Vai trò của số nguyên tố trong phong thủy P1

Các số nguyên tố đã thu hút sự chú ý của con người từ những ngày đầu của nền văn minh. Chúng tôi giải thích họ là gì, tại sao nghiên cứu của họ lại kích thích các nhà toán học và nghiệp dư như nhau, và trên con đường chúng tôi mở ra một cánh cửa vào thế giới của các nhà toán học.

Từ thuở sơ khai của lịch sử loài người, số nguyên tố đã khơi dậy trí tò mò của con người. Họ là ai? Tại sao những câu hỏi liên quan đến chúng lại khó đến vậy? Một trong những điều thú vị nhất về số nguyên tố là sự phân bố của chúng giữa các số tự nhiên. Ở quy mô nhỏ, sự xuất hiện của các số nguyên tố có vẻ ngẫu nhiên, nhưng ở quy mô lớn lại xuất hiện một kiểu mẫu, điều này vẫn chưa được hiểu đầy đủ. Trong bài báo ngắn này, chúng tôi sẽ cố gắng theo dõi lịch sử của các số nguyên tố từ thời cổ đại và sử dụng cơ hội này để đi sâu vào và hiểu rõ hơn về thế giới của các nhà toán học.

SỐ TỔNG HỢP VÀ SỐ NGUYÊN TỐ

Bạn đã bao giờ tự hỏi tại sao ngày được chia thành 24 h và vòng tròn thành 360 độ? Con số 24 có một tính chất thú vị: nó có thể được chia thành các phần bằng nhau theo một số lượng tương đối lớn. Ví dụ: 24 ÷ 2 = 12, 24 ÷ 3 = 8, 24 ÷ 4 = 6, v.v. (tự hoàn thành các tùy chọn còn lại!). Điều này có nghĩa là một ngày có thể được chia thành hai phần bằng nhau, mỗi phần 12 giờ, ban ngày và ban đêm. Trong một nhà máy làm việc không ngừng theo ca 8 tiếng, mỗi ngày được chia đúng ba ca.

Đây cũng là lý do tại sao vòng tròn được chia thành 360 °. Nếu hình tròn được chia thành hai, ba, bốn, mười, mười hai hoặc ba mươi phần bằng nhau, thì mỗi phần sẽ chứa một số nguyên; và có những cách chia vòng tròn bổ sung mà chúng tôi không đề cập đến. Vào thời cổ đại, việc chia một vòng tròn thành các phần có kích thước bằng nhau với độ chính xác cao là cần thiết cho các mục đích nghệ thuật, thiên văn và kỹ thuật khác nhau. Với la bàn và thước đo góc là những công cụ duy nhất hiện có, việc chia một hình tròn thành các phần bằng nhau có giá trị thực tiễn rất lớn. 1

Một số nguyên có thể viết được dưới dạng tích của hai số nhỏ hơn được gọi là hợp số

. Ví dụ, phương trình 24 = 4 × 6 và 33 = 3 × 11 cho thấy 24 và 33 là các số hợp. Một số không thể chia nhỏ theo cách này được gọi là số nguyên tố

một số nguyên không thể được viết dưới dạng tích của hai số nhỏ hơn, chẳng hạn như 7 hoặc 23.

. Những con số

2, 3, 5, 7, 11, 13, 17, 19, 23 và 29

đều là số nguyên tố. Trên thực tế, đây là 10 số nguyên tố đầu tiên (bạn có thể tự kiểm tra điều này nếu muốn!).

Nhìn vào danh sách ngắn các số nguyên tố này có thể tiết lộ một vài quan sát thú vị. Đầu tiên, ngoại trừ số 2, tất cả các số nguyên tố đều là số lẻ, vì một số chẵn chia hết cho 2 nên nó là hợp số. Vì vậy, khoảng cách giữa hai số nguyên tố bất kỳ trong một hàng (gọi là liên tiếpsố nguyên tố) ít nhất là 2. Trong danh sách của chúng tôi, chúng tôi tìm thấy các số nguyên tố liên tiếp có hiệu của chúng chính xác là 2 (chẳng hạn như các cặp 3,5 và 17,19). Cũng có những khoảng cách lớn hơn giữa các số nguyên tố liên tiếp, như khoảng cách sáu số giữa 23 và 29; mỗi số 24, 25, 26, 27 và 28 là một số tổng hợp. Một quan sát thú vị khác là trong mỗi nhóm thứ nhất và thứ hai của 10 số (có nghĩa là từ 1–10 đến 11–20) có bốn số nguyên tố, nhưng trong nhóm thứ ba của 10 (21–30) chỉ có hai. Điều đó có nghĩa là gì? Các số nguyên tố có trở nên hiếm hơn khi các số lớn lên không? Có ai có thể hứa với chúng tôi rằng chúng tôi sẽ có thể tiếp tục tìm được nhiều số nguyên tố hơn và vô thời hạn không?

Nếu ở giai đoạn này, có điều gì đó kích thích bạn và bạn muốn tiếp tục điều tra danh sách các số nguyên tố và các câu hỏi mà chúng tôi nêu ra, điều này có nghĩa là bạn có tâm hồn của một nhà toán học. Dừng lại! Đừng đọc tiếp! 2 Lấy một cây bút chì và một mảnh giấy. Viết tất cả các số có đến 100 và đánh dấu các số nguyên tố. Kiểm tra xem có bao nhiêu cặp có hiệu số là hai. Kiểm tra xem có bao nhiêu số nguyên tố trong mỗi nhóm 10. Bạn có thể tìm thấy bất kỳ mẫu nào? Hay danh sách các số nguyên tố lên đến 100 có vẻ ngẫu nhiên đối với bạn?

MỘT SỐ LỊCH SỬ VÀ KHÁI NIỆM CỦA MỘT ĐỊNH LÝ

Số nguyên tố đã chiếm sự chú ý của con người từ thời cổ đại và thậm chí còn được liên kết với siêu nhiên. Ngay cả ngày nay, trong thời hiện đại, có những người cố gắng cung cấp các số nguyên tố với các tính chất thần bí . Nhà thiên văn học và tác giả khoa học nổi tiếng Carl Sagan đã viết một cuốn sách vào năm 1985 có tên “Liên hệ”, đề cập đến việc người ngoài Trái đất (một nền văn hóa giống người bên ngoài trái đất) cố gắng giao tiếp với con người bằng cách sử dụng các số nguyên tố làm tín hiệu. Ý tưởng rằng các tín hiệu dựa trên các số nguyên tố có thể làm cơ sở để giao tiếp với các nền văn hóa ngoài Trái đất vẫn tiếp tục khơi dậy trí tưởng tượng của nhiều người cho đến ngày nay.

Người ta thường cho rằng sự quan tâm nghiêm túc đến các số nguyên tố bắt đầu từ thời Pythagoras. Pythagoras là một nhà toán học Hy Lạp cổ đại. Các học trò của ông, những người theo thuyết Pitago – một phần là nhà khoa học và một phần là nhà thần bí – sống vào thế kỷ thứ sáu trước Công nguyên. Họ không để lại bằng chứng bằng văn bản và những gì chúng ta biết về họ đến từ những câu chuyện được truyền miệng. Ba trăm năm sau, vào thế kỷ thứ ba trước Công nguyên, Alexandria (thuộc Ai Cập hiện đại) là thủ đô văn hóa của thế giới Hy Lạp. Euclid ( Hình 1), người sống ở Alexandria trong thời Ptolemy đầu tiên, có thể được bạn biết đến từ hình học Euclide, được đặt theo tên của ông. Hình học Euclid đã được giảng dạy trong các trường học trong hơn 2.000 năm. Nhưng Euclid cũng quan tâm đến các con số. Trong cuốn sách thứ chín của tác phẩm “Các yếu tố”, trong Mệnh đề 20, lần đầu tiên xuất hiện một bằng chứng toán học

của định lý

một tuyên bố được thể hiện bằng ngôn ngữ toán học chắc chắn có thể được cho là hợp lệ hoặc không hợp lệ trong một hệ thống nhất định.

 rằng có vô hạn số nguyên tố.

Hình 1
  • Hình 1
  • Những người đứng sau các số nguyên tố.

Đây là một nơi tốt để nói một vài lời về các khái niệm của định lý và chứng minh toán học. Một định lýlà một câu lệnh được diễn đạt bằng ngôn ngữ toán học và có thể nói một cách chắc chắn là hợp lệ hoặc không hợp lệ. Ví dụ, định lý “có vô số số nguyên tố” tuyên bố rằng trong hệ thống các số tự nhiên (1,2,3…) danh sách các số nguyên tố là vô tận. Nói chính xác hơn, định lý này tuyên bố rằng nếu chúng ta viết một danh sách hữu hạn các số nguyên tố, chúng ta sẽ luôn có thể tìm thấy một số nguyên tố khác không có trong danh sách đó. Để chứng minh định lý này, chỉ ra một số nguyên tố bổ sung cho một danh sách cụ thể là không đủ. Ví dụ: nếu chúng ta chỉ ra 31 là một số nguyên tố nằm ngoài danh sách 10 số nguyên tố đầu tiên được đề cập trước đó, chúng ta thực sự sẽ thấy rằng danh sách đó không bao gồm tất cả các số nguyên tố. Nhưng có lẽ bằng cách thêm 31, bây giờ chúng ta đã tìm thấy tất cả các số nguyên tố, và không còn nữa? Những gì chúng ta cần làm,bất kỳ danh sách hữu hạn nào , miễn là nó có thể có, chúng ta có thể tìm thấy một số nguyên tố không có trong nó. Trong phần tiếp theo, chúng tôi sẽ trình bày bằng chứng của Euclid mà không làm bạn quá nhiều chi tiết.

CHỨNG MINH CỦA EUCLID VỀ SỰ TỒN TẠI CỦA VÔ SỐ SỐ NGUYÊN TỐ

Để chứng minh rằng có vô hạn số nguyên tố, Euclid đã sử dụng một định lý cơ bản khác mà ông đã biết, đó là phát biểu rằng “ mọi số tự nhiên có thể được viết dưới dạng tích của các số nguyên tố. ” Rất dễ bị thuyết phục về sự thật của tuyên bố cuối cùng này. Nếu bạn chọn một số không phải là hỗn hợp, thì số đó chính là số nguyên tố. Nếu không, bạn có thể viết số bạn đã chọn dưới dạng tích của hai số nhỏ hơn. Nếu mỗi số nhỏ hơn là số nguyên tố, bạn đã biểu thị số của mình dưới dạng tích các số nguyên tố. Nếu không, hãy viết các số tổng hợp nhỏ hơn dưới dạng tích của các số vẫn nhỏ hơn, v.v. Trong quá trình này, bạn tiếp tục thay thế bất kỳ số tổng hợp nào bằng các sản phẩm có số nhỏ hơn. Vì không thể làm điều này mãi mãi, quá trình này phải kết thúc và tất cả các số nhỏ hơn mà bạn kết thúc không thể chia nhỏ được nữa, có nghĩa là chúng là số nguyên tố. Ví dụ, chúng ta hãy chia nhỏ số 72 thành các thừa số nguyên tố của nó:

72 = 12 × 6 = 3 × 4 × 6 = 3 × 2 × 2 × 6 = 3 × 2 × 2 × 2 × 3.

Dựa trên thực tế cơ bản này, bây giờ chúng ta có thể giải thích bằng chứng tuyệt vời của Euclid cho tính vô hạn của tập hợp các số nguyên tố. Chúng tôi sẽ chứng minh ý tưởng bằng cách sử dụng danh sách 10 số nguyên tố đầu tiên nhưng lưu ý rằng ý tưởng tương tự này hoạt động cho bất kỳ danh sách hữu hạn các số nguyên tố nào. Hãy nhân tất cả các số trong danh sách và thêm một vào kết quả. Cho tên N vào số ta được. (Giá trị của N không thực sự quan trọng vì đối số phải hợp lệ với bất kỳ danh sách nào.)

N = (2 × 3 × 5 × 7 × 11 × 13 × 17 × 19 × 23 × 29) +1.

Số N , cũng giống như bất kỳ số tự nhiên nào khác, có thể được viết dưới dạng tích các số nguyên tố. Những số nguyên tố, thừa số nguyên tố của N là ai? Chúng tôi không biết, bởi vì chúng tôi đã không tính họ, nhưng có một điều chúng ta biết chắc chắn là: tất cả họ đều chia N . Nhưng số N để lại phần dư là một khi chia cho bất kỳ số nguyên tố nào trong danh sách của chúng ta 2, 3, 5, 7,…, 23, 29. Đây được cho là một danh sách đầy đủ các số nguyên tố của chúng ta, nhưng không có số nào trong số chúng chia N . Vì vậy, các thừa số nguyên tố của N không nằm trong danh sách đó và đặc biệt phải có các số nguyên tố mới vượt quá 29.

RÂY CỦA ERATOSTHENES

Bạn đã tìm thấy tất cả các số nguyên tố nhỏ hơn 100 chưa? Bạn đã sử dụng phương pháp nào? Bạn đã kiểm tra từng số riêng lẻ, để xem nó có chia hết cho các số nhỏ hơn không? Nếu đây là cách bạn đã chọn, bạn chắc chắn đã đầu tư rất nhiều thời gian. Eratosthenes ( Hình 1 ), một trong những học giả vĩ đại nhất của thời kỳ Hy Lạp hóa, sống sau Euclid vài thập kỷ. Ông từng là thủ thư trưởng của thư viện Alexandria, thư viện đầu tiên trong lịch sử và lớn nhất thế giới cổ đại. Ông không chỉ quan tâm đến toán học mà còn quan tâm đến thiên văn, âm nhạc và địa lý, và là người đầu tiên tính toán chu vi trái đất với độ chính xác ấn tượng vào thời đại của mình. Trong số những thứ khác, ông đã thiết kế một cách thông minh để tìm tất cả các số nguyên tố cho đến một số nhất định. Vì phương pháp này dựa trên ý tưởng sàng (sàng) các số tổng hợp, nó được gọi là Sieve of Eratosthenes .

Chúng tôi sẽ chứng minh sàng của Eratosthenes trong danh sách các số nguyên tố nhỏ hơn 100, hy vọng vẫn còn ở phía trước của bạn ( Hình 2). Khoanh tròn số 2, vì nó là số nguyên tố đầu tiên, rồi xóa tất cả các bội số cao hơn của nó, cụ thể là tất cả các số chẵn tổng hợp. Chuyển sang số không bị xóa tiếp theo, số 3. Vì nó không bị xóa nên nó không phải là tích của các số nhỏ hơn, và chúng ta có thể khoanh tròn nó khi biết rằng nó là số nguyên tố. Một lần nữa, xóa tất cả các bội số cao hơn của nó. Lưu ý rằng một số trong số họ, chẳng hạn như 6, đã bị xóa, trong khi những người khác, chẳng hạn như 9, sẽ bị xóa ngay bây giờ. Số tiếp theo không bị xóa — 5 — sẽ được khoanh tròn. Một lần nữa, hãy xóa tất cả các bội số cao hơn của nó: 10, 15 và 20 đã bị xóa, nhưng 25 và 35 chẳng hạn, sẽ bị xóa ngay bây giờ. Tiếp tục theo cách tương tự. Cho đến khi? Hãy thử nghĩ tại sao sau khi vượt qua10=100chúng ta không cần phải tiếp tục quá trình. Tất cả các số nhỏ hơn 100 không bị xóa đều là số nguyên tố và có thể được khoanh tròn an toàn!

Hình 2 - Rây của Eratosthenes.
  • Hình 2 – Rây của Eratosthenes.
  • Số tổng hợp bị gạch bỏ và số nguyên tố được khoanh tròn.

TẦN SỐ CỦA CÁC SỐ NGUYÊN TỐ

Tần số của số nguyên tố là gì? Có bao nhiêu số nguyên tố, khoảng từ 1.000.000 đến 1.001.000 (một triệu và một triệu cộng với một nghìn) và bao nhiêu số từ 1.000.000.000 đến 1.000.001.000 (một tỷ và một tỷ cộng với một nghìn)? Chúng ta có thể ước tính số lượng các số nguyên tố từ một nghìn tỷ (1.000.000.000.000) đến một nghìn tỷ cộng với một nghìn không?

Các phép tính cho thấy rằng các số nguyên tố ngày càng trở nên hiếm hơn khi các số càng lớn. Nhưng liệu có thể phát biểu một định lý chính xác thể hiện chính xác mức độ hiếm của chúng không? Một định lý như vậy lần đầu tiên được phát biểu như một phỏng đoán

bởi nhà toán học vĩ đại Carl Friedrich Gauss vào năm 1793, ở tuổi 16. Nhà toán học thế kỷ 19 Bernhard Riemann ( Hình 1 ), người có ảnh hưởng đến việc nghiên cứu các số nguyên tố trong thời hiện đại hơn bất kỳ ai khác, đã phát triển thêm các công cụ cần thiết để đối phó với nó. Nhưng một bằng chứng chính thức của định lý chỉ được đưa ra vào năm 1896, một thế kỷ sau khi nó được phát biểu. Đáng ngạc nhiên là hai bằng chứng độc lập đã được cung cấp cùng năm bởi Jacques Hadamard người Pháp và de la Vallée-Poussin của Bỉ ( Hình 1 ). Điều thú vị là cả hai người đàn ông đều sinh ra vào khoảng thời gian Riemann qua đời. Định lý mà họ đã chứng minh được gọi là “ định lý số nguyên tố ” do tầm quan trọng của nó.

Công thức chính xác của định lý số nguyên tố, thậm chí nhiều hơn nữa chi tiết của chứng minh của nó, đòi hỏi toán học cao cấp mà chúng ta không thể thảo luận ở đây. Nhưng nói một cách không chính xác hơn, định lý số nguyên tố phát biểu rằng tần số của các số nguyên tố xung quanh x tỷ lệ nghịch với số chữ số trong x. Trong ví dụ trên, số lượng số nguyên tố trong “cửa sổ” có độ dài 1.000 khoảng một triệu (theo đó chúng tôi có nghĩa là khoảng từ một triệu đến một triệu và một nghìn) sẽ lớn hơn 50% so với số nguyên tố trong cùng “Cửa sổ” khoảng một tỷ (tỷ lệ là 9: 6, giống như tỷ lệ giữa số lượng số 0 trong một tỷ và một triệu) và nhiều gấp đôi so với số lượng số nguyên tố trong cùng một cửa sổ khoảng một nghìn tỷ (trong đó tỷ lệ của số số 0 là 12: 6). Thật vậy, các phép tính trên máy tính cho thấy có 75 số nguyên tố trong cửa sổ đầu tiên, 49 trong cửa sổ thứ hai và chỉ 37 trong cửa sổ thứ ba, từ một nghìn tỷ đến một nghìn tỷ cộng với một nghìn.

Thông tin tương tự có thể được minh họa dưới dạng đồ thị, được hiển thị bên dưới ( Hình 3 ). Bạn có thể thấy số π ( x ) của các số nguyên tố lên đến x thay đổi như thế nào trong phạm vi x ≤ 100 và một lần nữa đối với x ≤ 1.000. Lưu ý rằng bất cứ khi nào chúng ta gặp một số nguyên tố mới dọc theo trục x , đồ thị sẽ tăng 1, do đó đồ thị có dạng các bước ( Hình 3A ). Ở quy mô nhỏ, khó có thể phát hiện ra một mẫu trong biểu đồ. Khá dễ dàng để chứng minh rằng chúng ta có thể tìm thấy những khoảng lớn tùy ý trong đó không có số nguyên tố, nghĩa là những khoảng mà đồ thị không tăng lên. Mặt khác, một phỏng đoán nổi tiếng (xem bên dưới) nói rằng có vô số số nguyên tố sinh đôi

, nghĩa là, các cặp số nguyên tố có hiệu số giữa chúng là 2, sẽ chuyển thành “bước” có độ rộng 2 trong biểu đồ. Tuy nhiên, ở quy mô lớn hơn, biểu đồ trông mượt mà ( Hình 3B ). Đường cong trơn này được nhìn thấy trên diện rộng chứng tỏ định lý số nguyên tố.

Hình 3 - Tần số của các số nguyên tố.
  • Hình 3 – Tần số của các số nguyên tố.
  • Đồ thị biểu diễn số π ( x ), số nguyên tố đến số x . Trong bảng A. x nằm trong khoảng từ 0 đến 100 và biểu đồ có dạng bậc. Trong bảng B. x nằm trong khoảng từ 0 đến 1.000, do đó tỷ lệ lớn hơn và đồ thị có vẻ mượt mà hơn nhiều.

Thực tế là một hiện tượng toán học dường như hoạt động ngẫu nhiên trong một tỷ lệ nhưng thể hiện tính đều đặn (trơn tru) ở một tỷ lệ khác / lớn hơn — một sự đều đặn ngày càng trở nên chính xác hơn khi quy mô lớn lên — không phải là mới đối với toán học. Các hệ thống xác suất, chẳng hạn như lật đồng xu, hoạt động theo cách này. Không thể dự đoán kết quả của một lần tung đồng xu, nhưng theo thời gian, nếu đồng xu không thiên vị, nó sẽ xuất hiện trong một nửa thời gian. Điều đáng ngạc nhiên là hệ thống số nguyên tố không có tính xác suất, nhưng nó vẫn hoạt động theo nhiều cách như thể nó được chọn ngẫu nhiên.

TÓM TẮT: AI MUỐN TRỞ THÀNH TRIỆU PHÚ?

Lý thuyết số, bao gồm nghiên cứu về các số nguyên tố, rất phong phú với các vấn đề chưa được giải quyết, được những bộ óc vĩ đại nhất giải quyết không thành công trong hàng trăm năm. Một vài trong số những bài toán mở đó là những phát biểu toán học chưa được chứng minh, nhưng chúng tôi rất tin tưởng vào tính đúng đắn của nó. Những định lý chưa được chứng minh như vậy được gọi là “phỏng đoán” hoặc “giả thuyết”. Chúng ta đã đề cập đến phỏng đoán liên quan đến sự tồn tại của vô hạn số nguyên tố sinh đôi — các cặp số nguyên tố cách nhau một khoảng là hai. Một giả thuyết nổi tiếng khác, được gọi là phỏng đoán Goldbach, phát biểu rằng mọi số chẵn có thể được viết dưới dạng tổng của hai số nguyên tố. Ví dụ: 16 = 13 + 3, 54 = 47 + 7. Nếu bạn chứng minh được bất kỳ điều gì trong số họ, bạn sẽ giành được danh vọng vĩnh cửu. 3

Có thể cho rằng vấn đề chưa được giải quyết nổi tiếng nhất trong toán học, giả thuyết của Riemann , được đề xuất bởi chính Bernhard Riemann, người đã được đề cập trước đó. Trong bài báo nghiên cứu duy nhất của Riemann về số nguyên tố, xuất bản năm 1859, Riemann đã nêu một giả thuyết dự đoán khoảng cách từ giá trị thực của π ( x ), số nguyên tố lên tới x , là giá trị gần đúng được đưa ra bởi định lý số nguyên tố. Nói cách khác, có thể nói gì về “thuật ngữ sai số” trong định lý số nguyên tố – sự khác biệt giữa đại lượng thực và công thức gợi ý? Clay Foundation đã đặt tên vấn đề này là một trong bảy vấn đề mà nó sẽ trả giải thưởng 1.000.000 đô la cho giải pháp! Nếu bạn không bị hấp dẫn cho đến nay, có thể giải thưởng này sẽ thúc đẩy bạn…

Tại sao nó lại quan trọng? Nó quan tâm đến ai? Các nhà toán học đánh giá vấn đề của họ trước hết bằng độ khó và vẻ đẹp nội tại của chúng. Các số nguyên tố đạt điểm cao trong cả hai tiêu chí này. Tuy nhiên, số nguyên tố cũng hữu ích một cách thiết thực. Nghiên cứu về số nguyên tố đã phát hiện ra một công dụng quan trọng trong mã hóa (khoa học mã hóa các thông điệp bí mật) trong vài thập kỷ qua. Chúng tôi đã đề cập trước đó về cuốn sách hư cấu của Carl Sagan, về một nền văn hóa ngoài Trái đất giao tiếp với loài người bằng cách sử dụng các số nguyên tố. Nhưng có một lĩnh vực “nóng” hơn nhiều, không phải là hư cấu, sử dụng các số nguyên tố cho mục đích dân sự hoặc quân sự; tức là, truyền được mã hóa. Khi chúng tôi rút tiền từ máy ATM, chúng tôi sử dụng thẻ ghi nợ và giao tiếp giữa chúng tôi và máy ATM được mã hóa. Giống như nhiều mã khác để mã hóa,

 

Thang địa tầng quốc tế

File pdf có thể down về ký hiệu địa chất

ky hieu dia chat

1 số hệ tầng, phức hệ:

· Phước Thiện (Phức hệ, Complex) v6pt

 Kainozoi muộn Gabro hạt nhỏ-vừa, gabronorit có olivin, gabrođolerit có olivin

· Chợ Đồn (Phức hệ, Complex) E15cd

     Paleogene; K/Ar : 30 Ma. Pha 1: granit, granosyenit porphyr; pha 2: granit biotit hạt nhỏ-vừa, granit sáng màu; pha đá mạch:  pegmatit, aplit, mạch thạch anh-felspat-turmalin SiO2 = 50.48-64.56%; Na2O+K2O = 7.75-15.17%; Al2O3 = 15.6 – 19.63%.

· Pu Sam Cáp (Phức hệ, Complex) E15 y15 pc

     Paleogene; K/Ar : 29-56 Ma. Syenit, granit kiềm, shonkinit, minet SiO2 = 48.87-74.86%; Na2O+K2O = 6.4-14.37%.

· Yê Yên Sun (Phức hệ, Complex) y15ys

     Paleogene; K/Ar : 41-52 Ma. Granit biotit, granit biotit-amphibol, granit hạt nhỏ sáng màu, pegmatit, aplit SiO2 = 64.04-74.50%; Na2O+K2O = 6.90-11.19%.

· Bản Chiềng (Phức hệ, Complex) yE15bc

     Late Cretaceous – Paleogene; K/Ar : 26.4 – 48.3 Ma. Pha 1: granosyenit, syenit, granođiorit, granit felspat kiềm; pha 2: granit felspat kiềm dạng porphyr; pha đá mạch: aplit, pegmatit, turmalin SiO2 = 59.64-75.56%; Na2O+K2O = 7.17-9.3%.

· Pia Oăc (Phức hệ, Complex) y25po

     Late Mesozoic – Cenozoic. Granit biotit, granit hai mica, granit sáng màu, pegmatit, aplit, mạch thạch anh-muscovit và thạch anh casiterit SiO2 = 66.6-74.14%; Na2O+K2O = 4.21-9.29%.

· Phu Sa Phìn (Phức hệ, Complex) E25y25pp

Late Mesozoic – Early Cenozoic; K/Ar :  81, 95 and 108 Ma. Syenit porphyr thạch anh, granit felspat kiềm SiO2 = 59.4-78.96%; Na2O+K2O = 6.22-10.86%.

· Đèo Cả (Phức hệ, Complex) y25dc

Cretaceous; K/Ar : 127.  Pha 1: granođiorit biotit; pha 2: granit, granosyenit biotit (horblenđ) hạt vừa-lớn; pha 3: granit biotit hạt nhỏ; đá mạch: granit aplit, pegmatit. SiO2 = 77.06-76.54%; Na2O+K2O = 5.80-9.64%.

· Định Quán (Phức hệ, Complex) ydelta15-y15ad

Late Jurassic; K/Ar : 140 Ma. Pha 1: điorit, điorit thạch anh, gabrođiorit đôi chỗ chứa pyroxen; pha 2: granit biotit-horblenđ hạt vừa, tonalit biotit-horblenđ; pha 3: granit biotit -horblenđ hạt nhỏ đến vừa; pha đá mạch: spesartit

· Phia Bioc (Phức hệ, Complex) y34pb

  Late Triassic. Granit biotit giàu nhôm dạng porphyr, granit hạt nhỏ đến vừa, granit sáng màu, aplit, pegmatit, mạch thạch anh turmalin. SiO2 = 65.55-72.85%; Na2O+K2O = 4.02-10.3%.

· Núi Chúa (Phức hệ, Complex) v34nc

 Late Triassic. Gabro olivin, gabronorit, troctolit, pyroxenit, anorthosit.SiO2 = 47.42-50.62%; Na2O+K2O = 1.76-2.69%; TiO2 = 0,24 – 4,6%; MgO = 6,5-8,32%; CaO = 11,17-14,38%.

· Núi Điệng (Phức hệ, Complex)y24nđ

Middle Triassic. Granit granophyr biotit, granit biotit  dạng porphyr, granođiorit porphyr, granophyr, granit aplit. SiO2 = 65.54-72.42%; Na2O+K2O = 6.5-8.14%.

 · Hải Vân (Phức hệ, Complex) g34hv

 Late Triasic; K/Ar : 138-223 Ma.; Rb/Sr : 250 Ma. Pha 1: granit biotit, granit hai mica; pha 2: granit biotit; pha đá mạch: granit aplit, pegmatit có turmalin và granat. SiO2 = 70.5 – 74.8%; Na2O+K2O = 5.00 – 8.73%

· Sông Mã (Phức hệ, Complex) y24sm

     Middle Triassic.

5. Pha 1: granit biotit, granit biotit-horblenđ, plagiogranit; pha 2: granođiorit porphyr, điorit thạch anh porphyr; pha đá mạch: điabas thạch anh, granit aplit. SiO2 = 60.12-75.55%; Na2O+K2O = 4.96-8.89%.

· Vân Canh (Phức hệ, Complex) y24vc

 Middle Triassic; K/Ar : 234 Ma. Pha 1: granođiorit biotit hạt vừa; pha 2: granit, granosyenit hạt vừa-lớn; pha 3: granit, granosyenit hạt nhỏ; pha đá mạch: aplit granit SiO2 = 58.36-75.34%; Na2O+K2O = 5.53-9.65%.

· Cao Bằng (Phức hệ, Complex) rho24v4cb

     Late Paleozoic. Werlit, lerzolit, gabronorit, gabro olivin, gabrođiabas, congađiabas, granophyr, granit amphibol

     Wehrlite, lherzolite, gabbronorite, olivine gabbro, gabbrodiabase, congadiabase, granophyre, amphibole gabbro; SiO2 = 41.05-68.08%; Na2O+K2O = 0.42-6.77%; TiO2 = 0,43-1,74%.

· Ba Vì (Phức hệ, Complex) rho14bv

     Late Paleozoic. Wehrlite, peridotite, gabbroperidotite, olivine gabbro, gabbronorite, granophyre. SiO2 = 39.38-41.06; Na2O+K2O = 0.14-0.36; TiO2 = 0.45-0.54; Al2O3 = 5.16-5.58; MgO = 27.6-28.8(%).

· Điện Biên (Phức hệ, Complex) delta14-y14db – bến giàng- quế sơn

     Late Paleozoic; K/Ar : 252-266 Ma. Pha 1: gabrođiorit, điorit; pha 2: điorit thạch anh, granođiorit; pha 3: granit; pha đá mạch: granit hạt nhỏ, spesartit, điorit porphyr. SiO2 = 48.75-76.85%; Na2O+K2O = 3.54-9.41%

· Ngân Sơn (Phức hệ, Complex) y33ns

     Middle Paleozoic.  Biotite granite, two-mica granite, aplite, pegmatite; SiO2 = 72.12-77.5%; Na2O+K2O = 6.18-8.18%.

· Phia Ma (Phức hệ, Complex)   ..c25-y..pm

     Middle Paleozoic. Granosyenite, nepheline syenite, alkaline syenite, alkaline granite; SiO2 = 55.44-60.34%; Na2O+K2O = 10.26-13.32%.

· Sông Chảy (Phức hệ, Complex) y23sc- đại lộc

     Middle Paleozoic; K/Ar : 350 Ma. Granodioritogneiss, porphyritic granitogneiss, biotite granite, pegmatite, aplitic granite; SiO2 = 64.76-75.42%; Na2O+K2O = 6.32-9.43%.

· Chiềng Khương (Phức hệ, Complex) y13ck

     Early Paleozoic.  Plagiogranite, granite; SiO2 = 69.12-72.62%; Na2O+K2O = 3.77-6.04%; Na2O>> K2O.

· Bó Xinh (Phức hệ, Complex) v13bx

     Early Paleozoic      Amphibole gabbro, amphibole gabbrodiabase; SiO2 = 48.68 – 55.06%; Na2O+K2O = 3.12 – 4.71%; TiO2 = 1.1-1.72%; CaO = 6-10.2%; MgO = 2.4-4.8%.

· Núi Nưa (Phức hệ, Complex) delta13nn— hiệp đức delta13hđ

     Early Paleozoic .     Serpentinized harzburgite, dunite, bronzitite; SiO2 = 36.82-42.5%; Na2O+K2O = 1-1.87%; MgO = 35-41,29%; TiO2 = 0,03-0,12%

· Mường Hum (Phức hệ, Complex) yE2mh

     Neoproterozoic.     Alkaline granite, alkaline granosyenite, quartz syenitodiorite; SiO2 = 70.39-75.88%; Na2O+K2O = 8.29-11.37%.

· Xóm Giấu (Phức hệ, Complex) y2xg

     Neoproterozoic; K/AR : 1369-718 Ma.

     Microcline granite; SiO2 = 71.46-74.56%; Na2O+K2O = 7.69-8.80%.

· Po Sen (Phức hệ, Complex) y2ps= chulai-Bato

     Neoproterozoic.  Granodiorite, granite, migmatite granite; SiO2 = 52.78-74.91%; Na2O+K2O = 6.15-9.85%

· Ca Vịnh (Phức hệ, Complex) y1cv= y1sr (song re)

     Early Paleoproterozoic; K/Ar : 2070 – 2300 Ma.

      Migmatite, granitoid, plagiogranite; SiO2 = 64.74 – 79.36%; Na2O+K2O = 4.11 – 9.52%

7. Siêu biến chất

· Sông Ba (Phức hệ, Complex) y0sb

Arkei      Enderbite, charnockite; SiO2 = 58.12-73.6%; Na2O+K2O = 0.89-12.03%.

· Kon Kbang (Phức hệ, Complex) v0kb

Arkei    Gabbrogranulite; SiO2 = 45.98-54.67%; Na2O+K2O = 0.82-2.61%; TiO2 = 0,38-2,5%; Al2O3 = 11,82 – 15,48%; MgO = 7,05-10,3%.

 

Đặc tính cơ- lý- hóa của đá (google translate)

Kiến thức cơ bản về đặc tính của đá giúp ích rất nhiều khi khảo sát thực địa, quyển sách bên dưới tóm lược khá đầy đủ các đặc tính cơ lý hóa của các loại đá- bản tiếng anh các bạn có thể theo dõi trong đường link sau: https://www.britannica.com/science/rock-geology/Hysteresis-and-magnetic-susceptibility

Còn dưới đây là phần tôi sử dụng google translate có đôi chỗ sửa chữa 1 số từ dịch sai(không sửa hết được vì rất dài):

Đá , trong địa chất , tự nhiên và tổng hợp kết hợp của một hoặc nhiều khoáng sản. Các tập hợp như vậy tạo thành đơn vị cơ bản trong đó Trái đất rắn được cấu tạo và thường hình thành các khối lượng có thể nhận biết và có thể lập bản đồ. Đá thường được chia thành ba lớp chính theo các quá trình dẫn đến sự hình thành của chúng. Các lớp này là (1) đá lửa, đã hóa cứng từ vật liệu nóng chảy gọi là magma; (2) đá trầm tích, những đá bao gồm các mảnh có nguồn gốc từ đá có từ trước hoặc từ các vật liệu kết tủa từ các dung dịch; và (3) đá biến chất, có nguồn gốc từ đá lửa hoặc đá trầm tích trong điều kiện gây ra những thay đổi trong khoáng vật họcthành phần , kết cấu, và cấu trúc bên trong. Ba lớp này, lần lượt, được chia thành nhiều nhóm và loại trên cơ sở các yếu tố khác nhau, trong đó quan trọng nhất là các thuộc tính hóa học, khoáng vật học và kết cấu.

Xem Xét Chung

Các loại đá

Đá Igneous là những đá rắn lại từmagma , một hỗn hợp nóng chảy của các khoáng chất tạo đá và thường là các chất bay hơi như khí và hơi nước. Vì các khoáng chất cấu thành của chúng được kết tinh từ vật liệu nóng chảy, đá lửa được hình thành ở nhiệt độ cao. Họ có nguồn gốc từ quá trình sâu bên trong Trái đất thường ở độ sâu khoảng 50 đến 200 km (30 đến 120 dặm) -in giữa đến hạ-vỏ hoặc trong lớp phủ trên. Đá Igneous được chia thành hai loại:xâm nhập (được đặt trong lớp vỏ) và đùn (đùn lên bề mặt của đất hoặc đáy đại dương), trong trường hợp đó, vật liệu nóng chảy được gọi làdung nham .

Đá trầm tích là những đá được lắng đọng và kết dính (nén và kết dính với nhau) trên bề mặt Trái đất, với sự hỗ trợ của nước chảy , gió , băng hoặc các sinh vật sống. Hầu hết được lắng đọng từ bề mặt đất đến đáy hồ, sông và đại dương. Đá trầm tích thường được phân tầng , tức là chúng có lớp. Các lớp có thể được phân biệt bởi sự khác biệt về màu sắc, kích thước hạt, loại xi măng hoặc sắp xếp bên trong.

Đá biến chất là những đá được hình thành do sự thay đổi của đá có từ trước dưới tác động của nhiệt độ cao , áp suất và các giải pháp hoạt động hóa học. Những thay đổi có thể là hóa học (thành phần) và vật lý (kết cấu) trong tính cách. Đá biến chất thường được hình thành bởi các quá trình sâu bên trong Trái đất tạo ra các khoáng chất, kết cấu và cấu trúc tinh thể mới . Sự kết tinh lại diễn ra về cơ bản ở trạng thái rắn , chứ không phải bằng cách làm lại hoàn toàn, và có thể được hỗ trợ bởi biến dạng dẻo và sự hiện diện của chất lỏng kẽ như nước. Sự biến chất thường tạo ra sự phân lớp rõ ràng, hoặc dải, do sự phân tách các khoáng chất thành các dải riêng biệt.Các quá trình biến chất cũng có thể xảy ra ở bề mặt Trái đất do các sự kiện va chạm thiên thạch vàpyrometamorphism diễn ra gần các vỉa than bị đốt cháy do sét đánh.

Nhận quyền truy cập độc quyền vào nội dung từ Phiên bản Đầu tiên 1768 của chúng tôi với đăng ký của bạn.Theo dõi ngày hôm nay

Chu kỳ đá

Các vật liệu địa chất Các tinh thể khoáng vật tinh thể và các loại đá chủ của chúng được đạp qua nhiều dạng khác nhau. Quá trình này phụ thuộc vào nhiệt độ, áp suất, thời gian và sự thay đổi của điều kiện môi trường trong lớp vỏ Trái đất và trên bề mặt của nó. Chu trình đá được minh họa trong Hình 1 phản ánh các mối quan hệ cơ bản giữa các loại đá lửa, đá biến chất và trầm tích.Xói mòn bao gồm phong hóa (sự phân hủy vật lý và hóa học của khoáng sản) và vận chuyển đến một địa điểm lắng đọng .Diagenesis , như đã giải thích trước đây, quá trình hình thành đá trầm tích bằng cách nén và xi măng tự nhiên của các hạt, hoặc kết tinh từ nước hoặc dung dịch, hoặc kết tinh lại. Việc chuyển đổi trầm tích thành đá được gọi làthạch cao .

Ước tính sự phân bố các loại đá trong các đơn vị cấu trúc lớn của lớp vỏ trên mặt đất được đưa ra trong Bảng . Sự phong phú tương đối của các loại đá chính và khoáng chất trong lớp vỏ được thể hiện trong Bảng .Khoáng sản và đá.  Bảng 30: Phân bố các loại đá trong các đơn vị cấu trúc lớn của vỏ Trái đất.Khoáng sản và đá.  Bảng 31: Sự phong phú của các loại đá và khoáng chất chính trong lớp vỏ trái đất.

Kết Cấu

Kết cấu của một tảng đá là kích thước, hình dạng và sự sắp xếp của hạt (đối với đá trầm tích) hoặc tinh thể (đối với đá lửa và đá biến chất). Điều quan trọng nữa là mức độ của rocktính đồng nhất ( nghĩa là tính đồng nhất của thành phần trong suốt) và mức độđẳng hướng . Cái sau là mức độ mà cấu trúc và thành phần khối giống nhau ở tất cả các hướng trong đá.

Phân tích các kết cấu có thể mang lại thông tin về tài liệu của đá mẹ, điều kiện và môi trường của sự lắng đọng (đối với đá trầm tích) hoặc kết tinh và tái kết tinh (đối với đá lửa và đá biến chất , tương ứng), và lịch sử địa chất tiếp theo và thay đổi.

Phân loại theo kích thước hạt hoặc tinh thể

Các thuật ngữ kết cấu phổ biến được sử dụng cho các loại đá liên quan đến kích thước của các hạt hoặc tinh thể, được đưa ra trong Bảng . Các loại kích thước hạt có nguồn gốc từ thang đo Urupt-Wentworth được phát triển cho trầm tích. Đối với đá lửa và đá biến chất, các thuật ngữ thường được sử dụng làm công cụ sửa đổi , ví dụ: đá granit hạt trung bình .Aphanitic là một thuật ngữ mô tả cho các tinh thể nhỏ, vàphaneritic cho những người lớn hơn. Các tinh thể rất thô (những tinh thể lớn hơn 3 cm, hoặc 1,2 inch) được gọi làbẩm sinh .

Đối với đá trầm tích, categories kích thước trầm tích là thô (lớn hơn 2 mm, hoặc 0,08 inch), trung bình (từ 2 đến 1 / 16 mm), và tốt (dưới 1 / 16 mm). Cái sau bao gồmphù sa vàđất sét , cả hai đều có kích thước không thể phân biệt bằng mắt người và cũng được gọi là bụi. Phần lớnđá phiến (phiên bản thạch cao của đất sét) có chứa một số phù sa.Đá pyroclastic là những đá được hình thành từ vật liệu clastic (từ tiếng Hy Lạp có nghĩa là vỡ) được phun ra từ núi lửa.Khối là những mảnh vỡ từ đá rắn, trong khibom bị nóng chảy khi đẩy ra.

Độ xốp

Thuật ngữ đá dùng để chỉ khối lượng lớn của vật liệu, bao gồm các hạt hoặc tinh thể cũng như không gian trống chứa. Phần thể tích của đá khối không bị chiếm bởi các hạt, tinh thể hoặc vật liệu xi măng tự nhiên được gọi là độ xốp. Điều đó có nghĩa là, độ xốp là tỷ lệ thể tích rỗng với thể tích khối (hạt cộng với không gian trống). Không gian trống này bao gồmkhông gian lỗ rỗng giữa các hạt hoặc tinh thể, ngoài không gian nứt. Trong đá trầm tích, lượng không gian lỗ rỗng phụ thuộc vào mức độ nén của trầm tích (với độ nén thường tăng theo độ sâu chôn lấp), vào sự sắp xếp đóng gói và hình dạng của hạt, vào lượng xi măng, và mức độphân loại . Xi măng điển hình là khoáng chất silic, vôi hoặc cacbonat hoặc sắt.

Sắp xếp là xu hướng của đá trầm tích có các hạt có kích thước tương tự , tức là có phạm vi kích thước hẹp (xem Hình 2 ). Trầm tích được sắp xếp kém hiển thị một loạt các kích cỡ hạt và do đó đã giảm độ xốp. Sắp xếp tốt chỉ ra sự phân bố kích thước hạt khá đồng đều. Tùy thuộc vào loại đóng gói của các loại ngũ cốc, độ xốp có thể là đáng kể. Cần lưu ý rằng trong sử dụng kỹ thuật , ví dụ, kỹ thuật địa kỹ thuật hoặc dân dụng, thuật ngữ này được đặt theo cụm từ trái nghĩa và được gọi làchấm điểm. Một trầm tích được phân loại tốt là một trầm tích (địa chất) được sắp xếp kém, và trầm tích được phân loại kém là một trầm tích được phân loại tốt.

Tổng độ xốp bao gồm tất cả các khoảng trống, bao gồm cả các lỗ chân lông được liên kết với bề mặt của mẫu cũng như các lỗ được bịt kín bằng xi măng tự nhiên hoặc các vật cản khác. Do đó, tổng độ xốp ( T ) là

Phương trình.

Trong đó Vol G là khối lượng hạt (và xi măng, nếu có) và Vol B là tổng khối lượng. Ngoài ra, người ta có thể tính ϕ T từ mật độ đo được của đá khối và thành phần khoáng vật (mono). Như vậy

Phương trình.

nơi ρ B là mật độ của đá số lượng lớn và ρ G là mật độ của các hạt ( ví dụ, các khoáng sản , nếu thành phần là monomineralogic và đồng nhất). Ví dụ: nếu một sa thạch có B là 2,38 gram trên mỗi cm khối (g / cm 3 ) và bao gồm các hạt thạch anh (SiO 2 ) có ρ G là 2,65 g / cm 3 , thì tổng độ xốp là

Phương trình.

Độ xốp rõ ràng (hiệu quả hoặc ròng) là tỷ lệ không gian trống loại trừ các lỗ chân lông bịt kín. Do đó, nó đo thể tích lỗ rỗng được liên kết hiệu quả và có thể tiếp cận được với bề mặt của mẫu, điều này rất quan trọng khi xem xét việc lưu trữ và di chuyển các chất lỏng dưới bề mặt như dầu mỏ , nước ngầm hoặc chất lỏng bị ô nhiễm.

Tính Chất Vật Lý

Tính chất vật lý của đá là mối quan tâm và tiện ích trong nhiều lĩnh vực công việc, bao gồm địa chất , vật lý thiên văn, địa vật lý, khoa học vật liệu , địa hóa học và kỹ thuật địa kỹ thuật . Quy mô điều tra bao gồm từ các phân tử và tinh thể cho đến các nghiên cứu trên mặt đất về Trái đất và các cơ quan hành tinh khác.Các nhà địa chất quan tâm đến niên đại phóng xạ của đá để tái tạo lại nguồn gốc của các mỏ khoáng sản ;các nhà địa chấn xây dựng dự đoán động đất trong tương lai bằng cách sử dụng các thay đổi vật lý hoặc hóa học trước;nhà tinh thể học nghiên cứu tổng hợp các khoáng chất có tính chất quang học hoặc vật lý đặc biệt; thăm dòcác nhà địa vật lý điều tra sự biến đổi tính chất vật lý của đá dưới bề mặt để có thể phát hiện các nguồn tài nguyên thiên nhiên như dầu khí, năng lượng địa nhiệt và quặng kim loại;các kỹ sư địa kỹ thuật kiểm tra bản chất và hành vi của các vật liệu trên, trong đó, hoặc trong đó các cấu trúc như các tòa nhà, đập, đường hầm, cầu, và các hầm lưu trữ ngầm sẽ được xây dựng;các nhà vật lý chất rắn nghiên cứu các tính chất từ, điện và cơ của vật liệu cho các thiết bị điện tử, linh kiện máy tính hoặc gốm hiệu suất cao; và xăng dầuCác kỹ sư hồ chứa phân tích phản ứng đo được trên các bản ghi giếng hoặc trong các quá trình khoan sâu ở nhiệt độ và áp suất cao .

Vì đá là tập hợp của các hạt khoáng hoặc tinh thể, tính chất của chúng được xác định phần lớn bởi các tính chất của các khoáng chất cấu thành khác nhau của chúng . Trong một tảng đá, các tính chất chung này được xác định bằng cách lấy trung bình các tính chất tương đối và đôi khi định hướng của các loại hạt hoặc tinh thể khác nhau. Kết quả là, một số tính chất dị hướng ( nghĩa là khác với hướng) trên thang đo dưới bề mặt hoặc tinh thể khá đẳng hướng đối với một khối lượng lớn của đá. Nhiều tính chất cũng phụ thuộc vào hạt hoặc tinh thểkích thước, hình dạng và sự sắp xếp bao bì, lượng và phân bố không gian trống, sự hiện diện của xi măng tự nhiên trong đá trầm tích, nhiệt độ và áp suất, loại và lượng chất lỏng chứa ( ví dụ, nước , dầu mỏ, khí). Bởi vì nhiều loại đá thể hiện một phạm vi đáng kể trong các yếu tố này, việc gán giá trị đại diện cho một thuộc tính cụ thể thường được thực hiện bằng cách sử dụng một biến thể thống kê.

Một số tính chất có thể thay đổi đáng kể, tùy thuộc vào việc đo tại chỗ (tại chỗ trong lớp dưới bề mặt) hoặc trong phòng thí nghiệm trong điều kiện mô phỏng. Điệnđiện trở suất , ví dụ, phụ thuộc nhiều vào hàm lượng chất lỏng của đá tại chỗ và điều kiện nhiệt độ ở độ sâu cụ thể.

Mật độ thay đổi đáng kể giữa các loại đá khác nhau vì sự khác biệt về khoáng vật học và độ xốp. Kiến thức về sự phân bố mật độ đá ngầm có thể hỗ trợ trong việc diễn giải cấu trúc địa chất dưới mặt đất và loại đá.

Trong sử dụng nghiêm ngặt, mật độ được định nghĩa là khối lượng của một chất trên một đơn vị thể tích; tuy nhiên, trong sử dụng phổ biến, nó được coi làtrọng lượng trong không khí của một đơn vị thể tích của mẫu ở nhiệt độ cụ thể. Trọng lượng là lực mà trọng lực tác dụng lên cơ thể (và do đó thay đổi theo vị trí), trong khi đókhối lượng (thước đo của vật chất trong cơ thể) là một thuộc tính cơ bản và không đổi bất kể vị trí. Trong các phép đo mật độ thường quy của đá, trọng lượng mẫu được coi là tương đương với khối lượng của chúng, bởi vì sự khác biệt giữa trọng lượng và khối lượng sẽ dẫn đến sai số về mật độ tính toán ít hơn so với sai số thí nghiệm được đưa ra trong phép đo thể tích. Vì vậy, mật độ thường được xác định bằng cách sử dụng trọng lượng chứ không phải khối lượng. Mật độ phải được báo cáo đúng theo kilogam trên mét khối (kg / m 3 ), nhưng vẫn thường được tính theo gam trên centimet khối (g / cm 3 ).

Các mật độ khối của đá là ρ B = G / B , trong đó G là trọng lượng của hạt (đá trầm tích) hoặc tinh thể (đá lửa và đá biến chất) và xi măng tự nhiên, nếu có, và B là tổng thể tích của các hạt hoặc tinh thể cộng với khoảng trống (lỗ rỗng). Mật độ có thể bị khô nếu không gian lỗ rỗng, hoặc có thể bị bão hòa nếu lỗ chân lông chứa đầy chất lỏng ( ví dụ như nước), điển hình hơn cho tình huống dưới bề mặt (tại chỗ). Nếu có chất lỏng lỗ chân lông,

Phương trình.

Trong đó l là trọng lượng của chất lỏng lỗ rỗng. Về tổng độ xốp, mật độ bão hòa là

Phương trình.

và như vậy Phương trình.

Trong đó ρ l là mật độ của chất lỏng lỗ rỗng. Các phép đo mật độ cho một mẫu nhất định liên quan đến việc xác định bất kỳ hai đại lượng nào sau đây: thể tích lỗ rỗng, thể tích khối hoặc khối lượng hạt, cùng với trọng lượng.

Một cách hữu ích để đánh giá mật độ của đá là tạo một biểu đồ biểu đồ của phạm vi thống kê của một tập hợp dữ liệu. Giá trị đại diện và biến thể của nó có thể được biểu thị như sau: (1) trung bình, giá trị trung bình, chế độ (2), giá trị phổ biến nhất ( nghĩa là đỉnh của đường cong phân phối), (3) trung vị, giá trị của mẫu giữa của tập dữ liệu ( nghĩa là giá trị mà một nửa mẫu ở dưới và một nửa ở trên) và (4) độ lệch chuẩn , một thước đo thống kê về mức độ lan truyền của dữ liệu (cộng và trừ đi một độ lệch chuẩn từ giá trị trung bình bao gồm khoảng hai phần ba dữ liệu).

Một tập hợp các mật độ khối khô cho các loại đá khác nhau được tìm thấy ở lớp vỏ trên của Trái đất được liệt kê trongBàn. Một biểu đồ biểu đồ của những dữ liệu này, đưa ra tỷ lệ phần trăm của các mẫu dưới dạng hàm mật độ được hiển thị trong Hình 3 . Các tham số được cung cấp bao gồm (1) phân chia mẫu, phạm vi mật độ trong một cột dữ liệu , ví dụ: 0,036 g / cm 3 cho Hình 3 , (2) số mẫu và (3) độ lệch chuẩn. Biểu đồ nhỏ là tỷ lệ phần trăm của các mẫu (trên trục tung) nằm trong khoảng thời gian của chế độ Cấm – xv với chế độ R + + x , trong đó x là trục hoành.

Mật độ khối khô cho các loại đá khác nhau
loại đá số lượng mẫu trung bình (gam trên một cm khối) độ lệch chuẩn chế độ (gram trên mỗi cm khối) trung vị (gram trên mỗi cm khối)
Nguồn: Sau dữ liệu từ HS Washington (1917) và RJ Piersol, LE Workman và MC Watson (1940) do Gary R. Olhoeft và Gordon R. Johnson biên soạn trong Robert S. Carmichael (chủ biên), Sổ tay về các tính chất vật lý của Đá, tập. III, CRC Press, Inc. (1984).
tất cả đá 1.647 2,73 0,26 2,65 2,86
andesite 197 2,65 0,13 2,58 2,66
đá bazan 323 2,74 0,47 2,88 2,87
diorit 68 2,86 0,12 2,89 2,87
dolerit (diabase) 224 2,89 0,13 2,96 2,90
gabbro 98 2,95 0,14 2,99 2,97
đá granit 334 2,66 0,06 2,66 2,66
thạch anh 76 2,62 0,06 2,60 2,62
rhyolite 94 2,51 0,13 2,60 2,49
syenit 93 2,70 0,10 2,67 2,68
khí quản 71 2,57 0,10 2,62 2,57
sa thạch 107 2,22 0,23 2,22 2,22

Trong Hình 3 , giá trị (phương thức) phổ biến nhất của phân bố rơi vào 2,63 g / cm 3 , gần bằng mật độ của thạch anh , một khoáng chất tạo đá phong phú . Vài giá trị mật độ cho các loại đá vỏ trái đất này nằm trên 3,3 g / cm 3 . Một số ít rơi xuống dưới chế độ, thậm chí đôi khi dưới 1 g / cm 3 . Lý do cho điều này được hiển thị trong Hình 4, minh họa các phân bố mật độ chođá granit ,đá bazan và đá sa thạch. Đá granit là một loại đá lửa xâm nhập có độ xốp thấp và thành phần hóa học (khoáng chất) được xác định rõ; mật độ của nó là hẹp. Trong hầu hết các trường hợp, đá bazan là một loại đá lửa cực mạnh có thể biểu hiện một sự thay đổi lớn về độ xốp (vì các khí bị ràng buộc để lại các lỗ rỗng gọi là túi), và do đó một số mẫu có độ xốp cao có thể có mật độ thấp.Đá sa thạch là một loại đá trầm tích nguyên sinh có thể có nhiều độ xốp tùy thuộc vào mức độ phân loại, đầm nén , sắp xếp đóng gói các loại ngũ cốc và xi măng . Mật độ lớn thay đổi tương ứng.

Các ô phân phối khác có mật độ khối khô được đưa ra trong Hình 5 và 6, với phân chia mẫu là 0,036 g / cm 3 cho Hình 5 và 6A và 0,828% cho Hình 6B. CácBảng liệt kê các phạm vi mật độ khối khô điển hình cho nhiều loại đá khác được chuẩn bị bởi các nhà địa chất người Mỹ Gordon R. Johnson và Gary R. Olhoeft.

Phạm vi mật độ điển hình cho một số loại đá khác
loại đá mật độ (gram trên mỗi cm khối)
Nguồn: Sau dữ liệu từ RA Daly, GE Manger và SP Clark, Jr. (1966); AF Birch (1966); F. Báo chí (1966); và RN Schock, BP Bonner, và H. Louis (1974) trong Robert S. Carmichael (chủ biên), Sổ tay tính chất vật lý của đá, tập. III, CRC Press, Inc. (1984).
amphibolit 2,79 từ3,14
kính andesite 2,40
anhydrite 2.82 Từ2.93
hướng dẫn 2,64 từ2,92
 bazan 2,70 từ2,85
phấn 2,23
đôlômit 2,72 góc2,84
dunite 2,98 từ3,76
eclogite 3,32 từ 3,45
gneiss 2.59 Quảng2.84
granodiorit 2,67
đá vôi 1,55
đá hoa 2,67 mỏ2,75
norite 2,72
peridotit 3.15 Tiếng3.28
thạch anh 2,65
đá muối 2.10 Quảng2.20
đá phiến 2,73 từ3,19
đá phiến 2.06
đá phiến 2,72 góc2,84

Mật độ của đá trầm tích tăng lên khi đá bị chôn vùi dần dần. Điều này là do sự gia tăng áp lực quá tải, gây ra sự nén, và quá trình xi măng tiến triển theo tuổi tác. Cả đầm nén và xi măng đều làm giảm độ xốp.

Mật độ đại diện cho các khoáng chất tạo đá phổ biến ( nghĩa là ρ G ) và đá ( tức là ρ B ) được liệt kê trong Bảng . Mật độ lớn choKhoáng sản và đá.  Bảng 35: Mật độ điển hình.đá trầm tích , thường có độ xốp biến, được cho là phạm vi của cả khô ρ B và (Nước) bão hòa ρ B . Chất lỏng làm đầy lỗ chân lông thường là nước biển, thường cho thấy sự hiện diện của nước biển khi đá bị lắng đọng hoặc bị hóa đá. Cần lưu ý rằng mật độ khối nhỏ hơn mật độ hạt của khoáng vật cấu thành (hoặc tập hợp khoáng sản), tùy thuộc vào độ xốp. Ví dụ, đá sa thạch (thạch anh đặc trưng) có mật độ khối khô điển hình là 2.02,6 g / cm 3 , với độ xốp có thể thay đổi từ thấp đến hơn 30 phần trăm. Mật độ của thạch anh là 2,65 g / cm 3 . Nếu độ xốp bằng không, mật độ khối sẽ bằng mật độ hạt.

Mật độ khối bão hòa cao hơn mật độ khối khô, do có thêm chất lỏng làm đầy lỗ chân lông. Bảng cũng liệt kê các giá trị đại diện cho mật độ của nước biển, dầu và khí metan ở điều kiện dưới bề mặt Áp suất 200 bar (một bar = 0,987 khí quyển , hoặc 29,53 inch thủy ngân) và nhiệt độ khoảng 80 ° C (176 ° F ).

Tính chất cơ học

Ứng suất
Khi ứng suất σ (lực trên một đơn vị diện tích) được áp dụng cho vật liệu như đá, vật liệu sẽ có sự thay đổi về kích thước, khối lượng hoặc hình dạng. Sự thay đổi này, hoặcbiến dạng , được gọi làcăng thẳng (ε). Căng thẳng có thể đượcAxial trục ví dụ, căng thẳng định hướng hoặc nén nén đơn giản hoặccắt (tiếp tuyến), hoặctất cả các mặt ( ví dụ, nén thủy tĩnh). Các thuật ngữ ứng suất và áp suất đôi khi được sử dụng thay thế cho nhau, nhưng thường thì ứng suất liên quan đến ứng suất định hướng hoặc ứng suất cắt và áp suất ( P ) dùng để chỉ nén thủy tĩnh. Đối với các ứng suất nhỏ, biến dạng có tính đàn hồi (có thể phục hồi khi ứng suất được loại bỏ và tỷ lệ tuyến tính với ứng suất). Đối với các ứng suất lớn hơn và các điều kiện khác, biến dạng có thể không co giãn hoặc vĩnh viễn.

Thuật ngữ đường hầm.
Điều quan trọng là phải phân biệt giữa cường độ cao của một khối đá rắn hoặc nguyên vẹn và cường độ thấp hơn nhiều của khối đá 

Hằng số đàn hồi

Trong biến dạng đàn hồi , có các hằng số khác nhau liên quan đến cường độ của phản ứng biến dạng với ứng suất. Các hằng số đàn hồi này bao gồm:

(1) Mô đun của Young ( E ) là tỷ lệ của ứng suất áp dụng cho phần mở rộng phân đoạn (hoặc rút ngắn) của chiều dài mẫu song song với lực căng (hoặc nén). Biến dạng là sự thay đổi tuyến tính về kích thước chia cho chiều dài ban đầu.

(2) Mô đun cắt (μ) là tỷ số của ứng suất ứng với biến dạng (độ quay) của mặt phẳng ban đầu vuông góc với ứng suất cắt ứng dụng; nó cũng được gọi là mô đun của độ cứng.

(3) Mô-đun khối ( k ) là tỷ lệ của áp suất giới hạn với giảm thể tích phân đoạn để đáp ứng với áp suất thủy tĩnh áp dụng. Biến dạng âm lượng là sự thay đổi về thể tích của mẫu chia cho thể tích ban đầu. Mô-đun số lượng lớn cũng được gọi là mô-đun không thể nén.

(4) Tỷ lệ Poisson (σ p ) là tỷ lệ của biến dạng bên (vuông góc với ứng suất ứng dụng) với biến dạng dọc (song song với ứng suất).

Đối với vật liệu đàn hồi và đẳng hướng, hằng số đàn hồi có mối quan hệ với nhau. Ví dụ,

Phương trình.

Phương trình.

Sau đây là các đơn vị phổ biến của căng thẳng:

Khoáng sản & Đá.  Bản chất của đá.  Tính chất cơ học.  [Danh sách các đơn vị ứng suất khác nhau bằng một thanh]

Do đó, 10 kilobars = 1 gigapascal ( tức là 10 9 Pa).

Cơ học đá

Nghiên cứu về biến dạng do biến dạng của đá để ứng phó với ứng suất được gọi là cơ học đá. Khi quy mô biến dạng được mở rộng thành các cấu trúc địa chất lớn trong lớp vỏ Trái đất , lĩnh vực nghiên cứu được gọi làđịa kỹ thuật.

Các cơ chế và đặc tính biến dạng của đá và vật liệu Trái đất có thể được nghiên cứu thông qua các thí nghiệm trong phòng thí nghiệm, phát triển các mô hình lý thuyết dựa trên các tính chất của vật liệu và nghiên cứu các đá và cấu trúc biến dạng trong lĩnh vực này. Trong phòng thí nghiệm, người ta có thể mô phỏng trực tiếp hoặc bằng cách chia tỷ lệ thích hợp của các tham số thử nghiệm. Hai loại áp lực có thể được mô phỏng:giam cầm (thủy tĩnh), do chôn lấp dưới đá quá tải, và bên trong (lỗ chân lông), doáp lực gây ra bởi chất lỏng lỗ rỗng chứa trong không gian trống trong đá. Ứng suất được định hướng, chẳng hạn như nén, căng và cắt, được nghiên cứu, cũng như ảnh hưởng của nhiệt độ tăng được giới thiệu với độ sâu trong lớp vỏ Trái đất. Các tác động của khoảng thời gian và tốc độ áp dụng ứng suất ( tức là tải) như là một hàm của thời gian được kiểm tra. Ngoài ra, vai trò của chất lỏng, đặc biệt nếu chúng hoạt động hóa học, được nghiên cứu.

Một số thiết bị đơn giản cho đá biến dạng được thiết kế cho ứng dụng ứng suất hai trục: áp dụng nén (đơn hướng) được áp dụng trong khi áp suất giới hạn được tác động (bằng chất lỏng điều áp) xung quanh mẫu thử hình trụ. Điều nàymô phỏng biến dạng ở độ sâu trong Trái đất. Một áp lực lỗ chân lông độc lập bên trong cũng có thể được gây ra. Mẫu đá có thể được bọc bằng một ống mỏng, không thấm nước ( ví dụ: cao su hoặc đồng) để tách môi trường áp suất bên ngoài khỏi chất lỏng lỗ rỗng bên trong (nếu có). Mẫu vật thường có kích thước vài cm.

Một thiết bị khác để tạo áp suất cao lên mẫu được thiết kế vào năm 1968 bởi Akira Sawaoka, Naoto Kawai và Robert Carmichael để tạo áp suất giới hạn thủy tĩnh lên tới 12 kilobar (1,2 gigapascal), ứng suất định hướng bổ sung và nhiệt độ lên tới vài trăm độ C . Mẫu thử được định vị trên tấm đế; áp suất được áp dụng bằng cách lái xe trong pít-tông bằng máy ép thủy lực . Các nắp kết thúc có thể được khóa để giữ áp suất cho các thí nghiệm thời gian và để thiết bị di động.

Các thiết bị đã được phát triển, thường sử dụng các thiết kế multianvil, mở rộng phạm vi điều kiện thí nghiệm tĩnh ít nhất là đối với các mẫu vật nhỏ và thời gian giới hạn đối với áp suất cao tới khoảng 1.700 kilobar và nhiệt độ khoảng 2.000 ° C. Công việc này đã được tiên phong bởi các nhà nghiên cứu như Peter M. Bell và Ho-Kwang Mao, người đã thực hiện nghiên cứu tại Phòng thí nghiệm địa vật lý của Viện Carnegie ở Washington, DC Sử dụng các kỹ thuật động lực ( tức là sốc từ tác động nổ do thiết kế kiểu súng), thậm chí còn gây áp lực cao hơn đến 7.000 kilobar (700 gigapascal), đó là áp lực gần gấp đôi ở trung tâm Trái đất và lớn hơn bảy triệu lần so với áp suất khí quyểntrên bề mặt Trái đất có thể được sản xuất trong thời gian rất ngắn. Một nhân vật hàng đầu trong công việc siêu áp lực như vậy là A. Sawaoka tại Viện Công nghệ Tokyo.

Ở lớp vỏ trên của Trái đất, áp suất thủy tĩnh tăng với tốc độ khoảng 320 bar / km và nhiệt độ tăng với tốc độ điển hình là 20 °, 40 ° C mỗi km, tùy thuộc vào lịch sử địa chất vỏ gần đây. Ứng suất theo hướng bổ sung, như có thể được tạo ra bởi biến dạng vỏ trái đất quy mô lớn (kiến tạo), có thể lên tới 1 đến 2 kilobar. Điều này gần bằng với cường độ cuối cùng (trước khi gãy) của đá tinh thể rắn ở nhiệt độ và áp suất bề mặt (xem bên dưới). Sự căng thẳng được giải phóng trong một trận động đất lớn duy nhất, một sự thay đổi trên một mặt phẳng đứt gãy là khoảng 50 thanh150.

Trong nghiên cứu biến dạng của đá, người ta có thể bắt đầu với giả định về hành vi lý tưởng: biến dạng đàn hồi và ứng suất và biến dạng đồng nhất và đẳng hướng. Trong thực tế, ở quy mô cực nhỏ, có các hạt và lỗ chân lông trong trầm tích và một loại vải pha lê trong đá lửa và biến chất. Trên quy mô lớn, các khối đá thể hiện các biến thể vật lý và hóa học và các đặc điểm cấu trúc. Hơn nữa, các điều kiện như thời gian kéo dài, áp lực giới hạn và chất lỏng dưới bề mặt ảnh hưởng đến tốc độ thay đổi biến dạng. Hình 7 cho thấy quá trình chuyển đổi tổng quát từ gãy giòn qua đứt gãy sang biến dạng dòng chảy nhựa để ứng phó với ứng suất nén ứng dụng và sự gia tăng lũy ​​tiến của áp suất giới hạn.

Mối quan hệ căng thẳng căng thẳng

Sự biến dạng của vật liệu được đặc trưng bởi mối quan hệ căng thẳng-căng thẳng. Dành chovật liệu đàn hồi , biến dạng tỷ lệ thuận với tải trọng ( nghĩa là ứng suất). Căng thẳng là ngay lập tức với căng thẳng và có thể đảo ngược (có thể phục hồi) cho đến căng thẳng điểm năng suất , vượt quá kết quả căng thẳng vĩnh viễn. Dành chovật liệu nhớt , có dòng chảy tầng (chậm, mịn, song song); người ta phải tác dụng một lực để duy trì chuyển động vì lực cản ma sát bên trong đối với dòng chảy, được gọi là độ nhớt. Độ nhớt thay đổi theo ứng suất, tốc độ biến dạng và nhiệt độ. Trong hành vi dẻo, các chủng vật liệu liên tục (nhưng vẫn có sức mạnh) sau khi đạt được điểm căng thẳng năng suất; tuy nhiên, ngoài điểm này có một số biến dạng vĩnh viễn. Trongbiến dạng đàn hồi, có sự kết hợp hành vi đàn hồi và nhớt. Vật liệu mang lại liên tục (nhớt) cho tải trọng áp dụng không đổi. Một ví dụ về hành vi như vậy là leo, biến dạng chậm, vĩnh viễn và liên tục xảy ra dưới tải không đổi trong một thời gian dài trong các vật liệu như tinh thể, băng , đất và trầm tích, và đá ở độ sâu. Tronghành vi cứng rắn, vật liệu về cơ bản là rắn nhưng sự căng thẳng không phải là ngay lập tức với việc áp dụng căng thẳng; thay vào đó, nó được đưa lên và phát hành theo cấp số nhân. Mộtvật liệu dẻo thể hiện hành vi đàn hồi đối với ứng suất ban đầu (như trong hành vi dẻo), nhưng sau khi đạt được ứng suất điểm, nó chảy như một chất lỏng nhớt.

Một số giá trị đại diện của hằng số đàn hồi và tính chất được liệt kê trong Bảng 36. hệ số độ nhớt (η) là tỷ lệ ứng suất ứng với tỷ lệ căng thẳng (thay đổi biến dạng theo thời gian). Nó được đo bằng đơn vị đĩnh đạc; một tư thế bằng một dyne-giây trên mỗi cm vuông.

Một số giá trị tiêu biểu của hằng số đàn hồi và tính chất
hằng số đàn hồi (ở nhiệt độ và áp suất phòng)
vật chất Mô đun của Young (trong 10 6 bar) mô đun cắt (trong 10 6 bar)
Nước đá 0,1 0,03
đá phiến 0,2 sắt0.3 0,15
đá vôi 0,4 0,22 vang0,26
đá granit 0,3 0,2
đá bazan 0,7 0,3
Thép 2.1 0,83
vật chất nhiệt độ (độ C) hệ số nhớt (trạng thái)
dung nham (núi Vesuvius) 1.100

1.400

28.300

250

dung nham (Oshima, Nhật Bản) 1.038

1.125

230.000

5.600

dung nham andesit 1.400 150 trận1.500
vật chất cường độ nén (ở nhiệt độ và áp suất phòng, tính bằng kilobar)
đá phiến 0,8 Tiếng1.8
sa thạch 0,5 Điện2
đá vôi 1122
đá granit 1.7
đá bazan 1 Tiếng3.4

Lưu biến học là nghiên cứu về biến dạng dòng chảy của vật liệu. Khái niệm củađộ lưu động liên quan đến khả năng chảy của vật liệu, được định nghĩa một cách tùy tiện là thời gian cần thiết với ứng suất cắt áp dụng cho biến dạng nhớt lớn hơn 1.000 lần so với biến dạng đàn hồi. Do đó, nó là thước đo của ngưỡng của hành vi giống như chất lỏng. Mặc dù hành vi như vậy phụ thuộc vào nhiệt độ, so sánh tương đối có thể được thực hiện. Một số giá trị đại diện của thời gian lưu lại được đưa ra trongBàn.

Ngưỡng độ biến dạng của chất lỏng
vật chất thời gian xấp xỉ
băng (ví dụ, sông băng) 2 tuần
thạch cao 1 năm
đá muối (ví dụ, saltdome) 102020 năm
serpentine (một khoáng vật silicat m khủng) 10.000 năm

Các đường cong ứng suất-biến dạng (biến dạng) điển hình cho vật liệu đá được thể hiện trong Hình 8 . Ứng suất, nén trong hình, là lực trên một đơn vị diện tích. Biến dạng là sự rút ngắn một phần của mẫu thử song song với nén được áp dụng; nó được đưa ra ở đây theo phần trăm. Các vật liệu giòn hoạt động đàn hồi gần như cho đến khigãy (ký hiệu X ), trong khi vật liệu dẻo (biến dạng dẻo) có tính đàn hồi đến điểm năng suất nhưng sau đó có một phạm vi biến dạng dẻo trước khi gãy. Khả năng trải qua biến dạng lớn vĩnh viễn trước khi gãy xương được gọi làđộ dẻo . Đối với biến dạng dẻo, các cơ chế dòng chảy là intracrystalline (trượt và kết đôi trong các hạt tinh thể ), chuyển động liên tinh thể bằng cách nghiền nát và phá vỡ (cataclocation), và kết tinh lại bằng cách khuếch tán hoặc khuếch tán rắn .

Nếu ứng suất được loại bỏ trong khi vật liệu dẻo nằm trong phạm vi dẻo, một phần của biến dạng có thể phục hồi (đàn hồi), nhưng có biến dạng vĩnh viễn. Cuối cùngsức mạnh là điểm cao nhất (ứng suất) trên đường cong căng thẳng, thường xảy ra khi gãy xương (là mất hoàn toàn sự gắn kết). Sức mạnh của vật liệu là khả năng chống thất bại (phá hủy cấu trúc) bởi dòng chảy hoặc vết nứt; nó là thước đo của sự căng thẳng cần thiết để làm biến dạng cơ thể. Cường độ nén điển hình (ứng suất cần thiết để gây ra lỗi khi nén) được đưa ra trongBàn.

Ảnh hưởng của điều kiện môi trường

Hành vi và tính chất cơ học của đá phụ thuộc vào một số điều kiện môi trường. (1)Áp suất giới hạn làm tăng độ đàn hồi, sức mạnh ( ví dụ, điểm năng suất và ứng suất gãy cuối cùng) và độ dẻo. (2)Áp suất lỗ rỗng bên trong làm giảm ứng suất hiệu quả tác động lên mẫu, do đó làm giảm sức mạnh và độ dẻo. Áp suất giới hạn hiệu quả, hoặc ròng, là áp suất thủy tĩnh bên ngoài trừ đi lỗ rỗng bên trong-áp suất chất lỏng . (3)Nhiệt độ làm giảm sức mạnh, tăng cường độ dẻo và có thể tăng cường kết tinh lại. (4) Dung dịch lỏng có thể tăng cường biến dạng, leo và kết tinh lại. (5) Thời gian cũng là một yếu tố ảnh hưởng. (6) Tỷ lệtải ( tức là tốc độ ứng suất) ảnh hưởng đến các tính chất cơ học. (7)Sự nén chặt , như sẽ xảy ra khi chôn lấp đến độ sâu, làm giảm thể tích lỗ rỗng cho đá trầm tích và độ xốp của vết nứt đối với đá kết tinh.

Đá, thường giòn ở bề mặt Trái đất , có thể trải qua biến dạng dẻo khi bị chôn vùi và chịu áp lực giới hạn và nhiệt độ tăng trong thời gian dài. Nếu căng thẳng vượt quá sức mạnh của họ hoặc nếu chúng không đủ độ dẻo, họ sẽ thất bại do gãy xương như một tinh thể, trong một cái giường hoặc tảng đá, trên một vùng đứt gãy động đất , và cứ thế, trong khi với độ dẻo, chúng có thể chảy và gập lại .

Một số điểm mạnh cho các loại đá khác nhau dưới nhiệt độ khác nhau và áp suất giới hạn được liệt kê trong Bàn. Sức mạnh năng suất nhựa ở đây là căng thẳng ở mức 2 phần trăm; sức mạnh cuối cùng, như đã nêu ở trên, là điểm cao nhất (căng thẳng) trên đường cong căng thẳng căng thẳng.

Sức mạnh của đá, với nhiệt độ và áp suất khác nhau
loại đá nhiệt độ (° C) áp suất giới hạn (kilobars) cường độ năng suất nhựa (kilobars) sức mạnh tối thượng (kilobars)
đá granit 500 5 10 11,5
800 5 5 6
gabbro 500 5 4 số 8
peridotit 500 5 số 8 9
800 5 5,5 số 8
đá bazan 500 5 số 8 10
800 5 2 2,5
đá hoa 24 2 2,5 5,5
500 3 1 2
đá vôi 24 2 4,5 5,5
500 3 2,5 3
đôlômit 24 2 6 7
500 5 4 6,5
đá phiến 24 2 1,5 2,5
đá muối 24 1 0,5 1
Quảng cáo

Sự gia tăng áp lực giới hạn làm cho gãy giòn trở nên trượt trượt và cuối cùng gây ra hành vi dòng chảy (dễ uốn). Sự chuyển đổi này cũng được hỗ trợ bởi nhiệt độ cao hơn, giảm áp suất nước lỗ rỗng bên trong và tốc độ biến dạng chậm hơn.

Các Bảng đưa ra các giá trị của một số hằng số đàn hồi Mô đun khối lớn ( k ), mô đun Young ( E ), mô đun cắt () và tỷ lệ Poisson (σ p ) áp suất phòng (1 bar) và áp suất giới hạn cao (3.000 bar) . Các giá trị cho đá trầm tích nguyên sinh sẽ đặc biệt thay đổi.

Sự thay đổi của một số hằng số đàn hồi (trong 10 6 bar) với loại đá và áp suất giới hạn
ở áp suất = 1 bar
loại đá mô đun số lượng lớn Mô đun trẻ mô đun cắt Tỷ lệ của Poisson
đá granit 0,1 0,3 0,2 0,05
gabbro 0,3 0,9 0,6 0,1
dunite 1.1 1,5 0,5 0,3
obsidian 0,4 0,7 0,3 0,08
đá bazan 0,5 0,8 0,3 0,23
gneiss 0,1 0,2 0,1 0,05
đá hoa 0,1 0,4 0,2 0,1
thạch anh
sa thạch 0,07 0,2 0,08 0,1
đá phiến 0,04 0,1 0,05 0,04
đá vôi 0,8 0,6 0,2 0,3
ở áp suất = 3.000 bar
loại đá mô đun số lượng lớn Mô đun trẻ mô đun cắt Tỷ lệ của Poisson
đá granit 0,5 0,6 0,4 0,25
gabbro 0,9 0,8 0,5 0,2
dunite 1.2 1.7 0,7 0,27
obsidian
đá bazan 0,8 1.2 0,4 0,25
gneiss 0,5 0,7 0,3
đá hoa 0,8 0,7 0,3 0,3
thạch anh 0,5 1 0,4 0,07
sa thạch
đá phiến
đá vôi

Tính chất nhiệt

Nhiệt chảy (hoặc dòng), q , trong của Trái Đất vỏ hoặc trong đá như một vật liệu xây dựng, là sản phẩm của các nhiệt độ gradient (thay đổi nhiệt độ trên một đơn vị khoảng cách) và độ dẫn nhiệt của vật liệu ( k , các dòng nhiệt trên bề mặt mỗi đơn vị diện tích trên một đơn vị thời gian khi chênh lệch nhiệt độ tồn tại theo đơn vị chiều dài vuông góc với bề mặt). Như vậy

Basalt sample returned by Apollo 15, from near a long sinous lunar valley called Hadley Rille.  Measured at 3.3 years old.
CÂU ĐỐ BRITANNICA
(Giường) Đá và Đá (Đá lửa)
Mà những vật liệu này là một viên kim cương có liên quan chặt chẽ nhất?

Equation.

Đơn vị của các thuật ngữ trong phương trình này được đưa ra dưới đây, được biểu thị đầu tiên trong hệ thống centimet-gam-giây (css) và sau đó trong hệ thống Đơn vị hệ thống quốc tế (SI), với hệ số chuyển đổi từ thứ nhất sang thứ hai được đưa ra giữa họ

Macro 24:228. Minerals & Rocks. The Nature of Rocks. Thermal Properties. [List of definitions of terms in an equation.]

Dẫn nhiệt

Độ dẫn nhiệt có thể được xác định trong phòng thí nghiệm hoặc tại chỗ, như trong lỗ khoan hoặc giếng sâu, bằng cách bật một bộ phận làm nóng và đo sự gia tăng nhiệt độ theo thời gian. Nó phụ thuộc vào một số yếu tố: (1) thành phần hóa học của đá ( nghĩa là hàm lượng khoáng chất ), (2) hàm lượng chất lỏng (loại và mức độ bão hòa của không gian lỗ rỗng); sự hiện diện của nước làm tăng độ dẫn nhiệt ( nghĩa là tăng cường dòng nhiệt), (3) áp suất (áp suất cao làm tăng độ dẫn nhiệt bằng cách đóng các vết nứt gây ức chế dòng nhiệt), (4) nhiệt độ và (5) đẳng hướng và tính đồng nhất của đá.

Các giá trị tiêu biểu của độ dẫn nhiệt của vật liệu đá được đưa ra trong Bàn. Đối với đá silicat kết tinh, đá chiếm ưu thế của đá tầng hầm đá ngầm, đá có giá trị thấp hơn điển hình của các loại giàu magiê và sắt ( ví dụ, đá bazan và gabro) và các giá trị cao hơn là điển hình của các loại giàu silic (thạch anh) và alumina ( ví dụ, đá granit). Những giá trị này dẫn đến bởi vì độ dẫn nhiệt của thạch anh tương đối cao, trong khi đó đối với fenspat thấp.

Các giá trị tiêu biểu của độ dẫn nhiệt
(tính bằng 0,001 calo mỗi cm mỗi giây mỗi ° C)
vật chất ở 20 ° C ở 200 ° C
đá điển hình 4 con10
đá granit 7,8 6,6
gneiss (vuông góc với dải) 5,9 5,5 (100 ° C)
gneiss (song song với dải) 8.2 7.4 (100 ° C)
gabbro 5.1 5.0
đá bazan 4.0 4.0
dunite 12,0 8.1
đá hoa 7.3 5,2
thạch anh 15.0 9.0
đá vôi 6.0
một sa thạch (khô) 4,4
một sa thạch (bão hòa) 5,4
đá phiến 3 Lốc4
đá muối 12.8
cát (khô) 0,65
cát (30% nước) 3,94
Nước 1,34 (0 ° C) 1.6 (80 ° C)
Nước đá 5,3 (0 ° C) 9,6 (30130 ° C)
từ tính 12.6
thạch anh 20.0
fenspat 5.0

Mở rộng nhiệt

Sự thay đổi về kích thước tinh thể tuyến tính hoặc thể tích của một mẫu đá với nhiệt độ được biểu thị theo hệ số giãn nở nhiệt. Điều này được đưa ra khi tỷ lệ thay đổi kích thước ( ví dụ: thay đổi âm lượng) so với kích thước ban đầu (âm lượng, V ) trên mỗi đơn vị nhiệt độ ( T ) thay đổi:

Minerals & Rocks. The Nature of Rocks. Thermal Properties. Thermal expansion. [Formula for the volumetric change in dimension of a rock specimen with temperature.]

Hầu hết các loại đá đều có hệ số giãn nở thể tích trong khoảng 15 dao33 × 10 -6 mỗi độ C trong điều kiện bình thường. Đá giàu thạch anh có giá trị tương đối cao do hệ số giãn nở thể tích của thạch anh cao hơn. Hệ số giãn nở nhiệt tăng theo nhiệt độ.Bảng 41 liệt kê một số hệ số mở rộng tuyến tính,

Mở rộng nhiệt của đá
loại đá hệ số giãn nở tuyến tính (× 10 6 mỗi độ C)
đá granit và rhyolite 8 ± 3
andesit và diorit 7 ± 2
đá bazan, gabbro và diabase 5,4 ± 1
sa thạch 10 ± 2
đá vôi 8 ± 4
đá hoa 7 ± 2
đá phiến 9 ± 1

Minerals & Rocks. The Nature of Rocks. Thermal Properties. Thermal expansion. [Formula for the linear change in dimension of a rock specimen with temperature.]

Trong đó L đại diện cho chiều dài. Tất cả dữ liệu được dựa trên ít nhất ba mẫu.

Phát nhiệt phóng xạ

Sự phân rã tự phát (sự tan rã một phần) của hạt nhân của các nguyên tố phóng xạ cung cấp các hạt phân rã và năng lượng. Năng lượng, bao gồm động năng phát xạ và bức xạ, được chuyển đổi thànhnhiệt; nó đã là một yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến độ dốc nhiệt độ và sự phát triển nhiệt của Trái đất. Nhiệt độ cao nằm sâu cung cấp nhiệt làm cho đá biến dạng dẻo và di chuyển, do đó tạo ra một phần lớn các quá trình kiến ​​tạo mảng mảng, chuyển động dưới đáy biển , trôi dạt lục địa , và chìm dưới đất và hầu hết các trận động đất và núi lửa.

Một số nguyên tố, hoặc đồng vị của chúng (các loại hạt nhân có cùng số nguyên tử nhưng số khối khác nhau), phân rã theo thời gian. Chúng bao gồm các nguyên tố có số nguyên tử lớn hơn 83, trong đó quan trọng nhất là uranium-235,urani-238 vàthorium-232 và một số ít có số nguyên tử thấp hơn, chẳng hạn như kali-40.

Nhiệt sinh ra trong đá phụ thuộc vào loại và sự phong phú của các nguyên tố phóng xạ và khoáng chất chủ của chúng. Sản xuất nhiệt như vậy, A , được tính bằng calo trên mỗi cm khối mỗi giây, hoặc 1 calo mỗi gram mỗi năm = 4.186 × 10 7 erg mỗi gram mỗi năm = 1.327 erg mỗi gram mỗi giây. Tốc độ phân rã phóng xạ , theo thống kê là một quá trình theo cấp số nhân, được đưa ra bởi chu kỳ bán rã, t 1/2. Thời gian bán hủy là thời gian cần thiết để một nửa các nguyên tử phóng xạ ban đầu phân rã cho một đồng vị cụ thể.

Một số loạt phân rã phóng xạ được liệt kê trong Bàn. Sự phong phú đồng vị là phần trăm của nguyên tố tự nhiên tồn tại dưới dạng đồng vị phóng xạ cụ thể đó; ví dụ, 99,28% urani tự nhiên là U-238 và 100% thorium là chất phóng xạ Th-232. Sản phẩm cuối cùng là kết quả cuối cùng của quá trình (thường là đa tầng) của sự tan rã. CácBảng đưa ra năng suất nhiệt của các nguyên tố phóng xạ và các loại đá như báo cáo của George D. Garland. Đối với các loại đá, hàm lượng điển hình được đưa ra cho uranium và thorium (tính theo phần triệu [ppm] trọng lượng) và cho kali (tính theo phần trăm trọng lượng). Sự sản sinh nhiệt của uranium tự nhiên gần bằng với đồng vị U-238, vì hầu như tất cả uranium tự nhiên là của các loại đồng vị đó.

Năng suất nhiệt
đồng vị năng suất nhiệt, A (calo mỗi gram mỗi năm)
U-235 4,29
U-238 0,71
natural uranium 0.73
Th-232 0.20
K-40 0.22
natural potassium 27(10−6)
Rb-87 130(10−6)
natural rubidium 36(10−6)
major rock province concentration heat productivity, A
U (ppm) Th (ppm) K (%) (×10−13 calories per cubic centimetre per second)
oceanic crust 0.42 1.68 0.69 0.71
continental shield crust (old) 1.00 4.00 1.63 1.67
continental upper crust (young) 1.32 5.28 2.15 2.20
Some radioactive decay series
element radioactive isotope final product isotopic abundance (%) half-life (× 109 years)
*Half-life for K-40 as a whole is 1.25 × 109 years.
uranium U-235 Pb-207 0.72 0.7
U-238 Pb-206 99.28 4.5
thorium Th-232 Pb-208 100.0 14.0
potassium K-40 (89%) Ca-40 0.01 1.4*
(11%) Argon-40 11.9*
rubidium Rb-87 Sr-87 27.8 48.8

The radioactive elements are more concentrated in the continental upper-crust rocks that are rich in quartz (i.e., felsic, or less mafic). This results because these rocks are differentiated by partial melting of the upper-mantle and oceanic-crust rock. The radioactive elements tend to be preferentially driven off from these rocks for geochemical reasons. A compilation of heat productivities of various rock types is given in the Table.

Heat productivities of various rocks
rock type abundances heat production
U ppm Th ppm Rb ppm K % from U from Th từ K tổng A
(trong 10 −6 calo mỗi gram mỗi năm)
Nguồn: Được sửa đổi từ phần tổng hợp của William Van Schmus trong Robert S. Carmichael (chủ biên), Sổ tay tính chất vật lý của đá, tập. 3, CRC Press, Inc. (1984).
đá granit 3,4 50 220 4,45 2,52 9,95 1,16 13,63
andesite 1.9 6,4 67 2,35 1,41 1,27 0,61 3,29
bazan đại dương 0,5 0,9 9 0,43 0,37 0,18 0,11 0,66
peridotit 0,005 0,01 0,063 0,001 0,0037 0,002 0,0003 0,006
lớp vỏ lục địa trung bình 2,5 10,5 110 2.7 1,85 2.09 0,7 4,64
vỏ lục địa trung bình 1 2,5 50 1,25 0,74 0,5 0,33 1,56

Tính chất điện

Bản chất điện của vật liệu được đặc trưng bởi tính dẫn điện của nó (hoặc, ngược lại, điện trở suất ) và hằng số điện môi của nó, và các hệ số chỉ ra tốc độ thay đổi của chúng với nhiệt độ , tần số mà phép đo được thực hiện, v.v. Đối với các loại đá có phạm vi thành phần hóa học cũng như các tính chất vật lý khác nhau về độ xốp và hàm lượng chất lỏng, các giá trị của các tính chất điện có thể rất khác nhau.

Điện trở ( R ) được định nghĩa là một ohm khi chênh lệch điện thế (điện áp; V ) trên một mẫu có cường độ một volt tạo ra dòng điện ( i ) của một ampe; đó là, V = i . Điện trở suất (ρ) là một tính chất bên trong của vật liệu. Nói cách khác, nó vốn có và không phụ thuộc vào kích thước mẫu hoặc đường dẫn hiện tại. Nó liên quan đến điện trở bởi R = L / A trong đó L là chiều dài của mẫu vật, Alà diện tích mặt cắt ngang của mẫu thử và đơn vị là centimét; 1 ohm-centimet bằng 0,01 ohm-mét. Độ dẫn điện (σ) bằng 1 / ohm -1 · centimet -1 (hoặc được gọi là mhos / cm). Trong các đơn vị SI, nó được tính theo mhos / mét, hoặc siemens / mét.

Một số giá trị đại diện của điện trở suất cho đá và các vật liệu khác được liệt kê trong Bàn. Vật liệu mà thường được coi là dẫn “tốt” có một điện trở suất của 10 -5 -10 ohm-cm (10 -7 -10 -1 ohm mét) và độ dẫn 10-10 7 mhos / mét. Những loại được phân loại là dây dẫn trung gian có điện trở suất 100 sắt10 9 ohm-centimet (1 thép10 7 ohm-mét) và độ dẫn 10 -7 hay1 mhos / mét. Dây dẫn của Poor Poor, còn được gọi là chất cách điện, có điện trở suất 10 101010 17 ohm-centimet (10 8 mật10 15 ohm-mét) và độ dẫn 10 -15 cám10 -8 . Nước biển là một chất dẫn tốt hơn nhiều ( nghĩa là nó có điện trở suất thấp hơn) so với nước ngọt do hàm lượng muối hòa tan cao hơn; đá khô rất điện trở. Ở phần dưới bề mặt, lỗ chân lông thường được lấp đầy ở một mức độ nào đó bởi chất lỏng. Điện trở suất của vật liệu có đồng đỏ phạm vi rộng, ví dụ, khác với thạch anh với 22 bậc độ lớn.

Điện trở điển hình
vật chất điện trở suất (ohm-centimet)
nước biển (18 ° C) 21
nước mặt không bị nhiễm bẩn 2 (10 4 )
nước cất 0,2 Cung1 (10 6 )
nước (4 ° C) 9 (10 6 )
Nước đá 3 (10 8 )
đá tại chỗ
trầm tích đất sét, đá phiến mềm 100 trận5 (10 3 )
đá phiến cứng 7 Phi50 (10 3 )
cát 5 trận40 (10 3 )
sa thạch (104)–(105)
glacial moraine 1–500(103)
porous limestone 1–30(104)
dense limestone >(106)
rock salt (108)–(109)
igneous 5(104)–(108)
metamorphic 5(104)–5(109)
rocks in laboratory
dry granite 1012
minerals
copper (18 °C) 1.7(10−6)
graphite 5–500(10−4)
pyrrhotite 0.1–0.6
magnetite crystals 0.6–0.8
pyrite ore 1–(105)
magnetite ore (102)–5(105)
chromite ore >106
quartz (18 °C) (1014)–(1016)
Đối với dòng điện xoay chiều tần số cao, phản ứng điện của đá bị chi phối một phần bởi hằng số điện môi , ε. Đây là khả năng của đá để lưu trữ điện tích; nó là thước đo độ phân cực trong điện trường . Trong các đơn vị css, hằng số điện môi là 1.0 trong chân không. Trong các đơn vị SI, nó được tính theo farad trên mét hoặc theo tỷ lệ công suất riêng của vật liệu so với công suất cụ thể của chân không (là 8,85 × 10 -12 farad mỗi mét). Hằng số điện môi là một hàm của nhiệt độ và tần số, đối với các tần số đó trên 100 hertz (chu kỳ trên giây).

Sự dẫn điện xảy ra trong đá bởi (1) sự dẫn chất lỏng , tức là sự dẫn điện bằng cách truyền ion trong nước lỗ rỗng brear và (2) kim loại và chất bán dẫn ( ví dụ, một số quặng sunfua) dẫn điện. Nếu đá có độ xốp và chứa chất lỏng, chất lỏng thường chiếm ưu thế trong phản ứng dẫn điện. Độ dẫn của đá phụ thuộc vào độ dẫn của chất lỏng (và thành phần hóa học của nó), mức độ bão hòa chất lỏng, độ xốp và tính thấm , và nhiệt độ. Nếu đá mất nước, như với sự nén của đá trầm tích ở độ sâu, điện trở suất của chúng thường tăng.

Từ tính

Các tính chất từ ​​của đá phát sinh từ tính chất từ ​​của khoáng vật cấu thành ngũ cốc và tinh thể. Thông thường, chỉ một phần nhỏ của đá bao gồm các khoáng chất từ ​​tính. Chính phần nhỏ này của hạt xác định tính chất từ ​​tính và từ hóa của đá nói chung, với hai kết quả: (1) tính chất từ ​​của một loại đá nhất định có thể thay đổi lớn trong một cơ thể hoặc cấu trúc đá nhất định, tùy thuộc vào tính không đồng nhất hóa học , điều kiện lắng đọng hoặc kết tinh, và những gì xảy ra với đá sau khi hình thành; và (2) các loại đá có chung thạch học (loại và tên) không nhất thiết phải có chung đặc điểm từ tính. Phân loại thạch học thường dựa trên sự phong phú của các khoáng vật silicat chiếm ưu thế, nhưng từ hóa được xác định bởi một phần nhỏ của các hạt khoáng chất từ ​​tính như sắtoxit. Các khoáng chất từ ​​tạo đá chính là oxit sắt và sunfua.

Mặc dù tính chất từ ​​của các loại đá có cùng phân loại có thể khác nhau từ đá này sang đá khác, tuy nhiên tính chất từ ​​tính nói chung thường phụ thuộc vào loại đá và thành phần tổng thể. Tính chất từ ​​của một loại đá cụ thể có thể được hiểu khá rõ với điều kiện người ta có thông tin cụ thể về tính chất từ ​​của vật liệu và khoáng chất tinh thể, cũng như về cách các tính chất đó bị ảnh hưởng bởi các yếu tố như nhiệt độ, áp suất , thành phần hóa học và kích thước của các loại ngũ cốc. Sự hiểu biết được tăng cường hơn nữa bởi thông tin về cách các tính chất của đá điển hình phụ thuộc vào môi trường địa chất và cách chúng thay đổi với các điều kiện khác nhau.

Các ứng dụng của nghiên cứu từ hóa đá

Một sự hiểu biết về từ hóa đá là quan trọng trong ít nhất ba lĩnh vực khác nhau: tìm kiếm , địa chất và khoa học vật liệu . Trongkhảo sát từ tính, người ta quan tâm đến việc lập bản đồ độ sâu, kích thước, loại và thành phần suy ra của đá chôn. Việc thăm dò, có thể được thực hiện từ mặt đất, tàu hoặc máy bay, cung cấp bước đầu tiên quan trọng trong việc khám phá các cấu trúc địa chất bị chôn vùi và, ví dụ, có thể giúp xác định các vị trí thuận lợi cho các mỏ dầu , khí đốt tự nhiên và khoáng sản kinh tế.

Từ hóa đá theo truyền thống đã đóng một vai trò quan trọng trong địa chất. Công việc Paleomag từ tìm cách xác địnhtừ hóa còn sót lại (xem bên dưới Các loại từ hóa còn sót lại ) và do đó xác định tính chất của trường Trái đất khi một số loại đá nhất định được hình thành. Kết quả của nghiên cứu này có sự phân nhánh quan trọng trong tương quan địa tầng, niên đại tuổi và tái cấu trúc các chuyển động trong quá khứ của vỏ Trái đất. Thật vậy, các cuộc điều tra từ tính về lớp vỏ đại dương lần đầu tiên cung cấp bằng chứng định lượng cần thiết để chứng minh rằng các phân đoạn của lớp vỏ đã trải qua các sự dịch chuyển bên cạnh quy mô lớn theo thời gian địa chất , từ đó chứng thực các khái niệm về sự trôi dạt lục địa và sự lan rộng của đáy biển, cả hai đều cơ bản cho lý thuyết về kiến tạo mảng (xem kiến tạo mảng ).

Sự hiểu biết về từ hóa ngày càng quan trọng trong khoa học vật liệu. Việc thiết kế và sản xuất lõi bộ nhớ hiệu quả, băng từ và nam châm vĩnh cửu ngày càng phụ thuộc vào khả năng tạo ra vật liệu có đặc tính từ tính mong muốn.

Các loại từ hóa cơ bản

Có sáu loại từ hóa cơ bản: (1) diamagnetism , (2) paramagnetism, (3) ferromagnetism, (4) antiferromagnetism, (5) ferrimagnetism, và (6) superparamagnetism.

Diamagnetism phát sinh từ các electron quay quanh mỗi electron hạt nhân nguyên tử . Khi bên ngoàitừ trường được áp dụng, các quỹ đạo được dịch chuyển theo cách mà các nguyên tử thiết lập từ trường riêng của chúng đối lập với trường ứng dụng. Nói cách khác, trường từ tính cảm ứng chống lại trường bên ngoài. Diamagnetism có mặt trong tất cả các vật liệu, yếu và chỉ tồn tại trong sự hiện diện của một lĩnh vực ứng dụng. Các xu hướng của một chất cho được từ hóa trong một lĩnh vực bên ngoài được gọi là của nóđộ nhạy ( k ) và nó được định nghĩa là J / H , trong đó J là từ hóa (cường độ) trên một đơn vị thể tích và H là cường độ của trường ứng dụng. Vì trường cảm ứng luôn luôn chống lại trường ứng dụng, nên dấu hiệu của tính nhạy cảm từ tính là âm tính. Độ nhạy của một chất từ ​​tính là theo thứ tự -10 -6 đơn vị điện từ trên mỗi cm khối (emu / cm 3 ). Đôi khi nó được ký hiệu là cho tính nhạy cảm trên mỗi đơn vị khối lượng vật liệu.

Thuận từ kết quả từelectron spin của electron chưa ghép cặp. Một điện tử có mộtKhoảnh khắc lưỡng cực từ có thể nói rằng nó hoạt động giống như một thanh nam châm nhỏ xíu và vì vậy khi một nhóm electron được đặt trong từ trường, các khoảnh khắc lưỡng cực có xu hướng thẳng hàng với từ trường. Hiệu ứng tăng cường từ hóa ròng theo hướng của trường ứng dụng. Giống như diamagnetism, paramagnetism yếu và chỉ tồn tại khi có trường ứng dụng, nhưng vì hiệu ứng này giúp tăng cường trường ứng dụng, nên dấu hiệu của tính nhạy cảm từ trường luôn luôn dương. Độ nhạy cảm của một chất thuận từ là theo thứ tự 10 -4 đến 10 -6 emu / cm 3 .

Ferromagnetism cũng tồn tại vì tính chất từ ​​của electron. Tuy nhiên, không giống như paramagnetism, ferromagnetism có thể xảy ra ngay cả khi không có trường bên ngoài nào được áp dụng. Các khoảnh khắc lưỡng cực từ của các nguyên tử tự phát thẳng hàng với nhau vì nó thuận lợi về mặt năng lượng để chúng làm như vậy. Một từ hóa còn sót lại có thể được giữ lại. Căn chỉnh hoàn toàn các khoảnh khắc lưỡng cực sẽ chỉ diễn ra ở nhiệt độđộ không tuyệt đối (0 kelvin [K] hoặc -273,15 ° C). Trên độ không tuyệt đối, các chuyển động nhiệt bắt đầu làm rối loạn các khoảnh khắc từ tính. Ở nhiệt độ gọi làNhiệt độ Curie , thay đổi từ vật liệu này sang vật liệu khác, rối loạn cảm ứng nhiệt khắc phục sự liên kết và tính chất sắt từ của chất biến mất. Tính mẫn cảm của vật liệu sắt từ là lớn và tích cực. Đó là theo thứ tự 10 đến 10 4 emu / cm 3 . Chỉ có một vài vật liệu sắt sắt, coban và niken Niken là sắt từ theo nghĩa chặt chẽ của từ này và có từ hóa dư mạnh mẽ. Trong sử dụng chung, đặc biệt là trong kỹ thuật, thuật ngữ sắt từ thường được áp dụng cho bất kỳ vật liệu nào có từ tính đáng kể.

Antiferromagnetism xảy ra khi các khoảnh khắc lưỡng cực của các nguyên tử trong vật liệu giả định sự sắp xếp phản song song trong trường hợp không có trường ứng dụng. Kết quả là mẫu không có từ hóa ròng. Sức mạnh của tính nhạy cảm có thể so sánh với vật liệu thuận từ. Trên nhiệt độ gọi làNhiệt độ Néel , chuyển động nhiệt phá hủy sự sắp xếp phản song song, và vật liệu sau đó trở thành thuận từ.Ferromagnetism spin-cted (chống) là một điều kiện đặc biệt xảy ra khi các khoảnh khắc từ tính song song bị lệch khỏi mặt phẳng chống từ, dẫn đến từ tính mạng yếu. Hematite (α-Fe 3 ) là một vật liệu như vậy.

Ferrimagnetism là sự liên kết song song của các khoảnh khắc lưỡng cực nguyên tử tạo ra từ hóa ròng đáng kể do các khoảnh khắc không đồng đều của các phân lớp từ tính. Từ hóa còn lại có thể được phát hiện (xem bên dưới). Trên nhiệt độ Curie, chất này trở thành thuận từ. Magnetite (Fe 3 O 4 ), là khoáng chất phổ biến nhất từ ​​tính , là một chất sắt từ.

Superparamagnetism xảy ra trong các vật liệu có hạt quá nhỏ (khoảng 100 angstroms) đến nỗi bất kỳ sự liên kết hợp tác nào của các khoảnh khắc lưỡng cực đều được khắc phục bằng năng lượng nhiệt .

Các loại từ hóa còn lại

Đá và khoáng chất có thể giữ lại từ hóa sau khi loại bỏ một trường ứng dụng bên ngoài, do đó trở thành nam châm yếu vĩnh viễn. Tính chất này được gọi là từ hóa còn sót lại và được biểu hiện dưới các hình thức khác nhau, tùy thuộc vào tính chất từ ​​của đá và khoáng chất và nguồn gốc và lịch sử địa chất của chúng. Phân định dưới đây là các loại từ hóa còn sót lại thường thấy.

CRM (hóa học, hoặc kết tinh, từ hóa còn sót lại) có thể được tạo ra sau một tinh thể được hình thành và trải qua một trong những thay đổi hóa lý, như oxy hóa hoặc khử, thay đổi pha, mất nước, kết tinh lại, hoặc kết tủa xi măng tự nhiên. Các cảm ứng , trong đó đặc biệt quan trọng trong một số trầm tích (đỏ) và đá biến chất, thường xảy ra ở nhiệt độ không đổi trong từ trường của Trái đất .

DRM (ký gửi, hoặc phá hủy, từ hóa còn sót lại ) được hình thành tronggiáo sĩ trầm tích khi các hạt mịn được lắng đọng trên sàn của một cơ thể nước . Trầm tích biển, trầm tích hồ và một số đất sét có thể thu được DRM. Từ trường của Trái đất sắp xếp các hạt, tạo ra hướng từ hóa ưa thích.

IRM (từ hóa dư đẳng nhiệt) là kết quả của việc ứng dụng từ trường ở nhiệt độ không đổi (đẳng nhiệt), thường là nhiệt độ phòng.

NRM (từ hóa tự nhiên còn sót lại ) là từ hóa được phát hiện trong một điều kiện địa chất. Tất nhiên, NRM của một chất có thể là sự kết hợp của bất kỳ từ hóa còn lại nào khác được mô tả ở đây.

PRM (áp lực còn lại, hoặc áp điện, từ hóa) phát sinh khi một vật liệu trải qua cơ học biến dạng trong khi trong một từ trường. Quá trình biến dạng có thể là kết quả của áp suất thủy tĩnh , tác động sốc (như được tạo ra bởi một thiên thạch đập vào bề mặt Trái đất ) hoặc ứng suất kiến ​​tạo theo hướng. Có những thay đổi từ hóa với ứng suất trong phạm vi đàn hồi, nhưng những tác động rõ rệt nhất xảy ra với biến dạng dẻo khi cấu trúc của khoáng vật từ tính bị thay đổi không thể đảo ngược.

TRM (từ hóa nhiệt ) xảy ra khi một chất được làm lạnh, với sự có mặt của từ trường, từ phía trên nóCurie nhiệt độ xuống dưới nhiệt độ đó. Hình thức từ hóa này nói chung là quan trọng nhất, bởi vì nó ổn định và phổ biến, xảy ra trong đá lửa và trầm tích. TRM cũng có thể xảy ra khi xử lý độc quyền với nhiệt độ dưới nhiệt độ Curie. Trong PTRM (từ hóa nhiệt một phần) một mẫu được làm lạnh từ nhiệt độ dưới điểm Curie đến nhiệt độ thấp hơn.

VRM (từ tính còn sót lại nhớt) kết quả từ kích động nhiệt. Nó được thu nhận từ từ theo thời gian ở nhiệt độ thấp và trong từ trường của Trái đất. Hiệu ứng yếu và không ổn định nhưng có mặt trong hầu hết các loại đá.

Độ trễ và độ nhạy từ

Khái niệm độ trễ là cơ bản khi mô tả và so sánh các tính chất từ ​​của đá. Độ trễ là sự biến đổi của từ hóa với trường ứng dụng và minh họa khả năng của vật liệu giữ lại từ hóa của nó, ngay cả sau khi một trường ứng dụng được loại bỏ. Hình 9 minh họa hiện tượng này dưới dạng một biểu đồ từ hóa ( J ) so với trường ứng dụng ( x ). s làtừ hóa bão hòa (hoặc tự phát) khi tất cả các khoảnh khắc từ tính được sắp xếp theo cấu hình của chúng theo thứ tự tối đa. Nó phụ thuộc vào nhiệt độ, đạt đến 0 ở nhiệt độ Curie . r , sat là từ hóa còn sót lại khi loại bỏ trường áp dụng bão hòa (lớn) và r là từ hóa còn lại của một số quá trình ngoài độ bão hòa IRM, ví dụ như TRM. c là trường cưỡng bức (hoặc lực) được yêu cầu để giảm r , sat về 0 và c , rlà trường bắt buộc để giảm r về 0.

Độ nhạy từ là một thông số của việc sử dụng chẩn đoán và giải thích đáng kể trong nghiên cứu về đá. Điều này đúng cho dù một cuộc điều tra đang được tiến hành trong phòng thí nghiệm hoặc từ trường trên một địa hình đang được nghiên cứu để suy ra cấu trúc và đặc tính thạch học của các xác đá bị chôn vùi. Độ nhạy cảm đối với loại đá có thể rất khác nhau, tùy thuộc vào khoáng vật học từ tính, kích thước hạt và hình dạng, và cường độ tương đối của hiện tượng từ hóa còn lại, ngoài từ hóa cảm ứng từ trường yếu của Earth . Cái sau được cho là cảm ứng = x , trong đó k là (đúng)nhạy cảm từ và x là bên ngoài ( ví dụ, của Trái đất) từ trường . Nếu có từ hóa còn lại bổ sung với tỷ lệ ( n ) so với từ hóa cảm ứng được đưa ra bởi

Phương trình.

sau đó tổng từ hóa là

Phương trình.

trong đó ứng dụng k , độ nhạy cảm từ tính rõ ràng của thang điểm, là k (1 + n ).

Khoáng chất và tính chất từ ​​của đá

Các khoáng chất từ ​​tạo đá chính là các oxit sắt sau đây : chuỗi titanomagnetite, x Fe 2 TiO 4 · (1 – x ) Fe 4 , trong đó Fe 3 O 4 là từ tính, khoáng chất từ ​​tính nhất; chuỗi ilmenohematite, y FeTiO 3 · (1 – y ) Fe 2 O 3 , trong đó α-Fe 2 O 3 (trong cấu trúc hình thoi của nó) là hematit; maghemite,-Fe 2 O 3(trong đó một số nguyên tử sắt bị thiếu trong cấu trúc hematit); và limonite (oxit sắt hydric). Chúng cũng bao gồm sulfides, cụ thể là loạt pyrrhotite, y FeS · (1 – y ) Fe 1 – x S.

Các Bảng đưa ra một số giá trị tiêu biểu về độ nhạy cảm rõ ràng đối với các loại đá khác nhau, thường bao gồm một số từ còn lại cũng như từ hóa cảm ứng. Giá trị cao hơn đối với đá lửa m khủng, đặc biệt là khi hàm lượng từ tính tăng lên.

“Tính nhạy cảm rõ ràng” gần đúng cho các loại đá
đá độ nhạy từ rõ ràng (đơn vị điện từ trên mỗi cm khối)
Nguồn: Từ T. Nagata (chủ biên), Rock Magnetism, Maruzen Co., Tokyo (1961).
Quặng sắt trên 0,1
đá bazan 10 −2
andesite 10 3
dacite 10 4
đá biến chất 10 4
đá trầm tích 10 −5

Một sự phân phối độ nhạy cảm đo được (đúng) cho các loại đá khác nhau được thể hiện trong Bàn. Cơ bản đề cập đến những loại đá chứa nhiều silicat sắt và magiê và từ tính, phương tiện đùn được hình thành bằng cách làm mát sau khi đùn lên bề mặt đất hoặc đáy biển. Dữ liệu trong mỗi loại được dựa trên ít nhất 45 mẫu.

Độ nhạy đo được cho các loại đá
loại đá % mẫu có độ nhạy từ
(tính theo đơn vị điện từ 10 −6 trên mỗi cm khối)
nhỏ hơn 100 100 trận1.000 1.000 trận4.000 lớn hơn 4.000
Nguồn: Sau DH Lindsley và cộng sự, “Tính chất từ ​​của đá và khoáng chất”, trong Sổ tay SP Clark (chủ biên) về các hằng số vật lý, rev. chủ biên (1966); và LB Slichter, “Tính chất từ ​​của đá”, trong F. Birch et al. (eds.), Sổ tay các hằng số vật lý (1942).
cơ bản đùn (ví dụ, bazan) 5 29 47 19
xâm nhập cơ bản (ví dụ: gabbro) 24 27 28 21
đá granit 60 23 16 1
biến thái (gneiss, schist, đá phiến) 71 22 7 0
trầm tích 73 19 4 4

Các Bảng liệt kê các giá trị đại diện cho các thuộc tính từ tính n (từ hóa tự nhiên còn lại), k (độ nhạy cảm) và tỷ lệ n . Từ hóa tự nhiên còn sót lại là một số kết hợp của phần còn lại; thường là TRM trong đá lửa , có thể là DRM hoặc CRM hoặc cả trong đá trầm tích và tất cả đều có VRM bổ sung. Tỷ lệ n thường cao hơn đối với các loại đá có cường độ mạnh, ổn định , ví dụ, các loại đá đùn giàu từ tính và hạt mịn như bazan đáy biển.

Tính chất từ ​​điển hình của đá
đá
n k tỉ lệ*
từ hóa tự nhiên còn sót lại (10 −5 đơn vị điện từ trên mỗi cm khối) tính nhạy cảm từ (10 −5 đơn vị điện từ trên mỗi cm khối) n = J n / k · H 
* Đối với từ trường bên ngoài (H ex ) = 0,5 oersted, đơn vị điện từ css của cường độ từ trường.
Nguồn: Sau Robert S. Carmichael (chủ biên), Sổ tay tính chất vật lý của đá, tập. II, CRC Press, Inc. (1982).
Igneous
đá granit 10 trận80 50 con400 0,31
diabase 190 Gian400 100 trận230 2
đá bazan 200 trận1.000 100 Lõi 700 5 trận10
bazan đáy biển (1 trận6 mét) 500 con800 30 L6060 25 trận4545
điển hình (trung bình) 10444.000 5 L500500 1 Lốc40
Trầm tích
trầm tích màu đỏ 0,2 Cung2 0,04 2 Lốc4
sa thạch 1 Lốc40
đá phiến 1 Phi50
đá vôi 0,5 con20
điển hình (trung bình) 0,1 trận10 0,33030 0,0210
Quặng
quặng từ tính 300.000 lượt1.000.000 30.000 100.000.000 ~ 10 người50
quặng hematit 10 Lốc70

Robert S. Carmichael

Tính chất từ trường của vật liệu (english)

Magnetic susceptibility

From Wikipedia, the free encyclopedia

In electromagnetism, the magnetic susceptibility (Latinsusceptibilis, “receptive”; denoted χ) is a measure of how much a material will become magnetized in an applied magnetic field. Mathematically, it is the ratio of magnetization M (magnetic moment per unit volume) to the applied magnetizing field intensity H. This allows a simple classification of most materials’ response to an applied magnetic field into two categories: an alignment with the magnetic field, χ > 0, called paramagnetism, or an alignment against the field, χ < 0, called diamagnetism.

Magnetic susceptibility indicates whether a material is attracted into or repelled out of a magnetic field. Paramagnetic materials align with the applied field and are attracted to regions of greater magnetic field. Diamagnetic materials are anti-aligned and are pushed away, toward regions of lower magnetic fields. On top of the applied field, the magnetization of the material adds its own magnetic field, causing the field lines to concentrate in paramagnetism, or be excluded in diamagnetism.[1] Quantitative measures of the magnetic susceptibility also provide insights into the structure of materials, providing insight into bonding and energy levels. Furthermore, it is widely used in geology for paleomagnetic studies and structural geology.[2]

The magnetizability of materials comes from the atomic-level magnetic properties of the particles of which they are made. Usually, this is dominated by the magnetic moments of electrons. Electrons are present in all materials, but without any external magnetic field, the magnetic moments of the electrons are usually either paired up or random so that the overall magnetism is zero (the exception to this usual case is ferromagnetism). The fundamental reasons why the magnetic moments of the electrons line up or do not are very complex and cannot be explained by classical physics (see Bohr–van Leeuwen theorem). However, a useful simplification is to measure the magnetic susceptibility of a material and apply the macroscopic form of Maxwell’s equations. This allows classical physics to make useful predictions while avoiding the underlying quantum mechanical details.

Definition

Volume susceptibility

Magnetic susceptibility is a dimensionless proportionality constant that indicates the degree of magnetization of a material in response to an applied magnetic field. A related term is magnetizability, the proportion between magnetic moment and magnetic flux density.[3] A closely related parameter is the permeability, which expresses the total magnetization of material and volume.

The volume magnetic susceptibility, represented by the symbol χv (often simply χ, sometimes χm – magnetic, to distinguish from the electric susceptibility), is defined in the International System of Units — in other systems there may be additional constants — by the following relationship:[4]

Here

χv is therefore a dimensionless quantity.

Using SI units, the magnetic induction B is related to H by the relationship

where μ0 is the vacuum permeability (see table of physical constants), and (1 + χv) is the relative permeability of the material. Thus the volume magnetic susceptibility χv and the magnetic permeability μ are related by the following formula:

Sometimes[5] an auxiliary quantity called intensity of magnetization I (also referred to as magnetic polarisation J) and measured in teslas, is defined as

This allows an alternative description of all magnetization phenomena in terms of the quantities I and B, as opposed to the commonly used M and H.

Mass susceptibility and molar susceptibility

There are two other measures of susceptibility, the mass magnetic susceptibility (χmass or χg, sometimes χm), measured in m3/kg (SI) and the molar magnetic susceptibility (χmol) measured in m3/mol that are defined below, where ρ is the density in kg/m3 and M is molar mass in kg/mol:

;
.

In CGS units

Note that the definitions above are according to SI conventions. However, many tables of magnetic susceptibility give cgs values (more specifically emu-cgs, short for electromagnetic units, or Gaussian-cgs; both are the same in this context). These units rely on a different definition of the permeability of free space:[6]

The dimensionless cgs value of volume susceptibility is multiplied by 4π to give the dimensionless SI volume susceptibility value:[6]

For example, the cgs volume magnetic susceptibility of water at 20 °C is 7.19×10−7, which is 9.04×10−6 using the SI convention.

In physics it is common to see cgs mass susceptibility given in cm3/g or emu/g·Oe−1, so to convert to SI volume susceptibility we use the conversion [7]

where ρcgs is the density given in g/cm3, or

.

The molar susceptibility is measured cm3/mol or emu/mol·Oe−1 in cgs and is converted by considering the molar mass.

Paramagnetism and diamagnetism

If χ is positive, a material can be paramagnetic. In this case, the magnetic field in the material is strengthened by the induced magnetization. Alternatively, if χ is negative, the material is diamagnetic. In this case, the magnetic field in the material is weakened by the induced magnetization. Generally, nonmagnetic materials are said to be para- or diamagnetic because they do not possess permanent magnetization without external magnetic field. Ferromagneticferrimagnetic, or antiferromagnetic materials possess permanent magnetization even without external magnetic field and do not have a well defined zero-field susceptibility.

Experimental measurement

Volume magnetic susceptibility is measured by the force change felt upon a substance when a magnetic field gradient is applied.[8] Early measurements are made using the Gouy balance where a sample is hung between the poles of an electromagnet. The change in weight when the electromagnet is turned on is proportional to the susceptibility. Today, high-end measurement systems use a superconductive magnet. An alternative is to measure the force change on a strong compact magnet upon insertion of the sample. This system, widely used today, is called the Evans balance.[9] For liquid samples, the susceptibility can be measured from the dependence of the NMR frequency of the sample on its shape or orientation.[10][11][12][13][14] Another method using NMR techniques measures the magnetic field distortion around a sample immersed in water inside an MR scanner. This method is highly accurate for diamagnetic materials with susceptibilities similar to water.[15]

Tensor susceptibility

The magnetic susceptibility of most crystals is not a scalar quantity. Magnetic response M is dependent upon the orientation of the sample and can occur in directions other than that of the applied field H. In these cases, volume susceptibility is defined as a tensor

}

where i and j refer to the directions (e.g., x and y in Cartesian coordinates) of the applied field and magnetization, respectively. The tensor is thus rank 2 (second order), dimension (3,3) describing the component of magnetization in the ith direction from the external field applied in the jth direction.

Differential susceptibility

In ferromagnetic crystals, the relationship between M and H is not linear. To accommodate this, a more general definition of differential susceptibility is used

where χd
ij
 is a tensor derived from partial derivatives of components of M with respect to components of H. When the coercivity of the material parallel to an applied field is the smaller of the two, the differential susceptibility is a function of the applied field and self interactions, such as the magnetic anisotropy. When the material is not saturated, the effect will be nonlinear and dependent upon the domain wall configuration of the material.

Several experimental techniques allow for the measurement of the electronic properties of a material. An important effect in metals under strong magnetic fields, is the oscillation of the differential susceptibility as function of 1/H. This behaviour is known as the de Haas–van Alphen effect and relates the period of the susceptibility with the Fermi surface of the material.

In the frequency domain

When the magnetic susceptibility is measured in response to an AC magnetic field (i.e. a magnetic field that varies sinusoidally), this is called AC susceptibility. AC susceptibility (and the closely related “AC permeability”) are complex number quantities, and various phenomena, such as resonance, can be seen in AC susceptibility that cannot in constant-field (DC) susceptibility. In particular, when an AC field is applied perpendicular to the detection direction (called the “transverse susceptibility” regardless of the frequency), the effect has a peak at the ferromagnetic resonance frequency of the material with a given static applied field. Currently, this effect is called the microwave permeability or network ferromagnetic resonance in the literature. These results are sensitive to the domain wall configuration of the material and eddy currents.

In terms of ferromagnetic resonance, the effect of an AC-field applied along the direction of the magnetization is called parallel pumping.

Examples

Magnetic susceptibility of some materials
Material Temp. Pressure Molar susc.χmol Mass susc.χmass Volume susc.χv Molarmass,M Density{\displaystyle \rho }
(°C) (atm) SI
(m3/mol)
CGS
(cm3/mol)
SI
(m3/kg)
CGS
(cm3/g)
SI CGS
(emu)
(10−3kg/mol
g/mol)
(103kg/m3
g/cm3)
Helium[16] 20 1 −2.38×10−11 −1.89×10−6 −5.93×10−9 −4.72×10−7 −9.85×10−10 −7.84×10−11 4.0026 1.66×10−4
Xenon[16] 20 1 −5.71×10−10 −4.54×10−5 −4.35×10−9 −3.46×10−7 −2.37×10−8 −1.89×10−9 131.29 5.46×10−3
Oxygen[16] 20 0.209 +4.3×10−8 +3.42×10−3 +1.34×10−6 +1.07×10−4 +3.73×10−7 +2.97×10−8 31.99 2.78×10−4
Nitrogen[16] 20 0.781 −1.56×10−10 −1.24×10−5 −5.56×10−9 −4.43×10−7 −5.06×10−9 −4.03×10−10 28.01 9.10×10−4
Air (NTP)[17] 20 1 +3.6×10−7 +2.9×10−8 28.97 1.29×10−3
Water[18] 20 1 −1.631×10−10 −1.298×10−5 −9.051×10−9 −7.203×10−7 −9.035×10−6 −7.190×10−7 18.015 0.9982
Paraffin oil, 220–260cSt[15] 22 1 −1.01×10−8 −8.0×10−7 −8.8×10−6 −7.0×10−7 0.878
PMMA[15] 22 1 −7.61×10−9 −6.06×10−7 −9.06×10−6 −7.21×10−7 1.190
PVC[15] 22 1 −7.80×10−9 −6.21×10−7 −1.071×10−5 −8.52×10−7 1.372
Fused silica glass[15] 22 1 −5.12×10−9 −4.07×10−7 −1.128×10−5 −8.98×10−7 2.20
Diamond[19] r.t. 1 −7.4×10−11 −5.9×10−6 −6.2×10−9 −4.9×10−7 −2.2×10−5 −1.7×10−6 12.01 3.513
Graphite[20] χ (to c-axis) r.t. 1 −7.5×10−11 −6.0×10−6 −6.3×10−9 −5.0×10−7 −1.4×10−5 −1.1×10−6 12.01 2.267
Graphite[20] χ r.t. 1 −3.2×10−9 −2.6×10−4 −2.7×10−7 −2.2×10−5 −6.1×10−4 −4.9×10−5 12.01 2.267
Graphite[20] χ −173 1 −4.4×10−9 −3.5×10−4 −3.6×10−7 −2.9×10−5 −8.3×10−4 −6.6×10−5 12.01 2.267
Aluminium[21] 1 +2.2×10−10 +1.7×10−5 +7.9×10−9 +6.3×10−7 +2.2×10−5 +1.75×10−6 26.98 2.70
Silver[22] 961 1 −2.31×10−5 −1.84×10−6 107.87
Bismuth[23] 20 1 −3.55×10−9 −2.82×10−4 −1.70×10−8 −1.35×10−6 −1.66×10−4 −1.32×10−5 208.98 9.78
Copper[17] 20 1 −1.0785×10−9 −9.63×10−6 −7.66×10−7 63.546 8.92
Nickel[17] 20 1 600 48 58.69 8.9
Iron[17] 20 1 200000 15900 55.847 7.874

Sources of confusion in published data

The CRC Handbook of Chemistry and Physics has one of the only published magnetic susceptibility tables. Some of the data (e.g., for aluminiumbismuth, and diamond) is listed as cgs, which has caused confusion to some readers. “cgs” is an abbreviation of centimeters–grams–seconds; it represents the form of the units, but cgs does not specify units. Correct units of magnetic susceptibility in cgs is cm3/mol or cm3/g. Molar susceptibility and mass susceptibility are both listed in the CRC. Some table have listed magnetic susceptibility of diamagnets as positives. It is important to check the header of the table for the correct units and sign of magnetic susceptibility readings.

Application in the geosciences

Magnetism is a useful parameter to describe and analyze rocks. Additionally, the anisotropy of magnetic susceptibility (AMS) within a sample determines parameters as directions of paleocurrents, maturity of paleosol, flow direction of magma injection, tectonic strain, etc.[2] It is a non-destructive tool, which quantifies the average alignment and orientation of magnetic particles within a sample.[24]

There are two approaches to measuring paramagnetism that seem to be common. One is to use a balance to measure the slight attraction to a magnet – put sample in a balance, apply magnetic field, look for difference in weight of sample using a Gouy balance or use a torsion balance to observe the attraction in a horizontal plane which takes out the static weight of the sample.

The trouble with these two is the attraction due to paramagnetism is weak compared to the weight of the sample – these are lab bench instruments and the electromagnet consumes a lot of power. Although taking samples of soil is easy enough to bring back to the lab, one really shouldn’t be taking a hammer and chisel to ancient monuments to get a sample for a Gouy balance 😉

It’s not really right to go chiselling a lump off megaliths that have survived thousands of years to insert into a Gouy balance…

The other way of measuring volume magnetic susceptibility is to stick the sample into a coil and measure the inductance – with a different configuration  of the coil as a search coil it can be used to measure susceptibility at the rockface.

For a solenoid

L = µ0µrN2A/l

L being the inductance,N the number of turns, A is the cross-sectional area and little l being the length – all of which are constants in any sensor

µ0 being the permeability of free space, µ0=4π×10-7 N A-2

µr is the effective relative permeability of the sample such that

µrχm+1 where

χm is the effective magnetic susceptibility of the sample

Bartington Instruments seem to be the go-to guys for magnetic susceptibility instrumentation. From them I learned that one shouldn’t use too high a frequency, which is a bear, My initial prototype ran at 52kHz which is ten to a hundred times too high.

HOW DO YOU MEASURE THE INDUCTANCE OF A COIL?

You resonate it with a capacitance and observe the frequency. It’s easy to measure frequency. The obvious way is that of time immemorial – I used a Colpitts oscillator of grid dip oscillator fame

Colpitts oscillator
Colpitts oscillator

and measured frequency with a frequency counter via a high impedance scope probe (10M/10pf) on the collector of the transistor. A respectably clean sine wave is to be seen

A roughly 56k sinewave of more than 12V is to be seen at the collector
A roughly 52kHz sinewave of more than 12V is to be seen at the collector
The frequency is not particularly satble long-term - that it's within 0.015% of the frequency just before I measured the sample after an hour is surprising.
The frequency is not particularly stable long-term – that it’s within 0.015% of the frequency just before I measured the sample after an hour is surprising. The first digit is a zero – my camera seems to hate the red LED display of this 30-year old frequency counter

The first thing to note is this is not a big effect – 52,473 Hz unloaded as opposed to 52,441 with the sample. The sensor is a jam jar wound with enamelled wire

sensor design
sensor design

From the resonant frequency

f=1/(2π√(LC))

from which I infer the coil was about 0.56mH. Through a whole load of manipulating the formula for inductance

 

I can derive that if L1 is the inductance of the empty jar and L2 is the inductance of the jar with sample then the effective magnetic susceptibility of the sample χm is (L2-L1)/L1, which I then have to divide by 4π to convert from SI to CGS is about 97 µCGS1 Phil Callahan would not approve…

All volcanic soil & rock is paramagnetic, (from 200 to 2,000 µCGS). According to Dr. Callahan’s research, a soil magnetic susceptibility reading of 0 – 100 µCGS would be poor; 100 – 300 µCGS good; 300 – 800 µCGS very good; & 800 -1200 µCGS above excellent. This force can be added to soil, where it has eroded away, by spreading ground-up paramagnetic rock (basalt, granite, etc.) into the soil.

Philip Callahan from the Pike Agri-Lab website

This generally squares with this chart I pinched from Bartington’s manual for the MS2 susceptibility system

1507_sus100 will take you to the granites and metamorphic rocks and 800 gets you about halfway to the left hand side.

There again, my sample takes up less than a quarter of the volume of the solenoid I guess, so if it filled the jar it would creep into very good category. That shows one area that needs thought – filling the sample vessel. A look at Bartington’s susceptibility product range of sensors is instructive – it shows me I want something like the MS2F point probe and maybe a search-coil-like MS2D surface scanning probe eventually. Bartington are good enough to tell me the frequency ranges  – the MS2F is 580Hz and the MS2D loop is 958Hz – presumably there are issues of getting the inductance high enough for the loop, hence going up in frequency. Or maybe the higher frequency suits the application better – Bartington seem to know their stuff.

ROOM FOR IMPROVEMENT

  • there’s over 20V across the tank circuit, so EMC could be an issue[ref]It’s probably not that bad, the wavelength is in the order of 5km so most of the EMC will be due to the near field, it’s not going to propagate that much[/ref]. This will be even less if I go down in frequency
  • The Q of the tank coil is damped by the circuit – I feel bad about the 470 ohm emitter resistor chucked across half the tapped capacitance which has an impedance of -92j at the operating frequency. I will lose sensitivity and pick up long-term drift because of that, though since this is a differential measurement the latter is not such a big deal.
  • Form factor – I will usually be taking the sensor to the rock, not the other way round. There’s a sort of assumption that the rock will be bigger than the sensor.
  • My frequency is way too high I am an order of magnitude off  – Bartington use 4.65kHz and 465 Hz in their MS2product, and indicate the lower frequency is more accurate.

The trouble with dropping frequency is that this is looking for a change at the 5 digit level – 1 part in 10,000. That’s two seconds to get a reading at 4.65 kHz (4650/10000) which is okay, but 20s at the lower frequency.

The obvious solution is to either use a frequency multiplier chain before the frequency measurement, or to put a PLL after it with a ÷N counter in the loop. And put a whole load of turns on the coil to get the inductance up

Magnetic properties of materials

An introduction for the designer of electrical wound components to the part played by materials within the magnetic field, and a summary of the related terminology.

About fonts: if the character in brackets here [ × ] does not look like a multiplication sign then try setting your browser to use the Unicode character set (view:character set menu on Netscape 4). Also this character [ Φ ] is the Greek letter ‘phi’ in modern browsers.

See also …
[ ↑ Producing wound components] [ Air coils] [ Power loss in wound components] [The force produced by a magnetic field] [ Faraday’s law] [A guide to unit systems]


 

The scope of this page

An entire sub-branch of physics is devoted to the study of the effects produced within various materials by the application of a magnetic field. These web pages make no attempt to cover the subject fully, and if you wish to explore it in greater depth then you should consult a text such as Jiles. What can be said here is that if you are restricted to just one parameter to describe this complexity then permeability is the one to choose. Most inductor calculations make use of it, or one of its multitudinous variants.

Emphasis goes on the aspects of practical importance in the design of wound components.

 

Magnetization Curves

Any discussion of the magnetic properties of a material is likely to include the type of graph known as a magnetization or B-H curve. Various methods are used to produce B-H curves, including one which you can easily replicate. Figure MPA shows how the B-H curve varies according to the type of material within the field.

B-H plots for different materials

The ‘curves’ here are all straight lines and have magnetic field strength as the horizontal axis and the magnetic flux density as the vertical axis. Negative values of H aren’t shown but the graphs are symmetrical about the vertical axis.

Fig. MPA a) is the curve in the absence of any material: a vacuum. The gradient of the curve is 4π.10-7 which corresponds to the fundamental physical constant μ0. More on this later. Of greater interest is to see how placing a specimen of some material in the field affects this gradient. Manufacturers of a particular grade of ferrite material usually provide this curve because the shape reveals how the core material in any component made from it will respond to changes in applied field.

 

Diamagnetic and paramagnetic materials

Imagine a hydrogen atom in which a nucleus with a single stationary and positively charged proton is orbited by a negatively charged electron. Can we view that electron in orbit as a sort of current loop? The answer is yes, and you might then think that hydrogen would have a strong magnetic moment. In fact ordinary hydrogen gas is only very weakly magnetic. Recall that each hydrogen atom is not isolated but is bonded to one other to form a molecule, giving the formula H2 – because that has a lower chemical energy (for H by a whopping 218 kJ mol-1) than two isolated atoms. It is not a coincidence that in these molecules the angular momentum of one electron is opposite in direction to that of its neighbour, leaving the molecule as a whole with little by way of magnetic moment. This behaviour is typical of many substances which are then said to lack a permanent magnetic moment.

When a molecule is subjected to a magnetic field those electrons in orbit planes at a right angle to the field will change their momentum (very slightly). This is predicted by Faraday’s Law which tells us that as the field is increased there will be a an induced E-field which the electrons (being charged particles) will experience as a force. This means that the individual magnetic moments no longer cancel completely and the molecule then acquires an induced magnetic moment. This behaviour, whereby the induced moment is opposite to the applied field, is present in all materials and is called diamagnetism. Hydrogen, ammonia, bismuth, copper, graphite and other diamagnetic substances, are repelled by a nearby magnet (although the effect is extremely feeble). Think of it as a manifestation of Lenz’s law. Diamagnetic materials are those whose atoms have only paired electrons.

In other molecules, however, such as oxygen, where there are unpaired electrons, the cancellation of magnetic moments belonging to the electrons is incomplete. An O2 molecule has a net or permanent magnetic moment even in the absence of an externally applied field. If an external magnetic field is applied then the electron orbits are still altered in the same manner as the diamagnets but the permanent moment is usually a more powerful influence. The ‘poles’ of the molecule tend to line up parallel with the field and reinforce it. Such molecules, with permanent magnetic moments are called paramagnetic.

Although paramagnetic substances like oxygen, tin, aluminium and copper sulphate are attracted to a magnet the effect is almost as feeble as diamagnetism. The reason is that the permanent moments are continually knocked out of alignment with the field by thermal vibration, at room temperatures anyway (liquid oxygen at -183 °C can be pulled about by a strong magnet).

Particular materials where the magnetic moment of each atom can be made to favour one direction are said to be magnetizable. The extent to which this happens is called the magnetizationFig. MPA b) above is the magnetization curve for diamagnetic materials. In diamagnetic substances the flux grows slightly more slowly with the field than it does in a vacuum. The decrease in gradient is greatly exaggerated in the figure – in practice the drop is usually less than one part in 6,000.

Fig. MPA c) is the curve for paramagnetic materials. Flux growth in this case is again linear (at moderate values of H) but slightly faster than in a vacuum. Again, the increase for most substances is very slight.

QuickTime movie demonstrating diagnetismAlthough neither diamagnetic nor paramagnetic materials are technologically important (geophysical surveying is one exception), they are much studied by physicists, and the terminology of magnetics is enriched thereby. A short QuickTime movie (388 KB) demonstrates diamagnetism.

 

Ferromagnetic materials

Magnetization curve for ironThe most important class of magnetic materials is the ferromagnets: iron, nickel, cobalt and manganese, or their compounds (and a few more exotic ones as well). The magnetization curve looks very different to that of a diamagnetic or paramagnetic material. We might note in passing that although pure manganese is not ferromagnetic the name of that element shares a common root with magnetism: the Greek mágnes lithos – “stone from Magnesia” (now Manisa in Turkey).

Figure MPB above shows a typical curve for iron. It’s important to realize that the magnetization curves for ferromagnetic materials are all strongly dependant upon purity, heat treatment and other factors. However, two features of this curve are immediately apparent: it really is curved rather than straight (as with non-ferromagnets) and also that the vertical scale is now in teslas (rather than milliteslas as with Figure MPA).

Figure MPB is a normal magnetization curve because it starts from an unmagnetized sample and shows how the flux density increases as the field strength is increased. You can identify four distinct regions in most such curves. These can be explained in terms of changes to the material’s magnetic ‘domains’:

  1. Close to the origin a slow rise due to ‘reversible growth’.
  2. A longer, fairly straight, stretch representing ‘irreversible growth’.
  3. A slower rise representing ‘rotation’.
  4. An almost flat region corresponding to paramagnetic behaviour and then μ0 – the core can’t handle any more flux growth and has saturated.

At an atomic level ferromagnetism is explained by a tendency for neighbouring atomic magnetic moments to become locked in parallel with their neighbours. This is only possible at temperatures below the curie point, above which thermal disordering causes a sharp drop in permeability and degeneration into paramagnetism. Ferromagnetism is distinguished from paramagnetism by more than just permeability because it also has the important properties of remnance and coercivity.

 

Ferrimagnetic materials

Almost every item of electronic equipment produced today contains some ferrimagnetic material: loudspeakers, motors, deflection yokes, interference suppressors, antenna rods, proximity sensors, recording heads, transformers and inductors are frequently based on ferrites. The market is vast.

What properties make ferrimagnets so ubiquitous? They possess permeability to rival most ferromagnets but their eddy current losses are far lower because of the material’s greater electrical resistivity. Also it is practicable (if not straightforward) to fabricate different shapes by pressing or extruding – both low cost techniques.

What is the composition of ferrimagnetic materials? They are, in general, oxides of iron combined with one or more of the transition metals such as manganese, nickel or zinc, e.g. MnFe2O4. Permanent ferrimagnets often include barium. The raw material is turned into a powder which is then fired in a kiln or sintered to produce a dark gray, hard, brittle ceramic material having a cubic crystalline structure.

At an atomic level the magnetic properties depend upon interaction between the electrons associated with the metal ions. Neighbouring atomic magnetic moments become locked in anti-parallel with their neighbours (which contrasts with the ferromagnets). However, the magnetic moments in one direction are weaker than the moments in the opposite direction leading to an overall magnetic moment.

Saturation

Saturation is a limitation occurring in inductors having a ferromagnetic or ferrimagnetic core. Initially, as current is increased the flux increases in proportion to it (see figure MPB). At some point, however, further increases in current lead to progressively smaller increases in flux. Eventually, the core can make no further contribution to flux growth and any increase thereafter is limited to that provided by μ0 – perhaps three orders of magnitude smaller. Iron saturates at about 1.6 T while ferrites will normally saturate between about 200 mT and 500 mT.

It is usually essential to avoid reaching saturation since it is accompanied by a drop in inductance. In many circuits the rate at which current in the coil increases is inversely proportional to inductance (I = V * T / L). Any drop in inductance therefore causes the current to rise faster, increasing the field strength and so the core is driven even further into saturation.

Core manufacturers normally specify the saturation flux density for the particular material used. You can also measure saturation using a simple circuit. There are two methods by which you can calculate flux if you know the number of turns and either –

  1. The current, the length of the magnetic path and the B-H characteristics of the material.
  2. The voltage waveform on a winding and the cross sectional area of the core – see Faraday’s Law.

Although saturation is mostly a risk in high power circuits it is still a possibility in ‘small signal’ applications having many turns on an ungapped core and a DC bias (such as the collector current of a transistor).

If you find that saturation is likely then you might –

  • Run the inductor at a lower current
  • Use a larger core
  • Alter the number of turns
  • Use a core with a lower permeability
  • Use a core with an air gap

or some combination thereof – but you’ll need to re-calculate the design in any case.

Materials classification

Table MPJ categorizes (in a simplified fashion) each class assigned to a material according to its behaviour in a field.

Table MPJ: Materials classified by their magnetic properties.
Class χ
dependant
on B?
Dependant
on
temperature?
Hysteresis? Example χ
Diamagnetic No No No water -9.0 ×10-6
Paramagnetic No Yes No Aluminium 2.2 ×10-5
Ferromagnetic Yes Yes Yes Iron 3000
Antiferromagnetic Yes Yes Yes Terbium 9.51E-02
Ferrimagnetic Yes Yes Yes MnZn(Fe2O4)2 2500

 

Permeability

Permeability in the SI
Quantity name permeability
alias absolute permeability
Quantity symbol μ
Unit name henrys per metre
Unit symbols H m-1
Base units kg m s-2 A-2
Duality with the Electric World
Quantity Unit Formula
Permeability henrys per metre μ = L/d
Permittivity farads per metre ε = C/d

Although, as suggested above, magnetic permeability is related in physical terms most closely to electric permittivity, it is probably easier to think of permeability as representing ‘conductivity for magnetic flux‘; just as those materials with high electrical conductivity let electric current through easily so materials with high permeabilities allow magnetic flux through more easily than others. Materials with high permeabilities include iron and the other ferromagnetic materials. Most plastics, wood, non ferrous metals, air and other fluids have permeabilities very much lower: μ0.

Just as electrical conductivity is defined as the ratio of the current density to the electric field strength, so the magnetic permeability, μ, of a particular material is defined as the ratio of flux density to magnetic field strength –

μ = B / H
Equation MPD


Permeability curve for ironThis information is most easily obtained from the magnetization curve. Figure MPC shows the permeability (in black) derived from the magnetization curve (in colour) using equation MPD. Note carefully that permeability so defined is not the same as the slope of a tangent to the B-H curve except at the peak (around 80 A m-1 in this case). The latter is called differential permeability, μ′ = dB/dH.

In ferromagnetic materials the hysteresis phenomenon means that if the field strength is increasing then the flux density is less than when the field strength is decreasing. This means that the permeability must also be lower during ‘charge up’ than it is during ‘relaxation’, even for the same value of H. In the extreme case of a permanent magnet the permeability within it will be negative. There is an analogy here with electric cells, since they may be said to have ‘negative resistance’.

If you use a core with a high value of permeability then fewer turns will be required to produce a coil with a given value of inductance. You can understand why by remembering that inductance is the ratio of flux to current. For a given core B is proportional to flux and H is proportional to the current so that inductance is also proportional to μ: the ratio of B to H.

Unlike electrical conductivity, permeability is often a highly non-linear quantity. Most coil design formulæ, however, pretend that μ is a linear quantity. If you were working at a peak value of H of 100 A m-1, for example, then you might take an average value for μ of about 0.006 H m-1. This is all very approximate, but you must accept inaccuracy if you insist on treating a non-linear quantity as though it was actually linear.

This form of permeability, where μ is written without a subscript, is known in SI parlance as absolute permeability. It is seldom quoted in engineering texts. Instead a variant is used called relative permeability described next.

μ = μ0 × μr
Equation MPG

[ ↑ Top of page]


 

Relative permeability

Relative permeability
Quantity name Relative permeability
Quantity symbol μr
Unit symbols dimensionless

Relative permeability is a very frequently used parameter. It is a variation upon ‘straight’ or absolute permeability, μ, but is more useful to you because it makes clearer how the presence of a particular material affects the relationship between flux density and field strength. The term ‘relative’ arises because this permeability is defined in relation to the permeability of a vacuum, μ0

μr = μ / μ0 Equation MPE

For example, if you use a material for which μr = 3 then you know that the flux density will be three times as great as it would be if we just applied the same field strength to a vacuum. This is simply a more user friendly way of saying that μ = 3.77×10-6 H m-1. Note that because μr is a dimensionless ratio that there are no units associated with it.

Many authors simply say “permeability” and leave you to infer that they mean relative permeability. In the CGS system of units these are one and the same thing really. If a figure greater than 1.0 is quoted then you can be almost certain it is μr.

Approximate maximum permeabilities
Material μ/(H m-1) μr Application
Ferrite U 60 1.00E-05 8 UHF chokes
Ferrite M33 9.42E-04 750 Resonant circuit RM cores
Nickel (99% pure) 7.54E-04 600
Ferrite N41 3.77E-03 3000 Power circuits
Iron (99.8% pure) 6.28E-03 5000
Ferrite T38 1.26E-02 10000 Broadband transformers
Silicon GO steel 5.03E-02 40000 Dynamos, mains transformers
supermalloy 1.26 1000000 Recording heads

Note that, unlike μ0, μr is not constant and changes with flux density. Also, if the temperature is increased from, say, 20 to 80 centigrade then a typical ferrite can suffer a 25% drop in permeability. This is a big problem in high-Q tuned circuits.

Another factor, with steel cores especially, is the microstructure, in particular grain orientation. Silicon steel sheet is often made by cold rolling to orient the grains along the laminations (rather than allowing them to lie randomly) giving increased μ. We call such material anisotropic.

Before you pull any value of μ from a data sheet ask yourself if it is appropriate for your material under the actual conditions under which you use it. Finally, if you do not know the permeability of your core then build a simple circuit to measure it.

[ ↑ Top of page]


 

Variant forms of permeability and related quantities

Initial permeability

Initial permeability
Quantity name initial permeability
Quantity symbol μi
Unit symbols dimensionless *

Initial permeability describes the relative permeability of a material at low values of B (below 0.1T). The maximum value for μ in a material is frequently a factor of between 2 and 5 or more above its initial value.

Low flux has the advantage that every ferrite can be measured at that density without risk of saturation. This consistency means that comparison between different ferrites is easy. Also, if you measure the inductance with a normal component bridge then you are doing so with respect to the initial permeability.

* Although initial permeability is usually relative to μ0, you may see μi as an absolute permeability.

[ ↑ Top of page]


 

Effective permeability

Effective permeability
Quantity name Effective permeability
Quantity symbol μe
Unit symbols dimensionless *

Effective permeability is seen in some data sheets for cores which have air gaps. Coil calculations are easier because you can simply ignore the gap by pretending that you are using a material whose permeability is lower than the material you actually have.

* Effective permeability is usually relative to μ0.

[ ↑ Top of page]


 

Permeability of a vacuum in the SI

Permeability of a vacuum
Quantity name Permeability of a vacuum
alias Permeability of free space,
magnetic space constant,
magnetic constant
Quantity symbol μ0
Unit name henrys per metre
Unit symbols H m-1
Base units kg m s-2 A-2

The permeability of a vacuum has a finite value – about 1.257×10-6   H m-1 – and in the SI system (unlike the cgs system) is denoted by the symbol μ0. Note that this value is constant with field strength and temperature. Contrast this with the situation in ferromagnetic materials where μ is strongly dependant upon both. Also, for practical purposes, most non-ferromagnetic substances (such as wood, plastic, glass, bone, copper aluminium, air and water) have a permeability almost equal to μ0; that is, their relative permeability is 1.0.

Figure MPZ. Two parallel conductors, illustrating the derivation of mu-zeroIn Fig. MPZ you see, in cross section, two long, straight conductors spaced one metre apart in a vacuum. Both carry one ampere. The field strength due to the current in conductor A at a distance of one metre may be found, using Ampère’s Law –

H = I / d = 1 / (2π)   A m-1
Equation MPI


where I is the current in conductor A and d is the path length around the circular field line. We know, from the definition of the ampere, that the force on conductor C is 2×10-7 newtons per metre of its length. However, flux density, B, is also defined in terms of the force F, in newtons, exerted on a conductor of unit length and carrying unit current –

B = F / I = 2×10-7 / 1   tesla
Equation MPO


Since we now know both B and H at a distance of 1 metre from A we calculate the permeability of a vacuum as –

μ0 = B / H = 2×10-7 / (1 / (2π)) = 4π10-7   H m-1
Equation MPF


[ ↑ Top of page]


 

Susceptibility

Susceptibility (magnetic) in the SI
Quantity name Susceptibility alias bulk susceptibility
or volumetric susceptibility
Quantity symbol χ, χv
Unit symbols dimensionless
Duality with the Electric World
Quantity Unit Formula
magnetic susceptibility 1 χmg = μr – 1
electric susceptibility 1 χel = ε – 1

Although susceptibility is seldom directly important to the designer of wound components it is used in most textbooks which explain the theory of magnetism. When you work with non-ferromagnetic substances the permeability is so close to μ0 that characterizing them by μ is inconvenient. Instead use the magnetic susceptibility, χ – via the permeability

χ = μr – 1
Equation MPS


In paramagnetic and diamagnetic materials the susceptibility is given by

χ = M / H
Equation MPH
Table MPS: Magnetic susceptibilities
Material χv / 10-5
Aluminium +2.2
Ammonia -1.06
Bismuth -16.7
Copper -0.92
Hydrogen -0.00022
Oxygen +0.19
Silicon -0.37
Water -0.90

Susceptibilities of some other substances are given in table MPS where the paramagnetic substances have positive susceptibilities and the diamagnetic substances have negative susceptibilities. The susceptibility of a vacuum is then zero.

Susceptibility is a strong contender for the title of ‘most confusing quantity in all science’. There are five reasons for this:

  1. The counterpart to permeability in electrostatics has a distinct name: permittivity. Unfortunately, the counterpart to susceptibility in electrostatics has the same name. However, the electrostatic susceptibility should be given the symbol χeSusceptance has nothing to do with susceptibility.
  2. There are variant forms of susceptibility, the main two of which are listed below. Authors do not always explicitly state which variant is being used and, worse still, there is incomplete agreement about the names and symbols of each variant. The symbol χm is somewhat overloaded: magnetic susceptibility, mass susceptibility, or molar susceptibility? Take your pick.
  3. Most reference books, and many instruments, still present susceptibility figures in CGS units. Often, the units are not made explicit and you are left to deduce them from the context or the values themselves. The procedures for converting to SI are not obvious.
  4. Some quite prestigious publications incorrectly abbreviate the units to ‘per gram’ or ‘per kilogram’. 🙁
  5. Measurement of susceptibility is notoriously difficult. The slightest whiff of contamination by iron in the sample will send the experimental results off into the twilight. Published figures frequently show differences of 5%; and 50% is not rare.

The international symbol for susceptibility of the ordinary (‘volumetric’) kind is simply χ without any subscript. ISO suggests χm to distinguish magnetic susceptibility from electric susceptibility but this may risk confusion with mass or molar susceptibility. Some writers have used χv to indicate volumetric susceptibility. Although electromagnetism is already up to its ears in subscript soup, this seems a good solution.

Table MPN: Variant forms of susceptibility
Name Equation Symbol SI Units
bulk susceptibility M / H χ, χv
or κ
dimensionless
mass susceptibility χv / ρ χρ m3 kg-1
molar susceptibility
or molar mass susceptibility
χv × Wa / ρ χM m3 mol-1

where ρ is the density of the substance in kg m-3 and Wa is the molar mass in kg mol-1.

To appreciate the difference for each variant think of it as being a separate way to get the total magnetic moment for a magnetic field strength of one amp per metre. With bulk susceptibility you start from a known volume, with mass susceptibility you start from a known mass and from molar susceptibility you start from a known number of moles. Depending upon your application one form will be more convenient than another. Physicists like molar susceptibility because their calculations derive from atomic properties. Geologists like mass susceptibility because they know the weight of their sample.

Warning note The definition of susceptibility given here accords with the Sommerfeld SI variant. In the Kennelly variant χ has a different definition.

[ ↑ Top of page]


 

Mass susceptibility

Magnetic susceptibility by mass in the SI
Quantity name Magnetic mass susceptibility
alias specific susceptibility
Quantity symbol χρ
Unit symbols m3 kg-1

Magnetic mass susceptibility is simply

χρ = χv / ρ   m3 kg-1
Equation MPT
Table MPM: Magnetic mass susceptibilities
Material χρ /
(10-8 m3 kg-1 )
Aluminium +0.82
Ammonia -1.38
Bismuth -1.70
Copper -0.107
Hydrogen -2.49
Oxygen +133.6
Silicon -0.16
Water -0.90

where χv is the ordinary (‘volumetric’) susceptibility and ρ is the density of the material in kg per cubic metre. Unfortunately some tables of mass susceptibility, even in prestigious publications, abbreviate the units to ‘susceptibility per gram’ or ‘susceptibility per kilogram’ which is, at best, a source of confusion. Take care to distinguish χρ from χM or molar susceptibility; that is a different quantity.

So, if you know the mass of your material sample you need only multiply by χρ to find its magnetic moment when the field strength is one amp per metre.

Warning note This definition of susceptibility accords with the Sommerfeld SI variant. In the Kennelly variant χ has a different definition.
[ ↑ Top of page]


 

Terminology for intrinsic fields within materials –

Magnetic moment

Magnetic moment in the SI
Quantity name magnetic moment
alias magnetic dipole moment
or electromagnetic moment
Quantity symbol m
Unit name ampere metre squared
Unit symbols A m2

Single turn coil gives a torqueThe concept of magnetic moment is the starting point when discussing the behaviour of magnetic materials within a field. If you place a bar magnet in a field then it will experience a torque or moment tending to align its axis in the direction of the field. A compass needle behaves the same. This torque increases with the strength of the poles and their distance apart. So the value of magnetic moment tells you, in effect, ‘how big a magnet’ you have.

It is also well known that a current carrying loop in a field also experiences a torque (electric motors rely on this effect). Here the torque, τ, increases with the current, i, and the area of the loop, A. θ is the angle made between the axis of the loop normal to its plane and the field direction.

τ = B × i × A × sinθ Equation MPU

The unit of τ is the newton metre. This puzzling quantity appears to have the dimensions of force times distance … which is energy. Hmmm.

The quantity i × A is defined as the magnetic moment, m. This gives

τ = B × m × sinθ Equation MPL

Particular materials where the magnetic moment of each atom can be made to favour one direction are said to be magnetizable. The extent to which this happens is called the magnetization. Magnetic moment is a vector quantity which has both direction and magnitude. This is important because although the atoms in most materials may have magnetic moments they are not easily brought into alignment in one direction, so the moments cancel each other, leading to weak magnetization.

The Earth has a magnetic moment of 8×1022 A m2.   A single electron has a magnetic moment due to its orbit around the nucleus which is a multiple of 9.27×10-24 A m2 (known as the Bohr magneton, μB).

We have, then, two ways of looking at the basis of magnetism: one is the idea of a pair of opposing poles and the other is current circulation. Each viewpoint has some advantages over the other; and this gave science a hard time deciding which to prefer. The reason this is worth mentioning is that different definitions arose for several quantities in magnetics. Both models, however, function more as convenient mathematical abstractions rather than literal descriptions of the physical origins of magnetism.

warning The definition given above accords with the Sommerfeld variant of the SI system of units. In the Kennelly variant m is in weber metres.

[ ↑ Top of page]


 

Magnetization

Magnetization in the SI
Quantity name Magnetization
Quantity symbol M
Unit name ampere per metre
Unit symbols A m-1

Magnetic fields are caused by the movement of charge, normally electrons. This movement may take place in a wire carrying current. The wire then develops a surrounding magnetic field which is given the symbol, H.

In a bar magnet you may not think that there need be any current but the magnetic field here is also due to moving charge: the electrons circling around the nuclei of the iron atoms or simply spinning about their own axis. Atoms like this are said to possess a magnetic moment. The average field strength due to these moments at any particular point is called magnetization and given the symbol M.

In most materials the moments are oriented almost at random – which leads to weak magnetization and ‘non-magnetic’ properties. In iron the moments readily align themselves along an applied field so inducing a large value of M and the familiar characteristics in the presence of a field.

Magnetization is defined –

M = m / V   A m-1
Equation MPV


where m is the total vector sum for the magnetic moments of all the atoms in a given volume V (in m3) of the material. We can then say –

B = μ0 ( H + M)   teslas
Sommerfeld field equation


This equation is of theoretical importance because it highlights a closeness between H and M. The H field is related to ‘free currents’: for example those flowing from a battery along a piece of wire. M, on the other hand, is related to the ‘bound’ (‘Ampèrian’) currents of electron orbitals within magnetized materials.

In practice, with ferromagnetic materials, M tends to be a very complex function of H – including values of H in the past. As a designer of wound components you therefore pretend instead that B = μH … and hope for the best!

Magnetization occurs not just in materials having permanent magnetic moments but also in any magnetizable material in a field which can induce a magnetic moment in its constituent atoms. In the special case of paramagnetic and diamagnetic materials this magnetization is given by

M = χ H   A m-1
Equation MPZ


warning The definition given above accords with the Sommerfeld variant of the SI system of units. The Kennelly variant M is in tesla.

[ ↑ Top of page]


 

Intensity of magnetization

Intensity of magnetization in the SI
Quantity name Intensity of magnetization
alias Magnetic polarization
Quantity symbol I
Unit name tesla
Unit symbol T

Intensity of magnetization functions in the Kennelly variant of the SI as an alternative to the Sommerfeld variant for magnetization, M.

I = μ0 M   teslas Equation MPX

We can then say –

B = μ0 H + I   teslas Kennelly field equation

Note the units of I: teslas, not amps per metre as in the Sommerfeld magnetization. So don’t confuse intensity of magnetization with magnetization.


Magnetic polarization

Magnetic polarization in the SI
Quantity name Magnetic polarization
alias Intensity of magnetization
Quantity symbol J
Unit name tesla
Unit symbols T

Magnetic polarization is a synonym for intensity of magnetization in the Kennelly variant of the SI

—————-..

Định lượng Biểu tượng Gaussian & css emu  a Hệ số chuyển đổi, C  b SI & hợp lý mks  c
Mật độ từ thông, cảm ứng từ B gauss (G)  d 10 -4 tesla (T), Wb / m 2
Từ thông Φ maxwell (Mx), G ּ cm 2 10 -8 weber (Wb), volt giây (V ּ s)
Hiệu điện thế từ, lực từ U, F gilbert (Gb) 10/4 ampe (A)
Cường độ từ trường, lực từ hóa H oersted (Oe), e Gb / cm 10 3 / 4π A / m  f
(Khối lượng) từ hóa  g M emu / cm 3  h 10 3
(Khối lượng) từ hóa 4π M G 10 3 / 4π
Phân cực từ, cường độ từ hóa Tôi là tôi emu / cm 3 4 x x 10 -4 T, Wb / m i
(Khối lượng) từ hóa σ,  M emu / g 1
4π x 10 -7
A ּ m 2 / kg
Wb m / kg
Khoảnh khắc từ m emu, erg / G 10 -3 2 m 2 , joule mỗi tesla (J / T)
Khoảnh khắc lưỡng cực từ j emu, erg / G 4π x 10 -10 Wb ּ m  i
(Khối lượng) tính nhạy cảm χ, không thứ nguyên, emu / cm 3
(4π) 2 x 10 -7
gà mái không kích thước trên mét (H / m), Wb / (A m)
Tính nhạy cảm (khối lượng) χ ρ , k ρ cm 3 / g, emu / g 4π x 10 -3
(4π) 2 x 10 -10
3 / kg
H ּ m 2 / kg
(Molar) mẫn cảm χ m , κ mol cm 3 / mol, emu / mol 4π x 10 -6
(4π) 2 x 10 -13
3 / mol
H ּ m 2 / mol
Tính thấm μ không thứ nguyên 4 x x 10 -7 H / m, Wb / (A m)
Tính thấm tương đối  j μ r không xác định không thứ nguyên
(Khối lượng) mật độ năng lượng, sản phẩm năng lượng  k W erg / cm 3 10 -1 J / m 3
Yếu tố khử từ D , N không thứ nguyên 1 / 4π không thứ nguyên
a . Các đơn vị Gaussian và css emu giống nhau cho các thuộc tính từ tính. Mối quan hệ xác định là B = H + 4π M .

b . Nhân một số trong các đơn vị Gaussian với C để chuyển đổi nó thành SI (ví dụ: 1 G x 10 -4 T / G = 10 -4 T).

c . SI ( Système International d’Unitès ) đã được Cục Tiêu chuẩn Quốc gia thông qua. Khi các yếu tố chuyển đổi được đưa ra, yếu tố trên được công nhận theo, hoặc phù hợp với SI và dựa trên định nghĩa B = o ( H +  M ), trong đó μ o = 4π x 10 -7 H / m. Người thấp hơn không được công nhận dưới SI và được dựa trên định nghĩa B = μ H +  J , nơi biểu tượng Tôi thường được sử dụng ở vị trí của  J .

d . 1 gauss = 10 5 gamma (γ).

e . Cả oersted và gauss đều được biểu thị bằng cm -1/2 ּ g 1/2 -1 s -1 theo đơn vị cơ sở.

f . A / m thường được biểu thị dưới dạng lượt ampere trên mỗi mét khi được sử dụng cho cường độ từ trường.

g . Mô men từ tính trên một đơn vị thể tích.

h . Tên gọi là emu tinh không phải là một đơn vị.

i . Công nhận theo SI, mặc dù dựa trên defition B = μ H +  J . Xem chú thích  c .

j . μ r = μ / μ o = 1 +, tất cả trong SI. μ r bằng Gaussian.

k . B ּ H và M ּ H có đơn vị SI J / m 3 ; M ּ H và  B ּ H / 4π có đơn vị Gaussian erg / cm 3 .

 

 

Thông tin này được lấy từ sự cho phép của RB Goldfarb và FR Fickett, Bộ Thương mại Hoa Kỳ, Cục Tiêu chuẩn Quốc gia, Boulder, Colorado 80303, tháng 3 năm 1985, Ấn phẩm đặc biệt NBS 696.

 

Sách “Địa chất trầm tích Việt Nam” của GS.TS.NGND Trần Nghi

Trầm tích học nói lên rất nhiều điều về phong thủy loan đầu. Nó nghiên cứu về động lực phân dị, vận chuyển và lắng đọng trầm tích do các tác nhân nội ngoại sinh khác nhau, nên quy luật của trầm tích phản ánh được đặc điểm động lực chính yếu của vùng đất đó trong quá khứ, ở hiện tại và cả quy luật trong tương lai- do đó trầm tích đóng vai trò cốt tử để hiểu rõ 1 vùng đất như thế nào. Nếu như việc am hiểu các bộ môn magma, kiến tạo sẽ giúp chúng ta hiểu quy luật tạo núi- tạo sơn, thì trầm tích giúp chúng ta hiểu quy luật thành tạo các dải đất theo động lực của sông- thủy; trầm tích học lại có ứng dụng lớn hơn trong phong thủy bởi diện tích phủ bề mặt có đá trầm tích là lớn hơn so với đá gốc, và con người cũng sống nhiều hơn ở các vùng đồng bằng. Bộ môn này thật sự không thể thiếu trong quá trình nghiên cứu phong thủy đối với cá nhân tôi. Và người thầy có công sức lớn nhất đã dẫn dắt trong bộ môn này là người thầy lớn của tôi: Giáo sư Tiến sĩ Trần Nghi

Giáo sư Tiến sĩ Trần Nghi là người thầy đã dậy dỗ và truyền cảm hứng rất lớn cho niềm đam mê về đất đá, địa chất của tôi. Thầy là nhà khoa học lớn có nhiều đóng góp về tri thức cho nền địa chất nước nhà với nhiều công trình nghiên cứu, bài báo cũng như sách giáo trình trong nghành mà 1 trong số đó là cuốn sách dưới đây các bạn có thể đặt mua:

http://press.vnu.edu.vn/index.php/product/dia-chat-tram-tich-viet-nam/

Mô tả

Cuốn sách “Địa chất trầm tích Việt Nam” của GS.TS.NGND Trần Nghi đã giới thiệu những kết quả nghiên cứu chọn lọc của tác giả hơn 40 năm trở lại đây. Những kết quả này được tích hợp thành những nguyên lý, công thức lý thuyết và các hệ số trầm tích định lượng góp phần hoàn thiện và khắc phục những tồn tại trong nghiên cứu trầm tích luận của thế giới. Các hệ số đó đã và đang được các nhà nghiên cứu, học viên cao học và nghiên cứu sinh sử dụng một cách có hiệu quả trong lĩnh vực trầm tích dầu khí và trầm tích Đệ Tứ ở Việt Nam.

Những điểm nhấn hết sức ấn tượng của công trình phải được kể đến là:

– Tác giả đã minh giải môi trường trầm tích khác nhau của các đá có tuổi cổ đến trầm tích hiện đại cả trên đất liền và dưới thềm lục địa Việt Nam. Các môi trường khác nhau từ lục địa, ven biển, cồn cát ven biển hiện đại đến môi trường biển nông, vũng vịnh và biển sâu được minh họa một cách sinh động bởi các kiểu cấu tạo của đá trầm tích ngoài trời, kiến trúc và thành phần khoáng vật trên lát mỏng thạch học do chính tác giả đi khảo sát, chụp ảnh ngoài thực địa và tự nghiên cứu trong phòng thí nghiệm.

– Từ mối quan hệ giữa trầm tích và kiến tạo, theo nguyên lý chu kỳ Wilson, tác giả đã giải thích cơ chế hình thành các bể Kainozoi trên thềm lục địa Việt Nam là sụt lún nhiệt có chu kỳ và không tách giãn. Đây là một ý tưởng mới sáng tạo của GS. Trần Nghi cần được ủng hộ, động viên và khích lệ để tiếp tục nghiên cứu và hoàn thiện nó như một chủ thuyết của trường phái nghiên cứu phân tích bể trầm tích của Việt Nam.

– Cuốn sách đã trình bày kết quả nghiên cứu về địa tầng phân tập trầm tích Kainozoi các bể Sông Hồng, Phú Khánh, Cửu Long, Nam Côn Sơn, Tư Chính- Vũng Mây và địa tầng phân tập của trầm tích Đệ Tứ phần đất liền và dưới thềm lục địa Việt Nam theo hướng tiếp cận từ trầm tích luận trong mối quan hệ với sự thay đổi mực nước biển và chuyển động kiến tạo. Kết quả nghiên cứu của tác giả đã phát biểu một định nghĩa về địa tầng phân tập theo mối quan hệ giữa tướng trầm tích và sự thay đổi mực nước biển toàn cầu. Định nghĩa đó như một tư tưởng mới góp phần chính xác hóa việc phân chia địa tầng Đệ Tam và đối sánh địa tầng trầm tích Đệ Tứ giữa đồng bằng Bắc Bộ, các đồng bằng ven biển Miền Trung với đồng bằng Nam Bộ, giữa phần đất liền và phần ngập nước tiếp cận từ phân tích cộng sinh tướng.

……………………

1 bài báo có sự tham gia của tôi cùng với thầy khi đang là nghiên cứu viên địa chất

TRẦM TÍCH LUẬN HIỆN ĐẠI TRONG PHÂN TÍCH CÁC BỂ KAINOZOI
VÙNG BIỂN NƯỚC SÂU VIỆT NAM

TRẦN NGHI1, ĐINH XUÂN THÀNH2, TRẦN THỊ THANH NHÀN2, TRẦN HỮU THÂN1, PHẠM THỊ THU HẰNG1,
NGUYỄN THỊ PHƯƠNG THẢO1, NGUYỄN DUY TUẤN1, TRẦN THỊ DUNG2

1Trung tâm Nghiên cứu Biển và Đảo, Xuân Thủy, Cầu Giấy, Hà Nội

 2Trường Đại học Khoa học tự Nhiên, 334 Nguyễn Trãi, Thanh Xuân, Hà Nội

Tóm tắt: Nghiên cứu trầm tích luận hiện đại trong phân tích các bể Kainozoi Nam Côn Sơn, Phú Khánh, Tư Chính – Vũng Mây, Trường Sa hiện tại đang ở trong vùng nước sâu (500-3000 m) là một hướng tiếp cận hệ thống và quan hệ nhân quả giữa tiến hóa trầm tích theo chu kỳ với sụt lún nhiệt không tách giãn theo chu kỳ:
1/ Theo cấu trúc thẳng đứng, các bể Kainozoi vùng nước sâu có thể chia ra  6 bể thứ cấp tương ứng với 6 phức tập (sequence*):
– Các bể thứ cấp Eocen-Oligocen sớm và Oligocen muộn: sụt lún nhiệt dạng tuyến kiểu địa hào nội lục.
– Các bể thứ cấp Miocen sớm, Miocen giữa, Miocen muộn: sụt lún nhiệt mở rộng có chu kỳ.
– Bể thứ cấp Pliocen – Đệ tứ: sụt lún nhiệt phân dị đơn nghiêng tạo nên thềm và sườn lục địa hiện đại được đặc trưng bởi các thành tạo lục nguyên: carbonat biển nông đến trầm tích lục nguyên, bùn vôi – silic, vụn núi lửa quạt ngầm turbidit biển sâu chân dốc sườn lục địa.

2/ Ranh giới các bể thứ cấp được xác định dựa trên các bề mặt gián đoạn trầm tích do ảnh hưởng của sự thay đổi mực nước biển và các pha kiến tạo nâng trồi bào mòn cắt xén tương đương với ranh giới các phức tập và cũng là ranh giới các chu kỳ trầm tích. Mỗi phức tập có thể chia ra được 3 miền hệ thống theo sự thay đổi mực nước biển: miền hệ thống biển thấp hay biển thoái thấp (LST), miền hệ thống biển tiến (HST) và miền hệ thống biển cao hay biển thoái cao (HST).
3/ Xác định được các công thức tướng đơn và tướng kép theo các miền hệ thống trầm tích là chìa khóa quan trọng để giải thích tại sao tại trung tâm các bể Nam Côn Sơn và Phú Khánh vẫn quan niệm là trầm tích biển sâu nhưng lại có bề dày lớn nhất (10-12 km) có cấu tạo nằm ngang song song đặc trưng cho môi trường biển nông. Điều đó được lý giải môi trường lắng đọng trầm tích luôn luôn có dòng chảy đáy tái vận chuyển và tái phân bố vật liệu trầm tích lục nguyên do sông mang tới. Vì vậy, trong mỗi lớp trầm tích đều chứa phức hệ tướng kép châu thổ và biển xen kẽ nhau: (amr + mr) hoặc (amt + mt).
4/ Phân tích các kiểu biến dạng các bể thứ cấp và phục hồi các mặt cắt trước khi thành lập các bản đồ tướng đá – cổ địa lý theo các miền hệ thống được coi là quy trình cơ bản có tính nguyên tắc trong nghiên cứu trầm tích luận hiện đại. Đó là cơ sở khoa học để xây dựng tiền đề đánh giá hệ thống dầu khí.

Sách về phân vị địa tầng của GS Tống Duy Thanh

Muốn hiểu nhanh nhất về đặc điểm của mỗi vùng đất, không gì nhanh hơn là nắm chắc thông tin về địa tầng khu vực đó. Dựa trên cuốn sách được đăng ở dưới đây, các bạn có thể tra cứu tất cả các phân vị địa tầng có mặt tại việt nam, điều kiện cần là nên có bản đồ địa chất Việt Nam để tra cứu.

2005-Cac_phan_vi_dia_tang_Viet_Nam

Để tra cứu online, các bạn có thể truy cập trang web idm.gov.vn: http://idm.gov.vn/Nguon_luc/Xuat_ban/Anpham/Tracuu_PVDC/Mucluc.htm

CHƯƠNG I. ĐỊA TẦNG – STRATIGRAPHY

· A Chóc (Hệ tầng – Formation)

· A Lin (Hệ tầng – Formation)

· A Ngo (Hệ tầng, Formation)

· A  Vương (Hệ tầng, Formation)

· Ái Nghĩa (Hệ tầng, Formation)

· Aluvi cổ (Old Alluvia)

· Aluvi trẻ (Recent Alluvia)

· Amphipora (Đá vôi, Limestone)

· An Châu (Điệp, Suite)

· An Châu (Loạt, Group)

· An Điềm (Hệ tầng, Formation)

· Angaras (Loạt, Group)

· An Phú (Hệ tầng, Formation)

· Antracolit trung và thượng – (Middle and Upper Anthracolitic)

· Ba Hòn – Làng Lếch (Loạt đá phiến kết tinh, Group of crystalline schists)

· Bà Miêu (Hệ tầng, Formation)

· Bá Thước (Điệp, Suite)

· Bạch Hổ (Hệ tầng, Formation)

· Bạch Long Vĩ (Hệ tầng, Formation)

· Bảo Lộc (Hệ tầng, Formation)

· Bái Đằng (Điệp, Suite)

· Bãi Cháy (Hệ tầng, Formation)

· Bàn Cờ (Hệ tầng, Formation)

· Bản Cải (Hệ tầng, Formation)

· Bản Có (Hệ tầng, Formation)

· Bản Cỏng (Hệ tầng, Formation)

· Bản Diệt (Hệ tầng, Formation)

· Bản Đôn (Loạt, Group)

· Bản Giàng (Hệ tầng, Formation)

· Bản Hang (Hệ tầng, Formation)

· Bản Hát (Hệ tầng, Formation)

· Bản Hom (Tầng đá vôi, Limestone Beds)

· Bản Hom (Tầng sét vôi, Marlaceous Beds)

· Bản Nguồn (Hệ tầng, Formation)

· Bản Páp (Loạt, Group)

· Bản Páp (Liên bậc, Regional Superstage)

· Bản Rõm (Hệ tầng, Formation)

· Bản Tang (Hệ tầng, Formation)

· Bản Thăng (Hệ tầng, Formation)

· Bản Thọc (“Série”)

· Bản Vàn (Điệp, Suite)

· Bắc Bun (Hệ tầng, Formation)

· Bắc Bun (Bậc khu vực, Regional Stage)

· Bắc Mê (Hệ tầng, Formation)

· Bắc Sơn (Tầng văn hoá, Cultural Horizon)

· Bắc Sơn = Đá Mài (Hệ tầng, Formation)

· Bắc Thuỷ (Hệ tầng, Formation)

· Bằng Ca (Hệ tầng, Formation )

· Bến Khế (Hệ tầng, Formation)

· Biển Đông (Hệ tầng, Formation)

· Bình Gia (Hệ tầng, Formation)

· Bình Liêu (Hệ tầng, Formation)

· Bình Minh (Hệ tầng, Formation)

· Bình Sơn (Hệ tầng, Formation)

· Bình Trưng (Hệ tầng, Formation)

· Bó Hiềng (Hệ tầng, Formation)

· Bó Mới (Tập, Member)

· Bồng Sơn (Hệ tầng, Formation)

· Bù  Khạng  (Hệ tầng, Formation)

· Bửu Long (Hệ tầng, Formation)

· Ca Tô (Hệ tầng, Formation)

· Cà Mau (Hệ tầng, Formation)

· Cái Đại (Hệ tầng, Formation)

· Caleđon (Vật liệu, Materials)

· Cam Đường (Hệ tầng, Formation)

· Cam Lộ (Hệ tầng, Formation)

· Cam Ranh (Hệ tầng, Formation)

· Cao Bằng (Hệ tầng, Formation)

· Cao Quảng (Hệ tầng, Formation)

· Cao Vinh (Điệp, Suite)

· Cát Bà (Hệ tầng, Formation)

· Cát Đằng (Hệ tầng, Formation)

· Cát Đằng (Loạt, Group)

· Cát kết thượng (Upper Sandstone)

· Cát kết chứa Hoernesia socialis (Hoernesia socialis Sandstone)

· Cau (Hệ tầng, Formation)

· Cẩm Thủy (Hệ tầng, Formation)

· Cần Thơ (Hệ tầng, Formation)

· Chang Pung (Hệ tầng, Formation)

· Chapa – Cốc Xan (“Série”)

· Châu Thới (Hệ tầng, Formation)

· Chiêm Hoá (Hệ tầng, Formation)

· Chiu Riu (Hệ tầng, Formation)

· Chư Klin (Hệ tầng, Formation)

· Chư Prông (Hệ tầng, Formation)

· Chư  Sê (Hệ tầng, Formation)

· Cò Bai (Hệ tầng, Formation)

· Cò Mi (Hệ tầng, Formation)

· Cò Nòi (Hệ tầng, Formation)

· Con Voi (Hệ tầng, Formation)

· Cô Tô (Hệ tầng, Formation)

· Cổ Bi (Đá phiến cát; Sandy shale)

· Cổ Phúc (Hệ tầng, Formation).

· Cốc Pài (“Série”)

· Cốc Xan (“Série”)

· Cốc Xô (Hệ tầng, Formation)

· Cù Lao Dung (Hệ tầng, Formation)

· Củ Chi (Hệ tầng, Formation)

· Cuội kết (Hệ tầng, Formation)

· Cửa Rào (Hệ tầng, Formation)

· Dăm kết đỉnh (Top Breccias)

· Dăm kết hệ X (Breccias of X System)

· Dầu Tiếng (Hệ tầng, Formation)

· Di Linh (Hệ tầng, Formation)

· Dừa (Hệ tầng, Formation)

· Dương Hưu (Điệp, Suite)

· Dưỡng Động (Hệ tầng, Formation)

· Đa Niêng (Hệ tầng, Formation)

· Đa Phúc (Tầng, Formation)

· Đa Pren (Hệ tầng, Formation)

· Đà Nẵng (Hệ tầng, Formation) 

· Đá Đinh (Hệ tầng, Formation)

· Đá Mài (Hệ tầng, Formation)

· Đá phiến chứa Margarites samneuaensis (Margarites samneuaensis Shale)

· Đá phiến Trị An (Trị An Shale)

· Đại Giang  (Hệ tầng, Formation)

· Đại Thị (Hệ tầng, Formation)

· Đáp Cầu (Tầng, Formation)

· Đắc Bùng (Hệ tầng, Formation)

· Đắc Krông (Hệ tầng, Formation)

· Đắc Rium (Hệ tầng, Formation)

· Đăk  Lin (Hệ tầng, Formation)

· Đăk Long (Hệ tầng, Formation)

· Đăk Lô (Hệ tầng, Formation)

· Đăk Mi  (Hệ tầng, Formation)

· Đất Cuốc (Hệ tầng, Formation)

· Đất Đỏ (Hệ tầng, Formation)

· Đèo Bảo Lộc (Hệ tầng, Formation)

· Đèo Bén (Hệ tầng, Formation)

· Đèo Nhe (Điệp, Suite)

· Đệ tam (Trầm tích, Sediments)

· Điền Lư  (Hệ tầng, Formation)

· Đình Cao (Hệ tầng, Formation)

· Đồ Sơn  (Hệ tầng , Formation)

· Đồn Sơn  (Tầng, Formation)

· Đông Sơn (Hệ tầng, Formation)

· Đông Thọ (Động Thờ) (Hệ tầng, Formation)

· Đồng Đăng (Hệ tầng, Formation)

· Đồng Đỏ (Hệ tầng, Formation)

· Đồng Giao (Hệ tầng, Formation)

· Đồng Ho (Hệ tầng, Formation)

· Đồng Hới (Hệ tầng, Formation)

· Đồng Mỏ (Loạt, Group)

· Đồng Trầu (Hệ tầng, Formation)

· Đồng Văn  (“Série”)

· Động Hà (Hệ tầng, Formation)

· Động Toàn (Hệ tầng, Formation)

· Đơn Dương (Hệ tầng, Formation)

· Đray Linh (Phân loạt, Subgroup)

· Ea Súp (Hệ tầng, Formation)

· Fansipan  (Orthogneis, Orthogneiss)

· Fusulin (Đá vôi, Limestone)

· Hà Cối (Hệ tầng, Formation)

· Hà Giang (Hệ tầng, Formation)

· Hà Nội (Hệ tầng, Formation)

· Hà Tiên (Hệ tầng, Formation)

· Hà Tu (Hệ tầng, Formation)

· Hạ Lang (Hệ tầng, Formation)

· Hạ Lang (Bậc khu vực, Regional Stage)

· Hạ Long (Hệ tầng, Formation)

· Hải Dương (Hệ tầng, Formation)

· Hải Hưng (Hệ tầng, Formation) 

· Hàm Rồng (Hệ tầng, Formation)

· Hang Mon (Hệ tầng, Formation)

· Hậu Giang (Hệ tầng, Formation)

· Hệ lớp chứa hoá thạch Napeng (Napeng Fauna Beds)

· Hệ lớp chứa Myophoria napengensis (Myophoria napengensis Beds)

· Hoà Bình (Tầng văn hoá, Cultural Horizon)

· Hoàng Mai (Hệ tầng, Formation)

· Hoằng Hoá (Hệ tầng, Formation)

· Hòn Chông (Hệ tầng, Formation)

· Hòn Đước (Hệ tầng, Formation)

· Hòn Gai (Hệ tầng, Formation)

· Hòn Heo (Hệ tầng, Formation)

· Hòn Mấu (Hệ tầng, Formation)

· Hòn Ngang (Hệ tầng, Formation)

· Hòn Nghệ (Loạt, Group)

· Hồ Tam Hoa (Hệ tầng, Formation)

· Hồng Ngài (Hệ tầng, Formation)

· Hớn Quản (Hệ tầng, Formation)

· Huổi Lôi (Hệ tầng, Formation)

· Huổi Nhị (Hệ tầng, Formation)

· Huổi  Ren (Hệ tầng, Formation)

· Huron (Vật liệu, Materials)

· Hữu Chánh (Hệ tầng, Formation)

· Ia Ban (Hệ tầng, Formation)

· Inđosinias

· Kan Nack  (Loạt, Group)

· Kế Bào (Hệ tầng, Formation)

· Khao Hô (Hệ tầng, Formation)

· Khao Lộc (Hệ tầng, Formation)

· Khâm Đức (Hệ tầng, Formation)

· Khe Ảng (Hệ tầng, Formation)

· Khe Bố (Hệ tầng, Formation)

· Khe Giữa (Hệ tầng, Formation)

· Khe Rèn (Hệ tầng, Formation)

· Khôn Làng (Hệ tầng, Formation)

· Kiên Lương (Hệ tầng, Formation)

· Kiến An (Hệ tầng, Formation)

· Kiến Xương (Hệ tầng, Formation)

· Kim Lu (“Série”)

· Kim Sơn (Hệ tầng, Formation)

· Kon Cot (Hệ tầng, Formation)

· Kon Tum (Hệ tầng, Formation).

· Kỳ Sơn (Hệ tầng, Formation)

· La Khê (Hệ tầng, Formation)

· La Ngà (Phân loạt, Subgroup)

· La Trọng (Hệ tầng, Formation)

· Lạc Lâm (Hệ tầng, Formation)

· Lai Châu (Hệ tầng, Formation)

· Lang Ca Phủ (Đá vôi, Limestone)

· Làng Bai (Hệ tầng, Formation)

· Làng Đán (Hệ tầng, Formation)

· Làng Đèn (“Série”)

· Làng Điền (Hệ tầng, Formation)

· Làng Hang (Hệ tầng, Formation)

· Làng Vạc (Hệ tầng, Formation)

· Lạng Sơn (Hệ tầng, Formation)

· Lân Pảng (Hệ tầng, Formation)

· Lệ Chi (Hệ tầng, Formation)

· Lệ Kỳ (Hệ tầng, Formation)

· Lệ Ninh (Hệ tầng, Formation) 

· Li Ô (Hệ tầng, Formation)

· Long Bình (Hệ tầng, Formation)

· Long Đại (Hệ tầng, Formation)

· Long Mỹ (Hệ tầng, Formation)

· Long Toàn (Hệ tầng, Formation)

· Lỗ Sơn (Hệ tầng, Formation)

· Lục Liêu (Hệ tầng, Formation)

· Lục Rã (“Série”)

· Lũng Nậm (Hệ tầng, Formation)

· Lũng Pô (Hệ tầng, Formation)

· Lũng Trâu (Hệ tầng, Formation)

· Lutxia (Hệ tầng, Formation)

· Lược Khiêu (Hệ tầng, Formation)

· Lưỡng Kỳ (Hệ tầng, Formation)

· Lý Hoà (Hệ tầng, Formation)

· Mã Đà (Hệ tầng, Formation)

· Mã Pí Lèn (“Série”)

· Mang Giang (Hệ tầng, Formation)

· Mãng Cầu (Hệ tầng, Formation)

· Mavieck (Hệ tầng, Formation)

· Mẫu Sơn (Hệ tầng, Formation)

· Mậu Duệ (Hệ tầng, Formation)

· Mia Lé (Hệ tầng, Formation)

· Mia Lé (Bậc khu vực, Regional Stage)

· Minh Hoà (Hệ tầng, Formation)

· Minh Lệ (Hệ tầng, Formation)

· Miocen (Trầm tích, Sediments)

· Mỏ Đồng (Hệ tầng, Formation)

· Mỏ Nhài (Hệ tầng, Formation)

· Mó Tôm (Đá vôi, Limestone)

· Móng Cáy (Đất đá cổ; Ancient beds)

· Mộ Tháp (Hệ tầng, Formation)

· Mộc Hoá (Hệ tầng, Formation)

· Mụ Giạ (Hệ tầng, Formation)

· Mục Bãi (Hệ tầng, Formation)

· Mường Chà (Hệ tầng, Formation)

· Mường Hinh (Hệ tầng, Formation)

· Mường Lống (Hệ tầng, Formation)

· Mường Thế (“Série”)

· Mường Thế (Đá phiến và cát kết, Shale and sandstone)

· Mường Trai (Hệ tầng, Formation)

· Mường Xén (Hệ tầng, Formation)

· Mỹ Đức (Loạt,  Group)

· Mỹ Tho (Hệ tầng, Formation) 

· Na Bo (“Série”)

· Na Ca (“Série”)

· Na Ché (“Série”)

· Na Dương (Hệ tầng, Formation)

· Na Man (“Série”)

· Na Yan (“Série”)

· Nà Cáp (Hệ tầng, Formation)

· Nà Đon (Tập, Member)

· Nà Hang (Hệ tầng, Formation)

· Nà Khuất (Hệ tầng, Formation)

· Nà Mọ (Hệ tầng, Formation)

· Nà Ngần (Hệ tầng, Formation)

· Nà Quản (Hệ tầng, Formation)

· Nagotna (Hệ tầng, Formation)

· Nam Côn Sơn (Hệ tầng, Formation)

· Nam Du (Hệ tầng, Formation)

· Nam Ho, Nam Mo (“Série”)

· Nam Ô (Hệ tầng, Formation)

· Năm Căn (Hệ tầng, Formation)

· Nậm Bay (Hệ tầng, Formation)

· Nậm Cắn (Hệ tầng, Formation)

· Nậm Cô (Hệ tầng, Formation)

· Nậm Cười (Hệ tầng, Formation)

· Nậm Lệ  (Hệ tầng, Formation)

· Nậm Mu (Hệ tầng, Formation)

· Nậm Pìa (Hệ tầng, Formation)

· Nậm Pô (Hệ tầng, Formation)

· Nậm Qua (Hệ tầng, Formation)

· Nậm Sâm (“Série”)

· Nậm Sập (Hệ tầng, Formation)

· Nậm Tát (Bậc khu vực, Regional Stage)

· Nậm Thẳm (Hệ tầng, Formation)

· Nậm Thếp (Hệ tầng, Formation)

· Neogen (Trầm tích, Sediments)

· Ngân Sơn (Đá vôi, Limestone)

· Nghi Xuân (Hệ tầng, Formation) 

· Nghĩa Lộ (Hệ tầng, Formation)

· Ngọc Lâm (Hệ tầng, Formation)

· Ngọc Linh  (Loạt, Group)

· Ngòi Chi   (Hệ tầng, Formation)

· Ngòi Hút (Hệ tầng, Formation)

· Ngòi Thia (Hệ tầng, Formation)

· Nha Trang (Hệ tầng, Formation)

· Nhà Bè (Hệ tầng, Formation)

· Noọng Dịa (Đá vôi, Limestone)

· Nông Sơn (Loạt, Group)

· Núi Con Voi (Hệ tầng, Formation)

· Núi Cọp (Hệ tầng, Formation)

· Núi Vú  (Hệ tầng, Formation)

· Núi Xước (Hệ tầng, Formation)

· Nước Mỹ (Hệ tầng, Formation)

· Oligocen (Trầm tích, Sediments)

· Ô Lin (Hệ tầng, Formation)

· Pa Ham (Hệ tầng, Formation)

· Pa Pei (Đá vôi, Limestone)

 

· Pa Pei (“Série”)

· Pác Ma (Đá vôi, Limestone)

· Pakha (“Série”)

· Paleogen (Thành tạo, Formation)

· Pắc Nậm (Bậc khu vực, Regional Stage)

· Pha Long (Hệ tầng, Formation)

· Phả Lý (Hệ tầng, Formation)

· Phan Lương (Hệ tầng, Formation).

· Phan Thiết (Hệ tầng, Formation)

· Phia Khao (Hệ tầng, Formation)

· Phiềng Đia (Đá phiến và đá vôi, Shale and Limestone)

· Phó Bảng (Hệ tầng, Formation)

· Phong Châu (Hệ tầng, Formation)

· Phong Hanh (Hệ tầng, Formation)

· Phong Nha (Hệ tầng, Formation)

· Phong Sơn (Hệ tầng,  Formation)

· Phố Hoàng (Loạt, Group)

· Phù Lãng (Hệ tầng, Formation)

· Phù Tiên (Hệ tầng, Formation)

· Phú Ngữ (Hệ tầng, Formation)

· Phú Quốc (Hệ tầng, Formation)

· Phủ Cừ (Hệ tầng, Formation)

· Phủ Ốc (Hệ tầng, Formation)

· Phụng Hiệp (Hệ tầng, Formation)

· Phước Tân (Hệ tầng, Formation)

· Pia Phương (Hệ tầng, Formation)

· Po Sen  (Hệ tầng, Formation)

· Pô Cô (Hệ tầng, Formation)

· Pu Tra (Hệ tầng, Formation)

· Puđing silic có cuội thạch anh (Quartz bebbles – bearing cherty puddingstone)

· Quy Đạt (Đá vôi, Limestone)

· Quy Đạt (Hệ tầng, Formation)

· Quy Lăng (Hệ tầng, Formation)

· Quỳ Châu (Loạt, Group)

· Rào Chan (Hệ tầng, Formation)

· Rinh Chùa (Hệ tầng, Formation)

· Sa Pa (Hệ tầng, Formation)

· Sà Phìn (Loạt, Group)

· Sà Piệt (Hệ tầng, Formation)

· Sầm Sơn (Hệ tầng, Formation)

· Si Ka (Hệ tầng, Formation)

· Si Phai (Chi Phai) (Hệ tầng, Formation)

· Sin Cao (Hệ tầng, Formation)

· Sinh Quyền (Hệ tầng, Formation)

· Sinh Vinh (Hệ tầng, Formation)

· Sóc Lu (Hệ tầng, Formation)  

· Sông Ba (Hệ tầng, Formation)

· Sông Bi Ô (Hệ tầng, Formation)

· Sông Bôi (Hệ tầng, Formation)

· Sông Bung (Hệ tầng, Formation)

· Sông Cả (Phức hệ, Complex).

· Sông Cầu (Loạt, Group)

· Sông Chảy (Loạt, Group)

· Sông Đà (Loạt, Group)

· Sông Đò Lèn (Đới quarzit, Quartzite Zone)

· Sông Gâm (Đới hạ lưu, Downstream Zone)

· Sông Giá (Điệp, Suite)

· Sông Hiến (Hệ tầng, Formation)

· Sông Hồng (Loạt, Group)

· Sông Hồng và Sông Chảy (Gneis giữa, Gneiss between)

· Sông Kim Sơn  (Loạt, Group)

· Sông Lô (Đá phiến hoặc Phức hệ, Schist or Complex)

· Sông Luỹ (Hệ tầng, Formation)

· Sông Mã (Hệ tầng, Formation)

· Sông Mua (Hệ tầng, Formation)

· Sông Nan (Hệ tầng, Formation)

· Sông Phan (Hệ tầng, Formation)

· Sông Re   (Hệ tầng, Formation)

· Sông Sài Gòn (Hệ tầng, Formation)

· Sông Tranh (Hệ tầng, Formation)

· Sơn Chà (Hệ tầng, Formation)

· Sơn Dương (Điệp, Suite)

· Sơn La (Loạt, Group)

· Sơn Liêu (Điệp, Suite)

· Suối Bàng (Hệ tầng, Formation)

· Suối Bé (Hệ tầng, Formation)

· Suối Chiềng (Hệ tầng, Formation)

· Suối Làng (Hệ tầng, Formation)

· Suối Tra (Hệ tầng, Formation)

· Sườn Giữa (Hệ tầng, Formation)

· Tà Nót (Hệ tầng, Formation)

· Tà Pa (Hệ tầng, Formation)

· Tà Thiết (Loạt, Group)

· Tạ Khoa (Hệ tầng, Formation)

· Tam Danh (Hệ tầng, Formation)

· Tam Lang (Hệ tầng, Formation)

· Tam Lung (Hệ tầng, Formation)

· Tắc Pỏ  (Hệ tầng, Formation)

· Tân Lạc (Hệ tầng, Formation)

· Tân Lâm (Hệ tầng, Formation)

· Tân Lâm (Hệ tầng, Formation)

· Tân Lập (Hệ tầng, Formation)

· Tấn Mài (Hệ tầng, Formation)

· Tây Cốc (Hệ tầng, Formation)

· Tây Hòn Nghệ (Hệ tầng, Formation)

· Tây Trang (Hệ tầng, Formation)

· Thác Bà (Hệ tầng, Formation)

· Thạch Hãn (Hệ tầng, Formation)

· Thạch Khoán (Hệ tầng, Formation)

· Thạch Yến (Loạt, Group)

· Thái Bình (Hệ tầng, Formation)

· Thái Ninh (Hệ tầng, Formation)

· Thái Thuỵ (Hệ tầng, Formation)

· Thanh Lạng (Hệ tầng, Formation)

· Thần Sa (Hệ tầng, Formation)

· Thiên Nhẫn (Hệ tầng, Formation)

· Thọ Lâm (Loạt, Group)

· Thông (Hệ tầng, Formation)

· Thủ Đức (Hệ tầng, Formation)

· Thuỷ Đông (Hệ tầng, Formation)

· Tiên An (Hệ tầng, Formation)

· Tiên Hưng (Hệ tầng, Formation)

· Tiền Giang (Hệ tầng, Formation)

· Tiêu Giao (Hệ tầng, Formation)

· Tòng Bá (Loạt, Group)

· Tốc Tát (Hệ tầng, Formation)

· Trà Cú (Hệ tầng, Formation)

· Trà Tân (Hệ tầng, Formation)

· Trại Sưu (Hệ tầng, Formation)

· Tràng Kênh (Hệ tầng, Formation)

· Trảng Bom (Hệ tầng, Formation) 

· Trầm tích màu đỏ – Red Beds

· Trị An (Đá phiến, Shale)

· Trung Sơn (Hệ tầng, Formation)

· Tú Lệ (Hệ tầng, Formation)

· Tú Lệ (Loạt, Group)

· Tú Loan (Hệ tầng, Formation)

· Túc Trưng (Hệ tầng, Formation)

· Tuy Hoà (Hệ tầng, Formation)

· Tuyên Quang (Hệ tầng, Formation)

· Uông Bí (Tầng, Formation)

· Vạn Linh (“Série”)

· Vạn Yên (Hệ tầng, Formation)

· Văn Chấn (Hệ tầng, Formation)

· Văn Lãng (Hệ tầng, Formation)

· Văn Yên (Hệ tầng, Formation)

· Viên Nam (Hệ tầng, Formation)

· Vĩnh Bảo (Hệ tầng, Formation)

· Vĩnh Điều (Hệ tầng, Formation)

· Vĩnh Lộc (Điệp, Suite)

· Vĩnh Phúc (Hệ tầng, Formation)

· Vũ Xá (Tầng, Formation)

· Xa Lam Cô (Hệ tầng, Formation)

· Xa Lon (Hệ tầng, Formation)

· Xê Băng Hiêng (Hệ tầng, Formation)

· Xóm Con Giầu (“Série”)

· Xóm Nha (Hệ tầng, Formation )

· Xuân Đài (Loạt, Group)

· Xuân Hoà (Hệ tầng, Formation)

· Xuân Lộc (Hệ tầng, Formation)

· Xuân Sơn (Hệ tầng, Formation)

· Yên Bình (Hệ tầng, Formation)

· Yên Châu (Hệ tầng, Formation)

· Yên Duyệt (Hệ tầng, Formation)

· Yên Khánh (Tầng, Formation)

· Yên Lạc (Hệ lớp, Unifying Beds)

· Yên Mỹ (Hệ tầng, Formation) 

· Yên Tử (Điệp, Suite)

· Yunnanellina (Hệ lớp, Beds)

 

CHƯƠNG II. MAGMA – MAGMATISM

· Ankroet  (Phức hệ, Complex)

· Ankroet – Định Quán (Phức hệ, Complex)

· Ba Tơ  (Phức hệ, Complex)

· Ba Vì (Phức hệ, Complex)

· Bà Nà (Phức hệ, Complex)

· Bạch Sa (Phức hệ, Complex)

· Bản Chiềng (Phức hệ, Complex)

· Bản Muồng (Phức hệ, Complex)

· Bản Ngậm (Phức hệ, Complex)

· Bản Xang (Phức hệ, Complex)

· Bản Xang – Núi Nưa (Phức hệ, Complex)

· Bản Xang – Phia Bioc (Loạt, Series)

· Bảo Hà (Phức hệ, Complex)

· Bảo Hà – Ca Vịnh (Loạt, Series)

· Bến Giằng (Phức hệ, Complex)

· Bến Giằng – Quế Sơn (Phức hệ, Complex)

· Bó Xinh (Phức hệ, Complex)

· Bù Khạng (Phức hệ, Complex)

· Ca Vịnh (Phức hệ, Complex)

· Ca Vịnh (Orthoamphibolit, Plagiograneiss)

· Ca Vịnh (Plagiogranitogneis, Orthoamphibolite)

· Cà Ná (Phức hệ, Complex)

· Cao Bằng (Phức hệ, Complex)

· Cha Val (Phức hệ, Complex)

· Cheo Reo (Phức hệ, Complex)

· Chiềng Khương (Phức hệ, Complex)

· Chợ Đồn (Phức hệ, Complex)

· Chu Lai (Phức hệ, Complex)

 

· Chu Lai – Ba Tơ (Phức hệ, Complex)

· Cù Mông (Phức hệ, Complex)

· Diên Bình (Phức hệ, Complex)

· Đại Lộc (Phức hệ, Complex)

· Đèo Cả (Phức hệ, Complex)

· Đèo Mây (Phức hệ, Complex)

· Điện Biên (Phức hệ, Complex)

· Điện Biên Phủ (Loạt, Series)

· Điệng Bông (Phức hệ, Complex)

· Định Quán (Phức hệ, Complex)

· Granitoiđ á núi lửa đi kèm phun trào Trias (Triassic subvolcanic granitoid)

· Hải Vân (Phức hệ, Complex)

· Hiệp Đức (Phức hệ, Complex)

· Hòn Khoai (Phức hệ, Complex)

· Kim Bôi (Phức hệ, Complex)

· Kon Kbang (Phức hệ, Complex)

· Loa Sơn (Phức hệ, Complex)

· Măng Xim (Phức hệ, Complex)

· Mỏ Pe (Phức hệ, Complex)

· Mù Cang Chải (Phức hệ, Complex)

· Mường Hum (Phức hệ, Complex)

· Mường Hum – Phia Ma (Phức hệ, Complex)

· Mường Lát (Phức hệ, Complex)

· Nậm Bút (Phức hệ, Complex)

· Nậm Chiến (Phức hệ, Complex)

· Nậm Khế (Phức hệ, Complex)

· Nậm Nin (Phức hệ, Complex)

· Nậm Xe – Tam Đường (Phức hệ, Complex)

· Ngân Sơn (Phức hệ, Complex)

 

· Núi Chúa (Phức hệ, Complex)

· Núi Điệng (Phức hệ, Complex)

· Núi Ngọc (Phức hệ, Complex)

· Núi Nưa (Phức hệ, Complex)

· Phan Rang (Phức hệ, Complex)

· Phanxipan (Loạt, Series)

· Phia Bioc (Phức hệ, Complex)

· Phia Ma (Phức hệ, Complex)

· Phu Sa Phìn (Phức hệ, Complex)

· Phù Mỹ (Phức hệ, Complex)

· Phước Thiện (Phức hệ, Complex)

· Pia Oăc (Phức hệ, Complex)

· Plei Man Ko (Phức hệ, Complex)

· Plei Weik (Phức hệ, Complex)

· Po Sen (Phức hệ, Complex)

· Pu Sam Cáp (Phức hệ, Complex)

· Quế Sơn (Phức hệ, Complex)

· Sông Ba (Phức hệ, Complex)

· Sông Chảy (Phức hệ, Complex)

· Sông Chu – Bản Chiểng (Phức hệ, Complex)

· Sông Mã (Phức hệ, Complex)

· Sông Re (Phức hệ, Complex)

· Tà Vi (Phức hệ, Complex)

· Tây Ninh (Phức hệ, Complex)

· Trà Bồng (Phức hệ, Complex)

· Tri Năng (Phức hệ, Complex)

· Trường Sơn (Phức hệ, Complex)

· Tu Mơ Rông (Phức hệ, Complex)

· Vân Canh (Phức hệ, Complex)

· Vít Thu Lu (Phức hệ, Complex).

· Xóm Giấu (Phức hệ, Complex)

· Yê Yên Sun (Phức hệ, Complex)

CHƯƠNG III. KIẾN TẠO – TECTONICS

· A Vương – Long Đại (Đới địa máng thực uốn nếp, Eugeosynclinal Fold Zone)

· Ailaoshan – Sông Hồng (Đới xiết  trượt, Shear Zone)

· An Châu (Võng rift nội lục, Intracontinental Rift Depression)

· An Châu (Đới tướng – cấu trúc, Structuro-facial Zone)

· An Khê (Rift nội lục, Intracontinental Rift)

· Annamia (Khối, Block)

· Bạch Long Vĩ  (Trũng kiến tạo Kainozoi, Cenozoic Tectonic Depression)

· Bãi Cỏ Rong – Reed Bank (Khối vỏ lục địa, Continental Crust Block)

· Bản Đôn (Đới phức võng, Syclinorium Zone)

· Bản Rịn (Đới khâu ophiolit, Ophiolite Suture Zone)

· Bắc Bộ (Miền uốn nếp, Fold belt)

· Bắc Bộ (Trũng, Depression)

· Bắc Bộ – Dương Tử – Katazia — Bắc Bộ – Yangtze – Cathaysia (Lĩnh vực, Domain)

· Bắc Sơn (Đới địa máng ven uốn nếp, Miogeosynclinal Fold Zone)

· Bắc Sơn (Vòng cung, Arc)

· Bến Hải (Đới uốn nếp Hercyn, Hercynian Fold Zone)

· Bến Khế (Bồn trũng Paleozoi sớm, Early Paleozoic Depression)

· Biển Đông  (Biển rìa, Marginal Sea)

· Biển Việt (Đứt gãy, Fault)

· Bình Trị Thiên (Đới kiến tạo, Tectonic Zone)

· Bó Khăm (Đới kiến tạo, Tectonic Zone)

· Bó Xinh (Rift, Rift)

· Cao – Bắc – Lạng (Đới phức nếp lồi, Anticlinorium Zone)

· Cao Lạng (Hệ uốn nếp Hercyn, Hercynian Fold System)

· Carđamon (Khối tiểu lục địa Tiền Cambri, Precambrian Microcontinental Block)

· Cathaysia (Katazia) (Hệ nền hay Phức vồng nền, Platform System or Platformal Anticlinorium)

· Chang Pung  (Đới địa máng ven uốn nếp, Miogeosynclinal Fold Zone)

·  Côn Sơn (Khối nâng, Uplift)

· Côn Sơn  (Khối căng trồi, Swell)

· Cửu Long (Trũng Kainozoi, Cenozoic Depression)

· D – D (Đường dịch chuyển, Moving Line)

· Đà Lạt Rìa kục địa tích cực, Active continental margin)

· Đà Lạt – Campuchia  (Hệ địa máng uốn nếp, Geosynclinal Fold System)

· Đà Nẵng (Đới cấu trúc, Structural Zone)

· Đà Nẵng – Thà Khẹt (Đới xô đụng lục địa – lục địa, Continent-continent collision Zone)

· Đăk Lin – Hoa Huỳnh (Đới khâu, Suture Zone)

· Điện Biên Phủ (Đới tướng – cấu trúc, Structuro-facial Zone)

· Đông Bắc Bắc Bộ (Miền địa máng, Geosynclinal Region)

· Đông Dương – Indochina (Miền uốn nếp, Fold Belt)

· Đông Dương – Indochina  (Địa khu liên hợp, Composite Terrane)

· Đông Triều – Móng Cái (Miền Võng, Depression)

· Đông Việt Nam (Miền chuẩn uốn nếp, East Việt Nam Parafolded Region)

· Hà Cối (Trũng chậu, Trough)

· Hà Giang – Bắc Quang (Đới khâu ophiolit, Ophiolite Suture Zone)

· Hà Nội Trũng chồng Kainozoi, Cenozoic Superimposed Depression)

· Hà Nội – Vịnh Bắc Bộ (Trũng nguồn rift, Riftogenous Depression)

· Hà Tiên (Đới cấu trúc, Structural Zone)

· Hạ Lang (Đới tướng – cấu trúc, Structuro-facial Zone)

· Hải Nam (Đới tạo núi tân kiến tạo lặp lại, Neotectonic Repeated Orogenic Zone)

· Hải Nam – Eo biển Sunđa — Hainan – Sunda strait (Đới đứt gãy – đường khâu xuyên khu vực, Transregional Suture – fault Zone)

·Hàm Rồng (Khối tiểu lục địa, Microcontinental Block)

· Hoàng Liên Sơn (Đới trồi chờm, Obduction Zone)

· Hoàng Sa – Paracel (Khối lún chìm có vỏ lục địa Paleozoi, Subsided Block of Paleozoic Continental  Crust)

· Hoành Sơn (Đới tướng – cấu trúc, Structuro-facial Zone)

· Hòn Gai  (Địa hào Mesozoi chồng chứa than, Mesozoic Coal-bearing Superimposed Graben)

· Hòn Gai – Hà Cối (Võng địa hào – Graben)

· Hòn Nghệ (Trũng chồng, Superimposed Depression)

· Hồng – Đà – Mã (Đới địa máng uốn nếp, Geosynclinal Fold Zone)

· Huế (Đới cấu trúc, Structural Zone)

·  Huế -Thakhek (Đới uốn nếp Hercyn, Hercynian Fold Zone)

· Inđopacific – Indo-Pacific (Cấu trúc, Structure)

· Inđosinia (Khối nền, Platform Block)

· Kampot – Nam Du (Đới địa máng thực uốn nếp, Eugeosynclinal  Fold Zone)

· Kan Nack (Khối kiến tạo, Tectonic block)

· Khâm Đức (Ophiolit Tiền Cambri, Precambrian  Ophiolites)

· Khâm Đức (Khối kiến tạo, Tectonic Block)

· Kinh tuyến 109 – Meridian 109 (Đứt gãy, Fault)

· Kon Tum (Địa khối có vỏ lục địa Riphei sớm, Geoblock with the Lower Riphean Continental Crust)

· Kon Tum (Khối kết tinh cổ, Old Crystalline Block)

· Long Đại (Đới thành hệ – cấu trúc, Structuro-formational Zone)

· Mã – Cả (Đới địa máng uốn nếp, Geosynclinal Fold Zone)

· Mêkông (Vùng trũng, Depression)

· Mường Nhé (Đới trũng nội mảng sau va chạm, Post-collisional  Intraplate Depression Zone)

· Mường Tè  (Đới tướng – cấu trúc, Structuro-facial Zone)

·  Nam Kỳ – Cochinchine (Luống hay Võng, Furrow or Depression)

·  Nam Côn Sơn – South Côn Sơn (Trũng Đệ tam, Tertiary Depression)

· Nam Côn Sơn – Tây Natuna (Đới tạo núi sau địa máng Alpi, Alpian Post-geosynclinal Orogenic Zone)

· Nam Trường Sơn – South Trường Sơn (Địa khối, Geoblock)

· Nậm Cô  (Đới động kiểu đại dương Tiền Cambri uốn nếp, Precambrian Mobile Fold Zone of Oceanic Type)

· Ngọc Linh (Khối kiến tạo, Tectonic Block)

· Ninh Bình (Đới tướng – cấu trúc, Structuro-facial Zone)

· Phan Xi Pan (Đới tướng – cấu trúc, Structuro-facial Zone)

· Phu Hoạt (Cánh cung kiến tạo, Tectonic Arc)

 

· Phú Ngữ (Võng paleorift, Paleorift Depression)

· Phú Quốc (Đới trũng rìa craton, Depression in Cratonic Margin Zone)

· Pô Kô (Đới khâu, Suture)

· Pu Si Lung (Đới địa máng ven  uốn nếp, Miogeosynclinal Fold Zone)

· Rào Cỏ (Khối, Block)

· Rào Nậy (Đới đứt gãy rìa, Marginal Fault Zone)

· Rovieng – Đăk Lin (Đới địa máng trung uốn nếp, Mesogeosynlinal Fold Zone)

·  Sầm Nưa (Đới tướng – cấu trúc, Structuro-facial Zone)

· Sê Kông (Đới địa máng uốn nếp, Geosynclinal Fold Zone)

· Sinh Vinh (Đới rìa thụ động uốn nếp, Passive Marginal Fold Zone)

· Sông Cả (Đới địa máng uốn nếp, Geosynclinal Fold Zone)

· Sông Chảy – Bắc Hà (Ophiolit xáo trộn, Melange Ophiolite)

· Sông Đà (Rift, Rift)

·  Sông Gâm (Aulacogen, Aulacogen)

· Sông Hiến (Đới tướng – cấu trúc, Structuro-facial Zone)

· Sông Hồng – Red River (Bể, Basin)

· Sông Hồng – Red River (Đới khâu, Suture Zone)

· Sông Hồng – Red River (Hệ đứt gãy sâu, Deep-seated Fault System)

· Sông Lô (Đới tướng – cấu trúc, Structuro-facial Zone)

· Sông Mã (Đới khâu, Đới hút chìm cổ, Suture Zone, Paleosubduction Zone)

· Sông Mã (Ophiolit ngoại lai, Allochthonous Ophiolite)

· Sông Mã  (Đới tướng – cấu trúc, Structuro-facial Zone)

· Sông Mua (Võng paleorift, Paleorift Depression)

· Sơn La  (Đới tướng – cấu trúc, Structuro-facial Zone)

· Srê Pôk (Đới cấu trúc, Structural Zone)

· Srepok – Nam Du (Biển rìa, Mrrginal Sea)

·  Sundaland (Miền lục địa ĐN Á của mảng Âu-Á, SE Asia Landmass of Eurasian Plate)

· Sunđinsinia (Mesoplit, Mesoplit)

·   Tam Kỳ – Phước Sơn  (Đới khâu, Suture Zone)

·  Tây Nam Việt Nam — Southwest Việt Nam (Đơn nghiêng, Monocline)

· Tây Việt Nam – West Việt Nam (Miền uốn nếp, Fold Region)

· Thanh Hóa  (Đới tướng – cấu trúc, Structuro-facial Zone)

· Thượng Bắc Kỳ – Haut Tonkin (Yếu tố cấu trúc, Sructural Element)

· Thượng Lào – Mường Tè (Công trình uốn nếp Paleozoi – Kimmeri sớm, Paleozoic – Early Cimmerian Fold Framework)

· Tri Tôn (Khối nâng ngầm sườn lục địa, Continental Slope Horst)

· Trung Đông Dương – Middle Indosinian (Hệ uốn nếp, Fold System)

· Trường Sơn (Đới phức võng, Synclinorium Zone)

· Tú Lệ (Đới tướng – cấu trúc, Structuro-facial Zone)

· Tùng Bá – Bắc Mê  (Trũng chậu kiến tạo, Tectonic Mulde)

· Việt-Lào — Việt – Laos (Đới uốn nếp Mesozoi, Mesozoic Fold Zone)

· Việt – Trung — Sino-Vietnamese (Hệ địa máng uốn nếp Caleđon, Caledonian Geosynclinal Fold System)

·  Vũng Tàu – Thuận Hải (Đơn nghiêng, Monocline)

· Xiêng Khoảng – Long Đại (Đới địa máng thực uốn nếp, Eugeosynclinal Fold Zone)

 

Tinh thể- khoáng vật học- và mối liên quan đến phong thủy

Khi đi xem phong thủy thực tế, việc nắm rõ đặc tính của đất tại nơi ta đến là rất quan trọng. Tôi vẫn thường có thói quen xem chất đất của vùng đó dựa trên những kiến thức thuộc về khoáng vật học. Ước lượng loại đất đá đó là loại đá gì: magma, hay trầm tích, hay biến chất. Nếu magma thì cố gắng xác định nó thuộc bazo hay axit, phun trào hay đá xâm nhập bởi nó quyết định đến độ nông sâu của địa mạch. Các loại đá trên có mật độ vết nứt trên đá ra sao, theo phương nào?

Sau đó, khi đã xác định được thành phần đá gốc nếu có trong vùng, thì xác định đặc điểm tướng đá trầm tích, môi trường thành tạo; nó có sông không?, hay hồ? bởi từ 1 nơi có địa hình cao xuống nơi có địa hình thấp thì đá trầm tích có đặc điểm là hình dạng của các doi đất trầm tích phụ thuộc nhiều vào hướng nước chảy trong quá khứ.

Việc dùng tay cầm 1 mẩu đất nhỏ đặc trưng trong vùng và vò nát trên lòng bàn tay, để xác định thành phần hạt sạn, cát, bột, sét cũng là 1 thói quen nên làm bởi nó quyết định đến động lực dòng chảy trước đó như thế nào, mạnh hay yếu.

Sơ đồ sự vận chuyển trầm tích từ địa hình núi xuống biển, động lực dòng chảy do đó được định hình, các hướng vận chuyển và lắng đọng trầm tích trở thành kim chỉ nam để xác định các nguồn lực chính của mạch đất.

Về màu sắc, với những đá gốc đôi khi có thể phát hiện các khoáng vật bên trong mẩu đá: như plagiozlag có màu trắng, fenspat kali có màu hồng, biotit có màu đen, muscovit có màu trắng dạng vảy, ánh. thạch anh có nhiều loại màu nhưng thường màu trắng v.v.

1 giáo trình cơ bản cho các bạn đọc đó là giáo trình khoáng vật học của tác giả La Thị Chích.

kupdf.net_giao-trinh-khoang-vat-hoc-la-thi-chich

QUY CHUẨN KỸ THUẬT QUỐC GIA VỀ PHƯƠNG PHÁP THĂM DÒ PHÓNG XẠ

QCVN 59: 2014/BTNMT

QUY CHUẨN KỸ THUẬT QUỐC GIA

VỀ PHƯƠNG PHÁP THĂM DÒ PHÓNG XẠ

National Technical Regulation on Radiation Prospecting Method

Lời nói đầu

QCVN 59: 2014/BTNMT do Tổng cục Địa chất và Khoáng sản Việt Nam biên soạn, Vụ Khoa học và Công nghệ, Vụ Pháp chế trình duyệt, Bộ Tài nguyên và Môi trường ban hành theo Thông tư số 32/2014/TT-BTNMT ngày 10 tháng 6 năm 2014.

 

QUY CHUẨN KỸ THUẬT QUỐC GIA

VỀ PHƯƠNG PHÁP THĂM DÒ PHÓNG XẠ

National Technical Regulation on Radiation Prospecting Method

Phần I

QUY ĐỊNH CHUNG

1.1. Phạm vi điều chỉnh

Quy chuẩn này quy định công tác kỹ thuật thăm dò phóng xạ sử dụng trong các hoạt động điều tra cơ bản địa chất về khoáng sản, thăm dò khoáng sản.

1.2. Đối tượng áp dụng

Quy chuẩn này áp dụng đối với cơ quan quản lý nhà nước về địa chất và khoáng sản; tổ chức, cá nhân tiến hành công tác thăm dò phóng xạ với mục đích điều tra cơ bản địa chất về khoáng sản, thăm dò khoáng sản, điều tra địa chất thủy văn, địa chất công trình, địa chất môi trường, tai biến địa chất.

1.3. Giải thích từ ngữ

1.3.1. Phương pháp thăm dò phóng xạ là: phương pháp đo các hiệu ứng bức xạ tự nhiên của đất, đá và quặng có chứa các nguyên tố phóng xạ, chủ yếu là urani, thori, kali và các đồng vị phóng xạ bằng các thiết bị chuyên dụng trên không, trên mặt đất và trong các công trình khoan, khai đào phục vụ điều tra cơ bản địa chất về khoáng sản, thăm dò khoáng sản.

1.3.2. Các chất phóng xạ là: chất phát ra bức xạ trong điều kiện tự nhiên, có hoạt độ phóng xạ riêng lớn hơn 70 KBq/Kg (KiloBecquerel trên kilôgam). Theo nguồn gốc có thể chia làm 3 loại chính:

1.3.2.1. Chất phóng xạ nguyên thủy.

1.3.2.2. Chất phóng xạ được hình thành do tương tác của tia vũ trụ với vật chất của trái đất.

1.3.2.3. Chất phóng xạ nhân tạo được hình thành do con người tạo ra.

1.3.3. Bức xạ ion hóa là: các chùm hạt và sóng điện từ có khả năng ion hóa khi đi qua vật chất, trừ các sóng điện từ có bước sóng dài hơn 10 nanomet (nm).

1.3.4. Hoạt độ phóng xạ (activity) là: số biến đổi hạt nhân tự phát của chất phóng xạ trong một giây (đơn vị đo hoạt độ phóng xạ là Becquerel (Bq), 1Bq= 1 phân rã/s (giây); 1Ci (Curie) = 3,7 x 1010 phân rã trong 1 giây = 37GBq (Giga Becquerel).

1.3.5. Hoạt độ riêng (hoạt độ trên 1 đơn vị khối lượng) là: số phân rã nguyên tử trên đơn vị thời gian và trên đơn vị khối lượng (Bq/Kg). Hoạt độ riêng được sử dụng để miêu tả hàm lượng các nuclit phóng xạ trong đất, đá và quặng.

1.3.6. Hàm lượng phóng xạ (hoạt độ trên đơn vị thể tích) là: số phân rã nguyên tử trên đơn vị thời gian và trên đơn vị thể tích được sử dụng để miêu tả hàm lượng các chất phóng xạ trong không khí và trong chất lỏng. Đơn vị tính trong chất rắn là Bq/m3, trong chất lỏng là Bq/l.

1.3.7. Phông bức xạ tự nhiên là: bức xạ có nguồn gốc tự nhiên (như bức xạ từ vũ trụ, từ các hạt nhân phóng xạ tự nhiên có trong đất, đá, không khí, nước, cơ thể con người).

1.3.8. Liều bức xạ là: đại lượng đo mức bức xạ tại một vị trí.

1.3.9. Liều bức xạ giới hạn là: giá trị liều bức xạ quy định không được phép vượt quá.

1.3.10. Sievert (Sv) là: đơn vị dùng để đo liều tương đương và liều hiệu dụng. Đơn vị tính là J.kg-1; 1Sv = 1 J/kg.

1.3.11. Thiết bị đo lường bức xạ là: các thiết bị máy móc dùng để đo bức xạ; hoạt độ nguồn phóng xạ; xác định các đồng vị phóng xạ.

1.4. Mục tiêu, nhiệm vụ của thăm dò phóng xạ

1.4.1. Thăm dò phóng xạ được sử dụng để giải quyết nhiều nhiệm vụ trong điều tra cơ bản địa chất về khoáng sản và thăm dò khoáng sản, nghiên cứu môi trường dựa trên việc quan trắc, đo đạc các trường bức xạ tự nhiên hoặc nhân tạo của đất, đá và quặng.

1.4.2. Thăm dò phóng xạ được tiến hành ở trên mặt đất, trong lỗ khoan, trong hầm lò, trên không, nhằm nghiên cứu phát hiện đối tượng có các tính chất phóng xạ của đất, đá và quặng khác biệt với môi trường xung quanh.

1.4.3. Quy chuẩn này áp dụng cho các phương pháp đang được sử dụng rộng rãi trong điều tra cơ bản địa chất về khoáng sản và thăm dò khoáng sản, gồm:

– Phương pháp gamma mặt đất;

– Phương pháp phổ gamma mặt đất;

– Phương pháp phổ gamma phông thấp;

– Phương pháp đo khí phóng xạ;

– Phương pháp gamma môi trường;

– Phương pháp khí phóng xạ môi trường;

– Phương pháp xác định liều tương đương.

1.5. Đề án thăm dò phóng xạ

1.5.1. Đề án thăm dò phóng xạ được thành lập ở dạng độc lập hoặc là một phần trong đề án điều tra cơ bản địa chất về khoáng sản, thăm dò khoáng sản.

1.5.2. Khi lập đề án phải có các thông tin về đặc điểm, tính chất vật lý phóng xạ và chiều sâu của đối tượng địa chất, của các đới khoáng hóa và thân quặng từ việc thu thập, xử lý các tài liệu đã có ở các giai đoạn trước. Phải căn cứ vào mục tiêu nghiên cứu, chiều sâu, diện phân bố của các đối tượng địa chất để lựa chọn hợp lý và hiệu quả các phương pháp thăm dò phóng xạ.

1.5.3. Nội dung và hình thức của đề án thăm dò phóng xạ phải tuân thủ các quy định đối với đề án điều tra cơ bản địa chất về khoáng sản, thăm dò khoáng sản hiện hành.

1.6. Báo cáo kết quả thăm dò phóng xạ

1.6.1. Các dạng thăm dò phóng xạ phải lập báo cáo tổng kết. Báo cáo kết quả thăm dò phóng xạ là báo cáo độc lập hoặc là một phần trong báo cáo chung, tùy thuộc vào mục tiêu, quy mô của đề án được duyệt.

1.6.2. Báo cáo kết quả thăm dò phóng xạ phải phản ánh nội dung của các công việc đã làm, khối lượng đã thực hiện và các thay đổi so với đề án; chất lượng tài liệu; các chương trình phân tích, xử lý; các kết quả đạt được; mức độ hoàn thành mục tiêu, nhiệm vụ của đề án; tổng chi phí cho việc thực hiện phần công việc được giao.

1.6.3. Cấu trúc của báo cáo kết quả thăm dò phóng xạ độc lập quy định tại Phụ lục của quy chuẩn này.

Phần II

QUY ĐỊNH KỸ THUẬT

2.1. Các dạng công tác thăm dò phóng xạ, tỷ lệ, mạng lưới quan trắc

2.1.1. Thăm dò phóng xạ được thực hiện ở các giai đoạn nghiên cứu, khảo sát, đánh giá và thăm dò các mỏ khoáng sản có ích, địa chất thủy văn, địa chất công trình, địa chất môi trường, địa chất tai biến và nhiều lĩnh vực kinh tế khác.

2.1.2. Tỷ lệ, mạng lưới thăm dò phóng xạ được quy định dưới đây:

Tỷ lệ và mạng lưới thăm dò phóng xạ

Tỷ lệ

Khoảng cách tuyến
(m)

Khoảng cách điểm (m)

Ghi chú

1: 50.000

500

25 – 50

Sử dụng trong giai đoạn tìm kiếm, đánh giá khoáng sản

1: 25.000

250

10 – 25

1: 10.000

100

5 – 10

1: 5.000

50

5

1: 2.000

20

2

1: 1.000

10

1 – 2

Sử dụng trong tìm kiếm chi tiết hoặc thăm dò khoáng sản.

1: 500

5

0,5 – 1

1: 200

2

0,5 – 1

2.1.3. Sai số cho phép cho các phương pháp đo như sau:

– Đo bức xạ gamma các loại: ≤ 10%.

– Đo phổ gamma:

+ Kênh tổng: ≤ 10%;

+ Các kênh U, Th, K: ≤ 15%.

– Đo khí phóng xạ:

+ Khi nồng độ radon ≤ 100Bq/l: ≤ 30%;

+ Khi nồng độ radon > 100Bq/l: ≤ 15%.

– Đo khí phóng xạ môi trường: ≤ 30%.

2.1.4. Công tác kiểm định và hiệu chuẩn thiết bị thăm dò phóng xạ được thực hiện tại đơn vị kiểm định được cơ quan có thẩm quyền công nhận.

2.2. Phương tiện kỹ thuật dùng trong thăm dò phóng xạ

2.2.1. Phương tiện kỹ thuật chủ yếu dùng cho thăm dò phóng xạ là các máy đo bức xạ gamma, máy đo phổ gamma, máy đo khí phóng xạ và các thiết bị, dụng cụ kèm theo.

2.2.2. Cán bộ kỹ thuật thực hiện phương pháp thăm dò phóng xạ phải là người nắm vững quy trình, kỹ thuật sử dụng thiết bị.

2.2.3. Máy thăm dò phóng xạ phải được kiểm định, hiệu chuẩn và có đầy đủ hồ sơ kỹ thuật trước khi sử dụng. Các số liệu kiểm định và hiệu chuẩn phải ghi vào sổ theo dõi máy; giấy chứng nhận kiểm định, hiệu chuẩn phải được lưu giữ trong hồ sơ.

2.2.4. Máy thăm dò phóng xạ kể cả máy mới chế tạo và sau khi sửa chữa phải được kiểm định, hiệu chuẩn trước khi đưa vào sử dụng.

2.2.5. Khi tiến hành thăm dò phóng xạ phải tuân thủ các quy định về an toàn lao động, an toàn bức xạ cho người và thiết bị.

2.2.6. Khi thăm dò phóng xạ bằng phương pháp phổ gamma, máy đo phải được hiệu chuẩn trên mô hình bão hòa quốc gia để xác định hàm lượng các nguyên tố phóng xạ Urani, Thori, Kali của đối tượng đo.

Phần III

PHƯƠNG PHÁP THỰC HIỆN

2.3. Phương pháp gamma mặt đất

Thực hiện theo TCVN 9421: 2012 “Điều tra, đánh giá và thăm dò khoáng sản – Phương pháp gamma mặt đất”.

2.4. Phương pháp phổ gamma mặt đất

Thực hiện theo TCVN 9419: 2012 “Điều tra, đánh giá và thăm dò khoáng sản – Phương pháp phổ gamma”.

2.5. Phương pháp phổ gamma phông thấp

Thực hiện theo TCVN 9420: 2012 “Điều tra, đánh giá và thăm dò khoáng sản – Phương pháp phổ gamma phông thấp”.

2.6. Phương pháp đo khí phóng xạ

Thực hiện theo TCVN 9418: 2012 “Điều tra, đánh giá và thăm dò khoáng sản – Phương pháp khí phóng xạ (eman)”.

2.7. An toàn phóng xạ trong điều tra địa chất, đánh giá và thăm dò khoáng sản

Thực hiện theo TCVN 9413: 2012 “Điều tra, đánh giá địa chất môi trường – An toàn phóng xạ”.

2.8. Phương pháp gamma môi trường

Thực hiện theo TCVN 9414: 2012 “Điều tra, đánh giá địa chất môi trường – Phương pháp gamma”.

2.9. Phương pháp đo khí phóng xạ môi trường

Thực hiện theo TCVN 9416: 2012 “Điều tra, đánh giá địa chất môi trường – Phương pháp khí phóng xạ”.

2.10. Phương pháp xác định liều tương đương

Thực hiện theo TCVN 9415: 2012 “Điều tra, đánh giá địa chất môi trường – Phương pháp xác định liều tương đương”.

Phần IV

TỔ CHỨC THỰC HIỆN

4.1. Cơ quan quản lý nhà nước về địa chất và khoáng sản có trách nhiệm hướng dẫn, kiểm tra, giám sát việc thực hiện Quy chuẩn này.

4.2. Trường hợp các tiêu chuẩn kỹ thuật quốc gia về các phương pháp thăm dò phóng xạ viện dẫn trong Phần III của Quy chuẩn này sửa đổi, bổ sung hoặc thay thế thì áp dụng theo các tiêu chuẩn mới.

4.3. Trong quá trình thực hiện, nếu có vướng mắc, các tổ chức, cá nhân kịp thời phản ánh bằng văn bản về Bộ Tài nguyên và Môi trường để xem xét, giải quyết./.

 

PHỤ LỤC

HƯỚNG DẪN LẬP BÁO CÁO KẾT QUẢ THĂM DÒ PHÓNG XẠ

Báo cáo kết quả thăm dò phóng xạ thực hiện độc lập gồm các chương mục sau:

Mở đầu

Trình bày tổng quan chung về đề án và quá trình tổ chức thực hiện đề án.

Chương I. Cơ sở pháp lý

1. Các cơ sở pháp lý cho việc hình thành đề án

– Các văn bản pháp lý cho phép xây dựng đề án;

– Các văn bản phê duyệt đề án;

– Các văn bản điều chỉnh nội dung, tiến độ, kinh phí thực hiện đề án (nếu có).

2. Mục tiêu, nhiệm vụ của đề án

3. Đơn vị tổ chức thực hiện đề án

Gồm đơn vị tổ chức thực hiện chính và các tổ chức cá nhân phối hợp.

Chương II. Tổ chức thực địa

Trong chương này trình bày công tác tổ chức thực địa:

– Máy móc, thiết bị, mạng lưới đo;

– Khối lượng, chất lượng tài liệu.

Đánh giá mức độ đáp ứng đề án của công tác thực địa và những điều chỉnh, thay đổi khi thi công thực địa.

Chương Ill. Công tác phân tích, giải đoán kết quả

1. Tập hợp, sắp xếp các loại tài liệu thực địa và các nguồn thu thập.

2. Lựa chọn các giải pháp, các phần mềm hỗ trợ để phân tích tài liệu.

3. Thành lập các bản vẽ, các dạng kết quả phân tích xử lý tài liệu;

4. Giải đoán địa chất các kết quả phân tích tài liệu;

5. Thành lập các bản vẽ, tài liệu kết quả cuối cùng;

6. Đối chiếu kết quả giải đoán địa vật lý với các kết quả nghiên cứu địa chất, các công trình kiểm tra để đánh giá hiệu quả của công tác thăm dò phóng xạ và các bài học kinh nghiệm.

Chương IV. Kinh tế

Tổng kết các vấn đề kinh tế của đề án.

Đánh giá hiệu quả của đề án thăm dò phóng xạ.

Kết luận

(Báo cáo kết quả thăm dò phóng xạ có khối lượng không quá 70 trang đánh máy vi tính khổ A4, không kể các hình vẽ và phụ lục đi kèm)./.

ĐIỀU TRA, ĐÁNH GIÁ VÀ THĂM DÒ KHOÁNG SẢN – ĐO TRƯỜNG TỪ ĐỘ CHÍNH XÁC CAO

TIÊU CHUẨN QUỐC GIA TCVN 9429 : 2012

ĐIỀU TRA, ĐÁNH GIÁ VÀ THĂM DÒ KHOÁNG SẢN – ĐO TRƯỜNG TỪ ĐỘ CHÍNH XÁC CAO

Investigation, evaluation and exploration of minerals – High accuracy magnetic prospecting

https://vanbanphapluat.co/tcvn-9429-2012-dieu-tra-danh-gia-tham-do-khoang-san-do-truong-tu

Lời nói đầu

TCVN 9429:2012 – Đo trường từ độ chính xác cao – do Tổng cục Địa chất và Khoáng sản biên soạn, Bộ Tài nguyên và Môi trường đề nghị, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng thẩm định, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố.

ĐIỀU TRA, ĐÁNH GIÁ VÀ THĂM DÒ KHOÁNG SẢN – ĐO TRƯỜNG TỪ ĐỘ CHÍNH XÁC CAO

Investigation, evaluation and exploration of minerals – High accuracy magnetic prospecting

1. Nguyên tắc của phương pháp

Đo trường từ độ chính xác cao là phương pháp địa vật lý đo trường từ trên diện tích không lớn lắm với tỷ lệ khảo sát từ 10.000 và lớn hơn bằng các thiết bị có độ phân giải cao nhỏ hơn 0.1 nT, sai số bình phương trung bình nhỏ hơn 5 nT. Mục đích phát hiện các thân quặng, các đối tượng địa chất có kích thước nhỏ hay có từ tính yếu nằm không quá sâu, làm chính xác cấu trúc trường quặng, xác định chính xác độ sâu của vật thể, tính toán dự báo trữ lượng vật thể quặng.

2. Phạm vi áp dụng

2.1. Phạm vi áp dụng: Tiêu chuẩn này quy định các yêu cầu kỹ thuật về việc khảo sát trường từ độ chính xác cao ở các tỷ lệ từ 1:10.000 và lớn hơn bằng các từ kế proton và lượng tử có độ nhạy nhỏ hơn 0.1 nT trong các nhiệm vụ khảo sát, nghiên cứu địa chất của mọi tổ chức và cá nhân trong lĩnh vực tài nguyên môi trường.

2.2. Điều kiện địa chất – địa vật lý thuận lợi để ứng dụng phương pháp là:

a) Đã biết lớp đất, lớp phong hóa và các lớp tạo thành nằm gần bề mặt trên thực tế là không có từ tính và không tạo nên các dị thường gây ẩn dấu dị thường của đối tượng nghiên cứu.

b) Vùng nghiên cứu cách xa các nguồn nhiễu công nghiệp mạnh mẽ, các môi trường từ tính không liên quan tới từ tính và cấu trúc tổ hợp đất đá nghiên cứu.

c) Địa hình vùng nghiên cứu có bề mặt bằng phẳng.

2.3. Đo từ chính xác cao có khả năng giải quyết các nhiệm vụ địa chất nêu trong bảng 1.

Bảng 1: Khả năng giải quyết các nhiệm vụ của phương pháp đo trường từ độ chính xác cao

Các nhiệm vụ địa chất

Những vấn đề giải quyết

Hỗ trợ cho vẽ bản đồ địa chất

Có thể xác định được ranh giới các đá có từ tính yếu 10.10-6 – 15.10-6 đ.v C. G. S. M

Vạch các đới phá hủy

Phân chia và theo dõi các đứt gãy, đoạn tầng, v.v…nếu như chúng gây ra dị thường 1,5 – 5nT. Nghiên cứu vi kiến tạo đất đá

Tìm kiếm các vùng quặng nguồn gốc trầm tích

Có thể phát hiện được các dị thường từ yếu trong tìm kiếm trực tiếp hay gián tiếp quặng limonit, siderit, photphorit, mangan hay các cactơ trong đó có chứa quặng trầm tích

Tìm kiếm các mỏ sa khoáng

Khi có khoáng vật từ trong sa khoáng nặng, đôi khi khảo sát từ thông thường cũng phát hiện được chỗ tích tụ vàng. Nếu dùng máy từ có độ chính xác cao để mở rộng khả năng của phương pháp trong điều kiện tương tự

Khoanh vẽ các yếu tố khống chế quặng

Phân chia các đới biến đổi thủy nhiệt hay biến đổi khác (chỗ phát triển biến chất tiếp xúc trao đổi, bererit hóa, biến chất). Khoanh các khối xâm nhập từ tính yếu, các đường kiến tạo gây ra dị thường.

Tìm kiếm trực tiếp các mỏ quặng có từ tính yếu

Có khả năng phát hiện các mỏ đa kim

Tìm kiếm trực tiếp mỏ quặng có từ tính cao

Đo trường từ độ chính xác cao cho phép tìm kiếm các vật thể có từ tính cao song nằm ở độ sâu lớn

Khoanh vẽ các đới, mạch thạch anh và permatit

Có khả năng khoanh vẽ các đới mạch trong trường hợp khi các dị thường âm hay dương liên quan với chúng có cường độ nằm trong phạm vi sai số của đo đạc thông thường (1,5 – 5nT)

Tìm kiếm than đá

Phát hiện các cấu trúc, các pha chứa than gây ra dị thường 3 – 10nT.

3. Một số quy định chung

3.1. Quy định về tỷ lệ mạng lưới tuyến và điểm quan sát

3.1.1. Quan hệ tỷ lệ khảo sát từ độ chính xác cao với bước quan sát, khoảng cách tuyến theo bảng 2:

Bảng 2: Quan hệ tỷ lệ khảo sát với khoảng cách tuyến

Tỷ lệ đo vẽ

Khoảng cách giữa các tuyến – m (1)

Khoảng cách giữa các điểm đo – m (a)

 

3.1.2. Mỗi diện tích khảo sát cần lớn hơn kích thước của đối tượng nghiên cứu 2 đến 3 lần. Đảm bảo tuyến kéo dài tới vùng trường ổn định.

3.1.3. Khi chi tiết dị thường, số tuyến tăng gấp đôi và số bước quan sát cũng tăng thêm.

3.2. Chọn độ cao quan sát.

Một trong những đặc trưng của phương pháp đo trường từ độ chính xác cao là đòi hỏi lựa chọn độ cao tối ưu và đảm bảo độ cao này trong vùng khảo sát.

3.2.1. Lựa chọn độ cao tối ưu. Nhằm mục đích loại trừ, giảm tối đa ảnh hưởng bất đồng nhất của các lớp phủ trên mặt. Lựa chọn độ cao tối ưu thường tiến hành đo trong diện tích nhỏ 10m x 10m ở các mức độ cao 0,5m, 1m, 2m và 4m theo cùng 1 hướng của đầu thu.

3.2.2. Khi đối tượng khảo sát là đối tượng có từ tính không cao, độ cao khảo sát không vượt quá 2m.

3.2.3. Sai số độ cao đo không vượt quá 3cm khi độ cao đo trong khoảng 2-3m.

3.2.4. Giữ đầu thu cùng 1 hướng trong suốt quá trình khảo sát.

4. Định nghĩa và các thuật ngữ

4.1. Trường từ toàn phần (Total Magnetic Field – TMF) của Trái đất là đại lượng vectơ, ký hiệu T hay F.

Hình 1: Các thành phần trường địa từ

4.2. Thành phần nằm ngang H (Horizontal Component) là hình chiếu của T lên mặt phẳng nằm ngang.

4.3. Thành phần thẳng đứng Z (Vertical component) là hình chiếu của T trên trục z.

4.4. Độ từ thiên D (declination): là góc giữa H và trục x, D dương khi vectơ T ở phía đông.

4.5. Độ từ khuynh I (inclination): là góc nghiêng giữa T với mặt phẳng nằm ngang, I dương khi vectơ T ở dưới mặt phẳng nằm ngang.

4.6. Các đại lượng trên không cố định theo thời gian mà thay đổi từ ngày này sang ngày khác, từ năm này sang năm khác. Người ta thấy các biến đổi này có tính chất tuần hoàn như chu kỳ, pha, biên độ thay đổi rất khác nhau.

4.7. Biến thiên thế kỷ: Là những biến thiên thay đổi chậm theo thời gian và không gian, nguyên nhân chủ yếu do nguồn gây trường từ nằm sâu trong lòng Trái đất.

4.8. Biến thiên ngày đêm theo chu kỳ 24 giờ là những biến đổi nhanh theo thời gian, liên quan chủ yếu đến sự quay của Trái đất quanh Mặt trời, Mặt trăng, sự tác động của Mặt trời đối với các dòng vật chất ở tầng ion hóa, Sự biến đổi mạnh nhất xảy ra gần trưa. Thời gian về đêm sự biến đổi tương đối yên tĩnh.

4.9. Bão từ: Liên quan trực tiếp tới các hoạt động của các vết đen trên mặt trời. Biên độ bão từ có thể đạt từ vài trăm nT đến hàng ngàn nT. Bão từ có thể mạnh và kéo dài vài ngày. Số cơn bão từ có thể từ vài ba trận trong một năm, song có năm đến vài chục lần. Chu kỳ hoạt động mạnh của bão từ khoảng 10 – 11 năm lặp lại một lần.

4.10. Điểm đo biến thiên từ: Là điểm cố định được chọn trong vùng trường bình ổn, cách xa các nguồn nhiễu được đặt máy đo ghi trường từ liên tục trong nhiều giờ để hiệu chỉnh sự biến thiên của trường từ.

4.11. Hiệu chỉnh biến thiên từ: Là nhằm loại bỏ ảnh hưởng của phần biến thiên từ gây ra sự thay đổi cường độ từ trường trong quá trình đo đạc, đồng thời nhằm đưa các kết quả quan sát về giá trị từ trường trung bình năm.

4.12. Nano Tesla: Đơn vị đo cường độ từ trường trong hệ đơn vị quốc tế SI.

1nT = 1.10-9 T. 1 Tesla = 104 estet = (1/4P) 107 Ampe/met

4.13. Gama: Đơn vị đo cường độ từ trường trong hệ đơn vị quốc tế CGSM

1 Tesla = 104 estet

1 gama = 10-5 estet = 10-9 tesla

1 gama = 1 nanotesla (nT)

4.14. Ca đo khảo sát trường từ: Khoảng thời gian thực hiện lộ trình khảo sát trường từ, tính từ lúc đo điểm kiểm tra lượt đi đến khi kết thúc đo điểm kiểm tra lượt về.

4.15. Đồng bộ thời gian: Là so sánh thời gian giữa máy đo biến thiên từ và máy đo từ trên tuyến hay trên lộ trình.

4.16. Thời gian thực GPS: Thời gian chuẩn quốc tế từ hệ thống định vị GPS.

5. Máy và thiết bị

5.1. Máy sử dụng đo trường từ độ chính xác cao là các máy đo theo nguyên lý proton hay lượng tử có độ nhạy từ 0.1nT đến 0,0005 nT hay nhỏ hơn, được tích hợp hệ thống định vị vệ tinh GPS. Máy đo biến thiên từ là máy có độ nhạy tương đương và cũng được tích hợp hệ thống định vị GPS. Tốc độ lấy mẫu máy đo biến thiên từ 10 mẫu/giây đến 1 mẫu/giây. Trạm đo biến thiên từ đặt ngay vùng khảo sát.

5.1.1. Nguyên tắc hoạt động từ kế proton

Từ kế proton hoạt động dựa trên hiện tượng cộng hưởng từ hạt nhân. Mỗi hạt nhân có mômen từ liên kết với spin của chúng khiến chúng tuế sai quanh trục trường từ. Từ kế proton dựa vào phép đo tần số tuế sai của các proton bị phân cực theo phương vuông góc với phương trường địa từ. Tần số tuế sai của proton trong trường từ không phụ thuộc vào các điều kiện bên ngoài như nhiệt độ, độ ẩm.

5.1.2. Nguyên tắc hoạt động từ kế lượng tử

Từ kế lượng tử là loại từ kế hoạt động trên hiệu ứng Zeman, đó là sự xuất hiện một số đường phụ trong phổ phát xạ hay hấp phụ của các nguyên tử đặt trong trường từ. Để đo tần số cộng hưởng trong bộ biến đổi của máy từ lượng tử, người ta sử dụng những hiệu ứng tương tác của vật chất làm việc với trường điện của 2 tần số khác nhau, một nằm trong dải quang học còn một nằm trong dải tần radio. Thường sử dụng “hơi” một số nguyên tố Xêri (Ce), Rubi (Rb) trong buồng chiếu chùm ánh sáng. Độ nhạy của từ kế lượng tử rất nhỏ, có thể đạt 0,0005 nT.

5.2. Các thông số kỹ thuật của máy phải thỏa mãn yêu cầu của đề án (dự án).

5.3. Máy dùng đo trường từ phải tiến hành kiểm định chuẩn máy tại phòng kiểm định cấp ngành theo đúng quy định hiện hành. Máy chưa kiểm định và chuẩn theo quy định không được dùng để thu thập số liệu.

5.4. Việc chuẩn máy phải tiến hành trước mùa thực địa, sau các điều chỉnh, sửa chữa và khi máy có biểu hiện làm việc không ổn định. Bình thường thì sau 6 tháng máy phải chuẩn một lần.

5.5. Mỗi máy phải có một người đo máy phụ trách, người đo máy do chủ biên đề án (dự án) lựa chọn.

5.6. Người đo máy phải hiểu biết cơ cấu và nguyên lý làm việc của máy, công dụng của mỗi bộ phận, mỗi núm điều khiển của máy, vận hành thông thạo máy, ý nghĩa vật lý đại lượng đo, các nguồn sai số và nhiễu, cách giảm ảnh hưởng đó: biết được các biểu hiện hỏng máy, các sai hỏng thông thường và cách khắc phục: biết chuẩn máy. Người đo máy phải chịu trách nhiệm gìn giữ, bảo quản và sử dụng máy để thu được các số liệu đo có chất lượng, chịu trách nhiệm về mọi sai hỏng của máy.

5.7. Yêu cầu nhân lực tối thiểu cần 2 người để đo 01 máy đo từ cho 1 ca đo.

6. Những yếu tố vật lý và địa chất ảnh hưởng đến trường từ cường độ nhỏ

6.1. Hiệu ứng từ bề mặt địa hình. Sự lồi, lõm của mặt địa hình có thể gây sự thay đổi trường từ trong khoảng ±2 nT tạo nên dị thường ảo.

6.2. Ảnh hưởng của lớp đất trồng bề mặt và vỏ phong hóa. Các bất đồng của lớp đất trồng và vỏ phong hóa có thể gây ảnh hưởng lên kết quả đo trường từ độ chính xác cao. Tuy nhiên, nếu đặt đầu thu độ ở cao khoảng 2 mét, sự ảnh hưởng này sẽ không còn đáng kể, chỉ trong khoảng từ 0,2 nT đến 3 nT.

6.3. Ảnh hưởng của biến thiên từ. Những biến thiên từ chu kỳ ngắn vài chục giây có thể có biên độ thay đổi từ 2-5 nT.

6.4. Ảnh hưởng của nhiểu công nghiệp. Trên những diện tích gần các nguồn nhiều công nghiệp như các công trình xây dựng, nhà cửa, đường sắt, đường điện, đường ống dẫn nước, dẫn dầu bằng sắt… không thể tiến hành đo trường từ độ chính xác cao vì nhiều từ các nguồn công nghiệp này có thể lớn từ vài chục đến vài trăm nT.

7. Công tác thực địa

7.1. Công tác chuẩn bị

7.1.1. Tất cả các dạng công việc đo từ trường phục vụ điều tra, nghiên cứu địa chất đều phải tiến hành theo đề án (dự án) đã được cấp có thẩm quyền phê chuẩn.

7.1.2. Trong đề án (dự án) phải xác định: các nhiệm vụ cụ thể của công tác khảo sát trường từ chi tiết; cơ sở hợp lý của việc chọn vùng; hệ phương pháp kỹ thuật, sai số cho phép, các sản phẩm phải có, khối lượng các công việc, tổ chức thi công, chi phí lao động, vật tư, thời gian và dự toán.

7.1.3. Trong đề án (dự án) phải đề cập đến các phương pháp phụ trợ: trắc địa, địa chất, địa vật lý, lấy mẫu, công tác nghiên cứu, thử nghiệm.

7.1.4. Đề án (dự án) phải trình bày ngắn gọn, phản ánh những điều chỉ dẫn cần thiết cho việc thực hiện nhiệm vụ địa chất.

7.1.5. Đề án (dự án) phải chứng tỏ chọn được hệ phương pháp hợp lý để giải quyết tối đa nhiệm vụ địa chất được giao với chi phí ít nhất. Trong đề án (dự án) phải có lịch thi công và các chi phí tương ứng với mỗi bước. Dự kiến các thay đổi trong quá trình thi công. Đề án (dự án) phải xây dựng đúng theo quy định của bản quy phạm này và các quy định, quy phạm hiện hành khác có liên quan.

7.1.6. Khi bắt đầu xây dựng đề án (dự án), tác giả phải tìm hiểu kỹ các tài liệu địa chất, địa vật lý đã có, các tài liệu liên quan, phân tích kỹ chúng để lựa chọn phương pháp, kỹ thuật và tổ chức thực hiện hợp lý. Tác giả là người chịu trách nhiệm chính về tính hợp lý của các đề xuất trong đề án (dự án).

7.1.7. Đề án (dự án) phải có các tài liệu kèm theo sau:

+ Các tài liệu tham khảo.

+ Các bản đồ, bản vẽ: bản đồ vị trí hành chính vùng công tác, bản đồ lịch sử (mức độ) nghiên cứu vùng, bản đồ địa chất và địa vật lý vùng công tác, bản đồ thi công v.v…

+ Bản thống kê các máy, thiết bị chủ yếu.

+ Các hợp đồng đảm bảo thực hiện đề án (dự án).

7.1.8. Công tác trắc địa

Công tác trắc địa thực hiện theo quy định tại TCVN 9434:2012.

7.2. Phương pháp đo đạc thực địa

7.2.1. Lựa chọn điểm kiểm tra

7.2.1.1. Chức năng điểm kiểm tra

+ Đo kiểm tra máy hàng ngày trước và sau khi kết thúc một chuyến đo. Khi đo theo hành trình, nếu hằng ngày không thể trở về chỗ đóng quân thì việc đo trên kiểm tra được thực hiện trước lúc đi hành trình dài ngày và khi trở về (lúc này mỗi chuyến đo cần đo gối từ 2 – 5 điểm của chuyến đo trước).

+ Liên kết các quan sát về mức thống nhất.

+ Điểm kiểm tra còn có thể dùng đặt máy để theo dõi biến thiên từ trong trường hợp cần thiết.

7.2.1.2. Yêu cầu điểm kiểm tra: Điểm kiểm tra cần thỏa mãn các yêu cầu sau:

+ Gần chỗ đóng quân, đủ sáng, bằng phẳng, không có gió mạnh, dễ đến.

+ Ở cách xa các công trình công nghiệp, trạm biến thế, đường dây điện và những vật có thể làm thay đổi trường từ tại điểm kiểm tra trong những thời gian khác nhau hoặc tạo ra trường không đồng nhất trong phạm vi đặt máy.

+ Tại điểm kiểm tra trường từ phải bình ổn. Trong phạm vi đường tròn có bán kính 2m theo mặt bằng và ở độ cao cách nhau một khoảng bằng 0.5m, trường từ phải đồng nhất. Khi thay đổi chỗ đóng quân có thể chọn điểm kiểm tra mới.

+ Khi đo trên điểm kiểm tra phải giữ nguyên các điều kiện về độ cao và hướng của đầu thu từ.

7.2.2. Thành lập mạng lưới chuẩn

7.2.2.1. Mục đích mạng lưới chuẩn: Mạng lưới chuẩn thành lập nhằm 2 mục đích:

+ Loại trừ khả năng tích lũy sai số của các điểm thường. Một số điểm chuẩn trong vùng có thể làm vai trò của điểm kiểm tra.

+ Đưa kết quả đo về một mức quy ước hay là giá trị tuyệt đối.

7.2.2.2. Cách thành lập mạng lưới chuẩn: Mạng lưới chuẩn cho một vùng công tác được thành lập theo một trong hai cách:

+ Sử dụng các điển giao nhau giữa tuyến thường và tuyến trục (mạng lưới chuẩn theo tuyến trục) làm điểm chuẩn nếu nó đạt yêu cầu.

+ Thành lập một hệ thống các điểm chuẩn độc lập phân bố trong vùng (mạng lưới tựa độc lập). Các điểm chuẩn này có thể nằm trên tuyến đo hoặc ngoài tuyến đo.

Trường hợp mạng lưới chuẩn theo tuyến trục thì việc liên kết tài liệu chỉ được thực hiện sau khi kết thúc đo toàn vùng.

7.2.2.3. Khi chọn mạng lưới tựa theo đa giác khép kín, những điểm mạng lưới tựa phải nằm trên vùng có gradient trường nhỏ hơn 3 nT.

7.2.2.4. Phải lựa chọn máy có thông số kỹ thuật tốt nhất để tiến hành đo trên các điểm tựa.

7.2.2.5. Khi đo trên điểm tựa, phải thực hiện phép đo từ 3 đến 5 lần để đảm bảo sai số là nhỏ nhất.

7.2.2.6. Yêu cầu chọn vị trí đối với mỗi điểm chuẩn giống như yêu cầu đối với điểm kiểm tra. Ngoài ra có phải thỏa mãn thêm các yêu cầu sau: Khoảng cách giữa các điểm chuẩn và sự phân bố của nó trong vùng phải tạo điều kiện để sau 1,5 đến 2 giờ người có thể rẽ qua và đo tại một điểm chuẩn. Các điểm chuẩn phải bố trí ở nơi dễ đi tới với thời gian ngắn nhất cho mỗi một chuyến đo.

7.2.3. Quy định thực hiện một ca đo. Trình tự thực hiện 1 ca đo như sau:

+ Đo điểm kiểm tra

+ Bắt đầu mỗi ca đo được bắt đầu trên một trong các điểm nút của mạng lưới chuẩn.

+ Qua các khoảng 1,5 – 2 giờ cần đo khép một chuyến đo trên điểm nút gần nhất của mạng lưới chuẩn.

+ Đo điểm kiểm tra kết thúc 1 chuyến đo.

7.2.4. Đo kiểm tra đánh giá chất lượng tài liệu.

7.2.4.1. Tài liệu cơ bản để đánh giá chất lượng đo đạc là đo kiểm tra ngoài thực địa. Khối lượng đo kiểm tra căn cứ chủ yếu vào nhiệm vụ và tỷ lệ khảo sát, được dự tính trước trong đề án (dự án), nói chung không ít hơn 5% khối lượng điểm khảo sát của đề án (dự án) và không nhỏ hơn 30 điểm.

7.2.4.2. Không được đo kiểm tra ở những điều kiện thuận lợi hơn so với điều kiện đo chung của đề án (dự án), vì có thể do đó mà làm giảm sai số so với thực tế.

7.2.4.3. Không sử dụng các điểm đo kiểm tra ở nơi trường dị thường lớn hoặc gradient lớn để tính sai số bình phương trung bình.

7.2.4.4. Không sử dụng các giá trị đo lặp trong cùng 1 ca, hoặc trong 1 chuyến đo để tính sai số. Lưu ý không để việc đo kiểm tra sau đo thường quá lâu có thể gây ra sự thay đổi điều kiện thi công.

7.2.4.5. Cách đo kiểm tra là bắt đầu từ 1 trong các điểm chuẩn, sau đó dựa vào đường mòn, khe suối hay tuyến trục mở hành trình cắt chéo qua các tuyến thường: trên mỗi tuyến sẽ đo một số điểm, kết thúc chuyến đo tại một trong các điểm chuẩn. Chú ý là các điểm đo kiểm tra phải trùng với điểm đo thường.

7.2.4.6. Ở vùng rừng núi khó đi lại cho phép chọn từng đoạn tuyến điển hình để đo kiểm tra sao cho bảo đảm được tính khách quan.

7.2.5. Đo trường từ trên tuyến phân tích

7.2.5.1. Đo tường từ trên các tuyến phân tích nhằm phục vụ việc phân tích định lượng các dị thường từ, xác định các yếu tố thế nằm của đối tượng gây ra dị thường, bản chất địa chất của nó và lập các mặt cắt địa chất – địa vật lý.

7.2.5.3. Số lượng tuyến phân tích được chọn tùy thuộc vào đặc điểm của trường theo tài liệu đo trên các tuyến thường. Trên các dị thường có dạng kéo dài, tuyến phân tích phải bố trí vuông góc với trục dị thường: trên các dị thường dạng đẳng thước thì tuyến phân tích cần bố trí theo phương kinh tuyến từ. Tuyến đo phải kéo dài ra đến trường bình thường. Mật độ điểm đo trên tuyến phân tích phải dày hơn trên các tuyến thường và đan dày thêm ở các nơi cần thiết (các cực trị, các điểm uốn…).

7.2.5.4. Khi các điều kiện địa chất – vật lý và kỹ thuật cho phép thì trên tuyến phân tích có thể tiến hành đo các phương pháp địa vật lý khác: đo gradien từ thẳng đứng, đo biến thiên từ trong và ngoài dị thường, đo tổ hợp các phương pháp địa vật lý khác…

7.2.5.5. Trên các tuyến phân tích cần lấy các mẫu đá và quặng để đo từ tính của chúng (độ từ hóa cảm ứng, độ từ hóa dư, góc nghiêng của vectơ độ từ hóa).

7.2.5.6. Ở các tuyến phân tích phải lập mặt cắt địa hình, cần lập mặt cắt địa chất, các yếu tố này cần được chính xác hóa dần trong quá trình phân tích.

7.2.6. Công việc sau một ngày thu thập số liệu gồm:

7.2.6.1. Lau chùi máy, để máy vào nơi an toàn, cho máy vào hộp bảo vệ hoặc có tấm phủ che máy khỏi bụi, hơi nước. Bảo dưỡng máy đo, đầu thu và nguồn để chuẩn bị tốt cho ngày đo tiếp theo.

7.2.6.2. Hoàn chỉnh các ghi chép ở sổ ghi, hoàn chỉnh các vấn đề chi chép còn thiếu, nhưng không được sửa chữa sổ thực địa.

7.2.6.3. Đối với số liệu ghi tự động, phải trút số liệu sau mỗi lần kết thúc đo ghi. Tránh tràn bộ nhớ gây mất số liệu ở các lần ghi trước đó.

7.2.6.4. Theo dõi, đánh giá độ ổn định của máy

7.3. Một số trường hợp phải tiến hành đo lại.

7.3.1. Trong những thời điểm biến thiên từ thay đổi quá mạnh, trên kết quả đo biến thiên từ, trong vòng 5 phút, giá trị đo biến thiên từ thay đổi quá 5 nT.

7.3.2. Trên kết quả đo biến thiên từ, liên tục xuất hiện các nhiễu từ nguồn công nghiệp hay biến thiên từ chu kỳ ngắn với biên độ lớn hơn 0,25 nT.

Hình 3. Nhiễu công nghiệp trên kết quả đo biến thiên từ

7.3.3. Thời điểm đo tại điểm quan sát, không ghi được giá trị biến thiên từ hay biến thiên từ có nhiều nhiễu công nghiệp.

8. Công tác thống kê, xử lý số liệu

8.1. Công tác văn phòng thực địa

8.1.1. Các nội dung công tác văn phòng thực địa: Gồm các bước sau

a. Chính xác hóa vị trí các điểm, tuyến quan sát, vị trí lấy mẫu trên vùng công tác và trên bản đồ địa hình.

b. Xây dựng đồ thị các giá trị trường đã được hiệu chỉnh.

c. Phân tích định tính và định lượng nhanh, sơ bộ các kết quả.

d. Tập hợp các kết quả phân tích mẫu.

e. Sơ bộ đánh giá độ chính xác đo đạc.

8.1.2. Các công việc của các bước a, b, c phải làm ngay trong quá trình đo đạc ngoài trời để góp phần định hướng chỉ đạo công tác: đo lại các điểm sai hỏng, chọn đặt các tuyến bổ sung, đan dày hoặc đo tuyến phân tích, kéo dài hoặc thu ngắn bước đi, tuyến đo… Trên cơ sở các thông tin thu được ở giai đoạn này cần sơ bộ rút ra mối quan hệ của trường từ với cấu tạo địa chất và triển vọng khoáng sản.

8.1.3. Các kết quả văn phòng thực địa phải được trao đổi với các bộ phận địa chất, địa vật lý khác để đặt kế hoạch công tác phù hợp.

8.1.4. Ở giai đoạn văn phòng thực địa không yêu cầu lập bản đồ trường từ trừ trường hợp trong đề án (dự án) có yêu cầu.

8.2. Công tác văn phòng báo cáo tổng kết

8.2.1. Nội dung công tác văn phòng tổng kết bao gồm các công việc sau:

+ Hoàn chỉnh việc chỉnh lý, liên kết tài liệu theo yêu cầu của đề án (dự án).

+ Bình sai các kết quả khảo sát.

+ Tính sai số đo đạc.

+ Xây dựng các bản đồ đồ thị và đẳng trị trường từ.

+ Xử lý và phân tích định tính, định lượng các tài liệu thu được.

+ Thành lập các lát cắt địa chất – địa vật lý: các sơ đồ kiến tạo có lưu ý sử dụng các tài liệu địa chất, địa vật lý khác.

+ Thành lập các bản đồ phụ trợ: bản đồ biến đổi trường, tính đạo hàm… các sơ đồ phân bố tính chất vật lý đá và quặng.

+ Viết báo cáo.

+ Bảo vệ báo cáo, hoàn chỉnh và nộp lưu trữ báo cáo.

Việc phân tích tài liệu từ giai đoạn này đòi hỏi phải làm chi tiết và chính xác: cần lựa chọn nhiều phương pháp phân tích có độ chính xác cao, cần hiệu chỉnh địa hình khi cần thiết.

8.2.2. Các kết quả công tác văn phòng tổng kết phải được liên kết với các tài liệu địa chất – địa vật lý khác để chính xác hóa các mặt cắt địa chất – địa vật lý, khoanh được các khối từ hóa, các đời tiếp xúc và các yếu tố kiến tạo khác.

8.2.3. Các bản đồ, bản vẽ, tài liệu chủ yếu trong công tác đo trường từ độ chính xác cao là:

– Bản đồ mạng lưới tuyến khảo sát.

– Bản đồ trường từ: bản đồ đồ thị, bản vẽ đẳng trị T và ΔTa.

– Sổ tính sai số và kết quả tính sai số.

– Bản đồ giải thích địa chất tài liệu từ.

– Các mặt cắt địa vật lý – địa chất.

– Các kết quả phân tích mẫu, phân tích định lượng các dị thường từ.

Các tài liệu khác:

– Bản đồ biến đổi trường.

– Tài liệu chuẩn và kiểm định, kiểm tra máy.

Các bản đồ và bản vẽ phải thành lập trên giấy cứng.

8.3. Đánh giá chất lượng công tác đo từ

Chất lượng công tác đo từ mặt đất được đánh giá theo các mặt sau:

– Sai số đo tính theo các tài liệu đo kiểm tra lặp của các điểm đo thường, so sánh tài liệu đo hai máy song song.

– Sai số tổng cộng của việc khảo sát.

– Mức độ đúng đắn của việc ghi chép, chỉnh lý và thành lập tài liệu thực địa so với yêu cầu của quy phạm kỹ thuật và của đề án (dự án).

– Chất lượng xử lý các tài liệu thực địa và ở giai đoạn tổng kết:

+ Chất lượng các tài liệu bản vẽ báo cáo;

+ Mức độ giải quyết các nhiệm vụ đặt ra trong đề án (dự án) và hiệu quả địa chất của khảo sát từ.

8.4. Tính sai số

8.4.1. Các loại sai số và yêu cầu

– Sai số bình phương trung bình trên mỗi điểm chuẩn trong mạng lưới chuẩn σm.

– Sai số bình thường trung bình của cả mạng lưới chuẩn σc.

– Sai số bình phương trung bình của mạng lưới điểm quan sát trên tuyến thường, σth.

Sai số σc và σth phải thỏa mãn bất đẳng thức

σc <>σth ≤ (2÷2,5)σc (8.1)

Sai số chung của tài liệu đo đạc tính theo công thức

(8.2)

8.4.2. Công thức xác định các sai số nêu trong như sau:

8.4.2.1. Sai số bình phương trung bình ở mỗi điểm chuẩn σm tính

(8.3)

Ở đây i là hiệu giá trị đo lần thứ i tại điểm chuẩn hay điểm kiểm tra với giá trị trung bình của n lần đo trên điểm chuẩn đó:

8.4.2.2. Sai số bình phương trung bình của mạng lưới chuẩn xác định như sau

– Khi mạng lưới chuẩn được cân bằng theo phương pháp Popop

(8.4)

i là hiệu hai giá trị trường từ của mỗi cạnh đa giác thứ i trước và sau khi cân bằng.

Pi là trọng số của cạnh thứ i.

n là số cạnh của mạng lưới chuẩn.

r là số đa giác khép kín.

– Khi mạng lưới chuẩn liên kết theo phương pháp điểm nút:

(8.5)

Ký hiệu như trên

n số các khâu giữa hai điểm chuẩn.

k là số các điểm chuẩn.

Pi được xác định tỷ lệ thuận với số lần quan trắc trên cạnh và tỷ lệ nghịch với độ dài của cạnh (thời gian đo).

8.4.2.3. Sai số bình phương trung bình của việc đo trên mạng lưới điểm đo thường

(8.6)

σi là hiệu giá trị trường tại điểm i đo lần đầu và lần đo kiểm tra.

n là số điểm đo kiểm tra.

9. Giải đoán kết quả đo trường từ độ chính xác cao

9.1. Nội dung giải đoán kết quả đo trường từ độ chính xác cao: gồm các nội dung chính sau:

+ Xác định độ sâu các đối tượng gây dị thường từ hay các đới đất đá khống chế dị thường từ, gây dị thường từ.

+ Chính xác hóa các yếu tố có ý nghĩa địa chất, khoáng sản.

+ Nêu kết luận về các ranh giới địa chất, các yếu tố kiến tạo, các thành tạo gây dị thường từ…

9.2. Các chương trình sử dụng để giải đoán kết quả đo trường từ độ chính xác cao.

Cho đến thời điểm hiện tại, có thể sử dụng các bộ chương trình phân tích Bộ chương trình trường thế, ER.Mapper, Coscad (2D và 3D), Potent, Encom Discover 3D hoặc các phần mềm có tính năng tương tự.

9.3. Trình tự giải đoán

9.3.1. Chuẩn bị tài liệu: các tài liệu chuẩn bị bao gồm:

+ Tài liệu dị thường từ quan sát.

+ Tài liệu trường từ đã qua biến đổi.

+ Tài liệu tham số từ tính của đất đá.

+ Các tài liệu khác như tài liệu địa chất, địa vật lý khác…

9.3.2. Trình tự giải đoán kết quả đo trường từ độ chính xác cao.

9.3.2.1. Xác định hình dạng và các thông số nguồn gây dị thường.

Sử dụng các phần mềm mô hình hóa dị thường. (ví dụ minh họa xem hình 4)

Hình 4: Sử dụng chương trình Potent để mô hình hóa dị thường từ, vật thể hình elip

– Giá trị đo đạc: đường không liền nét

– Giá trị tính toán mô hình: đường liền nét

9.3.2.2. Phân tích so sánh tài liệu: Phân tích tài liệu từ đã đo đạc để đi đến kết luận cơ bản về đối tượng gây ra dị thường từ. Các kết luận về hình dạng, đặc điểm cấu tạo, kích thước… của đối tượng gây dị thường từ; về mức độ từ hóa của đối từ gây dị thường và điều kiện địa chất hình thành; Các kết luận về các kiểu kiến tạo gây sự khác biệt về trường từ trong vùng nghiên cứu… So sánh với các tài liệu địa chất, địa vật lý khác để lựa chọn kết quả phù hợp nhất với các tài liệu khác đã có.

9.3.2.3. Tổng hợp tài liệu: Thống nhất các kết quả trong quá trình phân tích để phù hợp với quy luật địa chất của vùng nghiên cứu.

9.3.2.4. Xây dựng giả thuyết giải thích địa chất: Xây dựng mối quan hệ giữa dị thường từ với đối tượng địa chất gây ra dị thường.

10. Báo cáo kết quả phương pháp

10.1. Bản vẽ: Yêu cầu cần có các bản vẽ sau:

a. Sơ đồ hệ thống tuyến khảo sát thực tế.

b. Bản đồ cường độ trường từ toàn phần T.

c. Bản đồ dị thường từ ΔTa.

d. Bản đồ đồ thị dị thường từ ΔTa theo tuyến.

e. Sơ đồ kết quả phân tích định lượng 2D dị thường từ trên tuyến phân tích.

10.2. Báo cáo tổng kết: Cần đáp ứng các yêu cầu sau:

a. Mục tiêu, nhiệm vụ của đề án được giao.

b. Máy móc, phương pháp kỹ thuật thi công thực địa đã thực hiện.

c. Phương pháp hiệu chỉnh, xử lý tài liệu.

d. Khối lượng và chất lượng tài liệu đã đạt được.

e. Các phương pháp xử lý, minh giải tài liệu từ.

g. Kết quả giải thích địa chất tài liệu từ.

h. Đánh giá mức độ giải quyết các mục tiêu nhiệm vụ được giao, các vấn đề tồn tại. Kiến nghị cho công việc tiếp theo.

Phụ lục A

Danh mục tài liệu tham khảo

+ Địa từ và thăm dò từ, NXB Đại học quốc gia Hà Nội 2006, Tôn Tích Ái.

+ Bài giảng phương pháp từ, trường Đại học Mỏ – Địa chất 2000, Bùi Thế Bình.

+ Bài giảng Thăm dò từ và địa từ dùng cho cao học ngành địa vật lý, trường Đại học Mỏ – Địa chất 1999, Tôn Tích Ái.

+ Trường địa từ và kết quả khảo sát địa từ tại Việt Nam, NXB Khoa học tự nhiên và Công nghệ quốc gia 2007, Nguyễn Thị Kim Thoa.

+ Guide for Magnetic Measurement and Observatory Practice, 1996, Jerzy Janlowski, Christian Sucksorff, Warsaw.

+ Magnetic Surveys Book: Principles, Practice & Interpretation, 2005, Geosoft.

+ History of Aeronomy and Geomagnetizm, IAGA.2005, Toulouse, France, July 18-20, 2005, Truong Quang Hao – Institute of Geophysics, 18 Hoang Quoc Viet, Hanoi Vietnam.

MỤC LỤC

Lời nói đầu

1 Định nghĩa phương pháp………………………………………………………………………………………

2 Phạm vi áp dụng………………………………………………………………………………………………..

3 Một số quy định chung………………………………………………………………………………………..

3.1 Quy định về tỷ lệ mạng lưới tuyến và điểm quan sát………………………………………………..

3.2 Chọn độ cao quan sát……………………………………………………………………………………….

4 Các định nghĩa và thuật ngữ………………………………………………………………………………….

5 Máy và thiết bị……………………………………………………………………………………………………

6 Những yếu tố vật lý và địa chất ảnh hưởng đến trường từ cường độ nhỏ………………………

7 Công tác thực địa……………………………………………………………………………………………….

7.1 Công tác chuẩn bị…………………………………………………………………………………………….

7.2 Phương pháp đo đạc thực địa……………………………………………………………………………

7.3 Một số trường hợp phải tiến hành đo lại……………………………………………………………….

8 Công tác thống kê, xử lý số liệu…………………………………………………………………………….

8.1 Công tác văn phòng thực địa……………………………………………………………………………..

8.2 Công tác văn phòng báo cáo tổng kết………………………………………………………………….

8.3 Đánh giá chất lượng công tác đo từ…………………………………………………………………….

8.4 Tính sai số………………………………………………………………………………………………………

9 Giải đoán kết quả đo trường từ độ chính xác cao……………………………………………………..

9.1 Nội dung giải đoán kết quả đo trường từ độ chính xác cao……………………………………….

9.2 Các chương trình sử dụng để giải đoán kết quả đo trường từ độ chính xác cao……………

9.3 Trình tự giải đoán……………………………………………………………………………………………..

10 Báo cáo kết quả phương pháp…………………………………………………………………………….

10.1 Bản vẽ: Yêu cầu cần có các bản vẽ sau:……………………………………………………………..

10.2 Báo cáo tổng kết……………………………………………………………………………………………

Phụ lục A Danh mục tài liệu tham khảo……………………………………………………………………..

Máy đo cộng hưởng từ trường SR- và mối liên quan đến phong thủy

1. Sóng Schumann resonance
Một dự án mà tôi ấp ủ chế tạo suốt 7 năm nay là chế tạo được 1 máy đo được các lực từ trường có dải tần số tự nhiên schumann resonance (SR) do sấm sét; các dải tần này có liên quan mật thiết đến sóng của não người là sóng alpha 7,83 Hz; ngoài ra là các dải sóng harmonic của tần số trên là 14hz;20Hz v.v.
Về mặt cơ bản, các dạng sóng trên tồn tại trong Trái Đất đã hàng tỉ năm, từ khi hình thành ra Trái Đất, trung bình trong mỗi giây luôn luôn có sự hoạt động của khoảng 200 cơn bão trên Trái Đất, và các cơn bão đó tạo ra tổng cộng 50 sét đánh trong mỗi giây. Sét tạo ra 1 sóng điện từ trường có tần số siêu thấp ELF di chuyển trong Trái Đất; do chu vi Trái đất lấy trung bình khoảng 35.000- 40.000km ta lấy vận tốc của điện từ trường là 300.000km/s chia cho số này ta sẽ ra được con số là 7.83 tức trong 1 giây, sự tác động của 1 lần sét đánh tạo ra sóng đi được 7,83 vòng quanh Trái Đất; chúng đập đi đập lại giữa tầng mặt đất có số vol min =0 với tầng điện ly, ranh giới D có chiều cao 20km là 500.000 vol.
Loại cộng hưởng từ trường SR này nó quyết định đến việc, mọi loài sinh vật muốn tồn tại trên trái đất thì phải thích nghi với nó, phải dựa vào nó để các hệ thống tuần hoàn như chỉ số nhịp tim, chỉ số huyết áp, hệ thống nội tiết,các loại hocmon như serotonin, các hệ thống thần kinh trong cơ thể như độ dẫn truyền của ion Na/K, nói tóm lại là mọi sự hoạt động của cơ thể sinh vật đều cần tương tác với tần số rung động này. Đơn cử với loài người, sóng não của con người khi ngủ có bước sóng hoàn toàn trùng khớp với tần số trên là alpha=7,83hz; tức khi con người ngủ là trạng thái vô thức sóng não hoạt động trùng với nhịp của Trái Đất để có sự cộng hưởng, giúp cơ thể hồi phục lại sức lực, tinh thần để ngày mai tiếp túc làm việc. Và ngoài ra, vì sóng SR nó có xu hướng đập lên đập xuống giữa mặt đất và tầng điện ly tức là di chuyển theo chiều thẳng đứng trùng khớp với những phương pháp phong thủy địa mạch tôi hay sử dụng để ngăn cản những bức xạ đất xấu cũng như khuếch đại các mạch đất tốt, về việc nhiều khi chỉ cần có ngăn cản bức xạ ở tầng 1 có thể đem lại hiệu quả lan ra các tầng cao hơn; nên tôi càng muốn nghiên cứu sâu hơn về tính chất của loại sóng này.
2. Chế tạo máy đo Schumann resonance
2.1. Công tác chế tạo anten- xử lý tín liệu acquisition
Việc thực hiện đầu tiên là chế tạo một cuộn cảm inductor coil với vật liệu gồm lõi sắt từ có giá trị thấm từ rất cao . Vật liệu lõi đó làm bằng kim loại sắt từ mumetal tiêu chuẩn ASTM A753 4 alloy. Cuộn cảm inductor được đề xuất có 40.000 vòng cuộn trên thanh sắt dài 300mm và đường kính 25mm. Điện áp tại 2 đầu cuộn cảm có giá trị rất thấp do trường từ của cộng hưởng schumann có biên độ cực nhỏ cỡ 1-5 pT( so sánh với từ trường của Trái Đất tạo bởi lõi trung bình khoảng 35000-50000uT tức gấp 10 triệu lần cộng hưởng schumann, còn so với từ trường của 1 điện thoại iphone là 200 triệu lần yếu hơn). Để có thể đo được tín hiệu schumann này cần có công tác xử lý số liệu acquisition hiệu quả trong đó bước đầu là khuếch đại tín hiệu và lọc cao tần. Công tác khuếch đại ban đầu là +118dBV. Các tần số cắt (tại -3dB) là 27Hz, trong khi rolloff là khoảng 60dB / octave. Cắt tần số norchfilter 50Hz với tần số dòng điện 2 chiều từ các hệ thống điện cung cấp gần đó. Các loại thiết bị này có thể được chế tạo phần cứng để tạo thành bộ tiền xử lý và sau đó nối với 1 hệ thống xử lý số liệu và máy tính riêng để xử lý, tuy nhiên với điều kiện hiện tại việc chế tao bộ phần xử lý này đắt đỏ do đó tôi hướng tới việc xử lý toàn bộ số liệu từ trường bằng hệ thống xử lý số liệu acquisition trên máy tính, thông tin đầu vào được thiết kế để có thể cắm vào trong dây tai nghe bất kỳ, sau đó được kết nối với cạc âm thanh của máy vi tính sau đó xử lý số liệu tiếp trong phần mềm phân tích tín hiệu địa vật lý Kogeo của Đức- trong đó tất cả các công đoạn cộng hưởng tín hiệu, lọc cao tần, thấp tần, cắt nhiễu tần số riêng 50Hz được thực hiện trên phần mềm này, tín hiệu được đăt tại tỷ lệ 9600 samples/sec; tín hiệu analog to digital là 16bit; đo dải tần từ 1 đến 120 Hz với đơn vị đo là 10 phút 1 lần đo, với việc sử dụng hàm chuyển theo phương pháp Welch method.
2.2. Vị trí đặt sensor đo từ
Quan trọng nhất là với tín hiệu của cộng hưởng sóng schumann yếu như vậy, nó sẽ bị nhiễu hoàn toàn nếu như trong bán kính 2,5km có bất kỳ hệ thống mạng lưới điện sinh hoạt hoặc điện cao thế nào nếu không có công tác xử lý số liệu, kể cả trong trường hợp đã có công tác xử lý số liệu lọc tần của dòng điện sinh hoạt thì để làm rõ được ít nhất 3 tầng số đầu tiên gồm tần 7,83;14 và 20 Hz thì có thể khoảng cách chấp nhận được cũng phải vài tram mét. Trong điều kiện này tôi nghĩ đến việc lắp 1 trạm đo tại 1 vùng thuộc Ba Vì, cách xa khu dân cư và tương đối gần Hà Nội; có thể kết hợp là nơi nghỉ dưỡng tập luyện dưỡng sinh sau này phối hợp với công tác khoa học đo số liệu trong đó trạm đo sử dụng hệ thống điện mặt trời dòng 1 chiều đặt trên đỉnh đồi để không bị nhiễu, nối với đường dây truyền tín hiệu dài vài tram mét đến phòng xử lý số liệu. Tại vị trí đỉnh đồi này, do cây cối có thể dẫn điện và làm nhiễu đi dòng điện rất nhỏ nên tôi sẽ phát quang thảm thực vật trong bán kính 10 mét, đặt 2 thiết bị cảm từ vuông góc nhau 1 cái đặt hướng chính Bắc- Nam và 1 cái đặt tại chính Đông- Tây, chúng được đặt trên mặt đất cứng nền xi măng thấp hơn nền đất ngoài khoảng 20cm để lọc 1 số dạng nhiễu khác do gió đập vào thiết bị tạo ra rung động và làm nhiễu số liệu; chất đất tại vị trí đặt thiết bị cũng cần được kiểm tra sao cho hệ số dẫn điện của đất thật tốt (chọn đất tơi, có độ ẩm của đất ở ngưỡng vừa phải: ví dụ đất đỏ phong hóa bazan). 1 anten đo cường độ điện trường phương thẳng đứng được đặt gần 2 thiết bị cảm từ đơn vị milivol/m; được kết nối với 1 thiết bị âm ly khuếch đại trở kháng cao do cần biết rằng trong không gian luôn có dòng điện tĩnh của Trái Đất có cường độ 100V/m trong thời tiết đẹp cho đến 1000V/m trong điều kiện có mưa bão do đó lại tiếp tục xử lý số liệu cho anten trên, để lọc bớt hiệu ứng nhiễu do dòng điện nằm ngang tôi nghĩ đến việc sử dụng anten marconi loại T để đón tín hiệu điện thẳng đứng và loại đi tín hiệu điện nằm ngang. Phối tất cả các dạng tín hiệu này ta có được 1 thiết bị đo tần số cộng hưởng schumann cơ bản.
3. Lợi ích của việc đo cộng hưởng từ SR
Có vô số lợi ích của việc đo loại sóng này, cũng như kèm theo nó là vô vàn rủi ro bởi tín hiệu sóng quá yếu; sóng tuy yếu, nhưng nó mang lịch sử để hình thành nên mọi chủng loài sinh vật, do đó nó mang tính quyết định đến hành vi của sinh vật trong 1 không gian, thời gian nhất định nào đó. Những liên kết đó bao gồm:
– có nhiều vụ đột quỵ, hoặc ốm không rõ nguyên nhân, hoặc mệt mỏi nhanh hơn bình thường khi có sự bất thường về tần số và cường độ của sóng SR.
– Những tiêu cực về tinh thần của người, như bồn chồn lo âu không rõ lý do liên quan đến sự bất thường của sóng SR.
– Tất cả các quy luật của thời tiết bị thay đổi như nhiều bão, bão to hơn qua các năm, hoạt động núi lửa, động đất, hạn hán liên quan đến sóng SR.
– SR liên quan đến chu kỳ hoạt động của tuần trăng, và chu kỳ của mặt trời do đó sức khỏe con người cũng phụ thuộc vào các chu kỳ này.
– SR liên quan đến chu kỳ ngày đêm- là điều quyết định việc con người nên ngủ vào thời gian nào và thức vào thời gian nào
– Sự dị thường của SR có thể do nguyên nhân của tự nhiên đã gây nên rất nhiều tác hại không nhìn thấy được, nhưng cũng có thể có nguyên nhân từ con người nếu muốn và tác hại đó còn lớn hơn nhiều.
4. Kết luận:
Nếu coi đơn giản phong thủy là 1 bộ môn nghiên cứu môi trường xung quanh để làm sao giúp ích nhất cho con người; thì tôi coi cái cội nguồn của mọi loại lực tương tác đến con người phải xuất phát từ loại sóng SR do sấm sét này. Hành trình 7 năm chỉ mới nghiên cứu được như vậy, do không xuất thân từ người học về điện tử- viễn thông nên kiến thức về chế tạo anten chưa đủ để xử lý được nhiễu, nên tôi chia sẻ ra đây cho mọi người tham khảoKhông có mô tả ảnh.Không có mô tả ảnh.Không có mô tả ảnh.Không có mô tả ảnh.1 thiết bị đo đạc cuối cùng cần phải hiển thị ra kết quả đo schumann như trên, với cường độ watt/Hz với tần số 7,83Hz (sóng alpha trùng với sóng của não người) là 0,7 watt/Hz; các bước sóng cộng hưởng harmonic của nó là bước sóng 14Hz có cường độ là 0,2; bước sóng 20Hz có cường độ là 0,18 tức giảm dần về cường độ.