Содержание к диссертации
Введение
Глава I. Современные методы лазерной спектроскопии и вязкая намагниченность 10
1. Взаимодействие света с твёрдым телом 10
2. Микроскопические описания взаимодействия света с веществом 18
3. Методы лазерной спектроскопии 23
4- Лазеры и спектральные приборы 37
5. Вязкая намагниченность 49
Глава II. Установка и методика работы с образцами проб 56
1. Описание установки и методика проведения спектрального анализа 56
2. Описание установки и методика измерений вязкой намагниченности 62
3. Методика подготовки образцов проб 65
4. Погрешность эксперимента 68
Глава III. Теоретическая электродинамическая задача
1. Решение общей задачи по выявлению месторождений топливных и полезных ископаемых 69
2. Решение частной задачи по выявлению месторождений топливных и полезных ископаемых 75
Глава IV. Экспериментальные результаты 82
1. Результаты измерения спеюрального анализа руд в Урупо-Власинчихинском комплексе КЧР 82
2. Результаты измерения вязкой намагниченности руд в Уру-по-Власинчихинском комплексе КЧР 87
Основные результаты и выводы 94
Литература 98
Приложение 111
- Микроскопические описания взаимодействия света с веществом
- Описание установки и методика измерений вязкой намагниченности
- Решение частной задачи по выявлению месторождений топливных и полезных ископаемых
- Результаты измерения вязкой намагниченности руд в Уру-по-Власинчихинском комплексе КЧР
Введение к работе
Спектроскопия твердого тела — достаточно старая и одновременно молодая область физики. С одной стороны, феноменологические законы, используемые в спектроскопии твердого тела, установлены очень давно (например, закон затухания света в веществе — закон Бугера-Ламберта, формулы Френеля для отражения света и др.) и являются той основой, без которой немыслимо создание ни одного оптического прибора. С другой стороны, до сих пор не разрешены многие проблемы взаимодействия света с веществом, особенно в области вакуумного ультрафиолета, в которой до недавнего времени не было удовлетворительных источников.
С развитием представлений о твёрдом теле меняется и предмет исследования спектроскопии твердого тела. Первоначально исследовались свойства твёрдых тел, описываемые феноменологическими постоянными, т. е. преломление, отражение света, дисперсия света в твёрдых телах и др. Теория электронной структуры твёрдых тел развивалась, в частности, из оптических исследований, и с другой стороны, привела к более глубокому исследованию оптики твёрдых тел. В рамках этой теории описано издавна известное явление люминесценции. Однако только развитие практических применений люминесценции в 30-х годах заставило углубленно изучать этот интересный пример многочисленных вторичных процессов, возникающих в твердом теле после поглощения квантов электромагнитного излучения. Развитие исследования физических аспектов люминесценции привело к образованию крупных научных коллективов, занимающих ведущие позиции в этих вопросах. Из люминесценции выросло научное направление, производящее в настоящее время научно-технический прорыв во многих областях человеческого знания и практики, — лазерная физика. В последние 20 лет значительный прогресс в развитии спектрально-аналитических методов был достигнут благодаря использованию в них лазерного излучения.
Лазерная спектроскопия с момента своего зарождения и по настоящее время является одной из самых динамично развивающихся предметов оптической физики. Современные технологии, новые материалы и совокупности методик анализа спектров веществ, несомненно, делают лазерно-спектроскопические методы популярными не только в физических исследованиях, но и в применении их в отраслях народного хозяйства.
Применение лазеров для целей анализа вещества позволяет на качественно новом уровне решать ряд аналитических проблем, среди которых, прежде всего, необходимо выделить детектирование сверхнизких концентраций и сверхмалых количеств элементов в пробах горных руд полезных ископаемых.
Необходимость решения этих весьма важных аналитических задач диктуется потребностями разведки новых месторождений редких и благородных металлов, обогащения имеющихся залежей руд, производства особо чистых веществ и материалов, охраны окружающей среды и других отраслей народного хозяйства.
Несмотря на кажущуюся простоту внедрения и использования лазерной техники в важные отрасли народного хозяйства, не всегда удаётся применить методы аналитической спектроскопии. В горно-разведывательной отрасли, на наш взгляд, эта трудность возникает в силу множественных причин: удалённость объектов исследований от научных центров; сложность и экономическая дороговизна применения лазерной спектроскопии «на месте»; неоднородность состава горных руд и, как следствие, корреляция конечных результатов; требуется внедрение более совершенных методов исследования на смену традиционным.
К настоящему времени в Карачаево-Черкесской республике (КЧР) не исследованы и не изучены горные руды ввиду вышеперечисленных обстоятельств.
Для решения этих проблем нами впервые поставлена общая задача по выявлению месторождений топливных и полезных ископаемых в Урупо-Власинчихинском комплексе КЧР. Решение общей задачи апробировано на частном случае, когда имеется две среды.
Теоретическое решение электродинамической задачи (в общем и частном виде) по выявлению месторождений топливных и полезных ископаемых было апробировано в Урупо-Власинчихинском комплексе КЧР. На отобранных образцах горных руд — изменённый габроид, габбро-базальт, фельзито-видный гранит-порфир — нами впервые был проведён количественный спектральный анализ.
Нами впервые проведено комплексное исследование вязкой намагниченности горных руд Урупо-Власинчихинского комплекса КЧР.
Также впервые выявлено явление термоактивационного механизма магнитного последействия горных руд, которое можно использовать на практике при температурно-временной чистке вязкой намагниченности и обосновать способ ориентировки керна скважин в пространстве.
Полученные результаты имеют важное научное значение в народном хозяйстве, горнорудном деле, а также имеют большое стратегическое значение в масштабах страны. 1
Актуальность работы
Определяется тем, что диссертационная работа посвящена: созданию и исследованию возможностей применения в важной области народного хозяйства — горнорудном деле — новых методов лазерной аналитики; исследованию возможностей использования методов магнетизма для изучения горных руд.
С этих позиций представлены новые данные по изучению вязкой намагниченности руд Урупо-Власинчихинского комплекса КЧР.
Цель работы
Теоретически решить электродинамическую задачу (в общем и частном виде) по выявлению топливных и полезных ископаемых (руд) в Урупо-Власинчихинском комплексе КЧР.
Провести количественный спектральный анализ выявленных руд.
3« Установить корреляцию между теоретической задачей по выявлению полезных ископаемых и результатами спектрального анализа.
4« Провести комплексное исследование вязкой намагниченности и выявить термоактивный механизм магнитного последействия на этих рудах.
Научная новизна и практическая ценность
В работе впервые применяется решение общей и частной электродинамической задачи к выявлению горных руїд для последующего проведения спектрального анализа и измерения вязкой намагниченности.
В работе осуществлён комплексный подход к решению структурно-аналитических и физических аспектов на основе спектрального анализа, что позволило получить качественно новую информацию о топливных и полезных ископаемых (руд) на территории КЧР.
Впервые получен комплекс теоретических и экспериментальных данных о структуре горных руд КЧР.
Впервые проведено комплексное исследование вязкой намагниченности горных руд КЧР и выявлен термоактивный механизм магнитного последействия на этих рудах.
Практическое применение
Предложенная в диссертационной работе методика по выявлению топливных и полезных ископаемых использована и успешно внедрена Агентством по недропользованию Карачаево-Черкесской республики для применения в освоении новых месторождений горных руд, рациональному использованию уже имеющихся месторождений; в народном хозяйстве, горнорудном деле и на стратегически важных предприятиях.
Успешное применение предложенной методики подтверждается Актом о внедрении, выданным Агентством по недропользованию КЧР.
Также, полученные результаты учтены и апробированы при разработке инвестиционной программы КЧР по освоению и рациональному использованию новых природных месторождений топливных и полезных ископаемых (руд) на территории Карачаево-Черкесской республики.
Апробация работы
По материалам диссертации сделаны доклады на: Х1Х-Международной школе-семинаре «Новые магнитные материалы микроэлектроники» (Москва, 2004), VI Всероссийском симпозиуме «Математическое моделирование и компьютерные технологии» (Кисловодск, 2004), на научной конференции преподавателей и аспирантов КЧГУ (Карачаевск, 2003), на кафедральном научно-методологическом семинаре по физике КЧГУ (Карачаевск, 2003, 2004, 2005).
Научные публикации
По материалам диссертации опубликовано 9 печатных работ, из них: 6 статей и 3 тезиса докладов на конференциях.
Структура и объём диссертации
Диссертация общим объёмом 117 машинописных страниц состоит из введения, трёх глав, заключения и приложения. Библиография включает 131 печатный источник. Диссертация содержит 18 рисунков, четыре таблицы и приложение.
Диссертация выполнена в Карачаево-Черкесском государственном университете. Тема диссертационной работы сформулирована научным руководителем Заслуженным работником Высшей школы РФ, доктором физико-математических наук, профессором Урусовой Б.И.
Микроскопические описания взаимодействия света с веществом
На рис. 2 приведена зависимость коэффициента отражения от угла падения. При х = О Щ обращается в нуль для угла падения, равного углу Брю стера QBr. При малых х «1 картина в целом такая же, но коэффициент отражения R, в нуль уже не обращается. При больших % зависимость коэффициента отражения от поляризации пропадает. Коэффициент отражения не зависит от поляризации и для малых углов падения. Практически в области 0 9 12 можно не различать поляризацию падающего излучения. Такая зависимость коэффициента отражения от угла падения приводит к тому, что при применении зеркал в спектральной аппаратуре необходимо учитывать изменение поляризации при отражении. В области больших углов падения (скользящее падение, 9— 90) коэффициент отражения резко возрастает и приближается к единице.
В работах [2, 3] на примере исследования отражения света можно проанализировать те сложности, которые встречаются на пути исследователей. Перечислим некоторые из них.
Реально исследуемые поверхности не являются геометрически идеальными. Даже у кристаллов высокого качества на поверхности наблюдаются ступени роста. По мере увеличений энергии квантов падающего света высота этих ступеней становится сравнимой с длиной волны, и при этом необходимо учитывать возникновение интерференции при отражении. Ещё одно следствие геометрической неидеальности поверхности — появление диффузной компоненты в отраженном свете, когда помимо отражения света под углом падения наблюдается рассеяние по всем направлениям. Этот эффект также усиливается при переходе к более коротковолновому излучению. Эффект диффузного отражения в полной мере проявляется в случае работы с поликристаллами и порошками, состоящими из большого числа монокристалликов разного размера. При этом наблюдается многократное отражение света, прохождение уже отраженного света через микрокристаллы и т.д. Количественное описание этого явления возможно только в достаточно специфических случаях из-за множества параметров, описывающих порошок и влияющих на процессы взаимодействия света с порошком (соотношение длины волны, глубины проникновения яГ1 и характерного размера частиц порошка, функции распределения частиц по размерам и ориентации граней микрокристаллов; отношения объема, занимаемого кристаллами порошка, к свободному объему между кристалликами и т. д.). Поэтому, использование диффузного отражения для количественного определения диэлектрических констант является чрезвычайно сложной задачей.
При выводе формул (4), (5) предполагалась изотропность вещества. В действительности для многих типов кристаллов необходимо учитывать эффекты анизотропии, когда свет распространяется с разной скоростью в разных направлениях в кристалле. При этом вместо скалярных величин єх и 2 вводятся тензоры Ещ и 2ij. Если главные оси этих тензоров совпадают и перпендикулярны одной из граней кристалла, то при исследовании отражения света, нормально падающего на эту грань, можно получить соответствующие диагональные элементы этих тензоров вдоль рассматриваемой оси по обычным формулам для изотропного кристалла. В противном случае требуется довольно громоздкий анализ [1].
При измерениях в области прозрачности необходимо учитывать конечность толщины кристалла, т. е. принимать во внимание отражение от задней грани или от границы раздела «кристалл - подложка». В случае, когда толщина кристалла (или пленки, выращенной на поверхности подложки) порядка длины волны, помимо отражения необходимо учитывать и интерференцию от задней грани.
При изучении спектров отражения необходимо иметь в виду, что при очень сильных интенсивностях падающего света (например, при исследованиях с помощью лазеров) возможно проявление нелинейных эффектов (умножение частоты, параметрические эффекты). При описании поглощения в этом случае уже нельзя пользоваться линейной теорией с восприимчивостями П YL Х Процесс взаимодействия света с веществом сводится не просто к отражению света. Поглощение энергии падающих квантов света приводит к множеству вторичных процессов: рассеяние света в кристалле без изменения частоты, комбинационное рассеяние с относительно слабым изменением частоты падающего света, люминесценция, в том числе и с довольно значительной временной задержкой, фотоэффект и пр. При этом в практических измерениях бывает необходимо отделять свет люминесценции от отраженного света и т. д. Из-за различия диаграмм направленности люминесценции и зеркально отраженного света, из-за частотных сдвигов разделение этих процессов в принципе несложно осуществить.
Таким образом, исследование даже такого простого процесса, как отражение света от кристаллов, связано с рядом принципиальных ограничений и усложнений, влияющих не только на процесс отражения света, но и на многие другие спектроскопические эффекты.
Описание установки и методика измерений вязкой намагниченности
В настоящее время методы спектрального анализа с лазерной атомиза-цией применяются для локального анализа без предварительного препарирования твердых проб (прежде всего — непроводящих), анализа микропроб, послойного анализа приповерхностных слоев, дистанционного анализа твердых проб и анализа в реальном времени атмосферных загрязнении. По своим аналитическим параметрам (пространственное разрешение, возможность многоэлементного анализа, воспроизводимость, экспрессность и др.) методы лазерного спектрального анализа занимают промежуточное положение между традиционной эмиссионной спектроскопией и аналитическими методами с использованием электронного или ионного микрозонда [10].
Многочисленные аналитические методы с применением лазерной ато-мизации могут быть классифицированы по способу получения аналитического сигнала. Все методы группируются по трем основным самостоятельным специфичным направлениям. Во-первых, это методы, в которых аналитическим спектром является свечение факела, возбуждаемое непосредственно энергией лазерного импульса; назовём это «первичным спектром факела». Во-вторых, это методы, в которых используется также спектр факела, но полученный в результате дополнительного внешнего энергетического воздействия на анализируемое вещество в факеле; назовём его «вторичным спектром факела». И, наконец, третья группа методов — это комбинированные методы, в которых лазерное излучение используют только для испарения пробы, а аналитический спектр получают полностью вне факела, как правило, на значительном расстоянии от факела и спустя значительное время после экстракции.
В рамках каждой группы методов принципиально возможно использование всех основных типов атомного спектра — эмиссии, абсорбции, флуоресценции и ионизации, однако, пока наибольшее распространение получили только первые два.
При варьировании способа создания лазерного факела существенно (примерно на 3 порядка, если не учитывать режим непрерывного облучения) меняется абсолютный предел обнаружения (АПО), снижаясь до пикограмм и менее при облучении в режиме быстромодулированной добротности. Однако, что касается относительного предела обнаружения (ОПО), то здесь выигрыш несколько скромнее: можно ожидать, что в режиме быстромодулированной добротности будет реализован ОПО на уровне 10 2 масс. Следует особо отметить, что режим облучения короткими (Ю-8 с) импульсами обеспечивает анализ поверхностных слоев — до 0,1 мкм [13], поражение на большую глубину 100 мкм обеспечивается за счёт многократного ( 10 3) воздействия излучением ОКГ на анализируемую зону пробы [38].
В работе [39] использовался первичный эмиссионный спектр лазерного факела при спектрально-изотопном определении кислорода в твердых телах. Установлено, что анализ возможен лишь при концентрациях кислорода в образце не ниже 0,5%, что не представляет практического интереса. Также нельзя считать успешными попытки использовать для элементного анализа первичный спектр абсорбции: и измерение поглощения в факеле интенсивного сплошного излучения раскаленного кратера, образующегося при воздействии излучения ОКГ на анализируемую пробу [40], и измерение ширины контура реабсорбции аналитических линий, зависящей от концентрации определяемого элемента в пробе [41], не обеспечили ОПО ниже Ю-1 % масс.
Следует особо отметить начавший развиваться в последнее время эмиссионный спектральный анализ атмосферных аэрозолей при их лазерной атомизации в так называемой лазерной искре, создаваемой в результате пробоя атмосферы сфокусированным импульсным лазерным излучением при плотности мощности Ws = 109 -10й Вт/см. Аналитический спектр создается в самой лазерной искре — плазменном светящемся сгустке с размерами от 10 2 до 1 см3. Основное принципиальное преимущество этого способа — отсутствиє предварительного отбора пробы и её препарирования, здесь анализ идет в «реальном времени, т.е. практически безынерционно. Наиболее целесообразно применение этого способа для контроля загрязнений атмосферы рабочих помещений. Примером могут служить работы [41, 42], в которых по первичному спектру лазерной искры определялось содержание бериллия в аэрозолях производственных помещений. Применяя временное стробирование, авторы определили оптимальное с точки зрения интенсивности аналитического спектра к интенсивности фона время задержки момента регистрации ( 5 мкс) относительно момента лазерного пробоя, что обеспечило достижение ОПО на уровне 10"7 % масс. Методика со столь низким пределом обнаружения в спектроскопии лазерной искры пока единственная — другие подобные методики менее чувствительны ( 10"3% масс.) [42 — 45].
Как известно, с помощью индуктивно-связанной плазмы, пламени в эмиссии, пламени и графитовой кюветы в абсорбции сейчас реализованы существенно более низкие пределы определения загрязнений атмосферы [46]. Однако все эти методы, базирующиеся на предварительном накоплении аэрозолей на фильтрах с последующей их химической обработкой, уступают методам с лазерной атомизацией в том отношении, что не могут обеспечить безынерционный анализ, необходимый для контроля загрязнений, особенно в производственном помещении.
Решение частной задачи по выявлению месторождений топливных и полезных ископаемых
Процесс подготовки проб является важным этапом, определяющим результаты спектрального анализа. Как правило, геологические пробы это твердые гетерогенные системы. Этот эффект особенно выражен в случае элементов встречающихся в самородной форме и образующих собственные минералы. Прямой анализ проб, исключающий потери и привнесения при препарировании материала, не всегда возможен, даже при анализе жидкостей, т.к. в природных водах содержатся органические комплексы, которые оказывают мешающее воздействие при термической атомизации. В случае же твердых проб дополнительную погрешность вносит малая непредставительная масса вещества, вносимого в атомизатор. Процесс подготовки проб для лазерной фотоионизационной спектроскопии обычно связан не столько с необходимостью концентрирования определяемого элемента, сколько с переводом большого представительного количества гетерогенного и, поэтому неоднородного в малых аналитических пробах, материала в гомогенную форму, либо в массу, которая может быть проанализирована за один раз, либо за малое число параллельных измерений. Второй причиной необходимости процесса подготовки проб является возможность измерения при атомизации стандартной матрицы слабо, либо совсем не взаимодействующей с материалом атомизатора. Кроме того, желательно, чтобы при отгонке в вакууме аналитической пробы образовывалось, по возможности, меньше нелетучих компонентов, которые, оседая на элементах системы, образуют мешающие пленки. Подготовка проб также позволяет работать в области удобных для измерения количеств элемента, т.к. слишком большие содержания увеличивают время анализа, тогда как слишком малые — снижают точность. Оптимальный интервал 10 - 100 пг. Однако, манипуляции с материалом пробы опасны возможностью привнесения или потерь определяемого элемента. Привнесение ограничивает нижний предел определения из-за флуктуации значения «холостого» опыта, (анализа пустой пробы), сложнее обстоит с контролем потерь, т.к. в области низких содержаний отсутствуют стандартные образцы состава с надежно установленнным содержанием микропримесей. Единственным способом контроля является сопоставление, где это возможно, с результатами полученными другими незаконными методами, либо, на худой конец, сопоставлений результатов полученных при различной подготовке проб. Конкретные меры по проверке правильности определения содержания должны рассматриваться отдельно для каждого элемента.
Наконец, немаловажными являются вопросы, связанные с применением прибора. Это требования к его производительности, удобству и стоимости обслуживания. Эти требования увязываются с требованиями к точности и чувствительности. Так, для возбуждения атомов можно использовать несколько ступеней. С точки зрения эффективности целесообразно иметь их как можно меньше, но этот вопрос связан с качеством вакуума в аналитической ячейке и свойствами материала пробы, т.к. слишком жесткое излучение может привести к неселективной фотоионизации молекул остаточной атмосферы и паров матрицы пробы. Эти же вопросы диктуют выбор способа ионизации. Длины волн отдельных переходов желательно по возможности выбирать из видимой области, это позволяет снизить фон неселективной фотоионизации и избежать необходимости использовать удвоение частоты лазерного излучения, что приводит к снижению требований по энергетике накачки. Количество переходов определяется величиной ионизационного предела. Выбор определяется расположением уровней атома, наличием красителей и приведенными выше соображениями. Богатый спектр металлов группы платины открывает достаточно широкие возможности для выбора оптимальной схемы возбуждения атомов.
Для задачи определения содержания редких металлов группы платины: рутения, родия и иридия требуется трехступенчатая схема возбуждения атомов в высоколежащее (Ридберговское) состояние, поскольку потенциалы ионизации равны, 59366,4 см"1 для рутения и 60160 см"1 для родия, а потенциал ионизация иридия ещё выше и по уточненным данным для выбранной схемы возбуждения составляет 73300 см"1. Сложный состав горных пород КЧР (Урупо-Власинчихинский комплекс) и, соответственно, сложный состав аналитических проб, загружаемых в спектрометр, делает нецелесообразным использование фотоионизации, т.к. требуются высокие плотности энергии излучения в УФ-диапазоне, а значит, высок уровень неселективной фотоионизации молекул [114]. Желательными является использование время-пролетного масс-фильтра и иных схем подавления фона неселективных фотоионов, например схема с биполярным импульсом. Необходим атомизатор, нагреваемый до температуры порядка 2500 К. Необходима эффективная система управления разогревом атомизаторов, позволяющая стабилизировать их температуру на заданном уровне. Схема измерений должна эффективно подавлять шумы и накапливать сигнал за время выхода элемента. Необходимо принимать специальные меры по устранению или уменьшению влияния флуктуации лазерного излучения на результаты измерений. В качестве универсальной меры следует добиваться насыщения на каждой ступени переходов, что представляется достаточно непростым и дорогостоящим делом, если учесть малое сечение поглощения света на последнем переходе, а также соотношение между шириной линии излучения лазера и шириной линии поглощения атомов. Однако, как правило, на последнем переходе осуществить насыщение не удается. В этом случае целесообразно подавать излучение лазеров на основной и реперный пучки одновременно, и образующиеся ионы регистрировать раздельно для основного и реперного пучков при каждом импульсе излучения лазеров. Таким образом, учитывая вариации сигнала от реперного пучка, которые при стационарном и интенсивном реперном пучке определяются главным образом вариациями спектра лазерных источников.
Результаты измерения вязкой намагниченности руд в Уру-по-Власинчихинском комплексе КЧР
Исследования роста индуктивной — /v и остаточной вязкой намагниченности — 1Г велись в интервале времени от т{ = 1 с до т2 = Ю13 с при комнатной температуре в магнитных полях до 1 кЭ.
Результаты экспериментальных измерений вязкой намагниченности приведены на рисунках 17 и 18. На рис. 17 приведена линейная зависимость остаточной вязкой намагниченности — 1Г от \%t в широком временном интервале, а на рис. 18 пока зан спад вязкой остаточной намагниченности после выдержки в магнитном поле. Отклонение от линейности наблюдается при спаде 1Г при t 0,9t, где t — время вязкого намагничивания (см. рис. 18). А коэффициент магнитной вязкости спада вязкой намагниченности — Sd меньше коэффициента роста индукции S и остаточной вязкой намагниченности — Sr при комнатной температуре их отклонение равно 1. За время, равное времени намагничивания, 1Г — большинство образцов уменьшается на 80% от первоначальной величины. Отсутствие нелинейности на рис. 18 в верхней части кривых спада 1Г объясняется тем, что тх для исследуемой горной породы существенно мень ше времени эксперимента. Продолжительность участка спада /r(lgf,) 107 с. Уменьшение значения коэффициентов Sd при уменьшении времени вязкого намагничивания можно объяснить тем, что при малом времени роста вязкой намагниченности мало и максимальное время релаксации и при последующем спаде 1Г наблюдается переход от линейной зависимости 1Г от \%td к зависимости 1Г данной для td »т2. Для объяснения механизма вязкого намагничивания нами был проведен эксперимент по спаду остаточной намагниченности. Размагниченные переменным полем 2 кЭ образцы намагничивались в поле Н - 20 Э и после измерения остаточной намагниченности 7Г помещались в пермаллоевские экраны. После временной выдержки, без поля проводилось повторное измерение 7Г. о Исследованы образцы горных пород с размерами частиц 500 А, многодоменные образцы (1 - 2); монокристаллы магнетита (3 - 4); образцы, полученные механическим дроблением монокристаллов магнетита (5-6). Дальнейшее истирание магнитного порошка в агатовой ступне привело к еще большому измельчению частиц до 10 м. Из этого порошка приготовлены образцы (7 - 8). Образцы (9 - 12) осадочных и изверженных пород, в которых по данным магнитных измерений, преобладают магнетитовые частицы, по размерам близких к однодоменным частицам. Результаты измерений приведены в таблице 4, где видно, что во всех исследованных образцах наблюдается спад 1Г остаточной намагниченности. Причем спад 1Г в однодоменных образцах выше, чем в многодоменных. Наиболее существенным доводом магнитной вязкости в горных породах является дезаккомодация магнитной восприимчивости — Х- Представляло интерес на одних и тех же образцах измерить дезаккомадацию магнитной восприимчивости, после воздействия на образцы переменного магнитного поля с максимальной амплитудой 1 кЭ: 1. По всем направлениям — %. 2. По направлению, перпендикулярному направлению измерения — % . 3« По направлению параллельному направлению измерения — х" Результаты измерений показали, что для многодоменных образцов разность Х Х отрицательна, для однодоменных образцов и осадочных пород — положительна. В случае многодоменных образцов, по видимому, это объясняется явлением текстурирования магнитной структуры — х . При хаотической ориентации частиц в образце, при размагничивании по всем направлениям магнитный момент каждой частицы имеет большую вероятность установиться параллельно оси с максимальной величиной энергии анизотропии, чем при размагничивании по одному направлению. Поскольку перемагничивание тем сложнее, чем выше энергия анизотропии, то и величина % будет минимальна. Таким образом, из наших экспериментов следует аналогия между вязкой намагниченностью и дезаккомодацией, а также связь времени с уменьшением коэффициента магнитной вязкости. Поскольку дезаккомодация приводит к возникновению энергетического барьера, который надо преодолеть, чтобы перемагничивать частицу. На основании формулы (4) имеем увеличение времени релаксации частиц, что в свою очередь вызывает уменьшение интенсивности вязкого намагничивания. Из аналогии дезаккомодации и спада вязкой намагниченности следует эффективная длительность и стабильность магнитной вязкости горных пород, т. е. термоактивационный механизм магнитного последействия [130]. Это можно использовать на практике при температурно-временнои чистке вязкой намагниченности и обосновать способ ориентировки керна скважин в пространстве.
