Electrical Properties of Rocks

اخیراً علاقه فزاینده ای به خواص فیزیکی سنگ ها شده است. برای تفسیر داده های میدان های ژئوفیزیکی مشاهده شده در نزدیکی سطح زمین، باید خواص فیزیکی مواد تشکیل دهنده فضای داخلی را بدانیم. علاوه بر این، توسعه روش‌های ژئوفیزیکی (به ویژه روش‌های الکتریکی) نیازمند رویکردی چندگانه برای مطالعه خواص فیزیکی سنگ‌ها و کانی‌ها است. در ارتباط با مشکلاتی که اکنون ظاهر می شوند، خواص فیزیکی سنگ ها باید در شرایط مختلف ترمودینامیکی در آزمایشگاه مورد مطالعه قرار گیرد. روش‌های الکتریکی اکتشاف ژئوفیزیک اغلب ممکن است فقط به داده‌هایی نیاز داشته باشند که در فشار اتمسفر و دمای اتاق یا در دمای کمتر از 100 درجه سانتی‌گراد به دست می‌آیند. با این حال، اگر مشاهدات میدانی ژئوفیزیکی در مورد ترکیب و وضعیت ماده در اعماق پوسته و گوشته زمین را در نظر داشته باشیم، باید آزمایش‌های آزمایشگاهی را در فشارها و دماهای بالا انجام دهیم. به عنوان مثال، در تفسیر داده‌های ژئومغناطیسی گوشته، ممکن است به نتایج تجربی روی خواص الکتریکی سنگ‌ها در فشارهای ده‌ها کیلوبار و دمایی در حدود 100 درجه سانتی‌گراد نیاز داشته باشیم. در این رابطه، باید به یاد داشته باشیم که فشار تأثیر نسبتا کمی بر خواص الکتریکی سنگ‌ها دارد، در حالی که دما بر آنها تأثیر بسیار شدیدی دارد. v vi پیش‌گفتار در حال حاضر، در حالی که تحقیقات در مورد خواص مکانیکی سنگ‌ها (مربوط به مسائل ژئوفیزیک، ژئوشیمی، زمین‌شناسی، و معدن) در یک جبهه وسیع به پیش می‌رود، کار بسیار کمتری با خواص الکتریکی انجام می‌شود.

Recently there has been growing interest in the physical properties of rocks. To interpret data on the geophysical fields observed near the Earth's surface, we must know the physical properties of the materials composing the interior. Moreover, the development of geophysical methods (in particular, electrical methods) is necessitating a multiple approach to the study of the physical properties of rocks and minerals. In connection with problems now appearing, the physical properties of rocks must be studied in the laboratory under var­ ious thermodynamic conditions. Electrical methods of geophysi­ cal exploration often may require only data obtained at atmos­ pheric pressure and room temperature, or at temperatures below 100°C. If, however, we have in mind geophysical field observa­ tions on the composition and state of matter deep in the Earth's crust and mantle, we must conduct laboratory experiments at high pressures and temperatures. For example, in interpreting data from geomagnetic soundings of the mantle, we may need experi­ mental results on the electrical properties of rocks at pressures of tens of kilobars and temperatures of the order of lOOO°C. In this connection, we must remember that pressure has relatively little effect on the electrical properties of rocks, whereas, tem­ perature affects them very strongly. v vi FOREWORD At present, while research into the mechanical properties of rocks (relating to the problems of geophysics, geochemistry, geology, and mining) is pressing forward on a wide front, much less work is being done with electrical properties.