Открытия и изобретения, о которых должен знать современный человек - Страница 71

Термин «каротаж» происходит от французского слова, означающего «морковка». На морковки похожи керны — столбики породы, выдолбленные в стволе проходки режущим инструментом буровой установки. Эти столбики поднимаются на поверхность и тщательно исследуются в физических и химических лабораториях. Иногда внутри таких образцов удается обнаружить интересные минералы или окаменелости, но чаще всего длительные исследования столбиков оказываются безрезультатными.

Чрезвычайно информативным является метод радиоактивного каротажа. Если облучить породы внутри проходки, даже не извлекая их на поверхность в виде кернов, то можно получить не менее, а иногда и более исчерпывающие данные. В любом случае применение каротажа позволило значительно снизить вероятность ошибки, которая чревата тем, что перспективное месторождение окажется не найденным.

Техника радиоактивного каротажа заключается в проведении анализа пород, разрез сквозь толщу которых создала проходка буровой скважины. Для этого необходимо опустить в пробуренную скважину ядерно-физический прибор, совмещающий в себе источник и одновременно детектор активного жесткого излучения. Обе составные части прибора разделены друг от друга защитным экраном, который не допускает, чтобы лучи от источника попадали на детектор.

Таким образом, детектор способен улавливать исключительно те частицы проникающего излучения, которые рождаются при бомбардировке породы лучами из источника. Источник глубинного прибора специально с этой целью заправляется нестабильными изотопами цезия или кобальта, а иногда и некоторых других элементов. Для получения потока нейтронов используется сложная смесь радиоактивных бериллия и полония. Полоний, распадаясь, испускает альфа-частицы. Они попадают в бериллий, возбуждая в нем ядерные реакции, завершающиеся испусканием нейтронов.

Источник может, т. о., испускать два вида лучей — поток гамма-квантов и поток нейтронов. Облучаемые горные породы испускают в ответ нейтроны или гамма-лучи. Таким образом, детекторы также различаются на два типа — приемники нейтронов и приемники гамма-квантов. Возможны разные сочетания детекторов и источников в зависимости от задач разведки.

Различается n — n-каротаж, n — γ-каротаж и γ — γ-каротаж. В первом случае источник испускает нейтроны (n), на прием этих же частиц рассчитан и детектор глубинного прибора. При проведении γ — γ-каротажа источник испускает гамма-лучи (γ), а детектор принимает гамма-лучи, идущие из породы. Наконец, n — γ-каротаж означает, что источник испускает или нейтроны, или гамма-кванты, а детектор принимает излучение противоположного типа.

Кроме того, существует гамма-каротаж, который используется при измерении фоновой радиоактивности горных пород, связанной с излучением гамма-квантов. В разных веществах, составляющих горные породы, протекают разные ядерные реакции. Поэтому по продуктам таких реакций можно с высокой точностью судить о присутствии в проходке тех или иных минералов.

Гамма-каротаж позволяет легко обнаруживать глины, которые обладают повышенной природной радиоактивностью. Подземные воды обнаруживаются с применением нейтронов (n — n- и n — γ-каротаж). К слову, посредством детекторов нейтронов уже проводились успешные поиски грунтовых вод на Луне, о чем рассказывалось выше. Угольные пласты выявляются с помощью γ — γ-каротажа. Техника описанного радиоактивного каротажа скважин была впервые предложена в 1941 г. отечественным физиком Б. М. Понтекорво, академиком впоследствии. С тех пор методика была значительно усовершенствована.

Лицо человека, верили древние физиогномисты, несет неизгладимый отпечаток пережитого и знак неотвратимой судьбы. Переменчивый облик планеты отражает все исторические потрясения. Земной рельеф был сформирован различными геологическими силами, которые проявляют себя и ныне. В 1963 г. жители Исландии наблюдали рождение вулканического острова Суртсэй. Жители приморских районов Калифорнии ежедневно наблюдают разрушение песчаных пляжей. Рельеф выдает человеку секреты земной истории и рассказывает о сокровищах, скрытых глубоко в недрах.

Слово «рельеф» было заимствованно из французского языка, где изначально обозначало неровность, выпуклость. Долгое время рельефами называли исключительно выделяющиеся, объемные лепнины и резные украшения на поверхности стен и изделий. В наше время слово приобрело новое значение, которое значительно потеснило прежнее и стало основным. Рельефом в географии и смежных с ней науках называется совокупность всех форм и структур земной поверхности, образующих географические объекты или, если рассматривать в целом, ландшафтные комплексы.

Изучение рельефа позволяет выявить закономерности соответствия разных географических объектов и залежей ископаемых. Поскольку земной шар велик, то в разных его областях протекают несходные геологические процессы — землетрясения, вулканические извержения, накопление илов в реках или торфа в болотах и пр. Это приводит к образованию неодинаковых глубинных структур земной коры. В результате в разных местностях возникают условия для появления строго определенных видов ископаемых. Другие виды минерального сырья здесь уже образоваться не могут, их следует искать в другом месте.

Но те же самые геологические процессы, которые приводят к образованию полезных ископаемых, завершаются возникновением каких-либо форм рельефа. Причиной тому является тот факт, что земная поверхность (геологи называют ее дневной, т. е. освещаемой лучами солнца) представляет собой своеобразную крышу исполинского строения — каменной коры нашей планеты. Практически любые изменения и перестройки на «этажах» земной коры завершаются преобразованием дневной поверхности.

Передвижения блоков, размывание толщи пород, рождение и разрушение глубинных структур, накопление химических и органических осадков вместе с обломочным материалом приводит к тому, что земная поверхность оказывается испещренной различными формами. Среди этих форм впадины, рвы, каньоны, горы, утесы, рифы, обрывы, равнины, низменности и пр. Все эти неровности в совокупности составляют рельеф планеты и отдельных ее местностей.

Главными формами континентального рельефа являются равнины, высокие возвышенности (горы), занятая океаническими водами зона материковой отмели, или шельфа. Равнины по геологическому строению могут являться поверхностью таких крупных геологических структур, как щиты и платформы. Платформы перекрыты мощным осадочным чехлом, т. е. толщей осадочных пород, лежащих поверх кристаллического фундамента. Щиты почти полностью лишены осадочного чехла и представляют собой обширные выходы кристаллического фундамента на дневную поверхность.

Осадочный чехол платформ может содержать угли, нефть, газ, прочие полезные ископаемые, строительный камень, гипс. Щиты богаты месторождениями железных руд. Горные районы, занимающие до 30 % поверхности суши, различаются по возрасту. Земля пережила несколько эпох горообразования. Наиболее молодые горы богаты полиметаллическими рудами, иногда недра таких гор содержат немало строительного камня.

Древнейшие горы испытывают в настоящий момент разрушение, хорошо заметное по ряду признаков. Они представляют собой наиболее богатые полезными ископаемыми структуры, поскольку в таких областях на протяжении сотен миллионов лет протекали интенсивные геологические процессы. Здесь находятся месторождения полиметаллических руд, включая железо, никель, уран, медь, ртуть, а также золотые, платиновые и алмазные россыпи.

Наконец, существуют т. н. омоложенные горы, т. е. такие, которые имеют солидный возраст, но испытывали несколько поднятий и не успели значительно разрушиться. Здесь тоже в изобилии встречаются руды черных и цветных металлов, всевозможные россыпи, коренные месторождения алмазов и благородных металлов. Впрочем, существует и другая классификация гор, основанная на глубинном строении их недр.