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文档简介

岩层的放射原理岩石中含有的天然放射性元素主要有铀（U）和钍（Th）及它们的衰变产物以及钾的放射性同位素钾-40（40K）。这些放射性同位素的原子核能自发地发生衰变并放射出a、&、丫等射线。因为Y射线穿透能力最强，所以自然伽玛测井就是在井中测量岩石中天然放射性元素的伽玛射线强度。当钻机将地层钻出一个一个很深的孔时，我们要通过测量很多参数来判定地层的岩性。岩层的天然放射性是其中的一个参数，任何物体或多或少都含有天然放射性元素，通过测量物体的天然放射性来判定物体的岩性是其中的一种办法；火成岩的放射性元素的分布是零散而不均匀的。一般地说，酸性岩的放射性较强，基性和超基性岩石最弱。沉积岩中所含的天然放射性元素来自火成岩。当火成岩被破坏时，放射性元素可以被运移或被分离。有的放射性元素（例如铀）能形成易溶于水的化合物，以溶液的形式被运移到物理化学环境适当的地方随其他物质一起沉积下来。另一些放射性元素（例如钍的化合物）不溶于水，则残留原地或被机械地搬运到其他地方沉积下来：通常，根据放射性强弱，可把沉积岩分成三类。（一）含有较多放射性物质的沉积岩：包括粘土、泥质页岩、泥质粉砂岩、火山灰、班脱土、海绿石砂岩、钾盐等；（二）含量中等的放射性物质的沉积岩：包括砂层、砂岩、含有一定量泥质的碳酸盐岩石等；（三）放射性含量低的沉积岩为石膏、无水石膏、不含钾盐的盐岩、石灰岩、白云岩、某些砂岩、砂层、煤等；根据实验资料，沉积岩自然放射性的变化规律如下：（一）沉积岩的自然放射性随粘土含量增加而增加。这是因为粘土有较大的表面积，在沉积过程中吸附了较多的铀和钍的化合物，同时因为含钾矿物（正长岩、水云母等）的含量增加，因而沉积岩的自然放射性也增加。（二）随着沉积岩的颜色由浅变深，沉积岩的放射性增加。黑色沥青化泥岩和黑色泥质页岩的自然放射性最大，这是因为：1、黑色沉积岩通常都是在还原环境下生成的，在这种条件下，六价的铀被还原成四价的铀，而四价的铀很难被溶解，它们从溶液中被分离出而在岩石中富集起来。2、黑色沉积岩中往往含有大量的有机质胶体，而有机质胶体容易吸附铀和钍的离子，当有机物沉积时，就把这些元素带到沉积岩中。（三）随着钾盐含量的增加（特别是光卤石、长石和海绿石），沉积岩的自然放射性增加。（四）岩层空隙率、渗透率越小，自然放射性越高。这是因为一方面单位体积中矿物含量高，另外就，低渗透率的砂岩含泥质的量高。煤中的有机质（由碳、氢、氧、氮等元素组成的有机化合物）和无机质（矿物杂质和水分）都不是放射性物质，但煤层上却存在着微弱的伽玛射线强度。这说明煤含有很少量的放射性元素。其原因是在成煤的聚积环境中有伴生沉积的放射性元素或在成煤之后有次生放射性元素沉积的结果。煤层中放射性元素（主要是铀元素）的分布一般与煤的有机质成分、腐植酸含量无关，而与煤的灰分有较密切的关系。灰分增加，煤层的放射性强度也高。高灰份的煤层，其放射性强度甚至可能会比围岩还高。次生的放射性元素往往被吸附在矿物杂质微小颗粒的表面。当煤的灰分增高（即其矿物杂质含量增加）时，放射性含量也增

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