תכונות חשמליות
אופיו החשמלי של חומר מאופיין במוליכותו (או להפך, בהתנגדותו) ובקבוע הדיאלקטרי שלו ובמקדמים המצביעים על שיעורי השינוי של אלה עם הטמפרטורה, התדירות בה מתבצעת המדידה וכן הלאה. עבור סלעים עם מגוון הרכבים כימיים כמו גם תכונות פיזיקליות משתנות של נקבוביות ותכולת נוזלים, ערכי המאפיינים החשמליים יכולים להשתנות באופן נרחב.
התנגדות (R) מוגדרת כהום אחד כאשר הפרש פוטנציאל (מתח; V) על גבי דגימה בעוצמת וולט אחת מייצר זרם (i) של אמפר אחד; כלומר V = Ri. ההתנגדות החשמלית (ρ) היא תכונה מהותית של החומר. במילים אחרות, זה טבוע ולא תלוי בגודל המדגם או בנתיב הנוכחי. זה קשור להתנגדות על ידי R = ρL / A כאשר L הוא אורך הדגימה, A הוא שטח חתך הדגימה של היחידה, ויחידות ρ הן אוהם סנטימטר; 1 אוהם-סנטימטר שווה ל- 0.01 אוהם-מטר. המוליכות (σ) שווה ל- 1 / ½ אוהם -1 · סנטימטר -1 (או נקרא mhos / cm). ביחידות SI היא ניתנת ב- mhos / meter, או siemens / meter.
כמה ערכים מייצגים של התנגדות חשמלית לסלעים וחומרים אחרים מופיעים בטבלה. לחומרים שנחשבים בדרך כלל כמוליכים "טובים" יש התנגדות של 10 -5 –10 אוהם-סנטימטר (10 -7 –10 -110 -1 אוהם-מטר) ומוליכות של 10–10 7 mhos / meter. אלה מסווגות מנצחת ביניים יש התנגדות של 100-10 9 אוהם-סנטימטר (1-10 7 אוהם-מטר) וכן מוליכות של 10 -7 -1 mhos / מטר. "מסכן" מנצחים, הידוע גם בשם מבודד, יש התנגדות של 10 10 -10 17 אוהם-סנטימטר (10 8 -10 15 אוהם-מטר) וכן מוליכות של 10 -15 -10 -8. מי ים הם מוליך טוב בהרבה (כלומר, יש להם התנגדות נמוכה יותר) מאשר מים מתוקים בגלל התכולה הגבוהה יותר של מלחים מומסים; סלע יבש הוא מאוד התנגדות. מתחת לפני השטח, נקבוביות מתמלאות בדרך כלל במידה מסוימת על ידי נוזלים. ההתנגדות של חומרים היא בעלת מגוון רחב - נחושת למשל שונה מהקוורץ ב 22 סדרי גודל.
התנגדות אופיינית
| חומר | התנגדות (אוהם סנטימטר) | |
|---|---|---|
| מי ים (18 מעלות צלזיוס) | 21 | |
| מי פנים לא מזוהמים | 2 (10 4) | |
| מים מזוקקים | 0.2–1 (10 6) | |
| מים (4 מעלות צלזיוס) | 9 (10 6) | |
| קרח | 3 (10 8) | |
| סלעים במקום | ||
| משקע | חימר, פצלי רך | 100–5 (10 3) |
| פצלי קשה | 7–50 (10 3) | |
| חול | 5–40 (10 3) | |
| אבן חול | (10 4) - (10 5) | |
| מורנה קרחונית | 1–500 (10 3) | |
| אבן גיר נקבובית | 1–30 (10 4) | |
| אבן גיר צפופה | > (10 6) | |
| מלח גס | (10 8) - (10 9) | |
| דלקת עורקים | 5 (10 4) - (10 8) | |
| מטמורפי | 5 (10 4) –5 (10 9) | |
| סלעים במעבדה | ||
| גרניט יבש | 10 12 | |
| מינרלים | ||
| נחושת (18 מעלות צלזיוס) | 1.7 (10 −6) | |
| גרפיט | 5–500 (10 −4) | |
| פירוטיט | 0.1–0.6 | |
| גבישי מגנטיט | 0.6–0.8 | |
| עפרת פיריט | 1– (10 5) | |
| עפרות מגנטיט | (10 2) –5 (10 5) | |
| עפרות כרומיט | > 10 6 | |
| קוורץ (18 מעלות צלזיוס) | (10 14) - (10 16) | |
עבור זרמים מתחלפים בתדר גבוה, התגובה החשמלית של סלע נשלטת בחלקה על ידי הקבוע הדיאלקטרי, ε. זו היכולת של הסלע לאגור מטען חשמלי; זהו מדד לקוטביות בשדה חשמלי. ביחידות cgs, הקבוע הדיאלקטרי הוא 1.0 בוואקום. ביחידות SI זה ניתן בפרדס למטר או מבחינת היחס בין הקיבולת הספציפית של החומר לקיבולת הספציפית של ואקום (שהוא 8.85 × 10 -12 פאראדים למטר). הקבוע הדיאלקטרי הוא פונקציה של טמפרטורה ושל תדר עבור אותם תדרים הרבה מעל 100 הרץ (מחזורים לשנייה).
הולכה חשמלית מתרחשת בסלעים על ידי (1) הולכה של נוזלים - כלומר הולכה אלקטרוליטית על ידי העברה יונית במי נקבובית מוברחים - ו (2) מוליך מתכתי ומוליך למחצה (למשל, כמה עפרות גופרית) הולכה אלקטרונית. אם לסלע יש נקבוביות ומכיל נוזלים, הנוזל שולט בדרך כלל בתגובת המוליכות. מוליכות הסלע תלויה במוליכות הנוזל (ובהרכבו הכימי), דרגת הרוויה של הנוזל, נקבוביות וחדירות וטמפרטורה. אם סלעים מאבדים מים, כמו עם דחיסת סלעי משקע קלסטיים בעומק, ההתנגדות שלהם בדרך כלל עולה.
תכונות מגנטיות
התכונות המגנטיות של סלעים נובעות מהתכונות המגנטיות של גרגרי המינרלים המרכיבים והגבישים. בדרך כלל, רק חלק קטן מהסלע מורכב ממינרלים מגנטיים. החלק הקטן הזה של הגרגרים הוא זה שקובע את התכונות המגנטיות והמגנטציה של הסלע בכללותו, עם שתי תוצאות: (1) התכונות המגנטיות של סלע נתון עשויות להשתנות באופן נרחב בתוך גוף או מבנה סלע נתון, תלוי באי-הומוגניות כימית., תנאי פיקדון או התגבשות, ומה קורה לסלע לאחר ההיווצרות; ו (2) סלעים שחולקים את אותה ליטולוגיה (סוג ושם) אינם זקוקים בהכרח לאותם מאפיינים מגנטיים. סיווגים ליתולוגיים מבוססים בדרך כלל על שפע מינרלים סיליקטיים דומיננטיים, אך המגנטציה נקבעת על ידי החלק הקטין של גרגרי מינרלים מגנטיים כמו תחמוצות ברזל. המינרלים המגנטיים העיקריים היוצרים סלע הם תחמוצות ברזל וסולפידים.
למרות שהמאפיינים המגנטיים של סלעים החולקים אותה סיווג עשויים להשתנות מסלע לסלע, אך תכונות מגנטיות כלליות אכן תלויות בדרך כלל בסוג הסלע ובהרכב הכללי. ניתן להבין היטב את התכונות המגנטיות של סלע מסוים, בתנאי שיש מידע ספציפי אודות התכונות המגנטיות של חומרים ומינרלים גבישיים, כמו גם על אופן ההשפעה של תכונות אלה מגורמים כמו טמפרטורה, לחץ, הרכב כימי והגודל. מהגרגרים. ההבנה משופרת עוד יותר על ידי מידע אודות תכונותיהם של סלעים טיפוסיים תלויים בסביבה הגיאולוגית וכיצד הם משתנים בתנאים שונים.
