Изучение глубинного строения и состава земной коры
Дипломная работа - Геодезия и Геология
Другие дипломы по предмету Геодезия и Геология
дких включений в кристаллах. При исследовании электропроводности и импульсов радиоизлучения в мусковитах при нагревании до 1100С авторы приходят к выводу, что максимумы и минимумы электропроводности обусловлены процессом вспучивания слюд, а минимум проводимости при нагревании в интервале 490 - 570 связывают с процессом полиморфного перехода в кварце. Появление фазы a - кварца при этих температурах, по их мнению, является результатом нагревания образца слюды в постоянном электрическом поле в измерительной ячейке. В то же время Э.И. Пархоменко [Пархоменко, Бондаренко, 1972] объясняет наличие аномальных участков для электропроводности мусковитов как результат процесса дегидратации. Дальнейшее исследование аномального характера проводимости в мусковитах показало, что нарушение экспоненциальной зависимости роста электропроводности с температурой в области 400 - 600 C обусловлено кристаллизацией аморфной фазы кластерных ансамблей атомов алюминия с участием гидроксильных групп в октаэдрическом слое этих минералов [Гусейнов, Батырмурзаев, 1989].
В работе [Гусейнов, 1998] при исследовании зависимости электропроводности минералов группы слюд от их кристаллохимических особенностей было установлено, что дифференциация по величине проводимости разных видов слюд в значительной степени зависит от ориентации оси гидроксильной группы в октаэдрическом слое минерала относительно слоистости, причем наклонная ориентация оси приводит к возрастанию межслоевого притяжения в мусковитах и к понижению проводимости.
Кроме фактора химического состава также определённое влияние на величину электропроводности минералов оказывает и время выдержки образца при измерении. В работе [Pivinski et all., 1974] показано, что электропроводность образцов природного альбита зависит от времени выдерживания при высокой температуре. После выдерживания при температурах 1353 и 1384 K в течение 3200 часов удельная электропроводность увеличилась примерно на четыре порядка. На основании этого авторы сделали вывод, что плавление не обязательно приводит к возникновению больших изменений электропроводности.
Кратко отметим также влияние возрастного фактора на электропроводность минералов. На основании большого экспериментального материала по изучению электропроводности различных калийсодержащих минералов и горных пород было установлено, что величина электропроводности в точке перегиба в области высоких температур 800-1000С зависит от их абсолютного возраста, а именно: чем древнее минералы, тем меньше их электропроводность [Воробьев, 1981; Закирова, 1964]. Как полагают авторы, наблюдаемый эффект обусловлен воздействием на кристаллическую решётку минералов внутреннего b-облучения, возникающего при радиоактивном распаде изотопов калия-40. В работе [Гольд, 1970] изучалось влияние как потока электронов в ускорителе, так и естественного b-облучения на электрофизические свойства слюд с целью выяснения физической природы изменения этих свойств с возрастом.
Приведенный выше материал по электропроводности различного класса минералов показывает, что почти все они по величине проводимости и по характеру механизма проводимости могут быть отнесены к классу диэлектриков. Можно считать, что одним из определяющих величину проводимости минерального вещества факторов является химический состав минералов. Преобладание алюмо- магнезиальной компоненты в составе минералов приводит к понижению проводимости, в то время как содержание калия, натрия и железа определяет повышение электропроводность.
Анализ материала приведенного обзора в то же время выявляет достаточно заметную роль структурного фактора в формировании величины электропроводности минералов, что следует из взаимосвязи между изменением параметров проводимости и полиморфными превращениями, например, в кварцах.
При всем разнообразии исследованных минералов из земной коры, включая сюда и мантийные минералы, прослеживается наиболее интересная в информативном плане общая закономерность: электропроводность минералов является чувствительным индикатором происходящих в них физико-химических процессов. Недостаточная изученность этих вопросов для главных породообразующих минералов, в частности для слюд, естественно требует постановки исследований температурной зависимости электропроводности этих минералов.
ГЛАВА 2
. Аппаратура, методика исследования
Для исследования температурной зависимости электропроводности высокоомных образцов горных пород и минералов была применена установка, схема которой приведена на рис. 4. Измерительная ячейка, состоящая из блока электродов с измеряемым образцом, помещена в герметичную кварцевую камеру 1, в которой создается вакуум порядка 10-1-10-2 Па. Нижний и верхний концы камеры снабжены металлическими фланцами 2 и 8. Места вакуумно-плотного соединения камеры с фланцами снабжены водяным охлаждением для предохранения вакуумных переходов от возможного перегрева при высокотемпературных измерениях. Нижним фланцем 2 камера крепится к основанию 3, герметичность соединения достигается применением стандартного ножевого вакуумного соединения и фторопластовой прокладки толщиной 0,5 - 1,0 мм. На основании 3, изготовленном из стали, вертикально установлена керамическая стойка 4 с внутренним отверстием. В основании 3 имеются отверстия, через которые с помощью вакуумных уплотнений 6 из фторопласта-4 пропущены провода схемы измерения сопротивления и термопарные провода для