16. Уровни неоднордностей геолог. Тел.

Горные породы находятся в недрах Земли в виде взаимосвязанных тел. Общим и важнейшим свойством геологических тел является их неоднородность. Каждое из геологических тел содержит различные по происхождению, размерам, форме, составу, структуре и другим свойствам виды неоднородности.

Для количественных характеристик неоднородности геологического тела пользуются параметрами изотропии и анизотропии.

Изотропия – характеризуется одинаковыми значениями любых геофизических и петрофизических параметров тела по разным направлениям.

Анизотропия – характеризуется различием величин петрофизических и геофизических параметров тела по разным направлениям. Коэффициент анизотропии определяется соотношением величин одноименного параметра горной породы, измеренного во взаимо-перпендикулярных направлениях.

При заданном размере элементарного объема и известных средних значениях характеристик неоднородности в его пределах, в геологическом теле выделяются подобласти — элементы неоднородности, в которых характеристики неоднородности имеют определенные постоянные значения.

Детальность изучения геологического тела можно повысить за счет непрерывного уменьшения размера, элементарного объема, однако число элементов неоднородности будет изменяться скачками в соответствии с дискретностью — определенными уровнями размеров отдельных неоднородностей геологического тела. При самых крупных элементарных объемах будут выделяться соизмеримые с ними элементы неоднородности только тогда, когда с помощью измерительной установки, определяющей характеристику неоднородности, исследуют породу в объеме значительно меньшем (не менее чем на два порядка), чем элемент неоднородности.

Структурная неоднородность - это отсутствие тождества структурных ячеек по всему заполненному ими объему. Структурные ячейки минералов неодинаковы по химическому составу — равные положения в их объеме могут занимать разные атомы, в ячейках встречаются также вакансии (незаполненные атомами узлы), внедрившиеся атомы и дислокации. Существуют и другие виды неоднородности строения минералов. Для выявления структурной неоднородности применяются методы дифракционные (рентгеновский и электронно-графический) и радиоспектроскопии.

Неструктурная неоднородность — это неодинаковый состав и строение отдельных частей минерального элемента. Такая неоднородность может иметь первичное и вторичное происхождение и обусловливается многими причинами. Для минералов она изучается визуально, с помощью светового и электронного микроскопов, электронного микрозонда при определении строений минералов и условий их образования.

17. Электропроводность горных пород. Виды электропроводности. Анизотропия.

Электропроводность горных пород может осуществляться с переносом вещества (ионная и ионно-электронная проводимость) и без переноса вещества (электронная и дырочная проводимость). Признаком электронной проводимости является эффект Холла, заключающийся в том, что при внесении образца в поперечное магнитное поле перпендикулярно направлению тока возникает разность потенциалов

Ионный характер электропроводности имеют все аморфные минералы, галоидные соединения, нитраты, сульфаты и т. д.

По величине электропроводности все вещества делятся на проводники, полупроводники и диэлектрики

Свободным носителем тока может стать лишь электрон, находящийся в зоне проводимости. Для того чтобы электрон мог попасть в зону проводимости, необходимо некоторое энергетическое воздействие на него. Величина этого воздействия зависит от ширины так называемой запрещенной зоны, отделяющей валентную зону обращения электронов от зоны проводимости.

В случае проводника запрещенная зона отсутствует.

В диэлектриках запрещенная зона имеет ширину превышающую работу вырывания иона из узла кристаллической решетки.