Elektrilised omadused
Materjali elektrilist olemust iseloomustab selle juhtivus (või vastupidi, vastupidavus) ja dielektriline konstant ning koefitsiendid, mis näitavad nende muutumiskiirusi temperatuuri, mõõtmise sageduse jne abil. Kivimite keemilise koostise, samuti poorsuse ja vedeliku sisalduse muutuvate füüsikaliste omaduste korral võivad elektriliste omaduste väärtused olla väga erinevad.
Takistus (R) on määratletud kui üks oom, kui potentsiaalierinevus (pinge; V) ühe näidise suuruse proovi korral tekitab voolu (i) ühe amprine; see tähendab, et V = Ri. Elektriline takistus (ρ) on materjali olemuslik omadus. Teisisõnu, see on omane ja ei sõltu valimi suurusest ega praegusest teest. See on seotud takistusega R = ρL / A, kus L on proovi pikkus, A on proovi ristlõikepindala ja ρ ühikud on oomi-sentimeeter; 1 oomisentimeeter võrdub 0,01 oom-meetriga. Juhtivus (σ) on võrdne 1 / ρ oomi -1 · sentimeetriga -1 (või nimetatakse Mhos / cm). SI ühikutes on see väljendatud ühikutes meetri kohta või siemensi kohta meetri kohta.
Mõned kivide ja muude materjalide elektritakistuse tüüpilised väärtused on toodud tabelis. Materjalid, mis peetakse üldiselt "hea" juhtmed on eritakistus 10 -5 -10 ohm sentimeetri (10 -7 -10 -1 ohm-meetrine) ja elektrijuhtivusega 1010 7 mhos / meeter. Vahejuhtmeteks klassifitseeritud juhtmete vastupidavus on 100–10 9 oomi-sentimeetrit (1–10 7 oomi-meeter) ja juhtivus on 10–7 –1 moosi / meeter. Viletsate juhtmete, tuntud ka kui isolaatorite, vastupidavus on 10 10 –10 17 oomi-sentimeetrit (10 8 –10 15 oomi-meetrit) ja juhtivus 10–15 –10 –8. Merevesi on oma suurema lahustunud soolade sisalduse tõttu palju parem juht (st väiksema takistusega) kui magevesi; kuiv kivim on väga vastupidav. Aluspinnas täidavad poorid tavaliselt teatud määral vedelikud. Materjalide vastupidavus on lai - näiteks vask erineb kvartsist näiteks 22 suurusjärgu võrra.
Tüüpilised takistused
| materjal | takistus (oomi-sentimeeter) | |
|---|---|---|
| merevesi (18 ° C) | 21 | |
| saastamata pinnavesi | 2 (10 4) | |
| destilleeritud vesi | 0,2–1 (10 6) | |
| vesi (4 ° C) | 9 (10 6) | |
| jää | 3 (10 8) | |
| kivid in situ | ||
| sette | savi, pehme kilda | 100–5 (10 3) |
| kõva kilda | 7–50 (10 3) | |
| liiv | 5–40 (10 3) | |
| liivakivi | (10 4) - (10 5) | |
| liustiku moreen | 1–500 (10 3) | |
| poorne paekivi | 1–30 (10 4) | |
| tihe paekivi | > (10 6) | |
| kivisool | (10 8) - (10 9) | |
| tardunud | 5 (10 4) - (10 8) | |
| moondunud | 5 (10 4) –5 (10 9) | |
| kivid laboris | ||
| kuiv graniit | 10 12 | |
| mineraalid | ||
| vask (18 ° C) | 1,7 (10–6) | |
| grafiit | 5–500 (10–4) | |
| pürrootiit | 0,1–0,6 | |
| magnetiidi kristallid | 0,6–0,8 | |
| püriidi maagi | 1– (10 5) | |
| magnetiidimaagi | (10 2) –5 (10 5) | |
| kroomi maagi | > 10 6 | |
| kvarts (18 ° C) | (10 14) - (10 16) | |
Kõrgsageduslike vahelduvate voolude korral reguleerib kivimi elektrilist vastust osaliselt dielektriline konstant ε. See on kivimi võime säilitada elektrilaengut; see on elektrivälja polariseeritavuse mõõt. Cgs-ühikutes on dielektriline konstant vaakumis 1,0. SI-ühikutes antakse see faadides meetri kohta või materjali erimahu ja vaakumi erimahu suhtena (mis on 8,85 × 10 -12 faraati meetri kohta). Dielektriline konstant on temperatuuri ja sageduse funktsioon nendel sagedustel, mis ületavad 100 hertsi (tsüklit sekundis).
Elektrijuhtivus kivimites toimub (1) vedelikujuhtivuse kaudu, st elektrolüütilise juhtivuse kaudu ioonse ülekandega soojas poorivees, ja (2) metalli- ja pooljuhtide (nt mõned sulfiidimaagid) elektronide juhtivusega. Kui kivimil on poorsust ja selles on vedelikku, domineerib juhtivus tavaliselt vedelikuga. Kivimi juhtivus sõltub vedeliku (ja selle keemilise koostise) juhtivusest, vedeliku küllastusastmest, poorsusest ja läbilaskvusest ning temperatuurist. Kui kivimid kaotavad vee, nagu ka klastiliste settekivimite sügavuti tihendamisel, suureneb nende vastupidavus tavaliselt.
Magnetilised omadused
Kivimite magnetilised omadused tulenevad koostisosade mineraalide terade ja kristallide magnetilistest omadustest. Tavaliselt koosneb ainult väike osa kivimist magnetilistest mineraalidest. Kivimi kui terviku magnetilisi omadusi ja magnetiseerumist määravad just see väike osa teradest, millel on kaks tulemust: (1) antud kivimi magnetilised omadused võivad antud kivimikorpus või -struktuuris varieeruda, sõltuvalt keemilisest mittehomogeensusest, sadestumise või kristalliseerumise tingimused ja mis toimub kivimiga pärast moodustumist; ja (2) sama litoloogiaga (kivi ja nimega) kivimitel ei pea tingimata olema samad magnetilised omadused. Litoloogiline klassifikatsioon põhineb tavaliselt domineerivate silikaatmineraalide rohkusel, kuid magneerimise määrab selliste magnetiliste mineraalide terade, nagu raudoksiidid, väike osa. Peamised kivimit moodustavad magnetilised mineraalid on raudoksiidid ja sulfiidid.
Ehkki sama klassifikatsiooniga kivimite magnetilised omadused võivad erineda kivimitest, sõltuvad üldised magnetilised omadused tavaliselt kivimi tüübist ja üldisest koostisest. Konkreetse kivimi magnetilisi omadusi saab üsna hästi mõista, kui inimesel on konkreetset teavet kristalliliste materjalide ja mineraalide magnetiliste omaduste kohta, aga ka selle kohta, kuidas sellised omadused mõjutavad temperatuuri, rõhku, keemilist koostist ja suurust. teradest. Mõistmist täiendab veelgi teave selle kohta, kuidas tüüpiliste kivimite omadused sõltuvad geoloogilisest keskkonnast ja kuidas need erinevates tingimustes varieeruvad.
