전기적 특성
재료의 전기적 특성은 전도도 (또는 반대로 저항률)와 유전 상수, 온도, 측정 주파수 등의 변화 속도를 나타내는 계수로 특징 지어집니다. 다양한 화학적 조성과 다공도 및 유체 함량의 다양한 물리적 특성을 가진 암석의 경우 전기적 특성의 값이 크게 다를 수 있습니다.
저항 (R)은 1 볼트 크기의 시편에 걸친 전위차 (전압; V)가 1 암페어의 전류 (i)를 생성 할 때 1 옴으로 정의됩니다. 즉, V = Ri이다. 전기 저항률 (ρ)은 재료의 고유 특성입니다. 다시 말해, 샘플 크기 나 전류 경로에 따라 달라지지 않습니다. R = ρL / A에 의한 저항과 관련이 있습니다. 여기서 L은 시편의 길이이고, A는 시편의 단면적이며, ρ의 단위는 ohm-centimetre입니다. 1 옴-센티미터는 0.01 옴-미터와 같습니다. 전도도 (σ)는 1 / ρ ohm -1 · 센티미터 -1과 같습니다 (또는 mhos / cm라고 함). SI 단위에서는 mhos / metre 또는 siemens / metre로 제공됩니다.
암석 및 기타 재료에 대한 일부 전기 저항 값은 표에 나와 있습니다. 일반적으로 "양호한"도체로 간주되는 재료는 저항이 10-5 –10 ohm-centimetre (10 -7 –10 -1 ohm-metre)이고 전도성은 10–10 7 mhos / metre입니다. 중간 도체로 분류 된 전도체는 100–10 9 옴- 센타 미터 (1–10 7 옴-미터) 의 저항 과 10 -7 –1 mhos / 미터 의 전도도를 갖습니다. 또한 절연체로 알려진 "불량"도체, (10)의 비저항이 10 -10 17 Ω · cm (10 (8) -10 15 Ω · m) 및 (10)의 도전 -15 -10 -11. 해수는 용해 된 염 함량이 높기 때문에 담수보다 훨씬 우수한 전도체 (즉, 저항이 낮음)입니다. 마른 바위는 매우 저항력이 있습니다. 지하 표면에서, 기공은 전형적으로 유체에 의해 어느 정도 채워진다. 재료의 저항률은 넓은 범위를 갖습니다. 예를 들어 구리는 석영과 22 배 정도 다릅니다.
전형적인 저항
| 재료 | 저항력 (ohm-centimetre) | |
|---|---|---|
| 해수 (18 ° C) | 21 | |
| 오염되지 않은 지표수 | 2 (10 4) | |
| 증류수 | 0.2–1 (10 6) | |
| 물 (4 ° C) | 9 (10 6) | |
| 빙 | 3 (10 8) | |
| 현장에서 바위 | ||
| 퇴적암 | 점토, 부드러운 셰일 | 100–5 (10 3) |
| 단단한 혈암 | 7–50 (10 3) | |
| 모래 | 5-40 (10 3) | |
| 사암 | (10 4) – (10 5) | |
| 빙하 빙퇴석 | 1–500 (10 3) | |
| 다공성 석회암 | 1–30 (10 4) | |
| 짙은 석회암 | > (10 6) | |
| 암염 | (10 8) – (10 9) | |
| 불의 | 5 (10 4) – (10 8) | |
| 변성 | 5 (10 4) –5 (10 9) | |
| 실험실에서 바위 | ||
| 마른 화강암 | 10 12 | |
| 탄산수 | ||
| 구리 (18 ° C) | 1.7 (10-6) | |
| 석묵 | 5–500 (10-4) | |
| 황철석 | 0.1–0.6 | |
| 자철광 결정 | 0.6–0.8 | |
| 황철석 광석 | 1– (10 5) | |
| 자철광 광석 | (10 2) –5 (10 5) | |
| 크로 마이트 광석 | > 10 6 | |
| 석영 (18 ° C) | (10 14) – (10 16) | |
고주파 교류의 경우, 암석의 전기적 응답은 부분적으로 유전 상수 ε에 의해 좌우됩니다. 이것은 전하를 저장하는 암석의 능력이다. 그것은 전기장에서 분 극성의 척도입니다. cgs 단위에서 유전 상수는 진공 상태에서 1.0입니다. SI 단위에서는 미터당 패럿 또는 재료의 특정 용량 대 진공의 특정 용량 비율 (미터당 8.85 × 10-12 패럿)로 표시됩니다. 유전 상수는 100 헤르츠 (초당 사이클)를 훨씬 초과하는 주파수에 대한 온도 및 주파수의 함수이다.
전기 전도는 (1) 유체 전도, 즉 거친 기공 수에서의 이온 전달에 의한 전해 전도 및 (2) 금속 및 반도체 (예: 일부 황화물 광석) 전자 전도에 의해 암석에서 발생합니다. 암석에 다공성이 있고 유체가 포함 된 경우 일반적으로 유체가 전도도 응답을 지배합니다. 암석 전도도는 유체 (및 그 화학 성분)의 전도도, 유체 포화도, 다공성 및 투과성 및 온도에 따라 달라집니다. 깊숙한 객석 퇴적암의 압축과 같이 암석이 물을 잃는 경우, 일반적으로 저항력이 증가합니다.
자기 적 성질
암석의 자기 특성은 구성 미네랄 입자와 결정의 자기 특성에서 발생합니다. 일반적으로 바위의 작은 부분 만 자성 광물로 구성됩니다. 바위의 자기 특성과 자화를 전체적으로 결정하는 것은 입자의이 작은 부분이며, 두 가지 결과가 있습니다: (1) 주어진 암석의 자기 특성은 화학적 불균일성에 따라 주어진 암석 몸체 또는 구조 내에서 크게 다를 수 있습니다, 증착 또는 결정화 조건, 그리고 형성 후 암석에 일어나는 일; (2) 동일한 리소그래피 (유형 및 이름)를 공유하는 암석이 반드시 동일한 자기 특성을 공유 할 필요는 없습니다. Lithologic 분류는 일반적으로 지배적 인 규산염 광물의 풍부함을 기반으로하지만 자화는 산화철과 같은 자성 광물 입자의 작은 부분에 의해 결정됩니다. 주요 암석 형성 자성 광물은 산화철과 황화물입니다.
동일한 분류를 공유하는 암석의 자기 특성은 암석마다 다를 수 있지만 그럼에도 불구하고 일반적인 자기 특성은 일반적으로 암석 유형과 전체 구성에 달려 있습니다. 특정 암석의 자기 특성은 결정질 물질과 광물의 자기 특성에 대한 특정 정보와 온도, 압력, 화학 성분 및 크기와 같은 요인에 의해 이러한 특성이 어떻게 영향을 받는지에 대한 특정 정보를 가지고 있다면 상당히 잘 이해할 수 있습니다. 곡물의. 전형적인 암석의 특성이 지질 환경에 어떻게 의존하고 어떻게 다른 조건에 따라 변하는 지에 대한 정보를 통해 이해력이 더욱 향상됩니다.
