5.Полярицація зміщення (пружна), іонного пружного зміщення, пружного зміщення, релаксаційна (теплова) і їх характеристики.

В електромагнітних полях породи поляризуються, проводять електричний струм і частина енергії поля втрачається - переходить в теплову (Джоулеві втрати в постійному і діелектричні в змінному полях). Крім того, породи поляризуються і проводять струм при продавлюванні через них рідини та приведенні у контакт з іншими вологими породами або електролітами.

          Поляризація зсуву (пружна). Вона виникає в породах, що містять заряджені і взаємопов'язані частинки, здатні зміщуватися щодо один одного під дією поля. Поляризація зміщення підрозділяється на електронну, атомну, іонну і пружну дипольні.

          Поляризація іонного пружного зміщення предполагается у кварцу, корунду, кальциту. Вона можлива і в інших іонних кристалах (галіт, сильвін і т. д.), кристалічна решітка яких містить щільноупаковані різнотипні іони. Поляризація Рі. ср в електричному полі зводиться до зміщення іонів різного знака від положення їх рівноваги в кристалічній решітці.

         Поляризація пружного зсуву Р пз полярних молекул характерна для дипольних діелектриків з сильнозв’язаними полярними молекулами, здатними повертатися під дією поля лише на невеликі кути.

          Релаксаційна (теплова) поляризація. Вона виникає у порід, що містять слабозв’язані частинки, які при тепловому русі можуть змінювати положення рівноваги. Розрізняють орієнтаційну дипольні, іонну теплову та електронно-релаксаційну поляризацію.

9. Сумарна поляризація і діелектрична проникність.

Під дією електромагнітного поля породи здатні поляризуватись та проводити електричний струм, при цьому частина енергії губиться, переходить в теплову (джоулівські втрати в постійному полі і діелектричні втрати в змінному полі). Механізм поляризації гірських порід дуже складний та різний у порід з електронною і іонною електропровідністю. Залежить від частоти поля, температури і тиску.

Поляризація – характерна для середовищ з низькою провідністю-діелектриків. Виділяють поляризацію наступних типів: а) зміщення; б) орієнтаційна; в) структурна.

Діелектрична проникність ( ) характеризує поляризацію порід під дією електромагнітного поля. Вона показує у скількі разів зменшилась напруженість Е електричного поля у породі по відношенню до напруженості Е₀ у вакуумі та розраховується за формулою:

де абсолютна діелектрична проникність;

-діелектрична проникність у вакуумі, рівна одиниці.

Діелектричні параметри гірських порід використовуються для вивчення структури і характеру насичення порід і рішення інших спеціальних питань, пов'язаних з характером розповсюдження електромагнітних полів, що виникають у породах.

1. Основні магнітні характеристики діа-, феро- і парамагнітних мінералів.

Діа- пара- і феромагнетики. Важливими магнітними характеристиками гірських порід є магнітна проникність  і магнітна сприйнятливість . Величина  визначає зв’язок між векторами магнітної індукції B і напруженістю магнітного поля H:

.

Магнітна сприйнятливість визначає зв’язок між магнітним моментом породи і її магнітним полем. Вона характеризує здатність гірських порід намагнічуватись під впливом зовнішнього поля та зберігати стан намагнічування після зупинення дії зовнішнього поля. Розрізняють об’ємну магнітну сприйнятливість (), яка дорівнює відношенню інтенсивності намагніченості j одиниці об’єму породи до напруженості H магнітного поля:

.

Величина  – безрозмірна і може бути як додатною так і від’ємною.

Відносна магнітна проникність пов’язана з магнітною сприйнятливістю в одиницях СІ співвідношенням:

.

У вакуумі =0 і =1.

Магнітні властивості гірських порід визначаються наявністю в них феромагнітних мінералів – магнетиту та титаномагнетиту. У залежності від зміни величин  і  мінерали та гірські породи можуть бути розділені на діамагнетики (<0, <1), парамагнетики (>0, >1) і феромагнетики (>0, >>1).

Діамагнетиками, тобто з відємними значеннями χ є вода, нафта, інертні гази, ряд металів (вісмут, галій, мідь, сірка, золото, свинець, ртуть), багато продоутворюючих мінералів ( польові шпати, кварц, плагіоклази, кальцит, ангідрит,сільвін гіпс).

Парамагнетики характеризуються також додатніми значеннями χ але дуже малиі значення ( міліонні долі). Парамагнетиками є більшість осадових порід а також мінерали рутил. Доломіт, магнезит, шпінель, мусковіт.

Фероманетики характеризуються дуже великими додатніми значеннями χ. (магнетит та титаномагнетит). До них відносяться часто метаморфічні та магматичні породи. Феромагнетики можуть стати парамагнетиками, якщо їх нагріти вище точки Кюрі.