Способ определения генетической группы доломита Советский патент 1984 года по МПК G01N23/20 

Изобретение относится к геологи и может быть применено при излучении карбонатов осадочных пород с целью использования их характерист для оценки перспективности этих по при поисках полезных ископаемых нефть и газ). Установление генезиса доломита осадочных карбонатных пЬродах имее важное значение при выяснении распространеиия пород-коллекторов неф и газа. Достаточно сказать, что су ществует несколько типов таких пор Это сахаровидные пористые доломиты и такие же доломиты, но практическ не коллектора, поскольку кристаллы в этих породах плотно сочленены меж собой и пор не формируется. Знание генезиса различных доломитов позволяет дать обоснованную фациальную принадлежность (если по каким-либо гфичинам таковая не определялась) и тем caNBJM более правильно решать вопросы поисков пород-коллекторов. Известен способ рентгенометрического анализа горных пород, включающий отбор проб пород, выполнение рентгенофазового анализа для определения минералогического состава пород ij . Однако этот способ используется только для выявления криста-плохимических особенностей минералов и не применяется для решения вопросов генезиса. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является определения генетической группы доломита, основанный на отборе проб и проведении их анализа. Анализ проводят по совокупности петрографичес ких данных, получаемых при микроскопическом изучении породы pj . Недостатком известного способа является неоднозначность суждения о происхождении доломита. Достаточно надежно генезис определяется, если в породах сохраняется первична структура. Если же породы претерпевают изменения и структура утрачивается, достоверность определения генезиса становится неоднозначной. Например, водорослевые карбонаты при микроспаритизации превращаются в сгустковые породы, которые микроскопически :грудно отличаются от сгустковых пород иного генезиса. Таким образом, появляется группа карбонатов неопределенного генезиса. Чтобы распознать что же это за породы, необходимы детальные петрографические исследования целой коллекции хорошо подобранного материал-г, а также привлечение целого комплекса дополнительных и дорогостоящих методов растровой микроскопии, рентгенотермолюминесценции, стабильных изотопов. Только по совокупности данных можно получить аргументированные выводы и генезисе. Все это требует большого объема исследований и ассигнований, а также высокого класса специалистов исследователей, Цель изобретения - повьшение экспрессности и достоверности способа. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу определения генетической группы доломита, основанному на отборе геологических проб и проведении их рентгеноструктурного анализа, по полученным рентгенограммам определяют межплоскостные расстояния (d) и интенсивности (I) рентгеновских рефлексов, сравнивают их с рассчитанной для идеального доломита и при . 0,2886 нм и увеличенной по сравнению с рассчитанной интенсивностью рефлексов от базальных плоскостей относят доломит к органогенной группе, а при djg , 0,2886 KM и уменьшенной по сравнению с рассчитанной интенсивностью базальных и сверхструктурных рефлексов относят доломит к хемогенной группе. На фиг. 1 изображена теоретически рассчитанная рентгенограмма эталонного доломита; на фиг. 2 - рентгенограмма доломита органогенного из отложений нижнего кембрия Оймуранский массив, р. Лена, Сибирская платформа); на фиг. 3 - рентгенограмма доломита хемогенного из цемента песчаника (мезозой, ЗападноСибирская плита) . В природных условиях распростраения доломита, имеющие различные ентгеновские характеристики двух ипов. Анализ рентгеновских картин риродных доломитов проведен путем равнения со схематической рентгеограммой доломита( фиг.1 ), построеной по данным теоретически рассчитайным для идеальной доломитовой структуры Гз . Дифрактограмма первого типа природных доломитов (фиг.2) характеризуется узкими, высокими, симметричными дифракционными максимумами, положение которых соответствует значениям межплоскостных расстояний эталонного доломита и увеличенной интенсивностью рефлексов от базальных плоскостей (00.6 и 00.12) и уменьшенной от плоскостей, перпенди кулярных тройной оси кристалла (ll.O и 03.о) . Это свидетельствует 0совершенной структуре и идеальном составе кристаллической решетки с наличием ориентировки базальных плоскостей в поликристаллическом образце. Дифрактограмма второго типа природных доломитов (фиг.З) имеет низкие, широкие пики, с увеличенными значениями межплоскостных расстояний и уменьшенные интенсивности базальных и сверхструктурных (lO.l; 01.5) рефлексов. Последняя картина обусловлена де фектной структурой с изоморфнозамещенным составом кристаллической решетки природных доломитов. . Рентгенографические характеристи доломита четко меняются в зависимости от его генезиса. Различные генетические типы доло мита имеют различные кристаллохимические особенности и рентгенометрические данные. Совершенную рентгеновскую картину с ориентированными базальными плоскостями и идеальный химический состав, отвечающий стехи метрической формуле доломита имеют доломиты органогенного генезиса. Дефектной структурой и изоморфнозамещённым составом отличаются доломи ты хемогенного происхождения. Такая зависимость рентгенометрических характеристик от генетического типа доломита прослежена на мн гочисленном природном материале известного генезиса из отложений рифо генного комплекса кембрия Сибирской платформы (|200 шт. анализов) и цементов терригенных пород мезозоя За падно-Сибирской плиты (1500 шт. ана лизов) . С целью подтверждения изменения рентгенометрических характеристик доломитд в зависимости от его генез са проводим рентгенометрический анализ проб доломита и сравниваем их рентгеновские характеристики с данными эталонного доломита. Анализ проводится на рентгеновском дифрактометре любого типа, на излучении порошковым методом. Из пробы навеской 20-30 мг готовится образец для записи диффрактограммьГ таким образом, чтобы исключить ориентацию порошкового препарата. Для этого .используется держатель для торцевой загрузки пробы. Записываются полная рентгеновская картина исследуемого образца доломита со скоростью l/мин и профиль рефлекса от плоскости 10.4 со скоростью 1/8/мин. Первая запись используется для анализа соот ношения интенсивностей, вторая - для точного определения межплоскостного расстояния и обнаружения нескольких генераций минерала в одном образце. Для доломитов из осадочных пород органогенного генезиса рентгеновская дифракционная картина имеет вид, показанный на фиг. 2. Для нее характерны четкие симметричные пики, свойственные хорошо окристаллизованному веществу, но с перераспределенной интенсивностью некоторых рефлексов по сравнению с их соотношением, соответствующим идеальной доломитовой структуре (фиг.|). Наблюдается увеличение :интенсивности для рефлексов от базальных (00.6 и 00.12 плоскостей и уменьшение от плоскостей (ll.O и 03.О) перпендикулярных тройной оси кристалла. Величина межплоскостного расстояния IQл равна 0,2886 нм, что соответствует стехиометрическому соотношению катионов кальция и магния в формуле доломита 1:1. Дпя доломитов осадочных пород хемогенного генезиса рентгеновская дифракционная картина (фиг. 3) имеет уширенные сверхструктурные (lO.l, 01.5 и 02.|) и базальные рефлексы ослабленной интенсивности, а величина межплоскостного расстояния d Q J всегда больше 0,2886 нм и в отдельных образцах достигает 0,2918 нм. Это обусловлено присутствием изоморфных примесей в кристаллической |.ешетке и в основном избытком катионов кальция над магнием сверх нормального стехиометрического соотношения 1:1.

5II

Часто на0лкщается присутствие в породе нескольких генераций доломита. В этом случае их можно вьщелить по профилю линии 0.4.

Предлагаемый способ по сравнению с известным позволяет повысить эффективность при определении генезиса доломита. Повышение эффективности : достигается за счет улучшения надежности и упрощения способа, так как позволяет однозначно определять

307826

генезис для органогенных и хемогенных типов пород без привлечения дополнительных и дорогостоящих методов растровой микроскопии, рент5 генотермолюминесценции, стабильных изотопов.

Кроме того, повысилась информативность в случаях, когда другими методами генезис неопределим (напри10 мер, для скрытокристаллических пород) .

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ГЕНЕТИЧЕСКОЙ ГРУППЫ ДОЛОМИТА, основанный на отборе проб и проведении их анализа, отличающийся .тем, что, с целью повьшения экспрессности и достоверности определения группы доломита, проводят рентгеноструктурный анализ, по полученным рентгенограммам определяют межплоскостные расстояния d и интенсивности рентгеновских рефлексов, сравнивают их с рассчитанной цля идеального доломита и при d д - 0,2886 нм и увеличенной по сравнению с рассчитанной интенсивностью рефлексов от базальных плоскостей относят доломит к органо9 генной группе, а при d 0,2886 нм и уменьшенной по сравнению с рассчитанной интенсивностью базальных л . сверхструктурных рефлексов относят доломит к хемогенной группе.

во

го

ettfBr tot

лзт Mt

I e«w

ei3t90 Я

.

30io

м

30 фиг г

o.aos

tO.ll

aasse амв

l

W а칄.„„

to..

SfCoK

70

во

to

го

JO

liO