Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Физика горных работ.doc
Скачиваний:
25
Добавлен:
30.04.2019
Размер:
219.14 Кб
Скачать

42. Диэлектрическая проницаемость

Диэлектрическая проницаемость е минералов и горных пород изменяется с повышением температуры и давления. Закономерность изменения ε в условиях высоких температур и давлений существенно зависит от частоты электрического поля. При повышении температуры диэлектрическая проницаемость большинства минералов и горных пород до некоторого значения сохраняется постоянной или слабо увеличивается, а затем возрастает интенсивно. С повышением частоты электрического поля расширяется область температуры, в которой в изменяется слабо. Предельная температура в этой области зависит не только от частоты электрического поля, но и от кристалло- и петрохимических особенностей минералов и горных пород.

Минералы, содержащие в своем составе лишь катионы Fе2+, F3+ или сочетание их с Nа+ и Са2+, обнаруживают при 100 °С высокие значения e (альмандин, геденбергит, эгирин, рибекит, родусит, актинолит и др.) и интенсивное увеличение диэлектрической проницаемости с повышением температуры. Минералы магнезиального состава (энстатит, антофиллит, тремолит) и полевые шпаты с высоким сопротивлением (ортоклаз, микроклин) в диапазоне 10—107 Гц проявляют слабую дисперсию и характеризуются значительной областью небольшого изменения e (см. табл. 45). Широкий диапазон значений диэлектрической проницаемости горных пород (от сотен до нескольких единиц при f=103 Гц) в интервале температур 200—1000 °С существенно сужается с повышением частоты и обычно находится в пределах 5—10.

Диэлектрическая проницаемость большинства исследованных пород с ростом давления увеличивается. Это объясняется увеличением числа поляризованных частиц в единице объема. Плавный характер зависимости e = f(р) для минералов и горных пород нарушается при физико-химических процессах — дегидратации, диссоциации карбонатов и др. Для решения ряда геологических и геофизических задач необходимы взаимосвязи между различными параметрами минерального вещества при высоких термодинамических параметрах.

43. Электрическая проводимость горной породы

электропроводность горных пород – величина, обратная электрическому сопротивлению, и при прочих равных условиях первый параметр зависит как от электрического сопротивления горных пород, так и от структуры пор, изменяющихся в массиве горных пород, а также от поровой жидкости. Поровая жидкость, или поровый флюид, содержится в породах до глубины 15- 20 км, а иногда и более. Считалось, что электрическое сопротивление горных пород практически не меняется во времени ниже зеркала грунтовых вод.

Электрическая проводимость - Перенос зарядов из одной точки проводника в другую, осуществляемый электронами и ионами.

Электрическая проводимость характерна для оксидов и сульфидов большинства тяжелых металлов. По величине электропроводности все вещества делятся на проводники, полупроводники и диэлектрики.

Свободным носителям тока может быть только электрон, удаленный от ядра атома на достаточно большое расстояние и находиться в зоне проводимости. Для того что бы электрон мог попасть в зону проводимости, необходимо некоторая энергия воздействия на него. Величина такого воздействия зависит от ширины так называемой запрещенной зоны , определяющий валентную зону обращения электронов от зоны проводимости. У проводников (металлов) запрещенная зона отсутствует. Приобретая под влиянием внешних факторов дополнительную кинетическую энергию, электроны легко переходят в зону проводимости и становятся свободными переносить заряды.

В диэлектриках запрещенная зона имеет ширину чаще всего, превышающую работу, требуемую для отрыва иона от кристаллической решетки. Проводимость- металлов и полупроводников – электронная, а диэлектриков – ионная. Различия полупроводников значительно выше, чем полупроводников, возрастает электрическая проворность с повышением температуры, а проворность проводников при этом уменьшается.