WWW.LIBRUS.DOBROTA.BIZ
БЕСПЛАТНАЯ  ИНТЕРНЕТ  БИБЛИОТЕКА - собрание публикаций
 

«НА МАГНИТНОЕ СОСТОЯНИЕ ГОРНЫХ ПОРОД А.М. Жирова Геологический институт КНЦ РАН, Апатиты Введение Целью исследований является изучение магнитоупругих эффектов в магнетитсодержащих породах. ...»

ВЛИЯНИЕ УПРУГИХ МЕХАНИЧЕСКИХ КОЛЕБАНИЙ

НА МАГНИТНОЕ СОСТОЯНИЕ ГОРНЫХ ПОРОД

А.М. Жирова

Геологический институт КНЦ РАН, Апатиты

Введение

Целью исследований является изучение магнитоупругих эффектов в магнетитсодержащих

породах. В настоящей работе рассматривается влияние таких параметров как время воздействия

упругих механических колебаний, а также их направление и амплитуда. Исследования проводились в развитие работ, начатых В.А.Тюремновым [Тюремнов, 2005; Тюремнов и др., 2007;

Глазнев и др., 2008]. Для изучения магнитоупругих эффектов использованы образцы из Ковдорского массива и структуры хребта Серповидный. Образец из Ковдорского массива представлен магнетиткальцитовой породой, а образец из структуры хребта Серповидный – магнетитсодержащим амфиболитом .

Исследования Ковдорского образца

Основными направлениями исследования Ковдорского образца являются:

–Влияние направления ультразвукового прозвучивания (УЗП) относительно вектора остаточной намагниченности (ОН) при циклическом облучении и размагничивании образца .

–Влияние времени УЗП на ОН образца .

1.1.Методика исследований 1.1.1. Методика эксперимента «Влияние направления УЗП относительно вектора ОН при циклическом облучении и размагничивании образца». Образец из Ковдорского массива представлен сильномагнитной магнетит-кальцитовой породой .

Естественная остаточная намагниченность (ЕОН) образца составляет около 100 А/м. Для эксперимента использовано 4 кубика (КВ001/03; КВ001/04; КВ001/06; КВ001/07), которые получены из Ковдорского образца. Методика эксперимента состоит в циклическом УЗП предварительно размагниченных кубиков при следующих условиях: время облучения – 60 с, частота ультразвуковых колебаний – 100 кГц. Для ультразвукового облучения использован аппаратурный комплекс, в который входят: 1) задающий генератор импульсов Г3-102; 2) стандартные пьезоэлектрические датчики и 3) двухканальный осциллограф. В качестве датчиков в эксперименте использованы датчики-излучатели и датчики-приемники с рабочей частотой 100 кГц. Контроль изменения вектора ОН, после воздействия ультразвуковых колебаний, проводился с помощью астатического магнитометра АМ-4, погрешность измерений на котором изучена предварительно. Процедура магнитной чистки заключается в воздействии на образец переменного по амплитуде синусоидального магнитного поля. Особенностью эксперимента является изменение параметров прозвучивания на различных этапах исследования. Так, на 1-м этапе УЗП выполнялось по направлению намагниченности образца. На 2-м этапе – против направления. На каждом этапе проведено по 4 цикла размагничивания и УЗП .

1.1.2. Методика эксперимента «Влияние времени УЗП на ОН образца». Одним из рассматриваемых вопросов в рамках магнитоакустических исследований является также выяснение возможной взаимосвязи между временем УЗП и намагниченностью образца. В исследовании использованы кубики КВ001/8; КВ001/9; КВ001/10 Ковдорского образца. Методически эксперимент осуществлен по следующей схеме. Предварительно размагниченные переменным магнитным полем кубики подвергнуты 3-м циклам УЗП. Каждый цикл представляет собой прозвучивание кубиков по направлению вектора ОН с нарастающим временем облучения: 1с - 5с -10с - 30с - 60с. Суммарное время акустического воздействия составило 318 с .

1.2 .





Результаты и их обсуждение В ходе обоих экспериментов рассчитаны значения параметров вектора ОН: модуля (In) и компонент (Inx, Iny, Inz), а также склонения (D) и наклонения вектора (I). Для пространственного представления вектора в системе координат изучаемых объектов используется равноплощадная проекция (сетка Ламберта). Полученные результаты, свидетельствуют о том, что влияние УЗП на вектор ОН существует: происходят значимые изменения как величины ОН (модуля, компонент), так и его пространственного положения (склонения, наклонения) .

1.2.1. Результаты эксперимента «Влияние направления УЗП относительно вектора ОН при циклическом облучении и размагничивании образца». В ходе эксперимента получены следующие результаты. При исследовании ОН кубиков КВ001/03 и КВ001/04 в целом наблюдается тенденция к росту ОН. При этом облучение проводилось по оси максимальной намагниченности. При УЗП против оси - обнаруживается более сложный характер поведения вектора: стойкое уменьшение значения модуля вектора ОН (кубик КВ001/07) и, напротив, его рост (кубик КВ001/06). При сравнении с результатами В.А.Тюремнова, полученными ранее в этой области [Глазнев и др., 2008], установлено, что для предварительно размагниченных кубиков КВ001/03, КВ001/04 и КВ001/07 магнетит-кальцитовой породы основные тенденции, выявленные В.А.Тюремновым, подтверждаются .

Так, по результатам исследований В.А.Тюремнова [Глазнев и др., 2008] установлено, что:

1) «Общие тенденции изменения ОН размагниченных или намагниченных пород остаются заметными, сохраняя тенденции к росту (в первом случае) и уменьшению (во втором случае) величины вектора ОН при сложном поведении его пространственного положения в системе координат изучаемых объектов» [Глазнев и др., 2008] .

2) При УЗП магнетитовых руд по направлению намагниченности наблюдается увеличение ОН .

И, наоборот, при УЗП против направления - наблюдается уменьшение ОН [Глазнев и др., 2008] .

1.2.2. Результаты эксперимента «Влияние времени УЗП на ОН образца». В ходе эксперимента установлено, что значимое увеличение модуля ОН происходит на 1-м цикле облучения .

На последующих циклах наблюдаются незначительный рост ОН и единичные отклонения значений модуля при увеличении времени УЗП от 30 с до 60 с (рис. 1) .

Рис. 1. Изменение намагниченности в зависимости от времени облучения кубиков КВ001/08; КВ001/09 и КВ001/10

1.3. Выводы по результатам исследований Ковдорского образца На основе исследований образца магнетит-кальцитовой породы Ковдорского массива можно сделать следующие выводы:

1. УЗП оказывает влияние на ОН образца. Происходит изменение как величины ОН (модуля, компонент), так и его пространственного положения (склонения, наклонения) .

2. Изменения параметров вектора ОН являются значимыми, т.е. превышают уровень погрешности измерений на астатическом магнитометре АМ-4 .

3. По результатам обоих экспериментов можно отметить рост ОН при УЗП по направлению максимальной оси намагниченности образца (угол 045), что согласуется с результатами В.А.Тюремнова. При УЗП против направления намагниченности (угол 135180) результат – неоднозначный .

4. Зависимость вектора ОН от времени УЗП установлена на 1-м цикле облучения, суммарное время воздействия которого составляет 106 с. На последующих циклах наблюдается постепенный выход графика зависимости на асимптоту (рис.1) .

5. Пространственное поведение вектора ОН при УЗП с различными параметрами (изменения направления УЗП и времени воздействия) отличается сложным характером. Возврата вектора ОН в исходное состояние (после процедуры магнитной чистки) не наблюдается .

Исследования образца из структуры хребта Серповидный

Основными направлениями исследования образца из структуры хребта Серповидный являются:

–Влияние направления УЗП относительно вектора ОН при циклическом облучении и размагничивании образца .

–Влияние амплитуды сигнала на ОН образца .

2.1. Методика исследований 2.1.1. Методика эксперимента «Влияние направления УЗП относительно вектора ОН при циклическом облучении и размагничивании образца». В исследовании использовано 18 кубиков (СР001/01; СР001/02 и т.д.) образца магнетитсодержащего амфиболита из структуры хребта Серповидный. ЕОН образца гораздо меньше ЕОН Ковдорской магнетитсодержащей породы и составляет около 0.5 А/м. Методика исследования данного образца, также как и Ковдорского образца, заключается в циклическом УЗП предварительно размагниченных кубиков при условии, что время облучения – 60 с, частота ультразвуковых колебаний – 100 кГц. Однако если в предыдущем эксперименте УЗП выполнено только вдоль оси максимальной намагниченности образца (углы 135180 и 045), то в данном эксперименте образец подвергся облучению по всем направлениям .

2.1.2. Методика эксперимента «Влияние амплитуды сигнала на ОН образца» .

Исследования состояли из двух фаз с общей методикой эксперимента, но отличающихся типом используемого сигнала. В 1-й фазе эксперимента УЗП осуществлялось на основе монохромного сигнала, амплитуда которого равна 5 В. С этой целью задействован аппаратурный комплекс, в который входит генератор синусоидального сигнала Г3-102. А во 2-й фазе эксперимента использован импульсный сигнал с амплитудой 20 В, воспроизводимый импульсным генератором ГИ-1. При этом время прозвучивания составляло 60 с. Облучение образца производилось также по всем направлениям .

2.2.Результаты и их обсуждения В ходе экспериментов определялось изменение значений параметров вектора ОН. Для пространственного представления вектора в системе координат изучаемых объектов, также как и для Ковдорского образца, использована равноплощадная проекция. Построены графики изменения разности модуля ОН (In) в зависимости от этапа УЗП. Рассчитаны их статистические характеристики .

2.2.1. Результаты эксперимента «Влияние направления УЗП относительно вектора ОН при циклическом облучении и размагничивании образца». По результатам исследований образца магнетитсодержащего амфиболита из структуры хребта Серповидный можно сделать вывод, что зависимость вектора ОН от направления УЗП существует. Отмечается больший рост ОН при УЗП против направления максимальной оси намагниченности образца (угол 135180) (см. рис. 2), по сравнению с УЗП под углом 45135. Статистические характеристики положения (среднее, медиана, мода) для результатов УЗП вдоль этого направления также выше (см. рис. 2) .

2.2.3. Результаты эксперимента «Влияние амплитуды сигнала на ОН образца». В ходе эксперимента получены следующие результаты. В 1-ю фазу исследования, в которой использован монохромный сигнал с амплитудой 5 В, скачкообразные изменения ОН отмечаются только на 1-м этапе (1 УЗП и 1 Р) (см. рис.3, зона I). Затем наблюдается относительно спокойный характер графиков (рис.3, зона II). Во 2-й фазе, в которой образец подвергся импульсному облучению (амплитуда сигнала 20 В), вновь происходит резкое изменение модуля ОН (рис.3, зона III). А в дальнейшем (рис.3, зона IV) значимые изменения магнитного состояния образца не наблюдаются .

2.3. Выводы по результатам исследований образца из структуры хребта Серповидный На основе исследований образца магнетитсодержащего амфиболита из структуры хребта

Серповидный установлено, что:

1. Зависимость вектора ОН от направления УЗП существует. Так, отмечается больший рост значений ОН при УЗП против направления максимальной оси намагниченности образца (угол 135180) (см. рис. 2), по сравнению с УЗП под углом 45135 .

2. Использование импульсного сигнала с большой амплитудой (20 В) позволяет получить более выраженный магнитный отклик образца (рис. 3) .

3. После многократного (6 циклов) циклического облучения и размагничивания образца наблюдается выход на асимптоту значений модуля вектора ОН. Дальнейшие процедуры УЗП и размагничивания не приводят к значимым изменениям магнитного состояния образца (рис. 3) .

Рис. 2. Амплитуда отклика намагниченности при облучении под углом 135180 Рис. 3. Графики изменения намагниченности при использовании различной амплитуды сигнала Заключение В результате акустических исследований магнетитсодержащих образцов Ковдорского массива и из структуры хребта Серповидный установлена зависимость ОН от направления УЗП, что подтверждает результаты первых исследований в этой области, начатых В.А.Тюремновым [Глазнев и др., 2008]. Впервые установлен характер зависимости ОН Ковдорской магнетиткальцитовой породы от времени воздействия УЗП. Основным механизмом изменения намагниченности в магнитоакустических экспериментах является механизм доменного взаимодействия. Однако наблюдать эти процессы в горных породах, в отличие от магнитных монокристаллов, весьма сложно, поскольку они являются гетерогенными системами. Дальнейшие развитие направления связывается с регулярностью и многократностью экспериментальных наблюдений в этой области с привлечением возможностей современных методов. Результаты магнитоакустических экспериментов представляют несомненный интерес в развитии проблем нелинейной геофизики, а также в решении некоторых вопросов в материаловедении .

Литература

1. Глазнев В.Н, Тюремнов В.А., Нерадовский Ю.Н., Осипенко Л.Г. Исследование влияния акустических колебаний на магнитное состояние и остаточную намагниченность магнетитовых руд (Кольский полуостров) // Материалы Международной конференции «Месторождения природного и техногенного минерального сырья: геология, геохимия, геохимические и геофизические методы поиска, экологическая геология». Воронеж: Воронежпечать. 2008. С. 63-65 .

2. Тюремнов В.А. Влияние акустических колебаний на намагниченность горных пород и руд // Труды II Ферсмановской Научной Сессии Кольского Отделения РМО, посвященной 140-летию со дня рождения В.Рамзая. Апатиты: K&M. 2005 .

С. 175-176 .

3. Тюремнов В.А. Глазнев В.Н., Осипенко Л.Г. Исследование акустического воздействия на остаточную намагниченность хромсодержащих пород Кольского полуострова // Физическая акустика, оптоакустика, нелинейная акустика, распространение и дифракция волн, геоакустика: Труды XIX сессии Росс. акустич. о-ва. М.: ГЕОС. 2007. Т. 1. С. 292-294.




Похожие работы:

«Мякошин Дмитрий Витальевич СОСТОЯНИЕ И ПЕРСПЕКТИВА ИСПОЛЬЗОВАНИЯ В РОССИИ ОПЫТА РАЗВИТЫХ СТРАН ПО У П Р А В Л Е Н И Ю ЧЕЛОВЕЧЕСКИМИ РЕСУРСАМИ Специальность 08.00.05 Экономика и управление на...»

«ЛАТЫШЕВ ВИТАЛИЙ МИХАЙЛОВИЧ УДК 539.231:538.975 МЕХАНИЗМЫ РОСТА 3D-СТРУКТУР C, Cu, Zn В УСЛОВИЯХ ОКОЛОРАВНОВЕСНОЙ СТАЦИОНАРНОЙ КОНДЕНСАЦИИ 01.04.07 – физика твердого тела Диссертация на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук Научный руководитель Перекрестов...»

«Библиографический список 1. Самойлович Ю.А. Системный анализ кристаллизации слитка./ Ю.А. Самойлович. – Киев: Наукова думка, 1983. – 248 с.2.Вайнгард У. Введение в физику кристаллизации металлов./ У. Вайнгард, М.: Мир, 1967. 167 с.3. Сидоров О.Ю....»

«ОАО "Научно-технический центр "Электроцентромонтаж" ПРОЕКТ • КОМПЛЕКСНАЯ ПОСТАВКА • МОНТАЖ • НАЛАДКА • СЕРВИС ОАО ft Научно-технический центр "Электроцентромонтаж" Содержание НТЦ ЭЦМ 3 Тел: (095) 240-98-14, 957-25-09; тел / факс: (095) 240-48-34, 234-70-99 E-mail: ntcecm@aha.ru W W W : http://www.ntcecm.ru Оборудова...»

«ПРОСТРАНСТВО, ВРЕМЯ И ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ 2018, Вып. 3 ПРИКЛАДНЫЕ АСПЕКТЫ МЕТОДОВ ФУНДАМЕНТАЛЬНОЙ НАУКИ *** УДК 53.08 © Аль Умари И.Х.А., Кашапов Н. Ф., Саиткулов В. Г., 2018 РАЗРАБОТКА УЛЬТРАЗВУКОВОГО МЕТОДА ИЗМЕРЕНИЯ СОСТОЯНИЯ ЭЛЕКТРОЛИТА В ПРОЦЕССЕ ГОРЕНИЯ РАЗРЯДА С ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ ЭЛЕКТРОДОМ,1,2,3 Аль Ум...»

«Министерство образования и науки Республики Казахстан Костанайский государственный университет имени А. Байтурсынова Кафедра машиностроения Исинтаев Т.И., Медведев М.Ю . ДИНАМИКА МЕХАНИЧЕСКИХ СИСТЕМ Практикум Костанай, 2017 ББК 22.21 я73 УДК 621 (...»

«Министерство образования и науки Российской Федерации федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ" Инженерная...»

«2. Обучающие видео материалы КОМПАС-3D [Электронный ресурс]. URL: http://kompas.ru/publications/video/ (дата обращения: 25.04.2018).3 . Рекуперативные газовые горелки ECOMAX [Электронный ресурс]. URL: http://w...»







 
2019 www.librus.dobrota.biz - «Бесплатная электронная библиотека - собрание публикаций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.