Địa chất đá

Tính chất điện

Bản chất điện của vật liệu được đặc trưng bởi độ dẫn của nó (hoặc ngược lại, điện trở suất của nó) và hằng số điện môi của nó, và các hệ số chỉ ra tốc độ thay đổi của chúng theo nhiệt độ, tần số mà phép đo được thực hiện, v.v. Đối với các loại đá có phạm vi thành phần hóa học cũng như các tính chất vật lý khác nhau về độ xốp và hàm lượng chất lỏng, các giá trị của các tính chất điện có thể rất khác nhau.

Điện trở (R) được định nghĩa là một ohm khi chênh lệch điện thế (điện áp; V) trên một mẫu có cường độ một volt tạo ra dòng điện (i) của một ampe; đó là, V = Ri. Điện trở suất (ρ) là một tính chất bên trong của vật liệu. Nói cách khác, nó vốn có và không phụ thuộc vào kích thước mẫu hoặc đường dẫn hiện tại. Nó liên quan đến điện trở bởi R = L / A trong đó L là chiều dài của mẫu thử, A là diện tích mặt cắt ngang của mẫu thử và đơn vị của ρ là centimét; 1 ohm-centimet bằng 0,01 ohm-mét. Độ dẫn điện (σ) bằng 1 / ohm ^-1 · centimet ^-1 (hoặc được gọi là mhos / cm). Trong các đơn vị SI, nó được tính theo mhos / mét, hoặc siemens / mét.

Một số giá trị đại diện của điện trở suất cho đá và các vật liệu khác được liệt kê trong Bảng. Vật liệu mà thường được coi là dẫn “tốt” có một điện trở suất của 10 ^-5 -10 ohm-cm (10 ^-7 -10 ^-1 ohm mét) và độ dẫn 10-10 ⁷ mhos / mét. Những loại được phân loại là dây dẫn trung gian có điện trở suất 100 sắt10 ⁹ ohm-centimet (1 thép10 ⁷ ohm-mét) và độ dẫn 10 ^-7 hay1 mhos / mét. Dây dẫn của Poor Poor, còn được gọi là chất cách điện, có điện trở suất ¹⁰ 101010 ¹⁷ ohm-centimet (10 ⁸ mật10 ¹⁵ ohm-mét) và độ dẫn 10 ^-15 Nott10 ^-8. Nước biển là một chất dẫn tốt hơn nhiều (nghĩa là nó có điện trở suất thấp hơn) so với nước ngọt do hàm lượng muối hòa tan cao hơn; đá khô rất điện trở. Ở phần dưới bề mặt, lỗ chân lông thường được lấp đầy ở một mức độ nào đó bởi chất lỏng. Điện trở suất của vật liệu có đồng đỏ phạm vi rộng, ví dụ, khác với thạch anh với 22 bậc độ lớn.

Điện trở điển hình

vật chất		điện trở suất (ohm-centimet)
nước biển (18 ° C)		21
nước mặt không bị nhiễm bẩn		2 (10 ⁴)
nước cất		0,2 Cung1 (10 ⁶)
nước (4 ° C)		9 (10 ⁶)
Nước đá		3 (10 ⁸)
đá tại chỗ
trầm tích	đất sét, đá phiến mềm	100 trận5 (10 ³)
	đá phiến cứng	7 Phi50 (10 ³)
	cát	5 trận40 (10 ³)
	sa thạch	(10 ⁴) - (10 ⁵)
	băng hà	1 V500500 (10 ³)
	đá vôi xốp	1 trận30 (10 ⁴)
	đá vôi dày đặc	> (10 ⁶)
	đá muối	(10 ⁸) - (10 ⁹)
tham lam		5 (10 ⁴) - (10 ⁸)
biến thái		5 (10 ⁴) USA5 (10 ⁹)
đá trong phòng thí nghiệm
đá granit khô		10 ¹²
khoáng sản
đồng (18 ° C)		1,7 (10 ⁶)
than chì		5 con500 (10 ⁴)
pyrrhotit		0,1 Hóa0.6
tinh thể từ tính		0,6
quặng pyrit		1 Cẩu (10 ⁵)
quặng từ tính		(10 ²) -5 (10 ⁵)
quặng crôm		> 10 ⁶
thạch anh (18 ° C)		(10 ¹⁴) - (10 ¹⁶)

Đối với dòng điện xoay chiều tần số cao, đáp ứng điện của đá bị chi phối một phần bởi hằng số điện môi,. Đây là khả năng của đá để lưu trữ điện tích; nó là thước đo độ phân cực trong điện trường. Trong các đơn vị css, hằng số điện môi là 1.0 trong chân không. Trong các đơn vị SI, nó được tính theo farad trên mét hoặc theo tỷ lệ công suất riêng của vật liệu so với công suất cụ thể của chân không (là 8,85 × 10 ^-12 farad mỗi mét). Hằng số điện môi là một hàm của nhiệt độ và tần số, đối với các tần số đó trên 100 hertz (chu kỳ trên giây).

Sự dẫn điện xảy ra trong đá bởi (1) sự dẫn chất lỏng, tức là sự dẫn điện bằng cách truyền ion trong nước lỗ chân lông và (2) kim loại và chất bán dẫn (ví dụ, một số quặng sunfua) dẫn điện. Nếu đá có độ xốp và chứa chất lỏng, chất lỏng thường chiếm ưu thế trong phản ứng dẫn điện. Độ dẫn của đá phụ thuộc vào độ dẫn của chất lỏng (và thành phần hóa học của nó), mức độ bão hòa chất lỏng, độ xốp và tính thấm, và nhiệt độ. Nếu đá mất nước, như với sự nén của đá trầm tích ở độ sâu, điện trở suất của chúng thường tăng.

Tính hấp dẫn

Các tính chất từ của đá phát sinh từ các tính chất từ của các hạt khoáng và tinh thể cấu thành. Thông thường, chỉ một phần nhỏ của đá bao gồm các khoáng chất từ tính. Chính phần nhỏ này của hạt xác định tính chất từ tính và từ hóa của đá nói chung, với hai kết quả: (1) tính chất từ của một loại đá nhất định có thể thay đổi lớn trong một cơ thể hoặc cấu trúc đá nhất định, tùy thuộc vào tính không đồng nhất hóa học, điều kiện lắng đọng hoặc kết tinh, và những gì xảy ra với đá sau khi hình thành; và (2) các loại đá có chung thạch học (loại và tên) không nhất thiết phải có chung đặc điểm từ tính. Phân loại thạch học thường dựa trên sự phong phú của các khoáng vật silicat chiếm ưu thế, nhưng từ hóa được xác định bởi một phần nhỏ của các hạt khoáng chất từ tính như các oxit sắt. Các khoáng chất từ tạo đá chính là oxit sắt và sunfua.

Mặc dù tính chất từ của các loại đá có cùng phân loại có thể khác nhau từ đá này sang đá khác, tuy nhiên tính chất từ tính nói chung thường phụ thuộc vào loại đá và thành phần tổng thể. Tính chất từ của một loại đá cụ thể có thể được hiểu khá rõ với điều kiện người ta có thông tin cụ thể về tính chất từ của vật liệu và khoáng chất tinh thể, cũng như về cách các tính chất đó bị ảnh hưởng bởi các yếu tố như nhiệt độ, áp suất, thành phần hóa học và kích thước của các loại ngũ cốc. Sự hiểu biết được tăng cường hơn nữa bởi thông tin về cách các tính chất của đá điển hình phụ thuộc vào môi trường địa chất và cách chúng thay đổi với các điều kiện khác nhau.