Радиометрический способ исследования горных пород и руд Советский патент 1978 года по МПК G01V5/00 

, ; , I :

Радиометрический способ исследования горных пород и руд предназначен для измерения поглснцающих по отношенадо к гамма-лучам свойств горных пород и определения на основе получениых данных плотности или химического состава этих пород. Способ может найти применение в геологоразведочных и геофизических производственных организациях при лабораторных исследованиях горных пород, изучении разрезов буровых- скважин и исследованияз обн икений горных пород. .

Известны различные модификации гамма-гамма метода, использующие регистрацию интегральной интенсивности коллимированного йучка однократно рассеянного гамма-излучения. Эти,способы исследования горных пород являются недостаточно точными, .ибо не Исключаю влияния многократно рассеянных гаммаквантов на результаты измерений. Кроме того, известными методами гаммагамма каротажа практически невозможно разделить горные породы, незначительно различающиеся по своим поглощающим свойствам по отношению к гамма-лучам. Целью изобретения является создание радиометрического способа исследования горных пород, обладающего вы

.; |сокой размещающей способностью в части разделения горных пород по их плотности и элементарному составу при обеспечении минимального влияния многократнр-рассеяниых 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 поглбщайщих св&йств горной породы сопровождается увеличением измеряемой интенсивности однократно рассеянных лучей для одной из линий источника и одновременно уменьшением дл другой, и регистрируется отношение этих спектральных интенсивностей.

Спектральная интенсивность коллимированного пучка гамма-квантов вблиз детектора формируется под действием двух конкурирующих процессов - комптоновского рассеяния квантов источника и фотоэлектрического поглощения рассеянных квантов, причем интенсивность рассеянного гамма-излучения максималь на, если диаметр коллимированного пучка рассеянных гамма-квантов равен сред 1ей 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 однократнорассеянного гамма-излучения. Если источник излучает две (или более) спект ральные линии с близкими значениями .энергий гамма-квантов и для одной из этих линий выполняется указанное выше условие, то одновременно регистрируется уменьшение интенсивности однократно рассеянных лучей одной линии при увеличении поглощающих свойств го ных пород и увеличение интенсивности однократнорассеянных лучей другой линии. Отйошение этих интёнсивностей более ,чувствительно к малым изменениям рассеивающе-поглощающих свойств исследуемой среды, чем интенсивность любой отдельной линии.

Таблица Предлагаемый способ исследования горных пород был опробирован в лабораторных и скважинных условиях. Ниже приводятся результаты этих испытаний. Пример. Выделение кварцевых жил и ЯШМ: на фоне кварц содержащих 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). Г Кварцевые жя71ы относительно березита характеризуются повышенными значениями спектральной интенсивности и пониженной величиной спектральных отношений. ЯШМз характеризуются пониженными значениями интенсивности и спектральных отношений. П р и м е р 2. Выделение каверн, заполненных водой и расположенных в пределах угольного пласта. Условия из мерения те же, что ив примере 1. Результаты измерения представлены в табл. 2. Уголь и вода характеризуются повышенными значениями спектральной ин.тенсивности рднократно-рассеянного гамма-излучения линии 51 кэВ. По лииии 82 кэВ. интенсивность рассеянного излучения в воде значительно меньше, чем для березита. Эти изменения находят свое отражение и в величине спектральных отношений.

Формула изобретения

Радиометрический способ исследования горных пород и руд путем регистрации коллимированного пучка однократно рассеянных гамма-квантов кол|ЛИмированного источника, о т л и Таблица2

чающийся тем, что, с целью

увеличения разрешающей способности гамма-гамма способа, в частности разделения горных пород по их плотности и элементарнбму составу, проводят измерение интенсивности однократно-рас65 сеянных горными породами гамма-кванfoB 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 направле-.

нию вылета первичных гамма-квантов, что изменение поглсмцающих 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.