Поверхностная проводимость глин

Глины и глинистые породы представляют собой предмет всестороннего изучения. Данные породы являются ключевыми компонентами в производстве бетона, буровых растворов и т.д. Формации глин также могут выступать в роли долгосрочных хранилищ радиоактивных отходов. Кроме того, изучение состояния глинистых толщ необходимо при проектировке и строительстве зданий и сооружений. Геологическая интерпретация данных электроразведки требует достоверных знаний об электрических свойствах глинистых пород, которые могут быть получены путём лабораторных экспериментов. Целью настоящего исследования является изучение электрических свойств различных типов глин на основе анализа поверхностной проводимости. С помощью метода спектральной вызванной поляризации мы изучили электрические свойства шести образцов глинистых смесей, содержащих три основные группы глинистых минералов: каолинита, иллита и смектитов. Дополнительная характеризация образцов проводилась с помощью рентгено-структурного анализа, измерений ёмкости катионного обмена, удельной поверхности и плотности твёрдой фазы. Мы показываем, что вещественная часть электропроводности глинистых смесей, изучаемых в данной работе, понижается с увеличением влажности. Такое поведение отвечает коллоидной “сверхпроводимости”. Исключением являются образцы, содержащие каолинит, где электропроводность практически не меняется. Кроме того, мы наблюдаем рост мнимой части электропроводности в заданных пределах влажности, что говорит о перспективности применения метода вызванной поляризации в целях мониторинга состояния глинистых толщ. Наконец, мы отмечаем приемлемость предложенного подхода оценки поверхностной проводимости, основанного на изменениях пористости (влажности), заместо традиционного изменения электропроводности поровой влаги.