4. Понятие о структурном состоянии минерального агрегата. (ч. 1, 101 – 107)

Для более полной характеристики состояния полиминеральной системы (г.п.) предлагается использовать понятие структурного состояния г.п.

Структурное состояние г.п. – характеристика степени совершенства структуры и деформируемости элементов строения г.п., представляющую состояние иерархической дефектной структуры и систему действующих напряжений, количественно описываемую группой соотв. параметров.

Осн. Принципы физики г.п. подразумевают связь поведения относительно крупных объемов г.п. с процессами, протекающими на уровне кристалл.решетки отдельных минералов и атомной структуры межзеренных границ.

Если г.п. условно разделить на структурные направляющие: минеральные агрегаты (сростки зерен или коллоидных частиц образующие одну стадию минерализации и слагающие текстуру г.п.) и минеральные зерна (являющиеся морфологической единицей структуры мин. агрегата) , то для хар-ки напряженного состояния объемов различного масштаба используют след. величины:

• Макронапряжения – средние напряжения в представительном объеме г.п., поведение к-го хар-ет свойства породы в целом.

• Текстурные напряжения – средние напряжения в мин.агрегате породы и-го состава.

• Структурные напряжения – ср.напряжения в зернах и-го минерала мин.агрегата.

• Локальные напряжения от дефектов атомной структуры.

В классификации напряжений параметры подразделяются на параметры 1го (макроскопические), 2го (микроскопические), 3го рода (субмикроскопические).

Параметры 1го рода хар-ют состояние представительных образцов, размеры к-рых велики по сравнению с размерами элементов структуры, а свойства опр.поведение г.п.

Параметры 2го относятся к таким структурным элементам, как мономинеральные агрегаты в породе (слои, включения), отдельные мин.зерна.

Параметры 3го описывают состояние объемов, размеры к-рых малы по сравнению с размерами составляющих микроструктуры. К ним относятся участки межзеренных границ, включений.

Т .о. макронапряжения в г.п. явл. напряжениями 1го рода, текстурные и структурные – 2го, локальные – 3го рода.

Напряжения, появившиеся в породе после к-л физического воздействия, будут наз.остаточными.

К двумерным дефектам относится большое количество различных элементов структуры г.п. Двойниковая граница – граница раздела 2х симметрично связанных частей мин.зерна = обычно образуется одинаковыми сетками одной и той же простой формы, если граница совпадает с плоскостью зеркального отражения.

Дефекты минерального агрегата – совокупности зерен определенной парагенетической ассоциации, хар-ет отличие рассматриваемого объема от однородной сплошной среды.

Понятие о структурном состоянии г.п. позволяет более подробно рассматривать её реакцию на действие физ.полей, т.е., корректно рассматривать процессы, протекающие в породе как полиминеральном агрегате, характеризуемом опред. генетической структурной нарушенностью и генетическими остаточными напряжениями.

5. Физ. Свойства минералов и параметры, их характеризующие. (ч. 1, 108 – 111)

Физические свойства минералов рассмотрим как тензорные величины.

Вид действующего поля	Параметр, хар-ий интенсивность воздействия	Реакция минерала на воздействие	Параметр, хар-ий последствие действия поля	Уравнение взаимосвязи	Параметр, хар-ий свойство минерала
Механическое	Напряжение δkl Напряжение δjk Давление P	Деформация Поляризация Эл.поляризация при гидростатическом сжатии	εij Pi Pi	εij= Sijkl δkl Pi= dijk δjk Pi=- dijkp	Податливость Sijkl dijk dijj
Тепловое	ΔT ΔT	Теплоемкость Тепловое расширение	ΔS εij	ΔS=(C/T) ΔT εij= αij T	C αij
Электрическое	Ei Ej	Диэл. проницаемость Удельная эл. Проводность	Di Ji	Di= χi Ei Ji= Ek σik	χi σik
Магнитное	Hj Hj	Магнитная проницаемость Магнитная воприимчивость	Bi Ii	Bi= μij Hj Ii= Hj ψij μ0	μij ψij

Симметрия кристалл.строения находит свое отражение в симметрии физ.свойств кристалл. веществ (минералов).

Физическое свойство кристалла – это соотношение между определенными измеримыми величинами, характеризующими кристалл. Н-р, упругость есть некоторое соотношение между однородным напряжением и однородной деформацией в кристалле. Для подтверждения, сначала измеряем это свойство по отношению к некоторым фиксированным пространственным осям. Затем действуем предполагаемым элементом симметрии на кристалл и снова исследуем соотношение между измеряемыми величинами, выполняя измерения в тех же самых направлениях, что и раньше относительно тех же фиксированных осей. Если это соотношение не изменилось, то рассматриваемое свойство в данном кристалле обладает элементом симметрии.

Физические свойства минералов являются анизотропными величинами и численные значения параметров, их характеризующих, зависят от направления измерения. Поэтому такие параметры являются тензорными величинами.

Тензорный вид параметров, характеризующих физические свойства минералов, предполагает использование нескольких независимых численных значений для их количественного представления.

Наряду с анизотропией физических свойств специфика реакции минерального вещества на действие различных полей заключается в определяющем влиянии на них дефектов кристаллического строения.