3.2.1 Диэлектрическая проницаемость минералов

Диэлектрическая проницаемость минералов обусловлена главным образом упругой поляризацией (ионной и электронной). Относительная величина диэлектрической проницаемости большей части минералов находится в пределах 412, основных породообразующих минералов  47 (табл. 3.2). Наименьшее значение имеет нефть (24), наибольшее  рутил (90170).

Величина диэлектрической проницаемости минералов зависит в основном от их диэлектрической восприимчивости, которая, в свою очередь, определяется как степенью поляризуемости частиц, так и их количеством в единице объема. Последнее отражается в том, что в общем диэлектрическая проницаемость растет с повышением плотности минералов. Как видно из табл. 3.2, повышенную диэлектрическую проницаемость имеют тяжелые и плотные минералы  сульфиды, затем оксиды и кислородные соли, замыкают порядок наиболее легкие главнейшие породообразующие минералы.

С ростом давления  возрастает у большинства минералов, однако есть минералы (галит, сильвин) с обратной зависимостью.

Изменения диэлектрической проницаемости коррелируется с изменениями твердости минералов. У твердых минералов энергия кристаллической решетки повышена, что снижает их поляризуемость, а значит, и диэлектрическую проницаемость. Например, у алмаза  = 16, у графита – 81.

Таблица 3.2 – Диэлектрическая проницаемость минералов

Минералы	Частота поля, Гц	отн	Минералы	Частота поля, Гц	отн
Самородные:			Хлориды и сульфаты:
алмаз	104	16,5	галит	102-107	6,2-5,7
графит	105	81	сильвин	-,,-	6,2-4,4
сера	-,,-	4	ангидрит	-,,-	6,3-5,7
Сульфиды			гипс	-,,-	4,23-4,24
галенит	105-109	81-17	Карбонаты
пирит	-,,-	12,1-0,9	кальцит	-,,-	8,7-7,5
арсенопирит		81	доломит	-,,-	9,5-7,8
Окислы:			Силикаты:
кварц	105- 109	4,59-4,54	роговая обманка	-,,-	5,8-4,9
лимонит	-,,-	11-10	лабрадор	-,,-	6,47
гематит	-,,-	170-25	каолинит	-,,-	9,1
вода	-,,-	81	кал. пол. шпат	-,,-	4,5-6,0

На величину  минералов кроме состава заметное влияние оказывает адсорбированная в них влага. Для диэлектрической проницаемости в этом случае типична сильная дисперсия, особенно в области относительно невысоких частот электрического поля – 1010⁵ Гц.

3.2.2. Диэлектрическая проницаемость горных пород

Диэлектрическая проницаемость большей части горных пород в общем выше, чем у минералов (табл. 3.3). Это объясняется повышенной влагонасыщенностью горных пород.

Величина  также зависит от минерального состава породы, ее температуры, в меньшей степени – от структурных особенностей и давления.

У изверженных пород  растет с ростом плотности.  увеличивается с ростом основности пород и степени метаморфизма.

Таблица 3.3 – Диэлектрическая проницаемость пород

Породы	Частота поля, Гц	отн	Породы	Частота поля, Гц	отн
Магматические			Осадочные:
габбро	102	15	песчаник (сухой)	102107	119
диабаз	102	23	песчаник водонасыщ.	-,,-	2025
перидотит	5105107	135	песок сухой		35
базальт	105	18,8	песок водонасыщен.		1525
диорит	102	8	глина водонасыщен.		4060
сиенит	5105107	147	известняк плотный		812
трахит	-,,-	98	известняк водонасыщ.	-,,-	1530
гранит	5105107	76	каменный уголь	-,,-	152,5
Метаморфические			Жидкости
кварцит	51025107	74,3	нефть	-,,-	2,5
кристалл. сланец	-,,-	1211	вода	-,,-	81
гнейс	102	9,7
мрамор	-,,-	8,88,3

Диэлектрическая проницаемость осадочных пород определяется главным образом влагонасыщенностью (рис. 3.5).

С повышением минерализации вод  растет.

Рисунок 3.5 – Зависимость диэлектрической проницаемости

от влажности песков и суглинков

С повышением температуры до 200300 С  влагонасыщенных пород падает, так как снижается  воды. При более высоких температурах для всех разновидностей пород характерно увеличение  с ростом температуры, причем при t>700-800C наблюдается весьма резкий рост .

С ростом частоты питающего тока  пород падает (рис. 3.6).

Рисунок 3.6 – Зависимость диэлектрической проницаемости

от частоты поля F