Общие сведения о магнетизме

Магнетизм – свойство пород намагничиваться в магнитном по­ле, изменять его и иногда сохранять намагниченное состояние после прекращения действия поля.

Взаимодействие между проводниками с током, т. е. взаимодействие между движущимися электрическими зарядами, называют магнитными.

Главное свойство магнитного поля заключается в том, что оно действует на движущиеся заряды (электрический ток). Неподвижные заряды не создают магнитного поля. Только движущиеся заряды и постоянные магниты создают магнитное поле.

Магнетизм проявляется при взаимодействии двух намагниченных образцов пород или образца породы и проводника, по которому течет ток; его определяют концентрация и распределение в породе диа-, пара-, антиферро-, ферро- или гораздо чаще ферримагнитных компонентов, их химический состав, структура кристаллической решетки минералов, в частности, тип связи в ней атомов или ионов.

Магнитные свойства горных пород описываются несколькими параметрами, среди которых для интерпретации геофизических данных наибольший интерес представляют магнитная восприимчивость ;, магнитная проницаемость ; и вектор намагниченности горных пород J.

Мерой намагничивания служит вектор намагниченности вещества J. Он равен векторной сумме всех магнитных моментов М_м молекул, заключенных в единице объема вещества:

.

(2.1)

Намагниченность зависит как от величины намагничивающего поля, так и от магнитной восприимчивости ;, характеризующей способность материалов намагничиваться под воздействием магнитного поля:

,

(2.2)

где Н – вектор напряженности существующего магнитного поля, внешнего по отношению к веществу, А/м.

Магнитная восприимчивость является безразмерной величиной, магнитную восприимчивость горных пород принято измерят в 10^-5 ед. СИ;

Напряженность суммарного магнитного поля, т. е. сумма напряженностей намагничивающего поля и внутреннего поля, возникающего под действием намагничивающего поля, называется магнитной индукцией (или плотностью магнитного потока). Магнитная индукция В определяется по формуле:

.

(2.3)

Способность породы намагничиваться можно характеризовать с помощью другого магнитного параметра – магнитной проницаемости.

Магнитная проницаемость показывает, во сколько раз увеличилось магнитное поле в результате намагничивания среды. Различают абсолютную и относительную магнитные проницаемости.

Абсолютная магнитная проницаемость вещества характеризует связь между индукцией и напряженностью в любой среде и определяется по формуле:

.

(2.4)

Для характеристики магнитной проницаемости вакуума используется величина магнитной постоянной ₀. В СИ ₀ =4 ;10^-7 Гн/м.

Относительная магнитная проницаемость вещества ; характеризует отношение абсолютной проницаемости к магнитной постоянной:

.

(2.5)

Магнитная восприимчивость и относительная магнитная проницаемость связаны между собой соотношением:

.

(2.6)

Намагниченность горных пород J слагается из вектора остаточной намагниченности J_n и вектора индуцированной намагниченности J_i:

.

(2.7)

Остаточная естественная намагниченность приобретается породами в предшествующее время в отличие от индуцированной намагниченности, которая вызвана действием современного нормального геомагнитного поля.

Породы, в которых направление вектора J_n совпадает с современным магнитным полем Земли, называются нормально намагниченными.