Студопедия

КАТЕГОРИИ:

АстрономияБиологияГеографияДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника


Естественная радиоактивность горных пород.




Всего в горных породах присутствуют более 50 радиоактивных изотопов с разной степенью радиоактивностью. В целом радиоактивность горных пород зависит от содержания в ней трех элементов: урана, тория и калия. Кроме радиоактивных элементов семейств урана, актиния и тория, в природе радиоактивными являются изотопы калия, кальция, рубидия, циркония, индия, олова, теллура, лантана, неодима, самария, лютеция, вольфрама, рения и висмута. Эти изотопы являются долгоживущими — их период полураспада превышает 109 лет.

Радиоактивные изотопы составляют незначительную часть литосферы - до глубины 16 км их содержание в % (массовых) составляет: урана U235 - 2.10-6, U238 - 3.10-4, тория Th232 - 8.10-4, радия Ra226 - 0-10, актиния Ас227 - 6.10-14, калия К40 - 3.10-4, кальция Ca48 – 6,4.10-3 и рубидия Rb87 - 8,4.10-3.

Для определения содержания радиоактивных элементов в горных породах введено понятие кларка радиоактивности – содержание радиоактивного элемента в исследуемой породе по отношению к его содержанию в земной коре (в %:массовых):

В настоящее время за оптимальные кларки приняты для: 92U238 - 2,1.10-40%, 90Th232 - 7,0.10-40%, 19K40 – 1,83.10-40%.

Приведенные значения не окончательны, т. к. мало изучена радиоактивность пород ложа океанов.

Радиоактивные элементы в горных породах присутствуют в составе более чем 200 минералов. Особенно много встречается минералов с ураном. Учитывая распространенность радиоактивных изотопов в горных породах и интенсивность их распада, можно сказать, что наибольшее влияние на них могут оказывать U и Th с продуктами их распада, калий 40К и отчасти рубидий 87Rb. Остальные радиоактивные элементы из-за их малой распространенности и большого периода полураспада характеризуются незначительной суммарной энергией распада и не могут играть существенной роли в создании радиоактивности гонных пород.

Наиболее распространенные минералы горных пород по их радиоактивности подразделяются на четыре основные группы:

· слаборадиоактивные: кварц, калиевые полевые шпаты, плагиоклаз, кальцит, доломит, ангидрит, каменная соль, нефелин;

· с нормальнойили слабоповышенной радиоактивностью: биотит, амфиболы, пироксены и др;

· с повышенной радиоактивностью: апатит, эвдиалит, флюорит, ильменит, магнетит и др;

· высорадиоактивные: сфен, ортит, монацит, циркон, лопарит и др.

Классификация осадочных пород по степени радиоактивности:
Породы с низкой радиоактивностью Породы с повышенной радиоактивностью Породы с высокой радиоактивностью
Хорошо отсортированные и слабо сцементированные мономинеральные кварцевые пески, алевролиты, чистые известняки, доломиты, каменная соль, ангидриты, гипсы, нефтенасыщенные породы. Глинистые осадочные породы, глинистые пески, песчаники, алевролиты, некоторые мергели, глинистые ивестняки и доломиты, породы с органическими примесями. Калийные соли, монацитовые и ортитовые пески, глубоководные глины, глобигериновые илы и красная глина.

Содержание урана и тория в горных породах:

Группа минералов Кларк концентрации
U Th
1. Максимально радиоактивные (собственно урановые и ториевые минералы)   >10 000   >10 000
2. Высокорадиоактивные 100 - 1000 10 - 100
3. Повышенно радиоактивные 5 -30 2 - 15
4. Нормально радиоактивные 2 – 3 1 - 2
5. Слабо радиоактивные 0,5 - 1 0,2 - 0,5
6. Низко радиоактивные <0,2 <0,2

 

Радиоактивность осадочных пород связана с наличием в их составе калийных, собственно урановых и ториевых, уран- и торийсодержащих минералов, а также адсорбированных радиоактивных элементов. Содержание тория в этих породах изменяется от 49.10-6 до 3500.10-6 кг/кг, а урана - от 12,7.10-6 до 119. 10-6 кг/кг.

В песчаниках и алевролитах радиоактивные элементы чаще всего находятся в глинистой части этих пород, в адсорбированном виде для и в песчаниках с органическими примесями. Песчаники и алевролиты содержат в среднем микроколичества U, Th и немного калия. Высоким содержанием U, Th и К обладают глины. Относительно высокая радиактивность глин и глинистых сланцев объясняется повышенной сорбцией урана, радия, тория и калия на глинистых частицах. Повышенную радиоактивность глин и глинистых пород объясняют также относительно высоким содержанием в этих породах калия (до 6,5%), который находится здесь не только в минеральной, но и в сорбированной форме. Значительная адсорбция ионов урана возможна из природных вод, где он присутствует в виде легко растворимых карбонатных и других соединений, например, Na2UO2(СО3)3.

Морские осадки имеют более высокую радиоактивность по сравнению с речными и лиманными. Особенно высокая радиоак­тивность установлена для донных осадков Тихоокеанского и Атлантического побережья США, отложившихся в спокойных водах. Концентрация радия в них приблизительно в 3 раза превышает концентрацию радия в метаморфических и осадочных породах континентов.


Поделиться:

Дата добавления: 2014-10-31; просмотров: 441; Мы поможем в написании вашей работы!; Нарушение авторских прав





lektsii.com - Лекции.Ком - 2014-2024 год. (0.008 сек.) Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав
Главная страница Случайная страница Контакты