Sunum yükleniyor. Lütfen bekleyiniz

Sunum yükleniyor. Lütfen bekleyiniz

Kayaçların Kalıntı Mıknatıslanma Kazanma Yolları.

Benzer bir sunumlar


... konulu sunumlar: "Kayaçların Kalıntı Mıknatıslanma Kazanma Yolları."— Sunum transkripti:

1 Kayaçların Kalıntı Mıknatıslanma Kazanma Yolları

2 Doğal Kalıntı Mıknatıslanma (DKM) J = J indüklenen + J kalıntı DKM = birincil DKM + ikincil DKM Geçmiş jeomanyetik alan ile ilgili bilgi verir (paleomanyetizma için kullanışlı) Parasitik magnetizma: bir kayacın jeolojik yaşı içerisinde meydana gelir.

3 Isıl kalıntı mıknatıslanma (IKM) Manyetik kayaçlarda yapılan birçok deneyde, Curie noktası üzerindeki sıcaklıklardan itibaren, bir manyetik alan içinde, oda sıcaklığına dek soğutulan kayaçta bir mıknatıslanmanın oluştuğu görülmüştür. Kayaç içinde oluşan bu mıknatıslanmaya ısıl kalıntı mıknatıslanma (IKM) adı verilir. Büyük daneli kayaçlarda oluşan IKM’nin zayıf ve duraysız, küçük daneli kayaçlarda oluşan IKM’nin ise şiddetli ve duraylı olduğu bilinmektedir. Ayrıca kayaç içinde oluşan mıknatıslanma uygulanan alan doğrultusuna paraleldir.

4 Şekil a) Bir lav akıntısının görüntüsü, Daniel Staudigel. b) Lav akıntısı Curie sıcaklığının üzerinde iken, kristallenme başlamakta, fakat manyetik özellikleri yoktur. c) Curie sıcaklığının altında fakat blocking sıcaklığının üstünde bazı mineraller manyetik özellik kazanırlar, momentleri kolay mıknatıslanma doğrultusunda uygulanan alan yönüne minimum açı yapacak şekilde hareket ederler Bir lav akıntısını göz önüne alacak olursak, öncelikle ergimiş lav kayacın içinde katılaşacaktır. Kayaç Curie sıcaklığının üzerindeyken herhangi bir kalıntı mıknatıslanmanın oluşumu söz konusu değildir (Şekil a), ve kayaçta termal enerji egemen olacaktır. Kayaç Curie sıcaklığı üzerinden bir sıcaklıkta soğuduğunda “değişim enerjisi” egemen olacaktır ve kayaç bir mıknatıslanmaya uğrayacaktır (Şekil b). Bununla birlikte, anizotropi enerjisi magnetostatik enerjiden hala daha az önem taşıdığından, örnek içerisindeki mıknatıslanmanın yönü yer mağnetik alanın yönünü izlemekte hala kararsız. Mağnetik daneler süperparamağnetik özellikte ve mıknatıslanmanın yönü de dış alan yönüyle denge durumundadır (Şekil b). Lav akıntısındaki mağnetik momentler uygulanan alana minimum bir açıyla kolay doğrultudan diğerine hareket etmektedir (Şeki c).

5 Isıl Kalıntı Mıknatıslanma (IKM) 3. Belli bir sıcaklıkta (blocking sıcaklığı) τ (rölakzasyon zamanı)çok büyük bir değer alır. Manyetik dipoller uygulanan alan yönüne dizilir. T ≈ 1000 °C. Manyetik mineraller şekillenir. Fakat henüz paramanyetik düzendedir. 1 2.T <≈ T Curie. Kendiliğinden mıknatıslanma ortaya çıkar 2 3 H H

6 Isıl Kalıntı Mıknatıslanmanın Temel Özellikleri: 1. Kayaçların IKM ile kazandıkları mıknatıslanmanın yönü, dış alanın yönü ile aynıdır. 2. Kazanılan IKM'nin şiddeti uygulanan dış alanın şiddeti 2 Oersted’i geçmediği sürece, uygulanan dış alan şiddeti ile orantılı olarak artar. 3. Magmatik kayalar tarafından kazanılan IKM'nin koersif kuvveti genellikle birkaç yüz oersted kadardır. Kayaç kazandığı lKM'yı parasitik ferromanyetizmaya borçlu ise koersif alanın kuvvetii genellikle 1000 Oerstedin üstündedir. 4. Kayaç içindeki ferrimanyetik mineraller çok domenli iri daneler ise kazanılan IKM'nin şiddeti ve koersif alanı küçüktür. Eğer kayaç içindeki manyetik danecikler küçük veya tek domen boyutunda ise kazanılan IKM şiddeti ve koersif kuvveti büyük olmaktadır. 5. Kayac icindeki manyetik daneciklerin kristal yapıları ile ilgili eksiklik veya bozukluklar kazanılan IKM'nin özelliklerini etkileyebilmektedir. 6. Zayıf bir dış alan içinde kazanılan IKM'nin şiddeti, aynı dış alan içinde kazanılan indüklenmiş mıknatıslanmanın şiddetinden ve EIKM'nin şiddetinden büyüktür.

7 Kısmi Isıl Kalıcı Mıknatıslanma Elimizdeki bir kayacı Curie sıcaklığının üstündeki sıcaklıklara kadar ısıtalım ve yönü bilinen bir alan içinde soğıırken çeşitli sıcaklıklarda sahip olduğu mıknatıslanmaları ölçelim. Böylece Şekil 'de verilen A eğrisini elde etmiş olalım. Aynı kayaç üzerinde bir de şu deneyi yapalım: Kayacı Curie sıcaklığının üstündeki sıcaklığa kadar ısıtıp, kayaç 600°C dan 500°C ye doğru soğurken ona bir dış alanı uygulayalım daha sonra kayacın 500°C dan oda sıcaklığına kadar soğuması sırasında uyguladığımız dış alanı kaldıralım. Başka bir deyişle, kayaç diş alanın bulunmadığı bir ortamda 500' o C dan oda sıcaklığına kadar soğumuş olsun. Kayacın böylece kazandığı mıknatıslanma şiddetini ölçelim. Şekilde bu değer «a» ile gösterilmiştir. İkinci olarak aynı kayacı tekrar Curie sıcaklığı üstündeki sıcaklığa kadar ısıtıp önce 500°C kadar dış alanın bulunmadığı bir ortamda soğumaya terkedelim, sonra kayaç 500"C ile 400°C a kadar soğurken bir dış alan uygulayalım ve tekrar 400°C dan oda sıcaklığına kadar dış alanın olmadığı bir ortamda soğutalım. Bu deney sonunda kayacın ölçtüğümüz mıknatıslanma şiddeti şekilde görülen «b» noktası olsun. Deneye devam ederek benzer biçimde «c,d,e,f» değerlerini okuyalım. Görüldüğü gibi kayacın lOO°C lık çeşitli aralıklarda kazandığı mıknatıslanmaların şiddeti aynı değildir. Öte yandan «a+ b» toplamı yapılırsa bunun A eğrisi üzerinde «b'» noktasına, «a+ b+c» nin A eğrisi üzerindeki «c'» noktasına, karşı geldiğini buluruz. Şekil. Sıcaklık-Mıknatıslanma şiddet değişim eğrisi. Kısmi isıs kalıcı mıknatıslanmanın uygulanması

8 Özetle kayacın' kazandığı «toplam ısıl kalıcı mıknatıslanmayı» gösteren A eğrisi olup, B eğrisine ise «kısmi ısıl kalıcı mıknatıslanma eğrisi» adı verilir. Sekilden görüi1eceği üzere elimizdeki kayac numunesi ısıl kalıcı mıknatıslanmasının en büyük kısmını 600'°C dan 500°C a doğru soğurken kazanmaktadır, diğer sıcaklık aralıklarında kazandığı mıknatıslanmaların siddeti bu aralıktakine göre cok küçüktür. Bu aralık yani yani ısıl kalıcı mıknatıslanmasının büyük bir kısmını kazandığı sıcaklık aralık blocking sıcaklığı (bloklanma sıcklığı) olarak adlandırılır. Şekilde verilen mıknatıslanma­sıcaklık eğrisine sahip numunenin bloking sıcaklığı «a» noktasındaki sıcaklık veya onun civarındadır. Şekilden görüleceği üzere oda sıcaklığından ilk birkac yüz dereceye kadar olan sıcaklıklarda ele aldığımız numune az da olsa bir mıknatıslanma kazanmaktadır. Deneyler gösteriyor ki düşük sıcaklıklarda kazanılan mıknatıslanmalar yüksek sıcaklıklarda kazanılan mıknatıslanmalar kadar kalıcı değildir. Kayaç zayıf bir dış alan ile karşılaştığında veya az miktarda ısındığında düşük sıcaklıklara ait orijinal mıknatıslanmalar yok olmamaakta, onun yerine kayaç yeni şartlara uyan bir mıknatıslanma kazanmaktadır. Uygulamada kayaç tarafından kazanılan orjinal mıknatıslanmaya «birincil» veya «primer» veya «orijinal» mıknatıslanma, sonradan kazanılana «ikincil» veya «sekonder» mıknatıslanma denir. Araziden toplanan kayaçlarda hemen hemen her zaman çeşitli nedenlerle ikincil mıknatıslanmalar vardır. Orijinal mıknatıslanmanın yönünü ölçmek için önce kayaçtaki ikincil mıknatıslanmaların temizlenmesi gerekir.

9 EŞ ISIL KALICI MIKNATISLANMA (ElKM) Kayaçların aşağıda tanımlanan deney sonucu kazandıkları kalıcı mıknatıslanmaya eş ısıl kalıcı mıknatıslanma (EIKM) adı verilir. Oda sıcaklığında ve kalıcı mıknatıslanması olmayan bir numuneye kademe kademe, şiddeti giderek artan bir dış alan uygulayıp her alan uygulamasından sonra numunenin kazandığı kalıcı mıknatıslanmanın şiddetini ölçelim. Numune her seferinde uygulanan alan yönünde uygulanan dış alanın şiddetine bağlı olarak artan şiddette kalıcı mıknatıslanma kazanır (EIKM). Deney sırasında dış alanın şiddeti belirli bir değere ulaştıktan sonra ne kadar arttırılırsa arttırılsın kazanılan EIKM'nin şiddeti değişmez. Bu halde olan numuneye «doygun halde EIKM» kazandı denir. Şekil'de verilen iki eğriden 1 numaralı olanı manyetitin EIKM eğrisini göstermektedir. Görüldüğü gibi numune doygun hale kadar EIKM kazanabilmiştir. Şekilde verilen 2 numaralı eğri ise iri daneli hematit mineralinde yapılan benzer deneyin sonuçlarını göstermektedir Oersted lik bir alan uygulanmış olmasına rağmen hematitin kazandığı EIKM henüz doygun hale ulaşmamıştır. Bunun nedeni manyetitin hematite göre daha küçük koersif kuvvete sahip olmasıdır. Manyetik alan (Oe) Normalize Mıknatıslanma şiddeti

10 Şekilde verilen iki ayrı şekilde, aynı özelliklere sahip iki manyetit ve iki hematit numunesinin kazandıkları IKM ve EIKM karşılaştırılmıştır. Her iki Şekilden açıkça görüldüğü üzere bir dış alan içinde kazanılan IKM'nın şiddeti aynı alan içinde kazanılan EIKM'nın şiddetinden daha büyüktür. Şekil: a) Manyetit ve b) hematit tarafından kazanılan IKM ve EIKM şiddet eğrileri. Her iki durumda, düşük alanlar içinde kazanılan IKM’nın aynı alanda kazanılan EIKM’ya göre çok daha şiddetli olduğu görülür.

11 Viskoz Kalıcı Mıknatıslanma (VKM) EIKM çeşidinde bir kayaç veya mineral tarafından kazanılan EIKM nın şiddetinin yalnız uygulanan dış alanın şiddetine bağlı olduğunu gördük. EIKM deneyleri sırasında dış alanın numuneye uygulanma süresi genellikle beş on saniye mertebesindedir ve her aşamada aynıdır. Eğer bir kayaç veya manyetik minerale uygulayacağımız dış alanın şiddetini sabit tutup, alanın uygulama süresini değiştirelim ve numunenin kazandığı mıknatıslanmanın şiddetini ölçelim. Kazanılan mıknatıslanmanın şiddeti zamanla artacaktır. Mıknatıslanma özelliğine sahip bir maddenin dış alan içinde zamana bağlı olarak kazandığı mıknatıslanmaya vizkos kalıntı mıknatıslanma denir. Log zaman VKMVKM Bazı kayaçlarda ikincil mıknatıslanma. IKM/KKM/ÇKM’dan çok daha az duraylı

12 Şekilde bir bazaltın değişik şiddetteki dış alanlarda 8 güne kadar olan süreler içinde kazandığı VKM gösterilmiştir. VKM kazanılmasında numunenin içinde bulunduğu sıcaklığın da etkisi vardır. Numune ne kadar sıcak ise kazanılan VKM o kadar şiddetli olmaktadır. Şekil: B'de manyetit tozlarından yapılmış suni bir numunenin çeşitli sıcaklıklarda fakat aynı bir dış alan içinde kazandığı VKM görülmektedir. İkinci şekil ile ilgili verilerin sağlanmasında sıcaklığın VKM'deki etkisinin açıklıkla anlaşılabilmesi için numuneye hayli büyük sıcaklıklar uygulanmıştır. VKM

13 Kimyasal Kalıntı Mıknatıslanma (KKM) Ferromanyetik bir dane bir manyetik alanın varlığında büyüyorsa, veya içlerindeki demiroksit minerallerini kimyasal çökelme işlemine bağlıysa KKM ortaya çıkmaktadır. İndüklenen alan Dane hacmi,( V) τ = 100 s τ = 10 m.y. KKM

14 Çoğunlukla volkanik, metamorfik ve sedimenter kayaçlardaki (kırmızı yataklar) ikincil mıknatıslanma Örn., Geotit danelerinde hematitin oluşumu FeOOH → αFe 2 O 3 + H 2 O BİRİNCİL KKM Kimyasal Kalıntı Mıknatıslanma (KKM)

15 KİMYASAL KALıCı MIKNATISLANMA (KKM) İçlerindeki demiroksit minerallerini kimyasal çökelme işlemine borçlu kayaçların kazandıkları doğal mıknatıslanmadır. Demir oksihidroksit minerallerinden Lepidokrosit (FeOOH) kalıcı mıknatıslığı olmayan bir mineraldir °C a kadar ısıtıldığında ferrimanyetik bir mineral olan maghemit'i oluşturmaktadır. Numune 400°C veya üstündeki sıcaklıklara ısıtıldığında kararlı bir mineral olmayan maghemit hematite dönüşmektedir. Superparamanyetik halde bulunan hematit daneciğin içindeki atomların spin momentleri dış alan yönünde dizilmeye başlar. Fakat ısı enerjisinin neden olduğu titreşimler yüzünden yönelimlerini sık sık kaybederler. Daneciğin büyüklüğü tek domenli danecik büyüklüğüne yaklaştıkça rölakzasyon zamanı büyüdüğünden ısı enerjisinin spin momentlerinin yönelimi üzerindeki bozucu etkisi giderek azalmakta. Spin momentlerinin hemen hemen tamamı dış alan yönünde dizilmiş olmaktadır. Hematit daneciği bu büyüklükte kalsa dış alan kaldırıldıktan uzunca bir süre sonra spin momentlerinin yönelimi değişecektir. Bunun aksine daneciğin boyutları yavaşca büyür ve danecik tek domen daneciği boyutuna ulaşırsa, dış alan yönünde dizilmiş spin momentleri daneciğin içinde adeta donmuş halde kalır. Kimyasal kalıcı mıknatıslanma daneciğin boyutlarındaki büyüme, kimyasal işlemler sonucunda olmaktadır.

16 Isıl kalıcı mıknatıslanma (IKM) ile kimyasal kalıcı mıknatıslanmanın (KKM) karşılaştırılması: -Her iki mıknatıslanma durumunda mıknatıslığın kazanılması V/T oranındaki artışdan dolayıdır. KKM’da dane Sabit sıcaklıkta olup, hacim (V) artmaktadır. IKM da ise dane hacmi sabit olup, sıcaklık (T) azalmaktadır. Her iki durumda daneye ait V/T oranı büyümüş olacaktır. -IKM da olduğu gibi KKM da da dane boyu büyüyerek çok domenli dane boyuna ulaştığında ters yönde mıknatıslanmaya sahip domenler oluşacak böylece danenin görünen (dışa yansıyan) mıknatıslanma şiddeti giderek azalacaktır.

17 Oda sıcaklığında sedimanter kayaçlar içindeki kimyasal olayların gelişimi bir hayli yavaştır. Hal böyle olmakla birlikte elimizde bu olayı hızlandıracak bir başka parametre vardır, “sıcaklık”. KKM'ye, magmatik kayaçlarda, özellikle volkanik kayaçlarda, oldukça sık rastlanmaktadır. Bu tür kayaçlarda karşılaşılan KKM, kayacın önceden kazandığı IKM'yi ortadan kaldıracak yönde gelişmektedir, dolayısıyla volkanik kayaçlarda bulunmasını istemediğimiz bir mıknatıslanmadır. KKM kazanmış bir volkanik kayacın kalıcı mıknatıslığı kararsızdır.

18 Özet olarak söylersek volkanik kayaçlardaki KKM bir yandan kayaç tarafından kazanılmış olan orijinal IKM yi yok ederek yerini almakta fakat kendisi kararlı olamadığı için kayacın güvenilir olmayan bir kalıcı mıknatıslanma kazanmasını sonuçlamaktadır. Kırmızı kumtaşlarının ve içinde Fe bulunduran benzer kayaçların KKM özelliklerini inceleyelim: Kırmızı kumtaşlarının manyetik duyarlığı genellikle ( mA/m) arasında, kazandıkları doğal kalıcı mıknatıslanmanın şiddeti ise (0.1-4), mA/m arasındadır. Sature hale kadar mıknatıslanmış kumtaşlarının koersif kuvveti Oe arasındadır. Bu değerler bu kayaçların kazandıkları kalıcı mıknatıslanmadan hematitin sorumlu olduğunu açıkça ortaya koymaktadır. Kayacın kırmızımsı görünümünü sağlayan hematit kayaç içinde ya silikat danecikleri üstünde ince bir tabaka halinde bulunur ya da kumtaşının daneciklerinin birbirine yapışmasını sağlayan çimento maddesi içinde bulunur. Kumtaşlarındaki hematit iki yoldan oluşmuş olabilir: (a) kumtaşlarını oluşturacak malzeme içinde vaktiyle bulunan demirsilikatlı minerallerin bozularak demir hidroksitleri meydana getirmeleri sonucu ve (b) kumtaşlarını oluşturacak orijinal malzeme içinde vaktiyle bulunan manyetitlerin doğrudan doğruya oksitlenmesi sonucu.

19 Şekil: Mıknatıslanmasından hematitin sorumlu olduğu biri kumtaşı diğeri yapay örneğin KKM ve IKM larının sıcaklıkla değişimi. Şekil: de kumtaşlarının KKM nın sıcaklıkla değişimi ve hematit tozlarından yapılmış ve IKM kazandırılmış bir numunenin kalıcı mıknatıslığının sıcaklıkla değişimi karşılaştırılmıştır. Şekil, ilgilenilen kumtaşının mıknatıslığndan hematitin sorumlu olduğunu açıkça göstermektedir. Ayrıca hematit halinde kazanılan IKM ve KKM nin birbirinin aynı olduğu görülmektedir.

20 Çökelme ile Kalıcı Mıknatıslanma (ÇKM) Daha çok genç sedimanlarda karşılaşılan doğal kalıcı mıknatıslanına kazanma yoludur. Akar sular içinde suspansiyon halinde katı parçacıkların taşınmakta olduğunu biliyoruz. Bir göl veya sakin bir körfeze ulaşan akarsular içinde suspansiyon halinde bulunan katı parçacıklar burada yavaş yavaş göl veya körfezin tabanına doğru çökelirler. Su içinde suspansiyon halinde bulunan maddelerin bir kısmı parçalanmış kayaçlarla ilgilidir, Bu parçalanmış kayaçlar bir kayaç içinde evvelce kalıcı mıknatıslık kazanmış minerallere ait ise, bu tür parcacıkların her birine kücük bir mıknatıs gözü ile bakabiliriz. Durgun bir su içinde bulunan bu küçük mıknatıslar su dibine doğru yavaş yavaş çökerken bir taraftan da kendi mıknatıslanma eksenlerini yermanyetik alanının kuvvet çizgileri yönünde tutmaya çalışacaklardır, daha doğrusu yermanyetik alanı onları böyle bir yönelmeye zorlamaktadır. Sonuç olarak sakin suyun dibinde, mıknatıslanma eksenleri yermanyetik alanı kuvvet çizgileri yönünde dizilmiş küçük mıknatısları (manyetik danecikleri) içeren çökeltiler oluşmaktadır. Bu nedenle konu edilen türden sedimanların sahip oldukları kalıcı mıknatıslanmaya «çökelme ile kalıcı mıkmatıslanma» (ÇKM) adı verilmiştir.

21 Sedimanter kayaçlara (kumtaşı) bir örnek

22 Genç sedimanlarda görülen ÇKM nın ne derece güvenilir olduğunu, içinde çökeldiği dış manyetik alanın özelliklerini gerçekten yansıtıp yansıtmadığını kontrol etmek için suni manyetit tozları kullanarak çeşitli laboratuvar deneyleri yapılmıştır. Buna göre: (1) ÇKM nin yatay bileşeninin yönü uygulanan dış alanın yönünün hemen hemen aynıdır. (2) ÇKM nin eğim (enklinezon) açısı uygulanan dış alanın eğim açısından genellikle 20° nin altında kalmak Üzere küçüktür. Bu farklılığa ÇKM deki «eğim (enklinezon) hatası» adı verilir. (3) ÇKM deki eğim hatası manyetik daneciklerin dane büyüklüğüne bağlı olarak bir miktar değişmektedir. (4) Eğer çökelme eğimli bir yüzey üzerine olmus ise bu takdirde ÇKM nin yönüne yeni bir hata eklenmektedir. Bu hata genellikle düzlemin eğim açısı kadardır. Laboratuvar deneylerinden elde edilen sonuçlara göre sediman içindeki (a) manyetik daneciklerin boyutları birbirinden az çok farklı ise, (b) manyetik olmayan daneciklerin boyutları birbirinden az çok farklı ise ve (c) çökelme eğimli bir yüzey üzerine olmamızsa ÇKM nin yönündeki hatalar minimum düzeyde demektir. Yeryüzünde çeşitli yörelere ait malzemede karşılaşılan ÇKM nın şiddeti 10-4 ile 10-1 mA/m. arasında değişmekte olup genellikle hayli zayıftır. Ayrıca sedimanlarnı mıknatıslıığndan sorumlu manyetik mineral çoğunlukla manyetitdir. Manyetik daneciklerin boyutları ÇKM kazanmış farklı sedimanlarda farklı olmakla birlikte genellikle 20 ıı ile 100 mikron arasındadır. Eğim hatası Alan doğrultusu

23 Anhisteretik Kalıcı Mıknatıslanma (AKM) Anhisteritik kalıcı mıknatıslanma kayaç veya manyetik minerallere şiddeti giderek sıfıra doğru azalan bir alternatif manyetik alan ile sabit şiddet ve yöne sahip bir dış alanın birlikte etkimesi sonucu kazanılan kalıcı mıknatıslanma çeşididir. Doğada yıldırım isabet eden kayaçlarda görülür. Yıldırımı oluşturan elektrik akımının bir kısmının alternatif, bir kısmının doğru akımdan oluştuğu ilgililerce kabul edilmektedir. Alternatif ve doğru akımların oluşturduğu manyetik alanlar yıldırım isabet eden kayaç ve civarını aynı anda etkilemektedir. AKM, paleomanyetizma yönünden istenmeyen bir kalıcı mıknatıslanma türüdür. Araziden toplanan numunelerdeki sekonder mıknatıslanmaları temizlerken «alternatif magnetik alan temizleme yöntemi» ile temizlenebilmektedir. Bu yöntemde numune belirli şiddette bir alternatif manyetik alan içine konur, daha sonra alanın şiddeti düzgün bir değişimle sıfıra ulaşacak bıçimde azaltılır. Alternatif alanla temizleme işlemi sırasında numune yer manyetik alanı içinde bulunuyorsa uygulaan alternatif alan şiddeti kademe kademe arttırıldıkça numune bir yandan doğada kazandığı sekonder mıknatıslanmayı yitirirken istenmeyen bir başka sekonder mıknatıslanma kazanır (AKM) öyle ki; bu sekonder mıknatıslanmanın yönü giderek temizleme işleminin uygulandığı noktadaki yermanyetik alanın yönüne yaklaşır.

24 (1) Bir numune tarafından kazanılan AKM nin şiddeti numunenin içinde bulunduğu sabit alanın (h) şiddeti arttıkça ve numuneye uygulanan alternatif alanın (H) şiddeti arttıkça artar. Şekil: A' da manyetit, hematit ve bazalt numunelerinde bu amaçla yapılan deneysel çalışmaların sonuçları gösterilmiştir. (2) Sabit bir dış alan etkisinde bir numune tarafından kazanılan AKM nın şiddeti aynı dış alan içinde aynı· numune tarafın­dan kazanılan IKM nın şiddetinden küçük, EIKM nın şiddetin kazanılan IKM şiddetinden küçük, EIKM şiddetinden büyüktür (Şekil B). A B

25 (3) Bir numune tarafından kazanılan AKM «sıcaklıkla temizleme» yöntemine karşı çok dirençlidir. Aşağıdaki şeklin incelenmesinden bu husus kendiliğinden ortaya çıkar. Şekil: Bir numune tarafından kazanılan AKMnın sıcaklıkla temizleme yöntemine karşı aşırı dirençlidir. Numune Curie sıcaklığına ulaşıncaya kadar kazandığı AKM’nin çok az bir kısmını yitirir.

26 BASıNÇLA KALıCı MIKNATISLANMA (BKM) Doğadaki kayaçlar oluşmaya başladıkları zamanlardan günümüze gelinceye kadar çeşitli basınçların etkisinde kalmışlardır. Karşılaştıkları basınçlar tektonik kuvvetlerle, gömülü kaldıkları zamanlar üstlerindeki yükün etkisi ile ve mağmatiklerde olduğu gibi soğurlarken oluşan gerilmelerle veya sıkışmalarla ilgili olabilir. Bizim sorunumuz hangi kökenli olursa olsun basıncın kayaçların kazandıkları kalıcı mıknatıslanmanın yön ve şiddetine bir etkide bulunup bulunmadığının anlaşılmasıdır. Eğer kayaç önceleri tanımladığımız doğal yollardan. biri. (özellikle IKM) ile dış alan yönünde kalıcı mıknatıslanma kazanırken veya kazanmışken mevcut basınç nedeniyle veya basınç kaldırıldıktan sonra kazandığı mıknatıslanmanın yönünü değiştiriyorsa buna «basınçla kalıcı mıknatıslanma» (BKM) diyoruz. Hidrostatik basınç kullanılarak yapılan deneylerde manyetit, hematit ve maghemitden yapılmış yapma numuneler ve volkanik kayaçlar kullanılmıştır. Değişik araştırmacılar deneylerde kullanacakları doğal (genellikle volkanik kayaç) veya yapma numuneleri deneye hazırlarken değişik teknikler kullanmışlardır. Deneyler sırasında kullanılan en yüksek basınç yer kabuğunun tabanındaki basınç koşullarını (yaklaşık 10 4 kg/cm2) karşılayacak kadardır. Deneyler sırasında yer manyetik alanı içine yerleştirilen numuneye belirli bir hidrostatik basınç uygulanmış sonra basınç kaldırılarak numunenin o anda sahip olduğu mıknatıslanmanın yönü ve şiddeti ölçülmüştür. Daha sonra basınç kademe kademe arttırılarak benzer ölçmeler tekrarlanmıştır. Elde edilen sonuçlara göre doğal ve yapma numunelerin kalıcı mıknatıslanmalarının şiddetinde bazen % varan miktarda azalma gözlenmiştir. Buna karşılık numunenin kalıcı mıknatıslanmasının yönünde hissedilir sistematik bir değişme gözlenememiştir.

27 Tek eksenli basınç uygulayarak yapılan deneyler çok daha çeşitlidir. Doğal manyetit tozlarından hazırlanmış yapma numuneler hazırlayan Domen adlı bir Japon araştırmacı, bu numunelere kademe kademe yer kabuğu tabanındaki basınç koşullarına yaklaşan basınçlar uygulamıştır. Deneyler sonunda numunelerin uygulanan basınç doğrultusuna dik doğrultuda kalıcı mıknatıslanmalar kazandığını görmüştür. Domen bu mıknatıslanmaya «basınçla kalıcı mıknatıslanma» adını vermiştir. Domen'e göre basınç 5-10 dakika gibi kısa zaman süreleri boyunca uygulandığında zamanla artmaktadır. Bazı başka araştırmacılar tek eksenli basıncın volkanik kayaçlar tarafından kazanılan IKM ya etkisini araştırmışlardır. Bu deneyler sırasında her volkanik kayaçtan iki numune alınmış, her iki numune birlikte Curie sıcaklığının üstündeki sıcaklığa kadar ısıtılmış, numuneler yermanyetik alanı içinde soğumaya terkedilirken birine tek eksenli basınç uygulanmıştır. Deneyler çeşitli basınç koşullarında tekrarlanmıştır. Yapılan ölçmeler her iki numunenin uygulanan dış alan yönünde ve eşit şiddette mıknatıslık kazandığını göstermektedir.

28 Bir kayaç içinde basıncın katkısı ile kazanılan kalıcı mıknatıslanmalar manyetik daneciklerin düşük koersif kuvvetli domenlerinin kazandığı mıknatıslanma doğrultuları üzerinde etkili olmaktadır. Basınç etkisinde kazanılan IKM ise aynı daneciklerin büyük koersif kuvvetli domenleri tarafından kazanılmakta ve bu· domenlerin mıknatıslanma doğrultusu üzerine basıncın etkisi olmamaktadır. Çökelme ile mıknatıslık kazanmış yapma numuneler üzerinde de basıncın etkisi incelenmiştir. 1 mikron mertebesinde manyetik danecikler içeren bir yapma numuneye 400 kg/cm 2 bir basınç uygulandığında numunenin mıknatıslanma vektörünün eğim açısı 6° kadar küçülmüş, basınç 3250 kg/cm' mertebesine ulaştığında eğim açısındaki azalma 10° olmuştur.

29 Kalıntı MıknatıslanmaMıknatıslanma Süreci: Isıl Kalıntı Mıknatıslanma Mıknatıslanma bir dış alanda, bir Curie sıcaklığı üzerinde soğurken kazanılmaktadır Kimyasal Kalıntı Mıknatıslanma Mıknatıslanma bir dış alanda, kimyasal değişimler sonucu kazanılmaktadır Vizkoz Kalıntı Mıknatıslanma Mıknatıslanma bir dış alanda, uzun süre içerisinde kazanılmaktadır Eş-Isıl Kalıntı Mıknatıslanma Mıknatıslanma bir dış alanda, aniden kazanılmaktadır Anhisteretik Kalıntı Mıknatıslanma Mıknatıslanma büyük bir alternatif alan ve küçük bir doğru alan sonucu kazanılmaktadır Çökelme ile Kalıntı Mıknatıslanma Sedimanlara ait, danelerin bir dış alanda suda çökelirken kazandıkları mıknatıslanmadır Basınç ile Kalıntı Mıknatıslanma Mıknatıslanma bir dış alanda, basınç uygulanması soncu kazanılmaktadır


"Kayaçların Kalıntı Mıknatıslanma Kazanma Yolları." indir ppt

Benzer bir sunumlar


Google Reklamları