Магнитные свойства насыщенных горных пород.

Твердая фаза. Обычно она состоит из смеси диа-, пара-, ферри- и реже ферромагнитных минералов. Магнитные свойства этого компонента пород в основном зависят от содержания и распределения в его объеме ферри- и редко ферромагнитных минералов. Значения магнитной восприимчивости этой фазы пород изменяются от <-0,4-10-⁵ до 1 ед. СИ.

Жидкая фаза. Главные компоненты этой фазы пород — вода и нефть — диамагнитны. Для воды в= 0,9- 10^-5ед. СИ, для нефти н= —1,04-10^-5 ед. СИ, т. е. эти компоненты при­родных жидкостей практически не магнитны. Минерализация вод мало влияет на их магнитные свойства, так как обычные для них соли (NaCl, CaCl₂, MgCl₂ и др.) так­же диамагнитны и их магнитная восприимчивость невелика.

Газовая фаза. Эта фаза пород, представленная возду­хом, еще слабее намагничивается и имеет меньшую восприим­чивость по сравнению с жидкой фазой, и все ее компоненты, за исключением кислорода, диамагнитны.

Магнитная восприимчивость парамагнитного кис­лорода значительно выше, чем у других газов, а его содержание в воздухе по объему относительно велико, то воздух также является парамагнетиком, и его = 0,04-10-⁵ ед. СИ.

Очень незначительна и диамагнитная восприимчивость сухих углеводородных газов. Магнитная восприимчивость метана = -0,0008-10-⁵ ед. СИ, этана = -0,0015-10-⁵ ед. СИ, пентана = -0,0003 ед. СИ.

Удельные значения магнитных свойств горных пород будут тем меньше, чем выше коэффициент их пористости и меньше влажность. Однако многофазность пород влияет меньше, чем различия, свя­занные с неодинаковыми магнитными свойствами их твердой фазы, так как вклад последней в магнитные свойства этих сред несравненно выше. Вовсе не влияет многофазность пород на такую их характеристику, как точка Кюри.

Таким образом, у сухих пород большинство магнитных ха­рактеристик имеют меньшие значения, чем у влажных, и с рос­том влажности увеличивается, но незначительно, их магнетизм.

Осадочные породы. Главные породообразующие минералы этих пород: кварц, поле­вые шпаты, кальцит, доломит, гипс, ангидрит и другие — диа- или парамагнитны;

второстепенные: биотит, пи­рит, ильменит, сидерит, хлорит, глинистые минералы — пара- или параферримагнитны;

магнетит, ге­матит и другие — ферро- или ферримагнитны.

Последние, таким образом, и определяют магнетизм осадочных по­род.

Кроме того, ферримагнетики оказываются в глинистой фракции этих пород в тонко рассеян­ном состоянии или в виде скоплений и пленок гидроокиси желе­за. Но магнитная восприимчивость глин сравнитель­но низка.

Максимальные значения установлены у песчаников и алев­ролитов и они обусловлены относи­тельно высокой концентрацией магнетита.

Наименьшей магнитной восприимчивостью обладают известняки, доломиты, ангидриты, гип­сы, каменная соль и угли.

У осадочных пород обнаружена очень слабая, но весьма стабильная естественная остаточная намагниченность. Она растет с увеличением содержания ферромагнитных мине­ралов, в частности магнетита. Направление естественного остаточного намагничивания оса­дочных пород обычно мало отличается от направления совре­менного геомагнитного поля.

Для осадочных пород характерна анизотропия магнитной восприимчивости.

1.9.4. Магнитные свойства нефтей.

Нефти и их фракции представляют собой слабомагнитные вещества и характеризуются незначительной магнитной восприимчивостью (порядка магнитной восприимчивости наиболее распространенного диамагнетика – воды, удельная магнитнаявосприимчивость которой при 20⁰С составляет 0,72 · 10^-6 1/г). Удельная магнитная восприимчивость большинства исследованных нефтей изменяется в пределах от 0, 75·10^-6 до 0,85· 10^-6 1/г (рис.1.9.6).

Рис. 1.9.6 Удельная магнитная восприимчивость основных компонентов углеводородной и неуглеводородной части нефти.

 

Магнитные свойства нефтей зависят, в основном, от содержания в асфальтено-смолистых нефтей и металлов, в частности, ванадия и никеля (рис.1.9.7).

Рис. 1.9.7. Кривые изменения магнитной восприимчивости различных нефтей (I) и остатков нефтей (II) в зависимости от содержания в них ванадия (V) и никеля (Ni).

 

Вопросы для закрепления:

1. Что такое магнитная восприимчивость вещества?
2. В чем различие магнитных свойств диа-, пара-, ферро- и ферримагнитных веществ?
3. В чем проявляется нормальная и идеальная намагниченность горных пород?
4. Дайте характеристику магнитным свойствам насыщенных горных пород.
5. Чем обусловлено проявление магнитных свойств для скелета порода, жидкой и газовой фаз?
6. От чего зависят магнитные свойства нефтей?