Elektriskās īpašības
Materiāla elektrisko raksturu raksturo tā vadītspēja (vai, otrādi, pretestība) un tā dielektriskā konstante, kā arī koeficienti, kas norāda to izmaiņu ātrumu ar temperatūru, frekvenci, kādā tiek veikts mērījums utt. Akmeņiem ar dažādu ķīmisko sastāvu, kā arī ar mainīgām porainības un šķidruma satura fizikālajām īpašībām elektrisko īpašību vērtības var būt ļoti dažādas.
Pretestība (R) ir definēta kā viena oms, kad potenciāla starpība (spriegums; V) paraugā ar vienu voltu lielumu rada strāvu (i) vienā ampērā; tas ir, V = Ri. Elektriskā pretestība (ρ) ir materiāla raksturīgā īpašība. Citiem vārdiem sakot, tas ir raksturīgs un nav atkarīgs no izlases lieluma vai pašreizējā ceļa. Tas ir saistīts ar pretestību ar R = ρL / A, kur L ir parauga garums, A ir parauga šķērsgriezuma laukums, un ρ vienības ir omi centimetri; 1 omi-centimetrs ir vienāds ar 0,01 omi-metru. Vadītspēja (σ) ir vienāda ar 1 / ρ omi -1 · centimetrs -1 (vai saukts par mhos / cm). SI vienībās to norāda mhos / metrs vai siemens / metrs.
Dažas akmeņu un citu materiālu elektriskās pretestības reprezentatīvās vērtības ir uzskaitītas tabulā. Materiāli, kas parasti tiek uzskatīti par "labiem" vadus, kas ir pretestību 10 -5 -10 omi-centimetru (10 -7 -10 -1 ohm metru) un kura vadītspēja ir 10-10 7 mhos / mērītāju. Tie, kas tiek klasificēta kā starpproduktu vadiem ir pretestību 100-10 9 omi-centimetru (1-10 7 omi metru) un kura vadītspēja ir 10 -7 -1 mhos / mērītāju. “Sliktu” vadītāju, kas pazīstami arī kā izolatori, pretestība ir 10 10 –10 17 omi-centimetru (10 8 –10 15 omi-metrs) un vadītspēja ir 10 –15 –10 –8. Jūras ūdens ir daudz labāks vadītājs (ti, tam ir zemāka pretestība) nekā saldūdenim, jo tam ir lielāks izšķīdušo sāļu saturs; sausais iezis ir ļoti izturīgs. Pamatnē poras parasti zināmā mērā aizpilda šķidrumi. Materiālu pretestībai ir plašs diapazons - piemēram, varš atšķiras no kvarca par 22 lielumiem.
Tipiskās pretestības
| materiāls | pretestība (omi-centimetrs) | |
|---|---|---|
| jūras ūdens (18 ° C) | 21 | |
| nepiesārņots virszemes ūdens | 2 (10 4) | |
| destilēts ūdens | 0,2–1 (10 6) | |
| ūdens (4 ° C) | 9 (10 6) | |
| ledus | 3 (10 8) | |
| klintis in situ | ||
| nogulumiežu | māls, mīkstais slāneklis | 100–5 (10 3) |
| cieta slānekļa | 7–50 (10 3) | |
| smiltis | 5–40 (10 3) | |
| smilšakmens | (10 4) - (10 5) | |
| ledāja morēna | 1–500 (10 3) | |
| porains kaļķakmens | 1–30 (10 4) | |
| blīvs kaļķakmens | > (10 6) | |
| akmens sāls | (10 8) - (10 9) | |
| svešs | 5 (10 4) - (10 8) | |
| metamorphic | 5 (10 4) –5 (10 9) | |
| klintis laboratorijā | ||
| sausais granīts | 10 12 | |
| minerāli | ||
| varš (18 ° C) | 1,7 (10 −6) | |
| grafīts | 5–500 (10–4) | |
| pirofotīts | 0,1–0,6 | |
| magnīta kristāli | 0,6–0,8 | |
| pirīta rūda | 1– (10 5) | |
| magnetīta rūda | (10 2) –5 (10 5) | |
| hromīta rūda | > 10 6 | |
| kvarcs (18 ° C) | (10 14) - (10 16) | |
Augstas frekvences maiņstrāvas gadījumā ieža elektrisko reakciju daļēji regulē dielektriskā konstante ε. Tā ir klints spēja uzglabāt elektrisko lādiņu; tas ir polarizējamības mērs elektriskajā laukā. Cgs vienībās dielektriskā konstante vakuumā ir 1,0. SI vienībās to norāda farados uz metru vai kā materiāla īpatnējās ietilpības attiecību pret īpatnējo vakuuma jaudu (kas ir 8,85 × 10 -12 faradu uz metru). Dielektriskā konstante ir temperatūras un frekvences funkcija tām frekvencēm, kas ir krietni virs 100 herci (cikli sekundē).
Elektriskā vadītspēja akmeņos notiek ar (1) šķidruma vadīšanu, ti, ar elektrolītisku vadīšanu, joniem pārnesot ūdeni brūnā porā, un (2) ar metālu un pusvadītāju (piemēram, dažu sulfīdu rūdu) elektronu vadību. Ja ieži ir ar porainību un satur šķidrumu, vadītspējas reakcijā parasti dominē šķidrums. Akmeņu vadītspēja ir atkarīga no šķidruma (un tā ķīmiskā sastāva) vadītspējas, šķidruma piesātinājuma pakāpes, porainības un caurlaidības un temperatūras. Ja ieži zaudē ūdeni, tāpat kā krasto nogulumiežu sablīvēšanās dziļumā, to pretestība parasti palielinās.
Magnētiskās īpašības
Iežu magnētiskās īpašības rodas no minerālu graudu un kristālu magnētiskajām īpašībām. Parasti tikai nelielu daļu no ieža veido magnētiskie minerāli. Tieši šī mazā graudu daļa nosaka iežu magnētiskās īpašības un magnetizāciju kopumā ar diviem rezultātiem: (1) dotā ieža magnētiskās īpašības dotā ieža ķermenī vai struktūrā var ļoti atšķirties atkarībā no ķīmiskās nehomogenitātes, nogulsnēšanas vai kristalizācijas apstākļi un kas notiek ar iežu pēc veidošanās; un (2) klintīm, kurām ir viena un tā pati litoloģija (tips un nosaukums), nav obligāti jābūt vienādām magnētiskajām īpašībām. Litoloģiskās klasifikācijas parasti balstās uz dominējošo silikātu minerālu pārpilnību, bet magnetizāciju nosaka mazu magnētisko minerālu graudu kā dzelzs oksīdi frakcija. Galvenie iežu veidojošie magnētiskie minerāli ir dzelzs oksīdi un sulfīdi.
Lai arī to iežu magnētiskās īpašības, kurām ir tāda pati klasifikācija, var atšķirties no akmeņiem, vispārējās magnētiskās īpašības parasti ir atkarīgas no iežu veida un kopējā sastāva. Konkrēta ieža magnētiskās īpašības var diezgan labi saprast, ja vien ir specifiska informācija par kristālisko materiālu un minerālu magnētiskajām īpašībām, kā arī par to, kā šīs īpašības ietekmē tādi faktori kā temperatūra, spiediens, ķīmiskais sastāvs un lielums. graudu. Izpratni vēl vairāk uzlabo informācija par to, kā tipisko iežu īpašības ir atkarīgas no ģeoloģiskās vides un kā tās mainās atkarībā no dažādiem apstākļiem.
