Пористость пород и методы ее определения

Пористость как характеристика горной породы является следствием наличия в ней пор. Поры по величине (диаметр пустот, мкм) подразделяют на: субкапиллярные — менее 0,2, капиллярные — 0,2...100, сверхкапиллярные — более 100. Кроме того, отдельно выделяют такие пустоты в породах, как трещины и каверны.
По происхождению поры делятся на первичные, формирующиеся при образовании пород, и вторичные, появившиеся в результате различных процессов метаморфизма, выщелачивания, перекристаллизации.
В зависимости от характера связи друг с другом и окружающей средой все поры разделяют на открытые и закрытые. Открытые (эффективные) поры — поры, сообщающиеся с окружающей средой (атмосферой), закрытые (изолированные) — не сообщающиеся с атмосферой.
По форме поры могут быть самого различного вида — каналовидные, щелевидные, ветвистые и т.д. Форма и размеры отдельных пор характеризуют форму порового пространства.
Общая пористость пород представляет собой суммарный относительный объем всех пор, выраженный в долях единицы или в процентах:

где Vп, Vпор и Vск — соответственно объем пор, объем всего образца и объем скелета породы, представленный минеральным веществом.
Пористость пород изменяется в очень широких пределах — от долей процента до 60% и более. Незначительная пористость характерна для магматических пород. Некоторые разновидности изверженных магматических пород (туфолавы, трахит) имеют пористость, равную 50—60%. Высокую пористость имеют осадочные породы. Значительна пористость также у выветрелых магматических пород.
Породы под давлением значительно уплотняются — происходит выжимание из пород газов, взаимное перемещение частиц, разрушение структуры. Поэтому породы, находящиеся на больших глубинах, а также метаморфизованные, имеют низкую пористость. Пористость во многих случаях может служить косвенной характеристикой некоторых других свойств пород, в частности, прочностных, акустических, теплофизических, когда речь идет о породах одной и той же литологической группы. Открытая пористость существенно характеризует влажность, влияние которой в свою очередь на ряд свойств значительно и не однозначно.
Общая пористость является расчетной характеристикой, величина которой без труда определяется, исходя из значений объемной плотности и плотности минерального скелета породы:

Открытую (эффективную) пористость можно определить по объему жидкости, вошедшей в поровое пространство. При этом объем образца определяется методом гидростатического взвешивания в той же жидкости. В качестве такой жидкости рекомендуется применять керосин. Он хорошо смачивает породы и легко проникает в мельчайшие поры.
Для определения открытой пористости отбирают образцы размером не менее 100 см3. Их тщательно очищают волосяной жесткой щеткой от выкрошившихся зерен, пыли, мелких осколков и высушивают в сушильном шкафу до постоянной массы при температуре 105—110° С.
К образцам подвязывают тонкую проволочку или капроновую нить и взвешивают, затем в течение 30 мин насыщают керосином. Для пород, не взаимодействующих с водой, насыщение пор можно проводить водой под вакуумом или путем кипячения.
После насыщения подвешенный к проволоке образец взвешивают в жидкости, затем тщательно вытирают фильтровальной бумагой и взвешивают вместе с проволокой в воздухе.
Открытую пористость рассчитывают по формуле

где m1 — масса сухого образца с проволокой; m2 — масса насыщенного жидкостью образца в воздухе; m3 — масса насыщенного жидкостью образца в жидкости.

---