18.(6). Магнитные свойства горных пород и минералов. Классификация минералов по их магнитным свойствам.
Способность материалов и горных пород намагничиваться (магнитная восприимчивость (æ)) – основное магнитное свойство горных пород.
В системе СИ магнитная восприимчивость – это безразмерная величина. Практически ее измеряют в 10-5ед. СИ. У разных горных пород она меняется от 0 до 10 ед. СИ.
По магнитным свойствам минералы и горные породы делятся на три группы:
Диамагнитные. У диамагнитных пород магнитная восприимчивость очень мала (менее 105ед. СИ), она отрицательна, намагничение этих пород направлено против намагничивающего поля. К диамагнитным относятся многие минералы и горные породы, например: кварц, каменная соль, мрамор, нефть, лед, графит, золото, серебро, свинец, медь и др. (Диамагнетики – вещества, молекулы которых не обладают магнитным моментом. Во внешнем магнитном поле индуцируются элементарные круговые токи. Наведенные составляющие магнитных полей атомов (молекул) складываются и образуют собственное магнитное поле вещества, ослабляющее внешнее магнитное поле. Диамагнетики являются слабомагнитными веществами: они не магнитятся, если на них не действует магнитное поле)
Парамагнитные. У парамагнитных пород магнитная восприимчивость положительна, и она невелика. К парамагнитным относится большинство минералов, осадочных, метаморфических и изверженных пород. Вектор индукции собственного магнитного поля у парамагнетика сонаправлен с вектором магнитной индукции внешнего магнитного поля. (Парамагнетики – вещества, собственные магнитные моменты атомов которых в отсутствие внешнего магнитного поля отличны от нуля. При внесении парамагнетика во внешнее магнитное поле устанавливается преимущественная ориентация магнитных моментов атомов по полю (полной ориентации препятствует тепловое движение атомов). Парамагнетик намагничивается, создавая собственное магнитное поле, совпадающее по направлению с внешним полем и усиливающее его)
Ферромагнитные. Особенно большими æ (магнитная восприимчивость) (до нескольких миллионов 10-5ед. СИ) обладают ферромагнитные минералы, к которым относятся магнетит, титаномагнетит, ильменит, пирротин. Магнитная восприимчивость большинства горных пород определяется, прежде всего, присутствием и процентным содержанием ферро-магнитных минералов. (Ферромагнетики – твердые вещества, обладающие спонтанной намагниченностью даже при отсутствии внешнего магнитного поля, которая подвержена сильному влиянию внешних факторов – изменению температуры, магнитного поля, деформации)
Магнитная восприимчивость в горной породе не всегда одинакова по всем направлениям, или изотропна. Она может меняться по разным направлениям, увеличиваясь в плоскости напластования осадочных и сланцеватых метаморфических пород, уменьшаясь в перпендикулярном направлении. Различия в восприимчивости могут достигать 20%.
19(7). Какие минералы называют ферромагнитными? Примеры ферромагнитных минералов. Их классификация.
Ферромагнитные минералы – минералы, для которых характерны сравнительно высокая положительная магнитная восприимчивость, зависимость последней от намагничивающего поля, способность к приобретению остаточной намагниченности, наличие магнитного гистерезиса, намагниченности насыщения и точки Кюри. Пример: магнетит, титаномагнетит, ильменит, пирротин.
(Ферромагнетики – твердые вещества, обладающие спонтанной намагниченностью даже при отсутствии внешнего магнитного поля, которая подвержена сильному влиянию внешних факторов – изменению температуры, магнитного поля, деформации)
Магнитная восприимчивость большинства горных пород определяется, прежде всего, присутствием и процентным содержанием ферромагнитных минералов.
Классификация ферромагнитных минералов:
Ферромагнетики. Магнитные моменты (стрелочки на слайде) параллельны и направлены в одну сторону. Пример: магнетит.
Антиферромагнетики. Магнитные моменты направлены в разные стороны. Пример: гематит.
Ферримагнетики. Большее количество магнитных моментов направлено в одну сторону, но имеются и те магнитные моменты, которые направлены в другую сторону. Пример: пирротин.
