Все о геологии :: на главную страницу! Геовикипедия 
wiki.web.ru 
Поиск  
  Rambler's Top100 Service
 Главная страница  Конференции: Календарь / Материалы  Каталог ссылок    Словарь       Форумы        В помощь студенту     Последние поступления
   Геология >> Геоэкология >> Экологическая геология | Тезисы
 Обсудить в форуме  Добавить новое сообщение

Научная конференция ЛОМОНОСОВСКИЕ ЧТЕНИЯ, ноябрь 2011 года
СЕКЦИЯ ГЕОЛОГИЯ

содержание
ТЕПЛОПРОВОДНЫЕ СВОЙСТВА ВУЛКАНИЧЕСКИХ ШЛАКОВ И ПЕПЛОВ КАМЧАТКИ
Е.П Кузнецова, Р.Г. Мотенко
Рис. 1. Зависимость коэффициента теплопроводности (λ) от степени влажности (Sr) для исследуемых вулканических шлаков и пеплов в талом (а) и мерзлом (б) состоянии

Без знания теплофизических характеристик грунтов, которые входят во многие расчетные формулы для нахождения температурного поля, теплопотоков и т.д., невозможно описать процессы теплообмена, происходящие в талых, мерзлых, промерзающих и протаивающих горных породах. К сожалению, теплофизические свойства дисперсных вулканических пород Камчатки изучены крайне слабо. Имеющиеся данные касаются в основном пород с жёсткими связями или находящихся в талом состоянии. Для мёрзлых пород информации практически нет.

Были исследованы вулканические шлаки и пеплы, отобранные в районе Ключевской группы вулканов на Камчатке. Возраст пород варьировал от 35 до 9000 лет. Пробы отбирались на разных высотах: от 300 до 1630 м. Глубины отбора находились в диапазоне от 0,2 до 5 м. Значения естественной влажности варьировали от 13 до 67%, плотности - от 0,9 до 1,9 г/см3. По ГОСТ 25100-95 все пеплы относятся к пескам пылеватым. Спектры ИК-поглощения позволили состав пеплов, у которых стекло основного (базальтового и андезитового) состава, диагностировать как аллофан, а состав образцов, у которых стекло кислого (риолитового) состава, - как опал (Kuznetsova et al., 2010; Кузнецова и др., 2011). Аллофан является продуктом преобразования вулканического стекла и относится к аморфным алюмосиликатам.

Для определения теплопроводных характеристик исследуемых пород в лабораторных условиях использовались метод регулярного режима I рода, для определения теплоемкости скелета грунта - метод монотонного разогрева на измерителе ИТ-С-400 (Методы..., 2004).

Значения коэффициентов теплопроводности для шлаков и пеплов при фиксированных значениях влажности и плотности близки, что объясняется пониженными значениями теплопроводности более пористых шлаков. С ростом влажности от 0 до 80 % и плотности скелета от 0,7 до 1,7 г/см3 коэффициент теплопроводности λ закономерно увеличивается от 0,13 до 1,0 Вт/(м*К) в талом и от 0,14 до 1,27 Вт/(м*К) в мерзлом состояниях. Для сухих вулканических шлаков и пеплов λ находится в пределах 0,13-0,17 Вт/(м*К) (Мотенко, Кузнецова, 2011).

Теплопроводные характеристики для мерзлых вулканогенно-обломочных пород (шлаков и пеплов) значительно ниже, чем для песков осадочного генезиса, что объясняется появлением в них незамерзшей воды, формой частиц, а также меньшими значениями коэффициентов теплопроводности аморфных компонентов породы, величина которых уменьшается с понижением температуры.

Все полученные экспериментальные данные по теплопроводности для исследованных пород были обобщены в виде зависимостей коэффициента теплопроводности от степени влажности Sr для талого и мерзлого состояния (рис. 1).

Для практического использования коэффициенты теплопроводности можно рассчитать по формулам:
- для пеплов со стеклом кислого состава (содержат опал):
λт = 1,251 *Sr2 - 0,065 *Sr + 0,219 R2 = 0,92,
λм = 1,193 *Sr + 0,153 R2 = 0,95,
- для пеплов со стеклом основного состава (содержат аллофан):
λт = 0,138 *Sr2 + 0,562 *Sr + 0,154 R2 = 0,9,
λм = 0,895 *Sr + 0,142 R2 = 0,96.

Значения теплопроводности при фиксированных значениях степени влажности выше у пеплов, состав которых был определен как опал, чем у пеплов аллофанового состава.

Литература:
1. Кузнецова Е.П., Мотенко Р.Г., Вигасина М.Ф., Мельчакова Л.В. Связь минерального состава и скорости преобразования вулканического стекла // Мат-лы первого Российского совещания "Глины 2011". 2011. C.75-76.
2. Методы геокриологических исследований, под ред. Ершова Э.Д.. М.:изд-во МГУ, 2004. 512 с.
3. Мотенко Р.Г., Кузнецова Е.П.. Роль содержания льда и незамерзшей воды при оценке теплопроводности вулканических пеплов (Камчатка) // Лед и снег. 2011. N2, c. 99-104.
4. Kuznetsova E.P., Motenko R.G., Vigasina L.V., Melchakova L.V. Allophane and palagonite as the product of volcanic glass alteration of different ages // Geochimica et Cosmochimica Acta, volume 74, issue 11, supplement 1, Knoxville, Tennessee. 2010. P. 551.


 См. также
ТезисыТезисы научной конференции ЛОМОНОСОВСКИЕ ЧТЕНИЯ Апрель 2003 года, Секция ГЕОЛОГИЯ
ТезисыТезисы научной конференции ЛОМОНОСОВСКИЕ ЧТЕНИЯ 2004 года, Секция ГЕОЛОГИЯ
ТезисыГеохимия литогидросферы. Некоторые результаты изучения пограничных морей России. Ю.Н.Гурский: Тезисы научной конференции ЛОМОНОСОВСКИЕ ЧТЕНИЯ 2004 года, Секция ГЕОЛОГИЯ
ТезисыСимплектиты клинопироксена и плагиоклаза в гранат-клинопироксеновых породах Кольского полуострова: продукты реакций прогрессивного гранулитового метаморфизма или результат декомпрессионного разложения омфацита? В.О.Япаскурт, П.Ю.Плечов: Тезисы научной конференции ЛОМОНОСОВСКИЕ ЧТЕНИЯ 2004 года, Секция ГЕОЛОГИЯ
ТезисыГеомиграционное моделирование переноса микробов и вирусов в подземных водах. В.М. Шестаков, И.К. Невечеря: Тезисы научной конференции ЛОМОНОСОВСКИЕ ЧТЕНИЯ 2004 года, Секция ГЕОЛОГИЯ
ТезисыСтроение литосферы по Анголо-Бразильскому геотраверсу по сейсмическим данным. В. Б.Пийп, Р.М.Гылыжов, А.П.Тинакин : Тезисы научной конференции ЛОМОНОСОВСКИЕ ЧТЕНИЯ 2004 года, Секция ГЕОЛОГИЯ
ТезисыСостав метаморфизующих растворов на Парнокском железомарганцевом месторождении (Полярный Урал). Н.Н.Зыкин: Тезисы научной конференции ЛОМОНОСОВСКИЕ ЧТЕНИЯ 2004 года, Секция ГЕОЛОГИЯ

Проект осуществляется при поддержке:
Геологического факультета МГУ,
РФФИ
   
TopList Rambler's Top100