Download Đề cương ôn tập môn ĐỊA VẬT LÝ ĐẠI CƯƠNG Trường Đại Học Mỏ Địa Chất Hà Nội

Download Đề cương ôn tập môn ĐỊA VẬT LÝ ĐẠI CƯƠNG Trường Đại Học Mỏ Địa Chất Hà Nội Câu1.Hãy trình bày về trường DVL,nguồn trường,trường bình thường và trường bất thườngDVL?cho ví dụ? A Trường dvl là khoảng không gian bên trên,bên trong Quả đất mà trong đó tồn tại các tác dụng vật lý.Nói khác đi,trong trường dvl,mọi vật thể địa chất,đất đá ... đều chịu các tác dụng vật lý. Trong dvl,người ta chia ra hai loại trường:trường dvl tự nhiên và trường dvl nhân tạo + trường tự nhiên là trường dvl có sẵn trong tự nhiên.VD:trường trọng lực, trường từ,trường điện tự nhiên ,trường nhiệt tự nhiên... +trường nhân tạo là trường dvl do con người tạo ra.VD:trường điện nhân tạo,trường dao động đàn hồi(trường địa chấn)... Sự phân chia này chỉ mang tính tương đối b> nguồn trường dvl bao gồm các yếu tố, các vật thể địa chất mà dưới tác dụng của tự nhiên hay nhân tạo thì nó sinh ra 1 trường địa vật lý c>trường bình thường là trường dvl do môi trường địa chấn đồng nhất về 1 tính chất vật lý nào đó gây ra.VD:trường điện của ngồn điểm trong môi trường dẫn điện đồng nhất, trường trọng lực trong môi trường trọng lực trong môi trường đất đá phân lớp phẳng song song trường bất thường là trường dvl do các đối tượng địa chất có tính vật lý khác vs môi trường vây quanh gây ra.VD: trường điện của nguồn điểm trong môi trường chứa các vật thể có điện trở suất khác biệt vs môi trường vây quanh, trường trọng lực của môi trường đất đá phân lớp không nằm ngang hoặc chứa 1 vật thể (hình cầu,hình trụ) có mật độ khác vs môi trường vây quanh. trường bất thường do các yếu tố địa chất có tham số vật lý , hình dạng ,kích thước, chiều sâu thế nằm khác nhau gây ra thì có hình dáng,biên độ khác nhau.

Câu1.Hãy trình bày trường DVL,nguồn trường,trường bình thường trường bất thườngDVL?cho ví dụ? A - Trường dvl khoảng không gian bên trên,bên Quả đất mà tồn tác dụng vật lý.Nói khác đi,trong trường dvl,mọi vật thể địa chất,đất đá chịu tác dụng vật lý Trong dvl,người ta chia hai loại trường:trường dvl tự nhiên trường dvl nhân tạo + trường tự nhiên trường dvl có sẵn tự nhiên.VD:trường trọng lực, trường từ,trường điện tự nhiên ,trường nhiệt tự nhiên +trường nhân tạo trường dvl người tạo ra.VD:trường điện nhân tạo,trường dao động đàn hồi(trường địa chấn) Sự phân chia mang tính tương đối b> nguồn trường dvl bao gồm yếu tố, vật thể địa chất mà tác dụng tự nhiên hay nhân tạo sinh trường địa vật lý c>trường bình thường trường dvl môi trường địa chấn đồng tính chất vật lý gây ra.VD:trường điện ngồn điểm môi trường dẫn điện đồng nhất, trường trọng lực môi trường trọng lực môi trường đất đá phân lớp phẳng song song trường bất thường trường dvl đối tượng địa chất có tính vật lý khác vs mơi trường vây quanh gây ra.VD: trường điện nguồn điểm mơi trường chứa vật thể có điện trở suất khác biệt vs môi trường vây quanh, trường trọng lực môi trường đất đá phân lớp không nằm ngang chứa vật thể (hình cầu,hình trụ) có mật độ khác vs môi trường vây quanh /trường bất thường yếu tố địa chất có tham số vật lý , hình dạng ,kích thước, chiều sâu nằm khác gây có hình dáng,biên độ khác Câu 2:.hãy trình bày tốn thuận,bài tốn nghịch DVL?cho ví dụ A/ tốn thuận dvl toán giả sử biết yếu tố địa chất gây nên trường(như hình dạng,kích thước,chiều sâu nằm,tính chất vật lý, )phải khảo sát (tính tốn,biểu diễn)sự phân bố trường dvl đối tượng gây mặt đất Đặc điểm toán thuận toán đơn nghiệm,tức la ứng vs giả thiết cấu trúc địa chất có cách phân bố trường dvl tương ứng B/bài toán ngược dvl toán giả sử biết phân bố trường dvl mặt đất(trên diện tích tuyến quan sát)phải xác định hình dạng, kích thước, chiều sâu nằm,tính chất vật lý đối tượng địa chất gây nên trường Đặc điểm toán ngược toán đa nghiệm,nghĩa ứng vs mốtự phân bố trường vật lýthì có nhiều mơ hình tương ứng khác cấu trúc địa chất (hình dạng,kích thước,chiều sâu nằm,tính vật lý) đối tượng việc giải thích địa chất kết dvl phức tạp, đơi lời giải gần đúng.phải chọn kiểu giải thích gần vs thực tế.điều thực ta có nhiều thơngng tin đối tượng nghiên cứu.VD: đặc điẻm cấu kiến tạo,các tham số vật lý,điều kiện thủy địa chất, vùng nghiên cứu.nói khác,chỉ hiểu sâu sắc tình hình địa chất vùng cơng tác giải thích cách thỏa đáng kết nghiên cứu phương pháp dcl.địi hỏi phải có phối hợp công tác nhà địa chất địa vật lý Câu3.Cơ sở vật lý địa chất phương pháp thăm dò trọng lực?điều kiện phạm vi ứng dụng phương pháp thăm dò trọng lực? Điều kiện áp dụng phương pháp trọng lực Qua ví dụ ta khái quát điều kiện cần thiết để áp dụng phương pháp trọng lực địa chất : + Đối tượng khảo sát phải có mật độ khác biệt rõ ràng so vs môi trường vây quanh.Sự khác biệt nhiều kết nghiên cứu xác + Mặt ranh giới phân chia mật độ đối tượng khảo sát môi trường vây quanh phải có biến đổi, uốn lượn định khơng phải mặt phẳng nằm ngang Cả điều kiện phải thỏa mãn đến mức đọ định cho vs độ xác máy đo phát dị thường đối tượng gây ra.VD: σdư >0,1g/cm3,kích thước đối tượng đủ lớn Phạm vi ứng dụng thăm dò trọng lực phương pháp thăm dò trọng lực ứng dụng để dụng để giải số nhiệm vụ địa chất sau: Phân vùng kiến tạo:xác định miền nền,miền địa máng yếu tố kiến tạo lớn vùng nghiên cứu Nghiên cứu cấu trúc vỏ Quả đất, làm sáng tỏ hình dạng Quả đất, chiều dày vỏ mật độ trung bình Tìm kiếm thăm dị loại khống sản có mật độ khác vs đất đá vây quanh than,muối,sắt ,dầu khí, Trong lĩnh vực địa chất thủy văn_cơng trình,chủ yếu phát nghiên cứu cấu tạo liên quan vs nhiệm vụ sau: • làm sáng tỏ cấu tạo liên quan đến hình dạng móng đá gốc ,phân chia lớp vỏ phong hóa lớp phủ • Nghiên cứu cấu tạo có kích thước khơng lớn,nằm khơng sâu thành tạo trầm tích • xác định vị trí đới phà hủy, theo dõi phương vỉa chúng • tìm kiếm lịng sơng cổ,thung lũng ngầm năm gần người ta đo trọng lực xáccao cơng trình khai đào để nghiên cứu đặc điểm nằm tầng đất đá,xác định mật độ trung bình điểm mức khác nghiên cứu đới phá hủy nhỏ khu vực xây dựng cơng trình lớn, theo dõi đới biến đổi khu vực khai thác hầm lò,nơi xây dựng cơng trình giao thơng,khảo sát vùng dẫn đến tai biến,theo dõi vùng có khả sụt nở lớn Những vấn để liên quan mật thiết đến ĐCCT ĐCTV Câu 4:Hãy trình bày công tác xử lý số liệu hiệu chỉnh trọng lực? giá trị trọng lực đo quy xem đo mặt geoit Câu 5:Cơ sở vật lý địa chất phương pháp thăm dò từ?Phạm vi ứng dụng thăm dò từ?  Khối từ cực từ Một cách gần coi Quả đất cầu bị nhiễm từ sinh trường địa từ - trường từ Quả đất  Lực từ (Định luật Culong) m , m khối từ cực, r khoảng cách chúng, µ độ từ thẩm  Cường độ trường từ  Thế từ: công thực để dịch chuyển đơn vị khối từ (+) từ điểm xa vô  Đơn vị đo cảm ứng từ: -9  Hệ SI: Tesla (T); nanotesla (nT) 1nT=10 T  Hệ CGS: Gaus (G), gamma (γ) 1γ=1nT  Độ từ hóa (J) Đặc trưng đặc trưng cho mức độ từ hóa vật thể nhiễm từ, mô men từ đơn vị thể tích vật thể bị từ hóa tác dụng trường từ bên  Độ cảm từ χ Đặc trưng cho khả nhiễm từ vật thể khác Dựa vào độ cảm từ χ, người ta chia đất đá, khoáng vật, quặng thành nhóm:  Nhóm nghịch từ: đất đá có độ cảm từ χ âm nhỏ, khoảng vài đơn -6 vị 10 CGS nhóm thuận từ Hướng từ hố chúng ngược chiều với hướng trường từ bên Những đất đá, khống vật thuộc nhóm gồm: thạch cao, thạch anh, muối mỏ, can xit, dầu mỏ, grafit, vàng, bạc, chì -6  Nhóm thuận từ: đất đá có độ cảm từ χ > khơng lớn (n÷n100)10 CGS, phần lớn đất đá trầm tích, biến chất, macma thuộc nhóm này, ví dụ nhơm, platin, mangan Nhóm sắt từ: đất đá, khống vật có độ cảm từ χ > lớn (n100 -6 ÷n100000)10 CGS Các khống vật sắt từ gồm: manhetit, titanomanhetit, inmenit,pirotin Độ cảm từ χ hầu hết đất đá phụ thuộc trước hết vào tỷ lệ khống vật sắt từ có chúng  Đất đá trầm tích có từ tính yếu, trừ số loại sét, cát kết đá trầm tích khơng có từ tính  Đá magma có từ tính tăng dần từ axit đến mafic siêu mafic  Đá magma xâm nhập có từ tính cao đá phun trào tương ứng  Đá biến chất có từ tính khác nhau, thường có độ cảm từ thấp so với magma  Độ từ hóa cảm ứng từ hóa dư (J)  Dưới tác dụng trường từ bên ngoài, đất đá bị nhiễm từ, từ hóa cảm ứng (Ji)  Độ từ hóa dư (Jr) hình thành chủ yếu yếu tố nhiệt VD đá magma có chứa khống vật sắt từ, lúc hình thành nhiệt độ cao (lớn nhiệt điểm Quiri), sau nguội dần chịu ảnh hưởng trường từ ngồi lúc Độ từ hoá dư độ từ hoá đất đá cịn giữ lại thời kỳ thành tạo Như nghiên cứu biết thay đổi trường địa từ từ trước đến nay, xác định nguồn gốc sinh thành, tuổi lịch sử phát triển địa chất đất đá Đây sở ngành cổ địa từ 2.3 Trường từ đất – Trường địa từ 2.3.1 Các yếu tố trường địa từ  • Cường độ trường từ tồn phần T • • • • • • Thành phần nằm ngang H , phương H trùng với phương kinh tuyến từ Thành phần thẳng đứng Z Thành phần bắc (hay nam) X Thành phần đông (hay tây) Y Góc lệch từ D (cịn gọi độ từ thiên) Góc nghiêng từ I (cịn gọi độ từ khuynh • Trường từ đất coi cầu bị từ hố đồng có cường độ T • Trường từ lục địa có độ nhiễm từ khác cao hẳn so với đại dương có cường độ T • Trường từ vật thể địa chất cỡ lớn có độ nhiễm từ cao có cường độ T • Trường từ đối tượng địa chất tương đối nhỏ có cường độ T • Trường từ biến thiên theo thời gian δT Như •  Trường từ bình thường điểm trường tổng cộng cầu bị từ hoá đồng cường độ trường từ lục địa Do trường từ bất thường hiệu số (gia số) giá trị trường từ toàn phần với trường bình thường 2.3.3 Sự biến đổi trường địa từ theo thời gian  Biến thiên kỷ q trình xảy bên lịng Quả đất  Các biến thiên theo chu kỳ hàng chục năm liên quan đến hoạt động mặt trời  Biến thiên có chu kỳ ngày đêm biên độ cỡ vài chục γ Loại biến thiên phụ thuộc vào vĩ độ, mùa, liên quan đến hoạt động mặt trời dòng tầng ion Phạm vi ứng dụng thăm dị từ Tìm kiếm loại quặng khống vật có từ tính.Đặc điểm có giá trị lớn phát quặng manhetit hay số quặng khác Nghiên cứu đặc điểm nằm thành phần móng kết tinh tìm kiếm thể magma xâm nhập chủ yếu mafic,siêu mafic.trong số trường hợp phát đá macma axit Đo vẽ đồ địa chất có phát triển đất đá từ tính mạnh.có thể dùng phương pháp từ để theo dõi đới tiếp xúc,các phá hủy kiến tạo vùng phát triển đất đá macma mafic Tìm kiếm lịng sơng cổ,các thung lũng bị trơn vùi,các hang động cactơ nơi có lắng đọng khống vật sắt từ khác vs mơi trường xung quanh Ngồi cịn áp dụng thăm dị từ để nghiên cứu hướng phát triển khe nứt,tính phân phiến đá gốc điều kiện tích tụ trầm tích ĐỆ TỨ Câu 6:Hãy trình bày tính chất điện môi trường đất đá? 3.2.1 Điện trở suất đất đá Điện trở suất loại đất đá giá trị điện trở 1m đá có dịng điện chạy qua theo phương thẳng góc với mặt khối đất đá Trong đó: R - điện trở tính ơm (Ω) S - tiết diện tính mét vng (m ) l - chiều dài tính mét (m) ρ - điện trở suất (Ωm) 3.2.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến điện trở Suất đất đá Điện trở suất đất đá phụ thuộc vào:  Thành phần thạch học đất đá  Độ rỗng, độ bão hịa nước điện trở nước bão hồ lỗ rỗng khe nứt đất đá  Đặc điểm cấu trúc đất đá hình dạng, kích thước, khối lượng hạt…  Điện trở suất đất đá chịu ảnh hưởng nhiệt độ Khi nhiệt độ tăng lên, độ linh động ion điện tử tăng (trong giới hạn tăng không lớn lắm), nói chung điện trở suất đất đá giảm Hướng: điện trở suất đo dọc theo vỉa theo lớp nhỏ điện trở suất đo theo phương thẳng góc với mặt lớp 3.2.3 Các hoạt động điện hoá đất đá Trường điện tự nhiên xuất hoạt động:  Hoạt động oxy hoá- khử Thường xảy đất đá có chứa nhiều khống vật thuộc nhóm sulfit Q trình oxy hố- khử gây tượng trao đổi điện tử hình thành trường điện tự nhiên  Hoạt động thấm lọc Các loại đất đá trầm tích thường chứa loại dung dịch muối khoáng Các dung dịch tồn di chuyển mao quản đất đá Sự di chuyển gọi trình thấm lọc Sự thấm lọc dung dịch mao quản đất đá gây nên phân dị ion trái dấu để tạo trường điện tự nhiên  Hoạt động hấp phụ- Khuếch tán Khi hai loại đất đá có chứa dung dịch với nồng độ khác nhau, mà tiếp xúc với xảy tượng khuếch tán ion từ nơi có nồng độ cao sang nơi có nồng độ thấp Trong q trình khuếch tán , độ linh động ion âm dương khác môi trường xảy phân dị ion trái dấu để hình thành trường điện tự nhiên 3.2.4 Tính phân cực đất đá Khi phóng dịng điện qua điện cực A, B hai điểm M, N mặt đất đo hiệu ∆U , sau ngắt dịng phát hiệu ∆U MN MN không giảm không mà giảm dần theo quy luật hàm số mũ Hiệu đo sau ngắt dòng phát khoảng thời gian gọi hiệu phân cực ∆U PC Câu 7:trường điện bình thường điện cực-cơ sở vật lý-địa chất phương pháp điện trở? điện trở suất biểu kiến Trường điện nguồn điểm Khi phát dịng điện vào mơi trường làm xuất trường điện có mặt đẳng hình bán cầu có tâm trùng với điểm A Trên mặt đất điểm quan sát M có điện U điện cực A gây ra.p=const Trường điện thường hai điện cực tạo 3.3.2 Điện trở suất biểu kiến  Tướng địa chấn không gian chiều  Dạng lấp đầy: lấp đầy địa hình lõm  - Lấp đầy kênh  - Lấp đầy hố trũng  - Lấp đầy sườn dốc  - Lấp đầy nếp lõm  Dạng gò đồi:  - Dạng tấm, nêm, đê  - Dạng thấu kính e Xác định đứt gãy kiến tạo dựa vào dấu hiệu  tồn vùng sóng  trục đồng pha, mặt phản xạ bị dịch chuyển có hệ thống  xuất sóng tán xạ mép đứt gãy f Thành lập đồ địa chất  đồ đẳng thời  đồ đẳng dày  đồ phân bố tướng địa chấn  đường cong thay đổi mực nước biển g hình thành quan điểm địa chất  quan điểm địa tầng trầm tích xác định ranh giới tuổi địa tầng  quan điểm tướng mơi trường trầm tích biến đổi phân vùng tướng địa chấn liên quan đến tướng thạch học, đặc điểm mơi trường trầm tích  quan điểm cấu kiến tạo qui luật phát triển đứt gãy, biến đổi tướng, đặc điểm bất chỉnh hợp  quan điểm tiềm dầu khí (phạm vi ứng dụng) Phương pháp địa chấn phản xạ cho phép nghiên cứu tỷ mỷ lát cắt địa chấn vs độ xác cao sử dụng hiệu việc nghiên cứu cấu tạo phục vụ tìm kiếm dầu khí.phương pháp có khả nghiên cứu từ độ sâu vài trăm đến vài ngàn mét Hiện phương pháp địa chấn phân giải cao áp dụng có hiệu để nghiên cứu tỷ mỉ phần nông lát cắt địa chấn nhằm giải nhiệm vụ địa chấn cơng trình áp dụng rộng rãi nhằm nâng cao khả áp dụng phương pháp địa chấn phẩn xạ để giải nhiệm vụ địa chấn cơng trình thủy văn điều kiện thuận lợi để áp dụng phương pháp địa chấn phản xạ môi trường tồn mặt ranh giới phân chia mơi trường có khác biệt rõ rệt trở sóng,mặt ranh giới phân bố rộng tồn vùng tham số đàn hồi lớp thay đổi theo phương nằm ngang Câu 15:Hãy trình bày phương pháp địa chấn khúc xạ (BĐTK sóng khúc xạ cơng tác thực địa,phân tích tài liệu,phạm vi ứng dụng) Biểu đồ thời khoảng sóng khúc xạ • Qua kết tính tốn rút nhận xét là:  Khi mặt ranh giới phẳng, BĐTK sóng khúc xạ đoạn thẳng, đường kéo dài chúng cắt giá trị t Khi mặt ranh giới cong, hệ số góc BĐTK thay đổi theo góc nghiêng mặt ranh giới dạng BĐTK đường cong phụ thuộc vào hình dạng mặt ranh giới  Sóng khúc xạ xuất cách điểm nổ khoảng định Tại điểm đầu, thời gian xuất sóng phản xạ sóng khúc xạ nên BĐTK sóng phản xạ sóng khúc xạ tiếp xúc với  Nếu góc nghiêng ϕ lớn (ϕ > 90 - i) tia sóng khúc xạ khơng có khả quay trở mặt quan sát Phân tích tài liệu địa chấn khúc xạ • Liên kết sóng khúc xạ Đối với sóng đầu đến sớm sóng khác tiến hành liên kết đầu sóng, cịn sóng khúc xạ đến chậm sóng khác nên khơng theo dõi đầu sóng mà phải liên kết đỉnh cực trị dao động, gọi liên kết pha sóng • Tính tốc độ Để xây dựng mặt ranh giới khúc xạ cần tính tốc độ trung bình lớp phía mặt ranh giới (v ) tốc độ sóng trượt phía mặt ranh giới (v ) tb rg  Việc xác định v dựa vào phân tích tài liệu địa chấn phản xạ địa tb chấn giếng khoan  Phương pháp biểu đồ thời khoảng hiệu xác định v rg  Xây dựng mặt ranh giới khúc xạ Phương pháp trung bình số học (t0) Công tác thực địa Để tiến hành phương pháp địa chấn khúc xạ,cần bố trí tuyến quan sát chọn điều kiện phát sóng lựa chọn tham số ghj sóng Khi điểm nổ cà điểm quan sát sóng nằm đường thẳng gọi tuyến dọc.mối quan hệ điểm nổ điểm quan sát xác định hệ quan sát địa chấn khúc xạ thường dùng quan sát giao đuổi để đảm bảo theo dõi sóng đến từ mặt ranh giới cách tin tưởng đặc điểm hệ quan sát sóng khúc xạ chặng máy phải đặt xa nguồn nổ khoảng xác định để đẩm bảo ghi sóng từ mặt ranh giới khác việc lựa chọn điều kiện phát sóng tùy thuộc vào độ sâu nghiên cứu môi trường địa chất đặc biệt chiều dày vs đới tốc độ nhỏ Khi tiến hành thăm dị địa chấn mơi trường nước sử dụng nguồn khí nén nổ hỗn hợp khí nguồn điện thủy lực.trong nguồn nguồn khí kích thích dao động tần thấp nên dùng để nghiên cứu phần sâu lát cắt.loại nguồn điện thủy lực kích thích dạo động tần cao nên thường sử dụng để nghiên cứu lát cắt nơng vs độ xác cao địa chất cơng trình nói chung lát cắt số mặt ranh giới khúc xạ khơng nhiều nên việc ghi sóng khúc xạ thuận lợi không cần sử dụng phận tự động điều chỉnh biên độ khuếch đại phạm vi ứng dụng phương pháp địa chấn khúc xạ áp dụng điều kiện môi trường địa chất có mặt ranh giới thỏa mãn điều kiện Vi+1>Vi.phương pháp có khả nghiên cứu độ sâu lớn từ vài kilomet đến hàng chục kilomét xác định mặt móng kết tinh nghiên cứu cấu tạo tìm kiếm dầu khí.mặt khác, phương pháp địa chấn khúc xạ cịn sử dụng có hiệu nghiên cứu địa chất cơng trình vs độ sâu nghiên cứu nhỏ từ vài mét đến vài chục mét để khảo sát địa hình đá gốc,đáy thung lũng ngầm Câu 16:cơ sở vật lý địa chất phương pháp thăm dị phóng xạ (hiện tượng phóng xạ, quy luật phân rã,các tương tác xạ phóng xạ vs vật chất,tính phóng xạ đất đá,nước khơng khí)phạm vi ứng dụng thăm dị phóng xạ Hiện tượng phóng xạ Hiện tượng phóng xạ q trình hạt nhân nguyên tử số nguyên tử tự phân rã biến đổi thành hạt nhân nguyên tử nguyên tố khác, chuyển trạng thái lượng ban đầu trạng thái lượng thấp hơn, bền vững kèm theo phát lượng dạng hạt α, β xạ γ • Phân rã α A (A-4) X → Y + He Z (Z-2) 94Pu 240 236 → 92U + 2He Bức xạ α: - dòng hạt nhân nguyên tử Heli mang điện dương lượng hạt α tách khỏi hạt nhân lớn (8 – 10 MeV) - tốc độ chuyển động hạt α nằm khoảng 1,42.10 cm/s đến 2,5.10 cm/s - khả ion hố mạnh tốc độ giảm nhanh khả đâm xuyên yếu Sự phân rã Beta (β) - Chùm hạt điện tử pozitron gọi xạ (tia) β - Năng lượng hạt nhân β thay đổi phạm vi rộng Tốc độ chuyển động xấp xỉ tốc độ ánh sáng - Đặc điểm xạ β: tia β có khả ion hố chất khí so với xạ α, riêng khả đâm xuyên lớn - Bức xạ gama (γ) - - Bức xạ gama xạ điện từ, tần số cao, vừa có tính chất sóng, vừa có tính chất hạt, khơng mang điện khơng có khối lượng đứng yên - Năng lượng xạ gama thay đổi phụ thuộc hạt nhân nguyên tố khác (0,05 ÷ 3Mev) - Đặc điểm xạ gama: Bức xạ gama có khả ion hoá khả đâm xuyên lớn - a?Quy luật phân rã phóng xạ - D Quy luật phân rã phóng xạ A X → B Y + (A-B) W Z1 (Z-Z1)  Quy luật phân rã phóng xạ khơng phụ thuộc vào điều kiện khách quan bên ngồi Trong q trình phân rã phóng xạ, số lượng nguyên tử nguyên tố giảm dần theo quy luật địnhãy phóng xạ Z Số nguyên tử bị phân rã dN khoảng thời gian t đến t+dt tỉ lệ với số nguyên tử N thời điểm t khoảng thời gian phân rã dt • Dạng vi phân định luật phân rã phóng xạ • • Dạng tích phân  Số lượng ngun tử nguyên tố phóng xạ suy giảm theo qui luật hàm mũ  Qui luật phân rã phóng xạ phụ thuộc vào số phân rã (λ) Đặc trưng cho xác suất phân rã nguyên tử nguyên tố đơn vị thời gian  Thời gian sống trung bình nguyên tử đại lượng tỉ lệ nghịch với số phân rã Chu kỳ bán rã Sự phân rã phóng xạ dãy có tính chất chung sau:  Các nguyên tố đứng đầu dãy nguyên tố nặng, có chu kỳ bán 10 rã lớn khoảng từ 10 ÷10 năm  Ở khoảng dãy có chất phóng xạ thể khí Radon (Rn) Thoron (Tn), Atinon (An)  Cuối dãy chất bền vững khơng phóng xạ, đồng vị chì (Pb)  Trong dãy phóng xạ có biến đổi phát tia α tia β liên tiếp làm khối lượng A nguyên tử đồng vị dãy thay đổi theo qui luật A=4n+c, n số nguyên tử, c=2 (Uran), c=3 (Actini), c=0 (Thori) Tương tác xạ phóng xạvới vật chất Tương tác α Khi hạt α qua vật chất tương tác với điện tử nguyên tử  va chạm hạt α điện tử làm tách điện tử khỏi quỹ đạo trở thành điện tử tự gọi ion hố  điện tử khơng bị tách thành điện tử tự mà bị kích thích đến mức lượng cao tượng kích thích  hạt α gây phản ứng hạt nhân sinh notron Tương tác β Khi hạt β qua vật chất gây tượng ion hố, kích thích tán xạ xạ hãm  Sự tán xạ làm lệch hướng chuyển động hạt β, khiến cho hành trình chuyển động hạt β lớn so quãng đường xuyên qua  Bức xạ hãm làm hạt β bị cản trở, tốc độ giảm đột ngột, phần động xạ dạng xạ điện từ  Tương tác γ  Khi qua vật chất, xạ γ tương tác với nguyên tử, điện tử hạt nhân môi trường  Hiệu ứng quang điện Khi tia γ có lượng thấp vào mơi trường vật chất chúng tương tác với điện tử truyền toàn lượng cho điện tử Các điện tử bị tách khỏi nguyên tử tạo thành quang điện tử, cịn xạ γ bị hấp thụ hồn toàn  Hiệu ứng compton Khi lượng xạ γ tăng lên, sau va chạm xạ γ truyền phần lượng cho điện tử, điện tử bị bắn khỏi nguyên tử với góc đổ định gọi điện tử compton xạ γ bị giảm lượng chuyển động theo góc tán xạ khác  Hiệu ứng tạo cặp Khi xạ γ có lượng cao (E >1,02 MeV) chúng tương tác với hạt nhân γ nguyên tử vật chất, bị hoàn toàn lượng, từ hạt nhân bắn _ + cặp gồm điện tử (e ) pozitron (e ) Tương tác Notron Notron hạt khơng mang điện, có khối lượng có khả đâm xuyên lớn Khi hạt Notron tương tác với vật chất, tuỳ vào mức lượng chúng mà phân chia loại nơtron sau:  Notron nhanh có E > 0,5 MeV  Notron trung gian có 1KeV< E < 0,5 MeV  Notron chậm có E < 1KeV  Notron nhiệt có E < 1KeV Khi Notron tương tác với môi trường vật chất thường xảy tượng tán xạ đàn hồi, tán xạ không đàn hồi phản ứng bắt giữ (hấp thụ)  Khi tán xạ đàn hồi, notron truyền phần lượng cho hạt nhân nguyên tử tạo thành hạt nhân giật lùi  Khi tán xạ không đàn hồi, notron bị lượng nhiều, chúng kích thích hạt nhân ngun tử, sau phát xạ notron lượng tử Tính phóng xạ đất, đá, nước, khơng khí Đá magma  Các ngun tố Uran, Thori phân bố phổ biến đá magma dạng xâm tán Phần lớn Uran nằm khoáng sàng có nguồn gốc nhiệt dịch, cịn Thori chủ yếu nằm mạch pecmatit  Các thể magma xâm nhập nhỏ trẻ có tính phóng xạ cao, vùng tiếp xúc, đai cơ, đới biến đổi nhiệt dịch, đới cà nát đứt gãy… thường có nồng độ nguyên tố phóng xạ cao b Đá trầm tích  Đá phiến sét, sét có tính phóng xạ cao Các loại trầm tích thuỷ hố Cacbonat, than, cát, thạch anh…có tính phóng xạ yếu Cát kết có hàm lượng phóng xạ thay đổi phạm vi rộng  Do đặc điểm địa hoá Uran Thori khác nên Uran thường tập trung đá sét Thori tập trung cát kết Uran dễ hoà tan nên thường bị vận chuyển đến tập trung khống sàng trầm tích cịn Thori khơng hồ tan nên tập trung sa khoáng c Đá biến chất Qui luật phân bố nguyên tố phóng xạ đá biến chất phức tạp, phụ thuộc vào thành phần đất đá trước biến chất mức độ biến chất Phạm vi ứng dụngcủa phương pháp phóng xạ Phục vụ giải nhiệm vụ địa chất • Áp dụng tìm kiếm thăm dị mỏ phóng xạ, khơng phóng xạ • Phục vụ nghiên cứu địa chất thuỷ văn - cơng trình • Nghiên cứu mơi trường (mơi trường phóng xạ) Câu 17:các phương pháp thăm dị phóng xạ?phạm vi ứng dụng? • 5.4.1 Phương pháp đo mẫu phóng xạ Nhằm xác định hàm lượng nguyên tố phóng xạ mẫu đất đá quặng  Nguyên tắc chung phương pháp so sánh độ phóng xạ mẫu với mẫu chuẩn biết trước hàm lượng 5.4.2 Phương pháp gamma tổng a Phương pháp đo gamma hàng không  Phương pháp tiến hành máy đo có độ nhạy cao quán tính nhỏ đặt máy bay  Cường độ xạ γ thu phụ thuộc vào hàm lượng thành phần nguyên tố phóng xạ đất đá, vào chiều dày lớp phủ, vào chiều cao bay hình dạng địa hình  Các tuyến bay bố trí vng góc với phương trải đối tượng khảo sát Cường độ xạ γ ghi liên tục bay  Khi phân tích tài liệu cần hiệu chỉnh kết đo đạc coi đo mặt đất (h=0), sau tiến hành thành lập đồ đẳng trị γ Để xác định vùng có dị thường cần phải kiểm tra phương pháp đo phóng xạ mặt đất b Phương pháp đo gamma mặt đất  Đo xạ gamma tổng để nghiên cứu chi tiết đối tượng nằm nông nghiên cứu môi trường  Phương pháp áp dụng có hiệu vùng đá lộ có lớp phủ mỏng (0,1 MeV nhiệt: eV