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岩の地質

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岩の地質
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ビデオ: 神之地球解剖術【LIS科學史】(三大岩類-沈積岩) 2024, 七月

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電気的特性

材料の電気的性質は、その伝導率(または逆に、その抵抗率)と誘電率、および温度、測定が行われる周波数などに対するこれらの変化率を示す係数によって特徴付けられます。さまざまな化学組成を持ち、多孔性や流体含有量のさまざまな物理的性質を持つ岩石の場合、電気的性質の値は大きく異なります。

抵抗(R)は、1ボルトの大きさの試料全体の電位差(電圧; V)が1アンペアの電流(i)を生成するときの1オームとして定義されます。つまり、V = Riです。電気抵抗率(ρ)は材料固有の特性です。つまり、サンプルサイズや現在のパスに依存せず、固有のものです。これは、R =ρL/ Aによって抵抗に関連します。ここで、Lは試料の長さ、Aは試料の断面積、ρの単位はオームセンチメートルです。1オームセンチメートルは0.01オームメートルに相当します。導電率(σ)は、1 /ρohm -1・センチメートル-1(またはmhos / cmと呼ばれます)です。SI単位では、モー/メートルまたはジーメンス/メートルで与えられます。

岩やその他の材料の電気抵抗率のいくつかの代表的な値を表に示します。一般的に「良好な」導体と考えられる材料は、10の抵抗有する-5 -10オームセンチメートル(10 -7 -10 -1オームメートル)と10-10の導電率7つのモー/メートル。中間導体として分類されるものは、100〜10 9オームセンチメートル(1〜10 7オームメートル)の抵抗率と10 -7 –1モー/メートルの導電率を持っています。また、絶縁体として知られる「不良」導体は、10の抵抗有する10 -10 17オーム-センチメートル(10 8 -10 15オーム・メートル)及び10の導電率-15 -10 -8。海水は、溶存塩の含有量が高いため、淡水よりも導体の抵抗が低くなります(つまり、抵抗率が低くなります)。ドライロックは非常に抵抗力があります。地下では、通常、細孔はある程度流体で満たされています。材料の抵抗率には幅広い範囲があります。たとえば、銅は石英と22桁異なります。

典型的な抵抗率

素材 抵抗率(オームセンチメートル)
海水(18°C) 21
汚染されていない地表水 2(10 4
蒸留水 0.2–1(10 6
水(4°C) 9(10 6
3(10 8
その場で岩
堆積 粘土、軟頁岩 100–5(10 3
ハードシェール 7–50(10 3
5〜40(10 3
砂岩 (10 4)–(10 5
氷河モレーン 1〜500(10 3
多孔質石灰岩 1–30(10 4
密な石灰岩 >(10 6
岩塩 (10 8)–(10 9
火の 5(10 4)–(10 8
変成 5(10 4)–5(10 9
実験室の岩
乾燥花崗岩 10 12
ミネラル
銅(18°C) 1.7(10 -6
黒鉛 5〜500(10 -4
磁硫鉄鉱 0.1〜0.6
マグネタイト結晶 0.6〜0.8
黄鉄鉱 1–(10 5
磁鉄鉱 (10 2)–5(10 5
クロマイト鉱石 > 10 6
石英(18°C) (10 14)–(10 16

高周波交流の場合、岩の電気的応答は部分的に誘電率εによって支配されます。これは、電荷を蓄える岩の容量です。これは、電界の分極率の尺度です。cgs単位では、誘電率は真空で1.0です。SI単位では、メートルあたりのファラッドまたは真空の比容量に対する材料の比容量(メートルあたり8.85×10 -12ファラッド)で表されます。誘電率は、100ヘルツ(サイクル/秒)をはるかに超える周波数では、温度と周波数の関数です。

岩石の電気伝導は、(1)流体伝導、つまり、塩分を多く含む水中でのイオン移動による電解伝導、および(2)金属および半導体(硫化物鉱石など)の電子伝導によって発生します。岩に多孔性があり、流体が含まれている場合、通常、流体が導電率応答を支配します。岩石の導電率は、流体の導電率(およびその化学組成)、流体の飽和度、多孔性と浸透性、および温度に依存します。岩石が水を失うと、深部での砕屑性堆積岩の圧縮と同様に、それらの抵抗率は通常増加します。

磁気特性

岩石の磁気特性は、構成する鉱物粒子および結晶の磁気特性から生じます。通常、岩石のごく一部のみが磁性鉱物で構成されています。岩の全体としての磁気特性と磁化を決定するのはこの粒子の小さな部分であり、2つの結果があります。 、堆積または結晶化条件、および形成後に岩に何が起こるか; (2)同じ岩相(種類と名前)を共有する岩石は、必ずしも同じ磁気特性を共有する必要はありません。岩相の分類は通常、豊富な主要なケイ酸塩鉱物に基づいていますが、磁化は酸化鉄などの磁性鉱物粒子のわずかな割合によって決定されます。主要な岩石形成磁性鉱物は、酸化鉄と硫化物です。

同じ分類を共有する岩石の磁気特性は岩石によって異なる場合がありますが、それでも一般的な磁気特性は通常、岩石のタイプと全体的な組成に依存します。特定の岩石の磁気特性は、結晶性材料や鉱物の磁気特性、およびそれらの特性が温度、圧力、化学組成、サイズなどの要因によってどのように影響を受けるかについての特定の情報があれば、非常によく理解できます。穀物の。理解は、典型的な岩石の特性が地質環境にどのように依存しているか、およびさまざまな条件によってどのように変化するかについての情報によってさらに強化されます。