您现在的位置是:首页 > 科学网站首页科学

研究人员建立了更好的岩石模型

  • 科学
  • 2020-06-09 08:35:44
  • 来源:

一旦您将岩石压碎,切割或弄碎,就不会再做任何事情了。这是一个事实,这意味着地球科学家必须特别注意他们可以牺牲哪些岩石样品进行物理实验,以及哪些样品应该保留在架子上。

来自德克萨斯大学奥斯汀分校的一组地球科学研究人员正致力于通过一种新的方法来改变岩石样品的数字副本,从而改变这一现状比其他技术更准确,更易于使用。

在某些实验中,数字复制品可以代替真实物品,从而使科学家无需接触岩石样品即可了解岩石样品。它们还使科学家能够从太小而无法进行某些实验的样品中收集数据,例如在钻探石油时产生的钻屑。

UT杰克逊地球科学学院的研究生Ken Ikeda说:“现在,我们不必费劲去实验室。”“我们不必冒险取样,没有办法破坏它。”

池田是2020年4月14日发表在《地球物理研究杂志》(固体地球)上的论文的主要作者,该论文描述了这种新方法。这项研究完全由地质科学系的杰克逊学院研究人员进行,另外两位作者是研究生埃里克·戈德法布(Eric Goldfarb)和杰克逊学院地质科学系的助理教授Nicola Tisato。

在他们的研究中,研究人员针对其他两种方法测试了他们的方法,比较了这三种技术在计算地震波在样本中移动的速度方面的表现。新方法最接近实际样品中测得的速度,计算结果降低了4.5%。其他方法分别减少了4.7%和29%。

地震速度数据是地球学家用来了解地下岩层的基本工具。但是研究人员说,他们的方法可以用于计算许多其他重要的岩石特性,例如渗透率或电导率。

所有数字岩石复制品都是使用从岩石样品的CT扫描收集的数据构建的,该数据提供了岩石与X射线相互作用的高分辨率记录。通过分析这些信息,研究人员可以确定样品的物理性质。

其他两种方法伴随着处理权衡。这些方法中的一种可以解决岩石样品中的孔隙和裂缝(对整体弹性有很大影响的特征),但需要一个目标,即构成岩石大部分的纯矿物样品,才能在岩石上进行扫描。与岩石同时。另一种方法不需要目标,但不能解决孔和裂缝的问题。

这项新技术通过对目标自身进行采样,利用X射线数据中的极端值来寻找纯净矿物质(被研究人员称为“伪目标”)以及裂缝和孔隙,从而避免了这些折衷。

蒂萨托说:“岩石的某些区域是原始的,石英粒子是原始的,而空间和孔隙则是完全空的。”“因此,如果找到这些点,就可以得到校准点。”

无需将纯矿物靶标随样品一起使用,该技术简化了CT扫描过程。研究还表明,在计算地震速度时,该技术比其他两种方法更为准确。

斯坦福大学的地球物理学名誉教授加里·马夫科(Gary Mavko)没有参加这项研究,他说这项研究有助于在一个快速发展的领域推进研究。

他说:“这项工作为弹性数字岩石物理学提供了一种有前途的新方法,这是从高分辨率的CT图像预测多孔地球材料的有效弹性特性而受到广泛研究的问题。”

目前,这项新技术只能应用于主要由单一矿物制成的样品,例如研究中使用的Berea砂岩岩心。然而,仍然有很多吸引人的岩石可以满足要求。戈德法布说,他已经将该技术应用于了三颗火星陨石上,杰克逊学院的研究生斯科特·埃克利正在研究这些样本。

戈德法布说,陨石的例子凸显了这项技术的价值,该技术使稀有标本更易于研究。高质量的岩石复制品意味着您不需要实验室中的陨石就可以研究它。

Top