентарному составу при обеспечении минимального влияния многократно-рассеянных гамма-квантов на показания метода.
Сущность способа заключается в том, что регистрируется интенсивность однократно-.рассеянных горными породами гамма-квантов источника, испускающего две (или более) монохроматические линии, в узком пучке, .диаметр поперечного сечения которого равен средней длине пробега в исследуемой среде гам ма-квантов одной из линий источника, при этом пучок рассеянных гамма-квантов принимается под таким углом к направлению вылета первичных лучей, что изменение поглощающих свойств горной породы сопровождается увеличением измеряемой интенсивности однократно рассеянных лучей для одной из линий источника и одновременно уменьшением для другой, и регистрируется отношение этих спектральных интенсивностей.
Спектральная интенсивность коллимнрованного пучка гамма-квантов вблизи детектора формируется под действием двух конкурирующих процессов — комптоновского рассеяния квантов источника
354384 и фотоэлектрического поглощения рассеянных квантов, причем интенсивность рассеянного гамма-излучения максимальна, если диаметр коллимированного пучка рассеянных гамма-квантов равен сред- 5 ней длине пробега в среде гамма-квантов источника.
При определенной геометрии измерений и энергии первичных квантов искомая среда отличается от других сред максимальным значением интенсивности регистрируемого рассеянного излучения.
При этих условиях любое изменение поглощающих свойств среды приводит к уменьшению интенсивности однократно- 18 рассеянного гамма-излучения. Если источник излучает две (или более) спектральные линии с близкими значениями .энергий гамма-квантов и для одной из этих линий выполняется укаэанное выше 20 условие, то одновременно регистрируется уменьшение интенсивности однократно рассеянных лучей .одной линии при увеличении поглощающих свойств горных пород и увелйчение интенсивности gg однократнорассеяннйх лучей другой линии.
Отношение этих интенсивностей более,чувствительно к малым измене- З0 киям рассеивающе-поглощающих свойств исследуемой среды, чем интенсивность любой отдельной линии.
Т а б л и ц а 1
1,21
1,35
12,5 2900 2400 ,12,4 2300 1700
12,7 2000 1650
Кварц
Березит
Яшма
1,21
Таблица 2
Уголь (10% золы) 3550 1880 2,2
2500 950 2,62
2250 1700 1,35
7,5
7,5
12,4
Вода
Берез ит
Формула изобретения ч ающи и с я тем, что, сцелью увеличения разрешающей способности гамма-гамма способа, в частности разделения горных пород по их плотности и элементарному составу, проводят измерение интенсивности однократно-рас88 сеянных горными породами гамма-кванРадиометрический способ исследования горных пород и руд путем регистрации коллнмированного пучка однократно рассеянных гамма-квантов кол,лимированного источнйка, о т л и
Предлагаемяй способ исследования горных пород был опробирован в лабораторных и скважинных условиях. Ниже приводятся результаты этих испытаний.
Пример 1. Выделение кварцевых жил и яшия на фоне кварцсодержащих пород (например березита). При использовании источника тулий 170, диаметра приемного коллиматора 10 мм, угла рассеяния 135 для указанных сред наблюдается следующее соотношение спектральных интенсивностей (см. табл. 1).
Кварцевые жилы относительно березита характеризуются повышенными значениями спектральной интенсивности и пониженной величиной спектральных отношений. Яшил характеризуются пониженными значениями интенсивности и спектральных отношений.
Пример 2. Выделение каверн, заполненных водой и расположенных в пределах угольного пласта. условия из мерения те же, что и в примере 1. Результаты измерения представлены в табл. 2.
Уголь и вода характеризуются повышенными значениями спектральной интенсивности однократно-рассеянного гамма-излучения линии 51 кэВ. По линии 82 кэВ интенсивность рассеянного излучения в воде значительно меньше, чем для березита. Эти изменения находят свое отражение и в величине спектральных отношений.
354384
СоставителЬ И.Трофимова
Редакто E.Ãoí÷à Тех ед .И.Елимко Ко екто Е.Папп
Заказ 640/2 Тираж 702 Подписное
ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий
1l3035 Москва Ж-35 Ра ская наб. . 4 5
Филиал ППП ™Патент, г. ужгород, ул. Проектная, 4
ros источника, испускающего две (или более) монохроматические линии, в узком пучке, диаметр поперечного сечения которого равен средней длине пробега в исследуемой среде гаммаквантов одной из линии источника, при этом пучок рассеянных гамма-квантов принимают под таким углом к направлению вылета .первичных гамма-квантов, что изменение поглощающих свойств горной породы сопровождается увеличением измеряемой интенсивности однократнорассеянных лучей для одной из линий источника и одновременно уменьшением для другой, и регистрируют отношение этих спектральных интенсивностей.
