Удельное электрическое сопротивление горных пород. Электрическое сопротивление горных пород слагается из сопротивления скелета породы (минералов) и сопротивления растворов, заполняющих поры и трещины породы. Минералы (скелет) по электрическому сопротивлению делятся на три группы: проводники – металлы; полупроводники – сульфиды металлов, графит, окислы; диэлектрики – кварц, слюды, полевые шпаты. Твердый скелет горных пород осадочных бассейнов представлен в основном диэлектриками, имеющими высокое значение удельного сопротивления – сотни и тысячи Ом.м.
Электрические свойства природных растворов зависят от концентрации растворенных в них солей и температуры. Удельное сопротивление скелета породы, как правило, велико (больше 109 Ом.м.). Оно на несколько порядков выше удельного сопротивления растворов (1–100 Ом.м). В горных породах электрический ток течет главным образом через растворы. Присутствие в породах воды оказывает существенное влияние на их электрическое сопротивление. Сопротивление воды изменяется в очень широких пределах в зависимости от ее минерализации. Помимо этого, заполнившая поры вода увеличивает поперечное сечение, через которое проходит электрический ток, тем самым, уменьшая его плотность. Вода может присутствовать в породе не только в виде гравитационной и капиллярной, а также в виде пленочной, обволакивающей поверхность пор и зерен породы. Пленочная вода увеличивает площадь контакта между зернами породы и уменьшает ее удельное сопротивление. Дистиллированная вода является диэлектриком с сопротивлением более 1000 Ом.м. Замерзшая вода (лед) также является диэлектриком. В природе дистиллированная вода не встречается. В ней всегда присутствует определенное количество растворенных солей.
При возрастании минерализации воды от 0,1 до 10 г/л ее сопротивление уменьшается от 100 до 1 Ом.м (рис.1.2). Большое влияние на сопротивление растворов оказывает температура. Уменьшение температуры ведет к увеличению сопротивления. С увеличением температуры, вследствие возрастания подвижности ионов в растворах, содержащихся в породе, сопротивление пород уменьшается. При парообразном состоянии сопротивление растворов значительно уменьшается в связи с активизацией ионов. При высоком давлении и температуре в присутствии воды горные породы становятся проводниками, их сопротивление уменьшается в тысячи раз, вследствие активного растворения скелета породы и распада молекул воды на ионы.
Осадочные породы обладают низким удельным сопротивлением, особенно песчано-глинистые (10-10-2Ом.м). Это объясняется их большой пористостью и содержанием минерализованных вод. Однако, среди осадочных пород есть и обладающие высоким удельным сопротивлением до 104 Ом.м – гипсы, ангидриты, плотные известняки и доломиты, сухие пески, песчаники, каменные соли. Удельное сопротивление нефти 1010, воды – (10-105), льда - 105Ом м.
Изверженные породы обладают малой пористостью и влажностью, поэтому удельное сопротивление их велико (102–104 Ом.м) и снижается с увеличениеми объема трещин заполненных минерализованными растворами.
Метаморфические породы могут иметь низкое удельное сопротивление (до 1Ом.м.) – графитизированные и углефицированные сланцы, и высокое удельное сопротивление (до 105Ом.м.) –гнейсы, граниты, мрамор и др.
Магнитная проницаемость и восприимчивость. Магнитная проницаемость (m) показывает, во сколько раз усиливается магнитное поле при намагничивании среды. Магнитная восприимчивость (c) показывает способность вещества к намагничиванию. Между этими двумя параметрами существует взаимосвязь:
m = 1+c,
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.