Магнітні властивості гірських порід

За здатністю намагнічуватися все речовини і природні геологічні утворення поділяються на діамагнітні, у яких # 967; <0 и очень мало по своей абсолютной величине и парамагнитные . у которых χ> 0 і приблизно на порядок більше, ніж у діамагнітних, абсолютна величина. До діамагнетиків відносяться золото, нафту, вода, кам'яна сіль, для яких характерні значення # 967;

Для пара- і діамагнетиків зв'язок між намагніченістю I і величиною намагнічує поле Т лінійна. вона описується згадуваних парамагнітним співвідношенням. Причому, для того, щоб хоч скільки-небудь помітно намагнітити ці тіла, необхідно створювати дуже сильні магнітні поля.

Ферромагнетики мають інший тип намагнічення - гістерезисних, нелінійним. Якщо прикласти поступово зростаюче магнітне поле до ненамагніченого феромагнетика, то спочатку характер намагнічення (крива А) близький до лінійного, але при значній напруженості відбувається «магнітне насичення» матеріалу (рівень «насичення» позначений як Is), і далі I вже не зростає. При поступовому зменшенні напруженості крива розмагнічування В не збігається з кривою намагнічування А і коли вплив поля буде знято повністю, ферромагнетик збереже деяку частину намагніченості - Ir, яка називається залишкової намагніченістю. При подальшому збільшенні напруженості поля в негативну сторону намагніченість стає рівною нулю (феромагнетик повністю розмагнічується), а потім знову зростає в ту ж негативну сторону, поки знову не досягне стану магнітного насичення. Поле, яке необхідно докласти, щоб повністю розмагнітити магніт, називається коерцетівную (або затримує) силою. Завдяки їй, феромагнітні мінерали зберігають залишкову намагніченість. Вона характеризується параметром Кенігсбергера, який визначається відношенням Q = Ir / Ii. мінливих від 0 до 100 і може бути як позитивним, так і негативним. Значення Q велике для феромагнітних мінералів, менше для магматичних порід, ще менше для метаморфічних і близько до нуля для осадових. Найбільше феромагнітних мінералів міститься в магматичних гірських породах, а стосовно платформним територіям, в породах кристалічного фундаменту.

У підсумку залежність I для феромагнетиків набуває вигляду, показаний на рис.19. Цю залежність прийнято називати петлею гистерезиса.

Ще одне особливу властивість феромагнетиків - залежність їх намагнічення від температури. Вона полягає в тому, що # 967; ферромагнетиков спочатку сильно зростає зі збільшенням температури (в сотні разів), але після досягнення певної межі, званого температурою Кюрі. цей ріст припиняється, ферромагнетик втрачає свою намагніченість, перетворюючись в звичайний парамагнетик. Це означає, що при температурах, що перевищують точку Кюрі, носіїв магнетизму в гірських породах вже немає. У мінералів, що визначають намагніченість гірських порід, точка Кюрі лежить в діапазоні від 400 до 700ºС (для магнетиту точка Кюрі становить 670ºС). Така температура в надрах Землі досягається на глибинах від 20 до 50 км в залежності від будови, величини теплового потоку і теплопровідності розрізу. Тому на глибині> 50 км вже немає магнітоактівних товщ. Таким чином, можна говорити про наявність у Землі так званого магнітоактивного шару, поверхнею якого є покрівля кристалічних порід (кристалічного фундаменту на платформних територіях), а підошвою - ізотермічна поверхня Кюрі. Звідси саме особливості внутрішньої структури цієї товщі і рельєф названих поверхонь головним чином визначають інтенсивність і структуру аномальної частини геомагнітного поля. У всякому разі, сказане може бути з повною підставою віднесено до регіональної складової Т2.

Тим самим можна говорити і про обмежену глубинности магниторазведки як методу вивчення будови Земної кори.

З розглянутого вище видно, що перебуваючи в магнітному полі феромагнетик сам стає постійним магнітом, тобто створює власне (внутрішнє) постійне магнітне поле ', яке пропорційно зовнішньому полю. але направлено в протилежну сторону. Це поле пов'язане з намагніченістю I співвідношенням '=. де N - так званий коефіцієнт розмагнічування магніту, який залежить від форми магніту (наприклад, для тонкої пластини, намагніченою перпендикулярно поверхні N = -4π).

Сума зовнішнього і внутрішнього '(тобто створеного феромагнетиком) полів називається магнітною індукцією Зауважимо, що прилад-магнітометр вимірює саме це сумарне поле, яке пов'язане з Т співвідношенням В = # 956; Т.

Одиниця магнітної індукції тесла (Тл), її розмірність вольт-секунда на квадратний метр. У магніторазведке використовується нанотесла (1 нТл = 10 -9 Тл)

1 нТл ≈ 0,8 · 10 -3 А / м

Викладені відомості дозволяють перейти до головного для нас питання в курсі магнітної розвідки - геологічної природі магнітних аномалій.

Схожі статті