18. Скорость продольных и поперечных волн.

В телах под действием механических напряжений возникают деформации, и генерируются разные по природе упргуие колебания (волны) – продольные p и поперечные s. Продольные волны являются результатом сжатия-растяжения, поперечные-сдвига. В жидкостях и газах возникают только продольные волны. Скорость продольных волн в минералах изменяется от 2000 до 18000 м/с, поперечных – от 1100 до 10000 м/с. Низкие скорости характерны для самородных элементов, высокие – для алюмосиликатных и окисных безжелезистых минералов. Наибольшая скорость в алмазе. Скорость волн в Г.П. зависит от минерального состава, их структурно-текстурных особенностей, включая объем пор, трещин.

Для Магматических Г.П. наблюдается увеличение скорости от кислых к основным.

В метаморфических породах скорость увеличивается от низких фаций метаморфизма к более высоким. Скорость в осадочных породах изменяется от 0,3 до 7 км/с.

19. Динамические характеристики упругих сред.

Энергия упругих колебаний в сплошных средах необратимо убывает, превращаясь в тепловую и рассеиваясь по разным направлениям на неоднородностях породы (поры, вкрапления, трещины и др.). Процесс поглощения энергии упругих колебаний приводит к тому, что амплитуда волн убывает с расстоянием от источника колебаний по известному экспоненциальному закону

где А0 – амплитуда волны на расстоянии х0 от источника колебаний; А – то же для точки х; n – амплитудный показатель расхождения волн от источника, зависящий от типа волны, структуры и степени неоднородности породы; α – амплитудный коэффициент поглощения (или затухания) волн. В реальных горных породах одновременно наблюдается как рассеяние, так и поглощение волн упругости, обусловленное их неидеальной упругостью и неоднородностью. Отмечается неодинаковая способность пород поглощать энергию упругости продольных, поперечных и поверхностных волн, что характеризуется соответственно коэффициентами поглощения αp, as и aR. Считается, что на характер зависимости коэффициента поглощения от частоты влияет сцементированность пород. В водонасыщенном песке αp в диапазоне частот 30 – 110 кГц возрастает пропорционально Коэффициент αp при f=1 кГц для свежих магматических пород изменяется от 0,8 до 5 м-1. Для выветрелых гранитов и граносиенитов он выше – от 11 до 14 м-1. Еще большие значения для тех же пород имеют коэффициенты αs = 18-27 м-1. В водонасыщенных песках при частоте 30-35 коэффициент αp = 0,21 м-1, а при частоте 80-90 кГц он достигает 1.5 м-1. В нефтенасыщенном песке при тех же частотах его величина равна соответственно 4,3 и 5,6 м-1.

20. Основы теории магнетизма. Магнетизм минералов.

21. Элементарные носители магнетизма

Элементарными носителями магнетизма горных пород являются в основном электроны атома. Магнитные моменты ядерных частиц атома (протонов, нейтронов) значительно меньше и их можно не учитывать. Электроны наряду с полным зарядом е и массой m0 обладают еще одним внутренним свойством, именуемым спином. Спин характеризует скорость вращения электрона вокруг собственной оси, так что проекция его механического момента на любое заданное направление в пространстве может иметь только два дискретных значения где b – постоянная Планка. Спиновое вращение электрона является причиной возникновения элементарного магнитного момента , названного магнетоном Бора