Рефераты. Магнитная восприимчивость, плотность и электропроводность. Месторождение Миссури

Магнитная восприимчивость, плотность и электропроводность. Месторождение Миссури

Курсовая работа

Магнитная восприимчивость, плотность и электропроводность.

Месторождение Миссури

2010

Содержание

Введение

Глава 1. Повышенная магнитная восприимчивость парамагнитных амфиболов, пироксенов, биотитов связана с микропримесями ферромагнетиков. Предложите магнитные способы определения в этих минералах ферромагнетиков?
Глава 2. Распределение минералов по петрофизическим группам
Глава 3
Глава 4. Петрографическая характеристика месторождения Миссури (Pb-Zn)
Глава 5. Meдно-порфировые месторождения
Глава 6. Специальное исследование
Заключение
Список используемой литературы

Введение
Петрофизика - одна из наук о Земле, изучающая физические свойства горных пород и руд с целью установления их состава структуры и термодинамического состояния при решении разнообразных задач геологии.

Петрофизика играет роль фундаментальной науки по отношению ко всем частным направления геофизики: магниторазведке, гравиразведки, электроразведке, сейсморазведке и радиометрии, а также к методам гис.

Современная петрофизика использует ряд современных методов исследования веществ, позволяющих с высокой точностью и воиспроизводимостью измерять большое количество разнообразных параметров горных пород. К ним относятся: плотность, различные виды пористости, магнитная восприимчивость, остаточная намагниченность, удельное электрическое сопротивление, диэлектрическая проницаемость, тепло - и температуропроводности, теплоемкость и т.д.

Несомненное достоинство петрофизических методов исследований является возможность опосредственного изучения вещества Земли на любых глубинах с помощью каротажа и тонкие скрупулезные лабораторные измерения горных пород и руд на образцах.

Глава 1. Повышенная магнитная восприимчивость парамагнитных амфиболов, пироксенов, биотитов связана с микропримесями ферромагнетиков. Предложите магнитные способы определения в этих минералах ферромагнетиков?
Ответ:

Парамагнетизм - это явление, возникающее в веществах с некомпенсированными магнитными моментами и отсутствием магнитного атомного порядка. Атомы или молекулы в этом случае можно представить в виде элементарных магнетиков. При отсутствии внешнего магнитного поля упорядоченному расположению этих магнетиков препятствует тепловое движение, энергия которого на порядок выше энергии взаимодействия между магнетиками. Поэтому при обычных температурах магнитные моменты разупорядочены и результирующая намагниченность равна нулю.

Внешнее магнитное поле ориентирует магнитные моменты атомов. Направление преимущественной ориентация совпадает с направлением намагничивающего поля, поэтому намагниченность и магнитная восприимчивость у парамагнетиков являются положительными величинами.

Состояние, когда все элементарные магнитные моменты оказываются ориентированы параллельно внешнему магнитному полю, является предельным и может быть достигнуто лишь при очень низких температурах или в очень сильных полях. Соответствующая этому состоянию намагниченность насыщения J° зависит лишь от магнитных моментов атомов и их количества в единице объема.

В обычных условиях ориентации магнитным полям магнитных моментов атомов препятствует их тепловое движение. Поэтому намагниченность меньше намагниченности насыщения.

К парамагнетикам относится большая группа минералов, в том числе породообразующих. Безжелезистые минералы (плагиоклазы, калиевые полевые шпаты, мусковит, скаполит, шпинель, топаз, апатит и др.) имеют относительно низкою магнитную восприимчивость не превышающую 10-0,00001 ед. Парамагнитная восприимчивость железосодержащих силикатов алюмосиликатов (биотиты, амфиболы, хлориты, пироксены, оливины) связана главным образом с содержанием в них ионов железа. В химически чистых разностях оно достигает 200,00001 ед. СИ. Более высокие значения магнитной восприимчивости этих минералов, образованных в естественных условиях, обусловлены микропримесями в них ферромагнетиков, в основном - магнетита (рис.4.4).

Как мы знаем даже не значительные примеси ферромагнетика (магнетита) заметно отклоняют магнитную стрелку компаса.

Для диагностики ферромагнитных минералов пользуются параметрами коэрцитивного спектра г0 и Дm вычислены таким образом, чтобы они не зависели от концентрации ферромагнетика в породе.

го = 103/Ji * c/d Дm = 103/Ji * (ДJо/Дh) max

где Ji и Jо - индукционная и остаточная намагниченности; h - магнитное поле; с и d отрезки, поясняющие определение параметра по кривой коэрцитивного спектра (рис.4.13)

В общем случае параметры коэрцитивного спектра зависят как от состава ферромагнетика, так и от его структурных особенностей. На диаграмме рис.4.14 приведены эталонные данные для основных разновидностей ферромагнитных минералов. Использовались породы с изометричными многодоменными включениями этих минералов. Структурные особенности могут повлиять на параметры коэрцитивного спектра, что затруднит идентификацию минералов по составу. Так, уменьшение зерна магнетита от 10 до 0,1 мкм увеличивает параметр Дm более чем в 2 раза, оставляя го практически неизменным. Удлинение же зерна магнетита в два раза по сравнению с изометричиым зерном приводит к возрастанию обоих и параметров тоже почти в два раза.

Вопрос 10,6: В чем может быть причина отличия по плотности пород Русской (Восточно-Европейской) и Западно-Сибирской платформ?

Ответ:

Петрофизическая классификация геологических формации составлена Н.Б. Дортман. В ее основу положены значения двух физических параметров - намагниченности и плотности горных пород, входящих в состав геологической формации. О скоростях распространения упругих колебаний горных пород выделенных групп можно судить по корреляционным зависимостям между этим параметром и плотностью. Геологические формации распределены по пяти петрофизическим рис. №2. группам, различающимся как значениями физических параметров пород, так и условиями их образования.

Формации литифицированных осадочных пород наиболее полно представлены и пределах Русской платформы и связаны с палеозойским этапом ее развития (см. рис.2). Плотность пород терригенных формаций здесь преимущественно 2,3-2,4 г/см3, карбонатных - 2,55-2,6 г/см3. Более древние (нижнепалеозойские) карбонатные формации Сибирской платформы имеют более высокие плотности - 2,65-2,85 г/см3. Наибольшими плотностями соответствующих литологических разностей пород отличаются геосинклинальные отложения складчатых систем (2,5 - 2,85 г/см3).

Намагниченность осадочных формаций слабая, в основном не выходящая за пределы (0-50) - 103 А/м. Наблюдается некоторая дифференциация отдельных разностей пород по вариациям предельных значений намагниченности. В целом намагниченность формаций слаболитифицированных пород изменяется в меньших пределах, чем намагниченность литифицированных пород, а вариации предельных значений намагниченности пород складчатых областей выше, чем платформ.

Кислые и умеренно кислые интрузивные и эффузивные образования первой петрофизической группы характеризуются средней плотностью и слабой намагниченностью. В нее входят гранитовая и липаритовая формации, формация гранито-рапакиви, а также часть гранитоидных формаций. Этими образованиями сложены крупные баталитоподобные массивы в центральных частях антиклинорных зон, протяженные вулканогенные пояса. Наиболее широко эти группы интрузивных и эффузивных формаций развиты в палеозойских и мезозойских геосинклинально-складчатых системах.

Петрофизические группы геологических формаций, отличающиеся особенностями петрофизической характеристики пород, слагают различные крупные геоструктуры земной платформы, геосинклинально складчатые пояса, щиты, что определяет петрофизическую обособленность этих геоструктур. Из рис.2 можно видеть, что платформы по петрофизическим особенностям отличаются от геосинклинально-складчатых поясов и кристаллических щитов, молодые платформы отличаются от древних, а Сибирская платформа имеет уникальную петрофизическую характеристику в связи с широким развитием в ней трапповой базит-долеритовой формации (IV петрофизическая группа). Складчатые системы и кристаллические щиты выделяются как в среднем более высокими значениями плотности и намагниченности, так и большим диапазоном изменения этих параметров в сравнении с платформами.

Петрофизическая классификация геологических формаций, из-за большого разнообразия горных пород в каждой формации и перекрытия интервалов значений плотности и намагниченности носит ориентирующий характер. Однако в привязке к любому конкретному региону она становится значительно более определенной и существенно помогает решать разнообразные задачи геологического картирования.

Иными словами можно сказать, что плотность пород этих платформ, да впрочем как и других различается в том какими геологическими формациями пород и какими петрофизическими группами пород сложены платформы.

Глава 2. Распределение минералов по петрофизическим группам
Проводники, с<10-6
Железо
Fe
(9-12) 10-8
металлическая
Никель
Ni
(6-7) 10-8
металлическая
Медь
Cu
1.610-8
металлическая
Серебро
Ag
1.510-8
металлическая
Платина
Pt
9.810-8
металлическая
Ртуть
Hg
9510-8
металлическая
Золото
Au
210-8
металлическая
Висмут
Bi
(12-14) 10-8
металлическая
Полупроводники с повышенной электропроводностью, 10-6<с<102
Касситерит
SnO2
10-3 - 104
ионно-ковалентная
Куприт
Cu2O
10-1 - 100
ионно-ковалентная
Ильменит
FeTiO2
10-3 - 100
ионно-ковалентная
Титаномагнетит
Fe (Fe3+, Ti) 2O4
10-4 - 100
ионно-ковалентная
Уранинит
UO2
10-2 - 101
ионно-ковалентная
Гематит
б-Fe2O3
10-1 - 102
ионно-ковалентная
Графит
С
10-4 - 100
ковалентно-металлическая
Пирит
FeS2
10-5 - 100
ковалентно-металлическая
Галенит
PbS
10-5 - 100
ковалентно-металлическая
Сфалерит
ZnS
10 - 104
ковалентно-металлическая
Халькопирит
CuFeS2
10-4 - 10-1
ковалентно-металлическая
Пирротин
FeS
10-6 - 10-4
ковалентно-металлическая
Арсенопирит
FeAsS
10-5 - 10-1
ковалентно-металлическая
Ковелин
CuS
10-5 - 10-1
ковалентно-металлическая
Борнит
Cu2FeS4
10-5 - 10-1
ковалентно-металлическая
Магнетит
Fe3O4
10-5 - 10-2
ковалентно-металлическая
Хромит
(Fe,Mg) (Cr,Al,Fe) 2O4
3101
ковалентно-металлическая
Пиролюзит
MnO2
10-3 - 101
ковалентно-металлическая
Полупроводники с пониженной электропроводностью, 102<с<108
Шеелит
CaWO4
106 - 108
ионная
Антимонит
Sb2S3
104 - 106
ионно-ковалентная
Шпинель
MgAl2O4
104 - 106
ионно-ковалентная
Рутил
TiO2
4102
ионно-ковалентная
Молибденит
MoS2
103 - 102
ковалентная
Лимонит
FeOOH+FeOOH*nH2O
102 - 106
ионно-ковалентная
Касситерит
SnO2
10-3 - 104
ионно-ковалентная
Сфалерит
ZnS
101 - 104
ковалентно-металлическая
Киноварь
HgS
106 - 1010
ковалентно-металлическая
Диэлектрики, с>108
Флюорит
CaF2
1014 - 1015
ионная
Галит
NaCl
1014 - 1018
ионная
Сильвин
KI
109 - 1015
ионная
Кальцит
CaCO3
109 - 1014
ионная
Доломит
CaMg (CO3) 2
107 - 1016
ионная
Арагонит
CaCO3
107 - 1014
ионная
Кварц
SiO2
1012 - 1016
ионно-ковалентная
Корунд
Al2O3
1014 - 1015
ионно-ковалентная
Сера
S
1012 - 1015
ковалентная
Ортоклаз
K [AlSi3O8]
1010 - 1014
ковалентная
Анортит
Ca [AlSi3O8]
1010 - 1014
ковалентная
Биотит
K [AlSi3O8]
1012 - 1015
ковалентная
Роговая обманка
NaCa2 [Al2Si6O22]
108 - 1014
ковалентная
Актинолит
Ca2Mg3 (OH) [Si8O22]
108 - 1014
ковалентная
Хлориты
- // - // - // - // -
109 - 1012
ковалентная
Эпидот
Ca2 (Fe, Al3O (OH) [SiO4] [Si2O7]
109 - 1014
ковалентная
Авгит
(Ca,Mg,Fe) [ (Al,Si) 2O6]
109 - 1014
ковалентная
Оливин
(Mg,Fe) 3SiO4
108 - 1010
ковалентная
Киноварь
HgS
106 - 1010
ковалентно-металлическая

Страницы: 1, 2