Магнитные свойства горных пород

 

Магнитные свойства горной породы зависят от ее химико-минералогического состава, структуры, соотношения в породах диа-, пара-, и ферромагнитных минералов и их количества.

Магнитные свойства пород характеризуются широким диапазоном значений до десятков тысяч 10^-5СИ. В зависимости от магнитных свойств на практике используют классификацию горных пород, предложенную Д.Л.Берсудским. Он разделил все породы по величине æ на пять групп:

1. практически немагнитные æ< 50·10^-5 ед. СИ – в основном это осадочные породы.

2. очень слабомагнитные æ = (50-100)х 10^-5 ед. Си – часть осадочных пород, метаморфических и кислых магматических пород;

3. слабомагнитные, æ = (100-1000)х 10^-5 ед. СИ (часть осадочных, магматических, и метаморфических пород);

4. магнитные æ= (1000-5000) х10^-5 ед СИ. (магматические породы и часть метаморфических);

5. сильномагнитные æ>5000 х10^-5 ед. СИ.

Магнитные характеристики горных пород определяются следующими факторами:

· концентрацией ферромагнитных материалов.

Основные породообразующие минералы являются диа- и парамагнетиками и характеризуются значениями æ от -5*10^-5 ед. СИ до 10-150*10^-5 ед. СИ. Присутствие в составе породы зерен ферромагнитных минералов (магнетита, гематита, титаномагнетита, маггемита и др.) резко повышает значение магнитной восприимчивости.

· их составом и структурой.

· особенностями их магнитного строения.

Магматические породы характеризуются очень широким диапазоном значений магнитной восприимчивости – от единиц до десятков тысяч 10^-5 ед. СИ. Широкий диапазон измерения значений æ определяется составом первоначальных расплавов, термобарическими и окислительно-восстановительными условиями образования и последующих изменений пород.

В магматических породах ферромагнитные минералы присутствуют в виде зерен первично-магматических минералов – магнетита, титаномагнетита, ильменита, гемольменита и других веществ низко- и высокотемпературного окисления при кристаллизации магмы – гематита, маггемита.

Таким образом, эти минералы появляются как одновременно с образованием породы, так и в процессе ее жизни.

Средние значения магнитной восприимчивости возрастают от кислых к основным и ультраосновным группам пород.

Для метаморфических пород характерен наиболее широкий диапазон изменения значений магнитной восприимчивости и естественной намагниченности.

Мрамора, кристаллические известняки характеризуются отрицательной магнитной восприимчивостью. Железистые кварциты, серпентиниты, скарны по значениям магнитной восприимчивости, остаточной и естественной намагниченности приближаются к магнетитовым рудам.

Метаморфические породы имеют либо очень слабую магнитную восприимчивость, зависящую от состава породообразующих минералов, либо различное значение магнитной восприимчивости от 100 *10^-5 до 10000*10^-5 ед. СИ, пропорционально содержанию ферромагнитной фракции.

Все магнитные параметры метаморфических пород зависят от первоначального субстата и от различий процессов его преобразования.

Магнитные характеристики осадочных пород обусловлены главным образом акцессорными минералами, обладающими выраженными ферромагнитными свойствами – магнетитом и его разновидностями, маггемитом, гематитом и гидроокислами железа.

Значения магнитной восприимчивости осадочных пород существенно меньше значений æ магматических пород, поскольку содержание в них ферромагнитных минералов ниже. Наиболее распространенные породообразующие минералы осадочных пород (кварц, кальцит, полевые шпаты, гипс, ангидрит, галит) являются диамагнетиками или слабыми парамагнетиками и естественно не вносят заметного вклада в магнитную восприимчивость пород.

Среди сильных парамагнетных минералов наибольшую роль играют сидерит, хлорит, пирит, ильменит, биотит, иногда глинистые минералы.