Elektromos tulajdonságok
Az anyag elektromos természetét jellemzi annak vezetőképessége (vagy fordítva ellenállása) és dielektromos állandója, valamint olyan együtthatók, amelyek jelzik ezek változásának sebességét a hőmérséklettel, a mérés gyakoriságával stb. Számos kémiai összetételű, valamint a porozitás és a folyadéktartalom változó fizikai tulajdonságaival rendelkező kőzetek esetében az elektromos tulajdonságok értékei nagymértékben változhatnak.
Az ellenállást (R) úgy határozzuk meg, hogy egy ohm, amikor egy feszültségkülönbség (feszültség; V) egy mintán egy voltos magnitúdóban egy amper áramot (i) eredményez; vagyis V = Ri. Az elektromos ellenállás (ρ) az anyag belső tulajdonsága. Más szavakkal, benne rejlik, és nem függ a minta méretétől vagy az aktuális útvonaltól. Ez az R = ρL / A ellenállással függ össze, ahol L a minta hossza, A a minta keresztmetszeti területe, ρ egységei ohm-centiméter; 1 ohmm-centiméter egyenlő 0,01 ohm-méterrel. A vezetőképesség (σ) egyenlő: 1 / ρ ohm -1 · centiméter -1 (vagy Mhos / cm-nek nevezzük). SI-mértékegységben mhos / méterben vagy siemens / méterben adják meg.
A kőzetek és más anyagok elektromos ellenállásának néhány reprezentatív értékét a táblázat tartalmazza. Azok az anyagok, amelyeket általában „jó” vezetőknek tekintnek, 10–5 –10 ohm-centiméter (10–7 –10 –1 ohm-méter) és 10–10 7 mhos / méter vezetőképességgel rendelkeznek. A közbenső vezetőknek besoroltak ellenállása 100–10 9 ohm-centiméter (1–10 7 ohm-méter) és vezetőképessége 10–7 –1 mhos / méter. A „gyenge” vezetők, szigetelő néven is ismertek, 10 10 –10 17 ohm-centiméter (10 8 –10 15 ohm-méter) és 10–15 –10 –8 vezetőképességgel rendelkeznek. A tengervíz sokkal jobb vezetőképességgel rendelkezik (azaz alacsonyabb ellenállású), mint az édesvíz, mivel magasabb oldott sótartalma van; A száraz kőzet nagyon ellenálló. Az aljzatban a pórusokat általában bizonyos mértékben folyadékok töltik meg. Az anyagok ellenállása széles tartományban van - például a réz 22 nagyságrenddel különbözik a kvarctól.
Tipikus ellenállás
| anyag | ellenállás (ohm-centiméter) | |
|---|---|---|
| tengervíz (18 ° C) | 21 | |
| szennyezetlen felszíni víz | 2 (10 4) | |
| desztillált víz | 0,2–1 (10 6) | |
| víz (4 ° C) | 9 (10 6) | |
| jég | 3 (10 8) | |
| sziklák in situ | ||
| üledékes | agyag, puha pala | 100–5 (10 3) |
| kemény pala | 7–50 (10 3) | |
| homok | 5–40 (10 3) | |
| homokkő | (10 4) - (10 5) | |
| jég morén | 1–500 (10 3) | |
| porózus mészkő | 1–30 (10 4) | |
| sűrű mészkő | > (10 6) | |
| kősó | (10 8) - (10 9) | |
| tüzes | 5 (10 4) - (10 8) | |
| metamorf | 5 (10 4) –5 (10 9) | |
| sziklák laboratóriumban | ||
| száraz gránit | 10 12 | |
| ásványok | ||
| réz (18 ° C) | 1,7 (10–6) | |
| grafit | 5–500 (10–4) | |
| pyrrhotite | 0,1-0,6 | |
| magnetit kristályok | 0,6-0,8 | |
| piritérc | 1– (10 5) | |
| magnetitérc | (10 2) –5 (10 5) | |
| kromitérc | > 10 6 | |
| kvarc (18 ° C) | (10 14) - (10 16) | |
Nagyfrekvenciás váltakozó áramok esetén a kőzet elektromos válaszát részben az ε dielektromos állandó szabályozza. Ez a kő képessége az elektromos töltés tárolására; ez egy elektromos mező polarizálhatóságának mértéke. Cgs-egységekben a dielektromos állandó 1,0 vákuumban van. SI-mértékegységben farad / méterben, vagy az anyag fajlagos kapacitása és a vákuum fajlagos kapacitása arányában (8,85 × 10 -12 farad / méter) adják meg. A dielektromos állandó a hőmérséklettől és a frekvenciától függ, jóval 100 hertz feletti frekvenciák esetén (ciklus másodpercenként).
Az elektromos vezetőképesség a kőzetekben (1) folyadékvezetéssel, azaz elektrolitikus vezetőképességgel történik, ioncserével, sós pórusvízben, és (2) fém- és félvezető (pl. Néhány szulfidérc) elektronvezetéssel. Ha a kőzetnek van porozitása és tartalmaz folyadékát, akkor a folyadék általában a vezetőképesség-választ határozza meg. A kővezetőképesség a folyadék vezetőképességétől (és annak kémiai összetételétől), a folyadék telítettségének fokától, a porozitástól és az áteresztőképességtől, valamint a hőmérséklettől függ. Ha a sziklák elveszítik a vizet, mint például a káros üledékes kőzetek mélységben történő tömörítésével, akkor ellenállásuk általában növekszik.
Mágneses tulajdonságok
A kőzet mágneses tulajdonságai az alkotó ásványi szemcsék és kristályok mágneses tulajdonságaiból fakadnak. Általában a kőzetnek csak egy kis része áll mágneses ásványokból. A teljes kőzet mágneses tulajdonságait és mágnesezhetőségét határozza meg a szemcséknek ez a kis része, két eredménnyel: (1) egy adott kőzet mágneses tulajdonságai az adott kőzet testén vagy szerkezetén belül nagymértékben változhatnak, a kémiai inhomogenitástól függően, lerakódási vagy kristályosodási körülmények, és mi történik a kőzettel a képződést követően; és (2) az azonos litológiájú (típus és név) kőzeteknek nem feltétlenül kell azonos mágneses tulajdonságokkal rendelkezniük. A litológiai osztályozás általában a domináns szilikát ásványok bőségén alapszik, de a mágnesezést az ilyen mágneses ásványi szemcsék, például a vas-oxidok kisebb része határozza meg. A fő kőzetképző mágneses ásványok a vas-oxidok és -szulfidok.
Noha az ugyanazon besorolású kőzetek mágneses tulajdonságai kőzettől függően változhatnak, az általános mágneses tulajdonságok mindazonáltal általában a kőzet típusától és az összetételtől függnek. Egy adott kőzet mágneses tulajdonságai meglehetősen jól érthetők, feltéve, hogy vannak specifikus információk a kristályos anyagok és ásványi anyagok mágneses tulajdonságairól, valamint arról, hogy ezeket a tulajdonságokat hogyan befolyásolják az olyan tényezők, mint a hőmérséklet, nyomás, kémiai összetétel és méret a gabonafélékből. A megértés tovább javul azzal a információval, hogy a tipikus kőzetek tulajdonságai hogyan függenek a geológiai környezettől, és hogyan változnak a különböző körülmények között.
