КОЛИЧЕСТВЕННЫЙ АНАЛИЗ МИКРОСТРУКТУРЫ ГОРНЫХ ПОРОД ПО ИХ
ИЗОБРАЖЕНИЯМ В РАСТРОВОМ ЭЛЕКТРОННОМ МИКРОСКОПЕ

Рис. 2а. Результаты количественного анализа микроструктуры образца лессовой породы: а - гистограмма распределения пор по эквивалентным диаметрам

Рис. 2б. Гистограмма распределения пор по фактору формы.

    Поровое пространство исследуемой породы представлено четырьмя категориями пор. Преобладают крупные межмикроагрегатные микропоры удлиненной формы с эквивалентными диаметрами 16-101 мкм, составляющие 51,2% от общей пористости (рис. 2, а, б ) (на вертикальной оси гистограмм рис. 2, а, б отложена плотность вероятности - статистический параметр, вычисляемый как отношение количества пор в i-м интервале N_i к общему количеству пор N и длине i-го интервала L). Фильтрационная проницаемость К = 3,35*10^-5 Дарси (рис. 2, в), что характерно для слабопроницаемых дисперсных пород, к которым относятся лёссы. Лессовая порода имеет среднеориентированную микроструктуру, о чем свидетельствует коэффициент ориентации К_а = 11,9% (рис. 2, г). Выявленные особенности микроструктуры лессовой породы, и прежде всего особенности порового пространства, в основном и определяют специфические прочностные и деформационные свойства этой породы.

Рис. 2в. Диаграмма долевого участия пор в фильтрации.

Рис. 2г. Роза ориентации структурных элементов.

    СТЕРЕОМЕТРИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ

    В соответствии с основным принципом стереологии (принцип Кавальери-Акера-Глаголева) для однородных структур пористость, измеренная по плоскому случайному сечению, должна соответствовать объемной пористости [6]. Однако при планиметрических измерениях пористости в реальных горных породах часто наблюдается существенное нарушение этого правила. Кроме того, такие микроструктурные характеристик, как высота микрорельефа, форма и характер поверхности структурных элементов, их сообщаемость, практически нельзя оценить по плоским сечениям с помощью планиметрических методов. Поэтому разработка метода трехмерной реконструкции микроструктуры по РЭМ-изображениям явилась бы хорошей возможностью решить многие из этих вопросов. Большую помощь здесь оказывают стереометрические методы, в основе которых лежит наблюдение стереоэффекта по стереоизображениям.
    Большая глубина фокуса и высокая разрешающая способность РЭМ позволяют эффективно использовать стереоскопическую съемку для получения объемного изображения микрорельефа исследуемой поверхности. При этом используются полутоновые изображения, получаемые в режиме вторичной электронной эмиссии.
    Методика получения стереопар в РЭМ заключается в повторной съемке одного и того же участка поверхности образца, наклоненного под разными (5-10°) углами по отношению к электронному зонду. Угол наклона чаще всего изменяют механически с помощью гониометрического столика РЭМ, однако если микроскоп снабжен специальным устройством, то стереоизображения могут быть получены и за счет наклона электронного зонда при фиксированном положении образца [1]. Полученные таким образом РЭМ-стереоизображения имеют отличия, вызванные как различной освещенностью участков образца, так и некоторыми их смещениями за счет наклона образца при съемке. Если смещения происходят в горизонтальном направлении, то есть аналогично изображениям, передаваемым глазами в мозг человека, то исследователь может наблюдать устойчивый стереоэффект с помощью специального оптического устройства - стереоскопа, в котором каждому глазу оператора доступно изображение только одного снимка. Если смещения осуществляются по вертикали, то для создания эффекта параллакса оба изображения должны быть повернуты на 90°.  

Назад| Следующая страница