Električne lastnosti
Za električno naravo materiala sta značilna njegova prevodnost (ali obratno njegova upornost) in dielektrična konstanta ter koeficienti, ki označujejo hitrost njihove spremembe s temperaturo, frekvenco, na kateri se izvaja meritev itd. Za kamnine z različno kemično sestavo in različnimi fizikalnimi lastnostmi poroznosti in vsebnosti tekočine se vrednosti električnih lastnosti lahko zelo razlikujejo.
Upor (R) je opredeljen kot en ohm, kadar potencialna razlika (napetost; V) na vzorcu z enoto voltne magnitude ustvarja tok (i) ene ampere; to je V = Ri. Električna upornost (ρ) je lastna lastnost materiala. Z drugimi besedami, to je inherentno in ni odvisno od velikosti vzorca ali trenutne poti. Povezana je z uporom z R = ρL / A, kjer je L dolžina vzorca, A je površina preseka vzorca, enote ρ pa so ohm-centimeter; 1 om-centimeter je 0,01 ohm-meter. Vodljivost (σ) je enaka 1 / ρ ohm -1 · centimeter -1 (ali imenovana mhos / cm). V enotah SI je podan v mhos / meter ali siemens / meter.
Nekatere reprezentativne vrednosti električne upornosti kamnin in drugih materialov so navedene v tabeli. Materiali, ki se na splošno smatra kot "dobre" vodniki imajo upornost 10 -5 -10 ohm-cm (10 -7 -10 -1 ohm-meter) in prevodnostjo 10-10 7 mhos / meter. Tisti, ki so razvrščene v vmesnih vodniki imajo upornost 100-10 9 ohm-cm (1-10 7 ohm-meter) in prevodnostjo 10 -7 -1 mhos / meter. "Slabi" prevodniki, znani tudi kot izolatorji, imajo upornost 10 10 - 10 17 ohm-centimetra (10 8 - 10 15 ohm-meter) in prevodnost 10 -15 -10 -8. Morska voda je zaradi boljše vsebnosti raztopljenih soli mnogo boljši prevodnik (tj. Ima manjšo upornost) kot sladka voda; suha skala je zelo uporovna. V podzemlju pore navadno do neke mere zapolnijo tekočine. Upornost materialov je zelo široka - baker se na primer razlikuje od kremena za 22 vrst velikosti.
Tipični upori
| material | upornost (centimeter ohm) | |
|---|---|---|
| morska voda (18 ° C) | 21 | |
| nekontaminirana površinska voda | 2 (10 4) | |
| destilirana voda | 0,2–1 (10 6) | |
| voda (4 ° C) | 9 (10 6) | |
| led | 3 (10 8) | |
| skale in situ | ||
| sedimentni | glina, mehki skrilavci | 100–5 (10 3) |
| trdi skrilavci | 7–50 (10 3) | |
| pesek | 5–40 (10 3) | |
| peščenjak | (10 4) - (10 5) | |
| ledeniška morana | 1–500 (10 3) | |
| porozni apnenec | 1–30 (10 4) | |
| gost apnenec | > (10 6) | |
| kamnita sol | (10 8) - (10 9) | |
| magnetno | 5 (10 4) - (10 8) | |
| metamorfno | 5 (10 4) –5 (10 9) | |
| kamnine v laboratoriju | ||
| suh granit | 10 12 | |
| minerali | ||
| baker (18 ° C) | 1,7 (10 −6) | |
| grafit | 5–500 (10 −4) | |
| pirotid | 0,1–0,6 | |
| kristali magnetita | 0,6–0,8 | |
| piritna ruda | 1– (10 5) | |
| magnetitna ruda | (10 2) –5 (10 5) | |
| kromitna ruda | > 10 6 | |
| kremen (18 ° C) | (10 14) - (10 16) | |
Pri visokofrekvenčnih izmeničnih tokovih električni odziv skale delno ureja dielektrična konstanta ε. To je sposobnost skale za shranjevanje električnega naboja; je merilo polarizabilnosti v električnem polju. V cgs enotah je dielektrična konstanta 1,0 v vakuumu. V enotah SI je podan v faradih na meter ali v razmerju med specifično zmogljivostjo materiala in specifično zmogljivostjo vakuuma (kar je 8,85 × 10 -12 farad na meter). Dielektrična konstanta je odvisna od temperature in frekvence za frekvence, ki so nad 100 hertz (cikli na sekundo).
Električna prevodnost se v skalah pojavlja s (1) prevodnostjo tekočine - tj. Elektrolitskim prevodom z ionskim prenosom v briljantni vodi - in (2) kovinsko in polprevodniško (npr. Nekatere sulfidne rude) elektronsko prevodnost. Če ima kamnina poroznost in vsebuje tekočino, tekočina običajno prevladuje odzivnost prevodnosti. Vodljivost kamnine je odvisna od prevodnosti tekočine (in njene kemične sestave), stopnje nasičenosti tekočine, poroznosti in prepustnosti ter temperature. Če kamnine izgubijo vodo, tako kot pri stiskanju klastičnih sedimentnih kamnin v globini, se njihov upor običajno poveča.
Magnetne lastnosti
Magnetne lastnosti kamnin izhajajo iz magnetnih lastnosti sestavnih mineralnih zrn in kristalov. Običajno je le majhen del kamnine sestavljen iz magnetnih mineralov. Prav ta majhen del zrn določa magnetne lastnosti in magnetizacijo kamnine kot celote z dvema rezultatoma: (1) magnetne lastnosti dane kamnine se lahko v določenem telesu ali strukturi kamnine močno razlikujejo, odvisno od kemičnih nehomogenosti, pogoji deponiranja ali kristalizacije in kaj se zgodi s kamnino po nastanku; in (2) kamnine, ki imajo isto litologijo (vrsta in ime), nimajo nujno enakih magnetnih lastnosti. Litološke klasifikacije običajno temeljijo na številčnosti prevladujočih silikatnih mineralov, vendar magnetiziranje določa manjši delež takih magnetnih mineralnih zrn kot železov oksid. Glavni magnetni minerali, ki tvorijo kamnine, so železovi oksidi in sulfidi.
Čeprav se lahko magnetne lastnosti kamnin, ki imajo isto klasifikacijo, razlikujejo od kamnine do kamnine, pa so splošne magnetne lastnosti običajno odvisne od vrste kamnine in celotne sestave. Magnetne lastnosti določene kamnine lahko zelo dobro razumemo, če ima kdo posebne informacije o magnetnih lastnostih kristalnih materialov in mineralov ter o tem, kako na te lastnosti vplivajo dejavniki, kot so temperatura, tlak, kemična sestava in velikost zrn. Razumevanje je še dodatno razširjeno z informacijami o tem, kako so lastnosti tipičnih kamnin odvisne od geološkega okolja in kako se spreminjajo v različnih pogojih.
