Магниттік қасиеттері

Жұмыс түрі: Реферат
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 10 бет
Таңдаулыға:

ВОСТОЧНО-КАЗАХСТАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ им. Д. СЕРИКБАЕВА

Школа гуманитарного образования и физической культуры

Кафедра казахского, русского языков

Реферат

Тақырыбы: Тау жыныстарының массивіндегі магнит өрістері мен электр өрістерінің негізгі сипаттамалары

Орындаған:Кайырбеков Асет

20 ГДК-2, Школа наук о Земле и окружающей среде

Тексерген: Берікболұлы Арман

Өскемен

Усть-Каменогорск

2020

МАЗМҰНЫ

Кіріспе

1. Теориялық ережелер

1. 1 Жердің магнит өрісінің пайда болуы

1. 2 Жердің қазіргі магнит өрісі

1. 3 Жердің магнит өрісінің инверсиясы

2. Тау жыныстары массивтеріндегі магниттік және электрлік өрістер туралы негізгі түсініктер

2. 1 Магниттік қасиеттері

2. 2 Магниттік қасиеттердің қалыптасуы

2. 3 Электрлік қасиеттері

3. Практикалық мәліметтер

3. 1 Палеомагнитология

3. 2 Жердің магнит өрісін өлшеу принципі

3. 3 Магниттік барлау әдістері

Қорытынды

Пайдаланылған әдебиеттер тізімі

Кіріспе

Бұл жұмыс тау жыныстарының массивіндегі магнит өрістері мен электр өрістерінің негізгі сипаттамаларын зерттеуге арналған. Магниттік барлау кезінде олардың практикалық қолданылуын зерттеу. Жерді магнит өрісінің көзі ретінде қарастыру.

Магниттік барлау таяз жерасты объектілерін барлаудың ең жақсы әдістерінің бірі болып табылады. Бұл нысандарға тау жыныстары, минералдар және археологиялық қазбалар жатады. Осылайша, геологиялық денелердің магниттік қасиеттері туралы материалды жүйелеу және жалпылау қажет.

Жұмыстың мақсаты-тау жыныстары мен минералдардың магниттік және элекрлік өрістердің қасиеттерін зерттеу деректерін жинау, талдау және өңдеу және оларды пайдалану әдістері.

1. Теориялық ережелер

Жердің магнит өрісінің пайда болуы

Қазіргі ойларға сәйкес геомагниттік өріс Жер планетасы пайда болғаннан кейін шамамен 1 миллиард жыл өткен соң пайда болды, оның жасы шамамен 4, 6 миллиард жыл. Жердің дифференциациясы нәтижесінде физикалық қасиеттері бойынша әртүрлі қабықтар пайда болды: жер қыртысы, сыртқы мантия, ішкі мантия, сыртқы сұйық электр өткізгіш металл ядросы және ішкі қатты ядро [1] .

Жер бетінде байқалған магнит өрісін оның себептеріне байланысты үш бөлікке бөлуге болады. Біріншісі-жер ішінде орналасқан көздерден туындаған" ішкі " өріс. Екінші бөлім-көздері Жерден тыс орналасқан "сыртқы" өріс. Үшінші бөлім-жер бетін кесіп өтетін токтарға байланысты" құйынды " өріс. Лаплас теңдеуі мен Шмидттің болжамдарының арқасында "құйынды" және "сыртқы" өрістер ішкі өрістермен салыстырғанда шамалы екенін анықтауға болады. Осылайша, геомагниттік өрістің көп бөлігі жер ішінде орналасқан көздерден туындайды [7] .

Ғалымдар Жердің магнит өрісі не үшін екенін түсіндіруге тырысқан көптеген теориялар болды. Қазіргі уақытта жалғыз қанағаттанарлық-магниттік гидродинамо теориялары. Олар гидромагниттік әсермен байланысты. Бұл әсердің мәні айналмалы дененің айналу осі бағытында магниттелуі болып табылады, бірақ тәжірибе көрсеткендей, Жердің магнит өрісінің аз ғана бөлігі гидромагниттік әсерге байланысты болуы мүмкін.

2900 км тереңдіктен 6371 км-ге дейін (жердің орталығы) сұйықтық қасиеті бар планета ядросының сыртқы қабығы орналасқан. Сыртқы ядроның сұйық сфералық қабығының болуы және Жердің айналуы магниттік гидродинамо гипотезасының негізін құрайды [1] .

Сыртқы ядроның төменгі шекарасы жоғарыдан жоғары температураға ие болғандықтан, конвекция пайда болуы мүмкін. Жеңіл және қыздырылған сұйықтық жоғары көтеріледі, ал ауыр және суық төмендейді. Ламинарлы немесе турбулентті конвекция Рейнольдс санымен анықталады ма:

"Re = H ∙V/" v, (1),

мұндағы h-сұйықтық қабатының қалыңдығы;

V-жылдамдық;

v-кинематикалық тұтқырлық.

Жердің сұйық ядросы үшін Рейлей саны-109. Бұл турбуленттіліктің шекті мәнінен едәуір асады. Осыған сүйене отырып, сыртқы ядрода турбулентті жылу конвекциясы мүмкін деп айтуға болады. Өткізгіш сұйықтықтың қозғалысы магнит өрісінің пайда болуына әкелмейді. Қозғалатын өткізгіш сұйықтықта ток пайда болуы үшін сыртқы магнит өрісі қажет [1] .

1. 2 Жердің қазіргі магнит өрісі

Геомагниттік өріс D, I қисаюымен және теслада өлшенген h кернеуімен сипатталады.

Солтүстік магниттік полюсте көлбеу сәйкесінше плюс 90°, оңтүстігінде минус 90° жетеді. Магнит экваторында географиялық емес, көлбеу нөлге тең. Қазіргі магнит өрісі Жердің айналу осіне қатысты 11, 5° көлбеу геоцентрлік ығысқан диполь өрісімен жақсы сипатталады [1] .

Палеомагниттік зерттеулер көрсеткендей, жердің геомагниттік өрісі соңғы 2-3, 5 миллиард жыл ішінде түбегейлі өзгерген жоқ. Оның кернеуі 0, 5 Э немесе 0, 1 а/м құрайды, біз магниттік ауытқу уақыт өте келе өзгеретінін түсінеміз. Магнит өрісінің кез-келген элементінің жылдық өзгерісі бар арнайы карталар үнемі жасалады. Мұндай карталарды 10 жылдан артық емес пайдалануға болады

1. 3 Жердің магнит өрісінің инверсиясы

Жердің өмір сүру кезеңінде оның магниттік полярлығын бірнеше рет өзгертті. Бұл асимметриялық диполь белгісінің өзгеруі. Бұл қарама-қарсы магниттелген тау жыныстарының болуымен түсіндіріледі [2] .

Тек жолдармен, қашан жүреді кезекті инверсия, ал бұл әкеп соғады бүкіләлемдік", - деді. Магниттік инверсия полюстердің ығысуымен қатар жүреді. Ішкі қатты ядроның айналмалы қозғалыстары жыртылуға, кейінірек магниттік инверсияның мәні болып табылатын магнит өрісінің жаңаруына әкеледі

2. Тау жыныстары массивтеріндегі магниттік және электрлік өрістер туралы негізгі түсініктер

2. 1 Магниттік қасиеттері

Тау жыныстарының магниттік қасиеттері жердің сыртқы магнит өрісіндегі әртүрлі магниттелетін минералды дәндердің құрамымен анықталады. Заттар диамагнетиктер, парамагнетиктер және ферромагнетиктер болып бөлінеді.

2. 2 Магниттік қасиеттердің қалыптасуы

Атқылау кезінде пайда болатын Магма жоғары температураға ие, бірақ салқындаған кезде Кюри нүктесіне жетеді. Бұл шекарада геологиялық дене магниттік қасиеттерге ие болады және магниттік индукция векторы сол кездегі магнит сызықтарының осі бойымен бағытталған.

Магнит өрісінің геологиялық денелерге әсер етуінің негізгі сипаттамалары тау жыныстарының магниттік сезімталдығы мен магниттелуі болып табылады. Біріншісі денелердің сыртқы магнит өрісінің әсерінен магниттелу қабілетін сипаттайды, ал екіншісі магниттелудің мөлшері мен бағытын анықтайды.

Тау жыныстарының маңызды магниттік параметрі-қалдық магниттелу. Ол тау жынысы пайда болған кезде жасалады және оған сыртқы магнит өрісі әсер ете ме, жоқ па, Тәуелсіз көрінеді. Тау жыныстары пайда болған палеомагниттік өрістер туралы ақпарат бар.

2. 3 Электрлік қасиеттері

Негізгі электрлік қасиеттерге мыналар жатады: электрлік кедергі немесе оған кері мән - электр өткізгіштік, поляризация және диэлектрлік тұрақты. Геологиялық және тау-кен зерттеулерінің тәжірибесінде оның бір бетіне перпендикуляр бағытталған электр тогына заттың кубының кедергісі (жақтары 1 м) ретінде анықталған тау жыныстары мен минералдардың электрлік кедергісін зерттеу үлкен маңызға ие. Электр кедергісі тау жыныстарын құрайтын минералдардың және кеуектерді толтыратын сұйықтықтардың ылғалдылығына, кеуектілігіне, тау жыныстарының құрылымына, массивтегі температура мен қысымға байланысты. Жақсы өткізгіш (10-6-10-4 Ом•М) - табиғи металдар, жартылай өткізгіштер (10-5-103 Ом * м• - кен минералдарының көп бөлігі (пирит, пирротин, галенит, ковеллин, сфалерит және т. б. ) ; диэлектриктер - тау жыныстарын құрайтын минералдардың көп бөлігі, соның ішінде силикаттар, сульфаттар, карбонаттар класының барлық минералдары, кейбір оксидтер (кварц, корунд) . Тау жыныстарының минералды қаңқасы кеуектер мен жарықтарды толтыратын табиғи ерітінділерге қарағанда әлдеқайда нашар ток өткізеді, сондықтан тау жыныстарының ылғалдығы мен кеуектілігі жоғарылаған сайын электр кедергісі 10-30 есе азаяды. Су кеуектерде және басқа қуыстарда қатып қалған кезде қарсылық 2-3 ретке артады. Тау жыныстарының электрлік кедергісі олардың газ бен мұнайға қанығуының жоғарылауымен де артады. Құрылымы, кеуектілігі және ылғалдылығы негізгі генетикалық жыныстар үшін әр түрлі болғандықтан - шөгінді, магмалық және магмалық, олардың электрлік кедергісі сәйкесінше әр түрлі болады. Қарсылықтың ең аз мәні шөгінді тау жыныстарына (тас тұзы, гипс және ангидриттен басқа) тән, бұл олардың кеуектілігі мен ылғалдылығының жоғарылауымен түсіндіріледі, метаморфизм деңгейінің жоғарылауымен (мың Ом•м дейін) өсетін метаморфты тау жыныстары жоғары мәндерге ие, магмалық тау жыныстарында ең үлкен қарсылықтар байқалады (мыңдаған - ондаған мың Ом•м) . Кеннің көп бөлігінің меншікті кедергісі олардың құрамындағы жақсы өткізгіш минералдардың пайыздық мөлшеріне және олардың өткізгіш емес минералдармен құрылымдық-текстуралық қатынасына байланысты. Ең жоғары өткізгіштік (10-2-10 Ом•м) массивті колчедан және полиметалл кендеріне ие.

3. Практикалық мәліметтер

3. 1 Палеомагнитология

Палеомагнитология-бұл геофизиканың жер бетіндегі ең көне магнит өрісін зерттейтін саласы, ол тау жыныстарының қалдық магниттелуінде сақталған және ежелгі өріске параллель бағытталған, ал мәні оның кернеуіне тура пропорционал.

Тұрақтылық, кез - келген түрдегі қалдық магниттелу-бұл оның мәні мен бағытын сақтау мүмкіндігі. Қалдық магниттелу әртүрлі себептердің әсерінен өзгеруі мүмкін: тұрақты және ауыспалы магнит өрістері, температураның ауытқуы, химиялық және минералогиялық қайта құру, механикалық кернеулер, релаксация құбылыстары және т. б. ферромагниттің қосымша магниттелуіне әкелетін және белгілі бір түрдегі қалдық магниттелудің пайда болуын анықтайтын барлық факторлар.

3. 2 Жердің магнит өрісін өлшеу принципі

Магниттік құбылыстарды бақылау және қолдану іс жүзінде б. з. д. III ғасырдан бастап белгілі болды, Қытайда Жердің магниттік жолақтарының бағытын көрсететін магниттік компастар жасалып, қолданылған кезде. Алғашқы компастар магниттік темірден жасалған қысқа тұтқасы бар дөңгелек қасықтар болды. Мұндай қасық жылтыратылған мыс бетінде орналасқан және солтүстікке немесе оңтүстікке бағытталған бағыттарды көрсетті.

Геомагниттік өрісті және оның вариацияларын өлшеу стационарлық станцияларда да, жерде шамамен 150 болатын магниттік обсерваторияларда да, магниттік барлау жұмыстары кезінде де жүзеге асырылады. Абсолютті анықтамаларда, әдетте, магнит өрісінің үш элементі өлшенеді. Ол үшін күрделі үш компонентті магниттік құрылғылар қолданылады - магниттік теодолиттер және автоматты түрде жазатын Вариациялық станциялар. Әдетте магнит өрісінің абсолютті және салыстырмалы параметрлері бастапқы тірек нүктесіне қатысты өлшенеді. Магниттік барлау кезінде қолданылатын құрылғылар магнитометрлер деп аталады. Қазіргі уақытта негізінен магнитометрлердің үш түрі қолданылады - феррозонд, протон және кванттық.

Ферромагниттік магнитометрдің ферроқорытпасының (сезімтал элементінің) негізгі құрылысы - ферромагнетиктің өзегіне оралған электр катушкасы, ол төмен коэрцитивті күшке ие (Ферро-немесе ферримагниттік затты толығымен демагнетизациялау үшін қажет магнит өрісінің күші) және әлсіз магнит өрістеріндегі үлкен магнит өткізгіштігі.

Протонды немесе ядролық магнитометрлердің жұмыс принципі жердегі магнит өрісіндегі протондардың еркін прецессиясы құбылысына негізделген. Протон бар сенсорға белгілі бір электромагниттік әсерден кейін (сумен, алкогольмен, бензолмен және т. б. ) протондардың магниттік моменттері Жердің магнит өрісінің векторының бағыты бойынша болады. Протонды магнитометрдің көмегімен Жердің магнит өрісінің кернеулігі векторына перпендикулярға қатысты датчик осінің бағытына төмен сезімталдықта (±45°) ±(0, 01-2) нТл қателікпен геомагниттік өрістің абсолютті модульдік мәнін және аспаптың нөлдік ығысуының іс жүзінде болмауын өлшейді.

Кванттық магнитометрлер магнит өрісінің кернеу Модулінің абсолютті мәндерін өлшеуге арналған. Магниттік моменті бар атомдардың электронды құрылымында магнит өрісіне енген кезде энергия деңгейінің кіші деңгейлерге бөлінуіне әкелетін өзгеріс болады, энергия айырмашылығы мен сәулелену жиілігі бақылау нүктесінде магниттік индукцияның толық векторының модуліне пропорционал. Магнитометрдің сезімтал элементі құрамында цезий, рубидий, сондай-ақ гелий булары бар ыдыс болып табылады. Арнайы сүзілген монохроматикалық жарықтың әсерінен бу электрондары бір энергия деңгейінен екіншісіне ауысады. Айдау аяқталғаннан кейін электрондардың бұрынғы деңгейіне оралуы магнит өрісінің шамасына пропорционал жиіліктегі энергия сәулеленуімен бірге жүреді.

Сондай-ақ, төртінші түрі бар оптикалық-механикалық магнитометрлер, олар екі нүктеде көлденең компоненттің өсуін өлшеу үшін тік осьтің айналасында немесе тік компоненттің өсуін өлшеу үшін көлденең осьтің айналасында айналатын магниттен тұрады

3. 3 Магниттік барлау әдістері

Магнитті барлау әдістері деп аппаратураны таңдау, Түсірілім мен бақылау түрі, жіберілген геологиялық міндеттерді шешуге болатын материалдардың қателіктері мен ұсыну нысандары түсініледі.

Магнитті барлаудың негізгі әдістері: далалық (жаяу немесе автомобильдік), әуе, теңіз, жер асты және ұңғымалық бақылаулар. Шешілетін геологиялық міндеттер бойынша: терең аумақтардың терең геологиялық құрылымын зерттеу үшін қолданылатын өңірлік (аэромагниттік және гидромагниттік) ; зерделенетін облыстардың перспективалылығын бағалай отырып карталау (аэромагниттік және далалық) ; карталау-іздестіру (далалық) кең ауқымды геологиялық карталау үшін арналған; іздеу-барлау және егжей-тегжейлі (далалық, жерасты және ұңғымалық), олар кен денелерінің есептерін шешеді, олардың мөлшерін, пішінін, жағдайын, магниттелуін бағалайды [3] .

... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.