2. Электрич св-ва их физическое содержание. Электрическая модель горной породы.

О бъект изучения- г.п., представляет собой сложное образование, состоящее из тв. минер. массы и порового простр-ва, заполненного флюидом, рудой или иным вторичным материалом. Колич соотношение между этими компонентами зависит как от условий образования, так и других факторов (глубины залегания, пор-ти, давл-я и др). Т.к. н, г и лед практически не проводят эл ток, то в первом приближении эл модель г.п. можно представить в виде двухфазной среды. Состоящей из твердого скелета и воды.

Тв фаза мб как проводником (руда, графит, лед), ак и диэлетриком (кварц, изв-к, гранит, лед). Жидкая фаза представляет собой электролит, молекулы кот полностью диссоциированы на ионы. дФ-среда –осн модель в эл-ке.

М/у скелетом и электролитом возникает двойной эл.слой: обкладка со стороны тв. фазы, образ. либо свободными электронами (если она проводник), либо –слоем ионов(если тв.фаза- диэлектрик). Другая, т.н. внешняя обкладка, находящаяся со стороны жидкой фазы, состоит из плотного слоя ионов противоположного знака.

Между обкладками возникает напряжение- потенциал, который хар-ет электр св-ва двойного слоя. Оставшаяся часть несвяз ионов образует диффуз слой. Рис.

Электрические свойства горных пород:

1)УЭС –хар-ет способность г.п. оказывать электрическое сопротивление прохождению тока. Это сопротивление 1 м³ г.п. постоянному току, протекающему от одной грани куба к другой. УЭС меняется в г.п. в очень широких пределах от 10^-3 до 10^-5 Ом м. Зависит в осн от минер состава, пор-ти, трещ-ти, формы пор каналов, влажности, минерализ-и подз вод, темп, дав-я, стр-ре и тек-ры, а также от динамического состояния среды.

Обратная величина – электропроводность (См/м) –хар-ет сп-ть г.п. концен-ть ток линии при задан напр-ти эл поля (E).

Согласно З Ома, сопр-е линейного провдника R=ρl/S  ρ=R*S/l.

З Ома в дифференц форма j=σE= 1/ρ *E –пл-ть тока в любой точке физ простр-ва пропорц напр-ти поля.

2) магнитная проницаемость –сво-во вещ-ва концентрировать или рассеивать поток магнитной индукции вследствие явления поляризации, т.е. упорядоченной ориентации магнитных моментов вещ-ва. Ее природа связана с наличием в г.п. минералов, облдающих способностью намагничиваться под действием стороннего магнитного поля. µ имеет размерность распределенной индуктивности в 1м³ г.п. и ее изм-т в Гн /м!!!

Относительная магнитная проницаемость – во сколько раз силы магнитного взаимодействия в г.п. превышают (или ослаб) силы магн взаимодействия в вакууме. µ=µ0*µотн , µотн= Нвак/Н вещ, µ0=4 π 10^-7 Гн/м. Магн св-ва зав-т от вкл-й ферромагн минералов, хим состава г.п. и тем-ры.

Магнитная воспри-ть –хар-ет СП-ть вещ-ва изм-ть свой магн момент под дейст-ем внеш поля.

3) Диэлектрическая проницаемость – ε св-во вещ-ва конц-ть или рассеивать поток электрич индукции, всл-е эл поляризации, т.е. упорядоченной ориентации связанных зарядов, на кот возд-ет внешнее эл поле. В г.п. такие заряды имеются в своб или связ воде, а также в ТВ частицах ( эл-ны в атомах, ионы в крист решетке), ε=ε0*εотн , ε0=8,86 *10 ^-2 Ф/м , εотн –показ на сколько поле ослабевает в данной среде по сравнению с вакуумом εотн=Евак/Е в вещ-ве.

!!!отражает СП-ть конц-ть эн-ю электрич поля.

Зависит от влажности г.п., ск-ти изм-я первичного эл поля, также большее влияние темп-ра.

4) Поляризуемость – хар-ет сп-ть г.п. поляризоваться (образовывать поверхностные и объемные заряды)–создавать вторичное эл поле под действием первичного ή=∆Uвп/∆U0* 100% (коэф-т пол-ти) Вызванная поляризация возникает только в многофазных средах и природа ее связана с активацией физ-хим процессов на границах двойных эл слоев.

Поляризуемость хар-ет относит инт-ть вторичного поля.

Зависит от вещ состава тв фазы, пористости, прониц-ти, стр-ры пор каналов, влажности, минерализации внутрипор влаги и др факторов.

5)Естеств электрохим акт-ть г.п. – св-во, хар-е сп-ть г.п. создавать эл поле за счет ок-восст, фильрац-х, диф и др физ-хим процессов. Св-во пород создавать ест-е пост элект поля. За электрохим активность ( α) условно принимается коэф-т пропор-ти м\ду потенциалом или напряженностью естественного электрического поля Е=∆U/MN