Фізична основа природної радіоактивності осадових порід

Відомо більше 230 радіоактивних ізотопів різних елементів, званих радіоактивними нуклідами (радіонуклідами). В цілому в земній корі підвищені концентрації наступних трьох радіоактивних елементів: урану (2,5*10^-4 %), торія (1,3*10^-3 %) і калія-40 (2,5 %). Тому в радіометрії вивчають тільки ці елементи. Вони знаходяться в гірських породах в розсіяному стані у вигляді ізоморфних домішок і самостійних мінералів.

Кількість радіоактивних елементів у гірській породі залежить від фізико-хімічних умовах її формування. Із магматичних порід більш радіоактивні кислі породи, гамма-активність яких досягає 50 . Основні породи менш радіоактивні, найменшу радіоактивність мають ультраосновні породи. Із осадових порід високою радіацією володіють глибоководні мули, глини, гамма-активність глибоководних осадів досягає 60 ; піски, пісковики, вапняки і доломіти мають гамма-активність у межах (0,1...5) ; найбільш низьку гамма-активність мають гідрохімічні осади (за виключенням калійних солей) і кам’яне вугілля. Так як більшість глин володіють підвищеною радіоактивністю, природна радіоактивність осадових гірських порід пропорційна вмісту в них більш активної глинистої фракції. Це дозволяє диференціювати розріз за глинистістю порід.

Радіоактивність порід і руд по еквівалентному процентному вмісту урану прийнято поділяти на наступні групи:

* породи практично нерадіоактивні ( 10^-6 %);

* породи середньої радіоактивності ( 10^-4 %);

* високорадіоактивні породи і бідні руди ( 10^-3 %);

* бідні радіоактивні руди ( 10^-2 %);

* рядові і багаті радіоактивні руди ( 0,1 %).

До практично нерадіоактивних відносяться такі осадкові породи, як ангідрит, гіпс, кам'яна сіль, вапняк, доломіт, кварцовий пісок і ін., а також ультраосновні, основні і середні породи. Середньою радіоактивністю відрізняються кислі вивержені породи, а з осадових – пісковик, глина і особливо тонкодисперсний морський мул, що має здатність адсорбувати радіоактивні елементи, розчинені у воді.

З радіоактивністю гірських порід тісно пов'язана радіоактивність природних вод і газів. В цілому в гідросфері і атмосфері вміст радіоактивних елементів надзвичайно малий. Підземні води можуть мати різну радіоактивність. Особливо велика вона у підземних вод радіоактивних родовищ і вод сульфідно-барієвого і хлоридно-кальциевого типів.

В ході поглинання альфа-, бета-, гамма-променів гірськими породами відбувається їх нагрів. Найпоширеніші радіоактивні мінерали (уран, торій, калій-40) мають період напіврозпаду, порівнянний з віком Землі, тому вони є основними джерелами радіогенного тепла у минулому, сьогоденні і майбутньому.

Дата добавления: 2015-07-17