Главная » Учебные материалы » Геология » Диссертации » МГУ им. Ломоносова » Аспирантура и докторантура » Кандидатские диссертации » Изменение состава, строения и свойств вулканогенных пород Паужетского геотермального месторождения, вулканов Кошелевский и Крафла под воздействием гидротермальных процессов
Для студентов МГУ им. Ломоносова по предмету ГеологияИзменение состава, строения и свойств вулканогенных пород Паужетского геотермального месторождения, вулканов Кошелевский и Крафла под воздействием гидИзменение состава, строения и свойств вулканогенных пород Паужетского геотермального месторождения, вулканов Кошелевский и Крафла под воздействием гид 2019-03-13СтудИзба

Изменение состава, строения и свойств вулканогенных пород Паужетского геотермального месторождения, вулканов Кошелевский и Крафла под воздействием гидротермальных процессов

Описание

Актуальность исследований. В настоящее время приоритетное значение
имеет развитие возобновляемых источников энергии. Несколько десятилетий
проводится изучение состава, строения и свойств гидротермально-измененных
пород. В середине прошлого века начались экспериментальные исследования,
направленные на изучение преобразований минералов и пород под действием
гидротермальных процессов. Но лишь единичные исследователи оценивали при
этом изменение их физических и физико-механических свойств. До сих пор
остается малоизученным изменение свойств пород в режиме реального
времени, хотя это особенно важно в районах действующих геотермальных
электростанций и сказывается на безаварийной работе оборудования.
Цель работы – установить особенности изменения состава, строения и
свойств вулканогенных пород под воздействием гидротермальных процессов
посредством выполнения лабораторных экспериментов и натурных
исследований на примере андезитов и базальтов Кошелевского вулкана и туфов
Паужетского месторождения (Камчатка), а также базальтов (Исландия).
Основные задачи исследования. 1. Проанализировать опубликованные
данные об изменении состава, строения и свойств вулканогенных пород под
воздействием гидротермальных процессов. 2. Разработать методику проведения
лабораторных экспериментов, моделирующих природные условия
гидротермальных систем, а также исследований изменений состава, строения и
свойств пород в природных кипящих и грязевых котлах, сливах из скважин,
массиве гидротермальных глинистых грунтов. 3. Определить характер
преобразований состава, строения и свойств вулканогенных пород под
воздействием гидротермальных растворов различного химического состава при
разных температурах и давлениях. 4. Сопоставить результаты изменения
состава, строения и свойств пород в ходе проведения натурных исследований и
лабораторных экспериментов.
Объекты исследования. Вулканогенные породы Паужетского
месторождения, вулканов Кошелевский (Камчатка) и Крафла (Исландия).
Научная новизна работы: 1) разработана методика изучения изменений
состава, строения и свойств пород при гидротермальных преобразованиях
в режиме реального времени, обеспечивающая повышение качества
экспериментальной информации о свойствах вмещающих гидротермальный
резервуар пород, необходимой для моделирования термогидродинамических
процессов, происходящих в природных условиях и во время эксплуатации
геотермальных месторождений; 2) показана однонаправленность
гидротермального преобразования пород в натурных и лабораторных условиях;
3) получены уточняющие данные, демонстрирующие определяющее влияние
начальной пористости пород на характер изменения их свойств в режиме
реального времени (андезиты с открытой пористостью менее 10 %
характеризуются уменьшением прочности на одноосное сжатие, а пористые
базальты и туфы – увеличением); 4) впервые с помощью компьютерной
рентгеновской микротомографии получены данные об изменении строения и
свойств пород под воздействием гидротермальных процессов; 5) при натурных
исследованиях показано влияние температур термальных вод на характер
образующейся корочки гейзерита: в слабощелочных водах с температурами
35-40 ºС за год ее толщина достигает 1-2 см, а при температурах 68-75 ºС –
1-3 мм, за счет более плотной упаковки слагающих ее частиц кремнезема.
Защищаемые положения
1. Индикатором скорости преобразования состава исходных пород под
воздействием гидротермальных процессов является изменение плотности
твердого компонента грунтов, характеризующей среднюю плотность
слагающих породу минеральных частиц. Это подтверждается проведенными
исследованиями, в которых данный показатель уменьшается за счет появления
новообразованных менее плотных минералов (монтмориллонит, кристобалит);
его увеличение происходит за счет образования сульфидов железа – пирита и
марказита - при их кристаллизации из кислых сульфатных растворов. Скорость
изменения пород за изученный период (от 15 суток до 3 лет) возрастала
с увеличением их исходной пористости. Она больше у туфов Паужетского геотермального месторождения и базальтов вулканов Кошелевский и Крафла
(с пористостью более 36 %) и меньше у плотных андезитов Кошелевского
вулкана (с пористостью менее 10 %). Увеличение температуры ускоряет
процессы преобразования туфов, что отражается на изменении их свойств –
уменьшении плотности твердого компонента с 2,7 до 2,4 г/см3 (на 11 %) за 30
суток при 200 ºС и за 15 суток при 300 ºС и снижении скоростей прохождения
продольных волн с 2,5 км/c до 1,5 км/c (на 40 %) в аналогичных условиях.
2. В андезитах, базальтах и туфах, помещенных в массив
гидротермальных глинистых грунтов, процессы выщелачивания и растворения
исходных минералов преобладают над образованием новых, в результате чего
пористость пород увеличивается. В натурных исследованиях в массивах
у самых устойчивых пород - андезитов - произошло увеличение пористости
с 10 до 15 % за 2 года. При воздействии на исследованные породы
гидротермальных растворов на тех же термальных полях пористость андезитов,
базальтов и туфов изменилась в небольшом диапазоне (от 1 до 4 %)
из-за активного развития процессов растворения первичных минералов
с одновременно идущим процессом осаждения из растворов новых минералов.
3. Воздействие гидротермальных растворов, температуры и давления на
исследованные породы в течение 15 суток – 3 лет вызывает снижение
прочности пород. Это подтверждается лабораторными экспериментами
в автоклавах с использованием гидротермальных растворов. При температуре
воздействия 300 °С после 30 суток прочность на одноосное сжатие пород в ряду
андезиты – базальты – пористые базальты снизилась на величину от 15 до 45 %.
При испытании в натурных условиях при температурах до 100 °С за такой же
период прочность андезитов уменьшилась на 26 %; исключение составили
базальты, прочность которых увеличилась на 38 % из-за образования
дополнительных контактов за счет активного минералообразования в открытом
поровом пространстве пород и кристаллизации пирита и марказита.
4. Разработанная комплексная методика позволяет изучать изменение
состава, строения и свойств туфов, андезитов и базальтов при гидротермальных преобразованиях в режиме реального времени в глубинных и
поверхностных условиях. Методика состоит из четырех блоков, включающих
проведение параллельных натурных исследований и длительных лабораторных
экспериментов в автоклавах, и оптимальное сочетание современных методов
исследования состава, строения и свойств пород.

Характеристики диссертации

Предмет
Учебное заведение
Просмотров
125
Скачиваний
2
Размер
4,86 Mb

Список файлов

    Картинка-подпись
    Хочешь зарабатывать на СтудИзбе больше 10к рублей в месяц? Научу бесплатно!
    Начать зарабатывать

    Комментарии

    Поделитесь ссылкой:
    Рейтинг-
    0
    0
    0
    0
    0
    Поделитесь ссылкой:
    Сопутствующие материалы
    Свежие статьи
    Популярно сейчас
    А знаете ли Вы, что из года в год задания практически не меняются? Математика, преподаваемая в учебных заведениях, никак не менялась минимум 30 лет. Найдите нужный учебный материал на СтудИзбе!
    Ответы на популярные вопросы
    Да! Наши авторы собирают и выкладывают те работы, которые сдаются в Вашем учебном заведении ежегодно и уже проверены преподавателями.
    Да! У нас любой человек может выложить любую учебную работу и зарабатывать на её продажах! Но каждый учебный материал публикуется только после тщательной проверки администрацией.
    Вернём деньги! А если быть более точными, то автору даётся немного времени на исправление, а если не исправит или выйдет время, то вернём деньги в полном объёме!
    Да! На равне с готовыми студенческими работами у нас продаются услуги. Цены на услуги видны сразу, то есть Вам нужно только указать параметры и сразу можно оплачивать.
    Отзывы студентов
    Ставлю 10/10
    Все нравится, очень удобный сайт, помогает в учебе. Кроме этого, можно заработать самому, выставляя готовые учебные материалы на продажу здесь. Рейтинги и отзывы на преподавателей очень помогают сориентироваться в начале нового семестра. Спасибо за такую функцию. Ставлю максимальную оценку.
    Лучшая платформа для успешной сдачи сессии
    Познакомился со СтудИзбой благодаря своему другу, очень нравится интерфейс, количество доступных файлов, цена, в общем, все прекрасно. Даже сам продаю какие-то свои работы.
    Студизба ван лав ❤
    Очень офигенный сайт для студентов. Много полезных учебных материалов. Пользуюсь студизбой с октября 2021 года. Серьёзных нареканий нет. Хотелось бы, что бы ввели подписочную модель и сделали материалы дешевле 300 рублей в рамках подписки бесплатными.
    Отличный сайт
    Лично меня всё устраивает - и покупка, и продажа; и цены, и возможность предпросмотра куска файла, и обилие бесплатных файлов (в подборках по авторам, читай, ВУЗам и факультетам). Есть определённые баги, но всё решаемо, да и администраторы реагируют в течение суток.
    Маленький отзыв о большом помощнике!
    Студизба спасает в те моменты, когда сроки горят, а работ накопилось достаточно. Довольно удобный сайт с простой навигацией и огромным количеством материалов.
    Студ. Изба как крупнейший сборник работ для студентов
    Тут дофига бывает всего полезного. Печально, что бывают предметы по которым даже одного бесплатного решения нет, но это скорее вопрос к студентам. В остальном всё здорово.
    Спасательный островок
    Если уже не успеваешь разобраться или застрял на каком-то задание поможет тебе быстро и недорого решить твою проблему.
    Всё и так отлично
    Всё очень удобно. Особенно круто, что есть система бонусов и можно выводить остатки денег. Очень много качественных бесплатных файлов.
    Отзыв о системе "Студизба"
    Отличная платформа для распространения работ, востребованных студентами. Хорошо налаженная и качественная работа сайта, огромная база заданий и аудитория.
    Отличный помощник
    Отличный сайт с кучей полезных файлов, позволяющий найти много методичек / учебников / отзывов о вузах и преподователях.
    Отлично помогает студентам в любой момент для решения трудных и незамедлительных задач
    Хотелось бы больше конкретной информации о преподавателях. А так в принципе хороший сайт, всегда им пользуюсь и ни разу не было желания прекратить. Хороший сайт для помощи студентам, удобный и приятный интерфейс. Из недостатков можно выделить только отсутствия небольшого количества файлов.
    Спасибо за шикарный сайт
    Великолепный сайт на котором студент за не большие деньги может найти помощь с дз, проектами курсовыми, лабораторными, а также узнать отзывы на преподавателей и бесплатно скачать пособия.
    Популярные преподаватели
    Нашёл ошибку?
    Или хочешь предложить что-то улучшить на этой странице? Напиши об этом и получи бонус!
    Бонус рассчитывается индивидуально в каждом случае и может быть в виде баллов или бесплатной услуги от студизбы.
    Предложить исправление
    Добавляйте материалы
    и зарабатывайте!
    Продажи идут автоматически
    5076
    Авторов
    на СтудИзбе
    455
    Средний доход
    с одного платного файла
    Обучение Подробнее