Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему

Магнитоакустическая эмиссия магнетитовых и титаномагнетитовых руд железорудных месторождений Урала

ВАК РФ 25.00.10, Геофизика, геофизические методы поисков полезных ископаемых

Автореферат диссертации по теме "Магнитоакустическая эмиссия магнетитовых и титаномагнетитовых руд железорудных месторождений Урала"

На правах рукописи

Иванченко Виктор Сергеевич

003054233

Магнитоакустическая эмиссия магнетитовых и титаномагнетитовых руд железорудных месторождений Урала

Специальность 25.00.10 -«Геофизика, геофизические методы поисков полезных ископаемых»

Автореферат

диссертации на соискание учёной степени кандидата геолого-минералогических наук

Екатеринбург - 2007

Работа выполнена в Институте геофизики Уральского отделения Российской академии наук

Научный руководитель - кандидат геолого-минералогических наук, старший научный сотрудник Глухих Игорь Иванович

Официальные оппоненты:

доктор геолого-минералогических наук, профессор Филатов Владимир Викторович

кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник Жаков Сергеи Васильевич

Ведущая организация - ГУ «Горный институт Уральского отделения Российской академии наук», г. Пермь

Защита состоится 15 февраля 2007 г. в 14-00 часов на заседании диссертационного совета Д 212.280.01 при ГОУ ВПО «Уральский государственный горный университет»

по адресу: 620144, г. Екатеринбург, ГСП-126, ул. Куйбышева, 30

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО «Уральский государственный горный университет»

Автореферат разослан 15 января 2007 г.

Учёный секретарь диссертационного совета

В.Ф.Рудницкий

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследований. Впервые выполнено исследование магнитоакустической эмиссии, связанной с перестройкой доменных- границ под воздействием внешнего магнитного поля и строением изучаемого объекта на природных ферримагнетиках, состав и структура которых, с одной стороны, определяются их генезисом, а с другой - последующим воздействием геологических процессов. Поэтому полученная информация может быть использована в качестве типоморфных особенностей природных ферримагнетиков различного генезиса. Результаты исследования влияющих на параметры магнитоакустической эмиссии внешних воздействующих факторов (давление и температура) позволяют получить дополнительную информацию о динамике локальных аномалий земного магнитного поля.

Цель работы. Изучение магнитоакустической эмиссии (МАЭ) и маг-нитострикции природных ферримагнетиков различного генезиса, исследование зависимости магнитоакустической эмиссии от внешних воздействий.

Задачи исследования:

1. Разработка и изготовление аппаратурного комплекса, создающего переменное намагничивающее магнитное поле, изменяющееся по амплитуде от 0 до ± 200 кА/м, с частотой перемагничивания от 0,01 до 10 Гц, для изучения магнитоакустической эмиссии и гистерезиса магнитострикции на образцах природных ферримагнетиков.

2. Измерение магнитоакустической эмиссии и гистерезиса магнитострикции на образцах магнетитовых и титаномагнетитовых руд различных месторождений.

3. Выделение информативных параметров магнитоакустической эмиссии, связанных с особенностями генезиса изучаемых образцов.

4. Изучение влияния на параметры сигналов магнитоакустической эмиссии температурных воздействий, давления и структурно-текстурных особенностей руд.

Методы исследования. Лабораторные экспериментальные исследования, обобщение и детальный анализ полученных результатов.

Основные защищаемые положения:

1. Впервые изучена магнитоакустическая эмиссия на монокристаллах магнетита и определены основные информационные параметры магнитоакустической эмиссии: амплитуда сигнала; форма кривой МАЭ; значение магнитных полей, на которых отмечаются максимумы и минимумы кривой.

2. Установлено уменьшение амплитуды МАЭ при одностороннем сжатии, полное исчезновение сигналов МАЭ при дроблении и истирании, анизотропия сигналов МАЭ при намагничивании по трём, взаимно перпендикулярным направлениям, аддитивное сложение сигналов МАЭ при наличии в образцах двух и более генераций природных ферримагнетиков.

3. Изучена магнитоакустическая эмиссия магнетитовых и титаномаг-нетитовых руд железорудных месторождений скарново-магнетитовой рудной формации и гидротермально-силикатного типа. Установлено, что различные условия образования магнетита отражены в различиях основных информационных параметров МАЭ.

Научная новизна работы:

1. Для монокристалла магнетита установлено наличие двух максимумов на кривой зависимости амплитуды сигнала МАЭ от поля. Амплитуда сигнала магнитоакустической эмиссии кристалла магнетита превышает амплитуду сигнала поликристаллических образцов магнетитовых руд в 1СН-40 раз. Определена оптимальная частота перемагничивания, равная 0,1 Гц, и оптимальная частота приёма, равная 130-140 кГц. Получено, что уменьшение частоты приёма приводит к уменьшению амплитуды принимаемого сигнала.

2. Впервые исследована связь магнитострикции и амплитуды сигнала МАЭ на образцах природных ферримагнетиков (магнетитов и титаномаг-нетитов) различных месторождений. Установлено, что чем больше амплитуда сигнала МАЭ магнетитовых руд, тем больше значение магнитострикции.

3. Установлена связь между параметрами сигнала магнитоакустической эмиссии и условиями образования природных ферримагнетиков. Показано, что наличие в образце нескольких генераций магнетита приводит к появлению на кривой зависимости МАЭ от поля дополнительных пиков. Форма и амплитуда сигнала МАЭ существенно зависят от типа исследуемого месторождения. На примере Естюнинского месторождения показано, что зональность рудных тел по минералогическим данным совпадает с зональностью по МАЭ.

4. Изучена зависимость сигнала магнитоакустической эмиссии при отжиге, давлении, дроблении и т.д. Показано, что амплитуда сигналов магнитоакустической эмиссии уменьшается при одностороннем сжатии и полностью исчезает при дроблении. При нагреве и последующем охлаждении часть исследуемых образцов не меняет амплитуды и формы сигнала МАЭ, а у ряда образцов нагрев ведет к изменению амплитуды сигнала МАЭ.

Практическая реализация результатов работы. Исследование магнитоакустической эмиссии позволяет расширить круг решаемых задач, в том числе связанных с генезисом железорудных месторождений.

Полученные в процессе работы результаты нашли практическое применение при изучении условий образования магнетитов Естюнинского месторождения. Изучение особенностей спектра сигналов магнитоакустической эмиссии позволило уточнить конкретные геологические выводы об условиях образования магнетитов Каларского анортозитового массива (Уссурийское рудное поле).

Апробация работы и публикации. Результаты исследований и основные положения диссертации докладывались на X Уральской конферен-

ции молодых геологов и геофизиков «Геология и полезные ископаемые Урала» (Свердловск, 1989); VII Всесоюзной научно-технической конференции «Проблемы магнитных измерений и магнитоизмерительной аппаратуры» (Ленинград, 1989); Г/ Съезде по геомагнетизму (Суздаль, март 1991); межрегиональной конференции «Демпфирующие материалы» (Ижевск, 1991); XI Уральской конференции молодых геологов и геофизиков «Геология и полезные ископаемые Урала» (Свердловск, 1991); международной конференции «Геодинамика ненапряжённое состояние земных недр» (Новосибирск, 1999); региональной конференции «Геология и минерально-сырьевые ресурсы Европейской территории России и Урала» (Екатеринбург, 2000); Вторых научных чтениях Булашевича Ю. П. «Физика Земли, геофизические методы исследования литосферы и поисков полезных ископаемых» (Екатеринбург, 2003); международной геофизической конференции и выставке «Геофизика XXI века - прорыв в будущее» (Москва, 2003); V международной научно-технической школе-семинаре «Эффект Баркгаузена и аналогичные физические явления» (Ижевск, 2004); IV межрегиональном форуме «Приборостроение-2004» (В. Пышма, Свердловская обл., 2004).

По теме диссертации опубликовано семь статей и восемь тезисов докладов.

Личный вклад автора. Работа выполнена в лаборатории скважинной геофизики Института геофизики УрО РАН в период с 1989 по 2006 гг. Аппаратурный комплекс разработан и изготовлен автором. Экспериментальные исследования проведены автором, обработка результатов и анализ выполнены совместно с научным руководителем.

Структура и объём работы. Диссертационная работа состоит из введения, шести глав и заключения. Общий объём работы, включая 49 рисунков, три таблицы и список литературы из 75 наименований, составляет 98 страниц.

Автор признателен своему научному руководителю к.г.-м.н. Глухих И. И., членам-корреспондентам РАН Горкунову Э. С., Мартыш-ко П. С., Уткину В. И., д.т.н. Ломаеву Г. В., к.г.-м.н. Алёшину К. А,, к.ф.-м.н. Доломанскому Ю. К. за консультации, предоставление образцов, обсуждение и рецензирование материалов.

Их помощь оказала существенное влияние на формирование научно-материалистических взглядов автора при выполнении работы.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении к диссертации обосновывается актуальность решаемой научной задачи, формулируются цель и задачи исследований, их научная новизна и практическая значимость.

В первой главе приведен обзор исследований по магнитоакустиче-ской эмиссии. Учёными, работающими в области дефектоскопии, был проведён целый ряд экспериментов по возможности использования эффекта

магнитоакустической эмиссии для неразрушающего контроля в связи с его чувствительностью к изменениям структурного и напряжённо-деформированного состояния ферромагнитного материала. В отличие от электромагнитного эффекта Баркгаузена, позволяющего исследовать только поверхность образца, магнитоакустическая эмиссия несет информацию о перестройке доменной структуры со всего перемагничиваемого объёма.

На основе многочисленных экспериментов выяснилось, что явление магнитоакустической эмиссии связано со смещением доменных границ и вращением векторов магнитных моментов доменов.

Установлена линейная связь между среднеквадратичными значениями сигналов МАЭ и величиной магнитострикции на образцах № и на стали Э4ХНЗМ. Наличие максимумов на кривой МАЭ связано с перестройкой доменной структуры на разных уровнях индукции. Предполагается, что первый максимум связан с перестройкой 71° доменных границ, а второй с перестройкой 109° доменных границ. Тот факт, что в случае МАЭ контролируется весь промагничиваемый объем ферромагнетика, привлек внимание многих исследователей, и появился целый ряд работ, исследовавших влияние различных факторов на МАЭ. Исследователями выделяется какой-либо один информативный параметр (как правило, амплитуда полученного сигнала в милливольтах) и его зависимость от контролируемого свойства исследуемого образца. К информативным параметрам, практически не исследованным в настоящее время, относится частотный спектр МАЭ.

В процессе проведённых экспериментов учёными, работающими в области дефектоскопии, было установлено: увеличение размера и количества зёрен приводит к увеличению амплитуды МАЭ; нагрев и последующее резкое охлаждение приводят к уменьшению амплитуды МАЭ; нагрев и последующее медленное охлаждение - к увеличению амплитуды МАЭ.

Эксперименты, проведённые на монокристаллах Ре-3%81 (кремнистое железо), вырезанных в различных кристаллографических направлениях, и монокристаллах никеля, показали отсутствие скачков в первом случае и снижение их интенсивности на порядок по сравнению с поликристаллическим никелем, хотя магнитострикция в обоих случаях была значительной. Следовательно, по наличию или отсутствию акустических скачков можно судить о степени совершенства решётки образцов. Однако в феррите тоже не наблюдали акустических скачков, несмотря на значительную величину его магнитострикции. Возможно, это связано с особенностями технологии изготовления ферритов.

Влияние на сигналы МАЭ упругих напряжений является одним из наиболее часто изучаемых явлений. К основным полученным результатам можно отнести следующие: если стали с положительной магнитострикци-ей имеют максимум сигнала МАЭ при растягивающих напряжениях, то никель с отрицательной магнитострикцией имеет максимум МАЭ при сжимающих напряжениях.

На природных ферримагнетиках такие исследования МАЭ не проводились.

Таким образом, тот объём информации, который можно получить, изучая магнитоакустическую эмиссию на природных образцах ферримаг-нетиков, позволил бы расширить круг решаемых задач, в том числе вопросы генезиса и проблемы рудноформационного анализа.

Во второй главе описывается аппаратура для изучения магнитоаку-стической эмиссии и магнитострикции на образцах природных ферримаг-нетиков, а также приведена методика измерений. Функциональная схема установки показана на рис. 1. Основными ее узлами являются:

- устройство перемагничивания;

- устройство регистрации параметров МАЭ;

- устройство регистрации петель гистерезиса и дифференциальной магнитной восприимчивости.

Устройство перемагничивания состоит из генератора сигналов специальной формы, усилителя, позволяющего обеспечивать ток в намагничивающем устройстве до 20 А, и электромагнита для создания сильных полей. Намагничивающее устройство позволяет изменять амплитуду пере-

Рис. 1. Схема установки для измерения сигналов магнитоакустической эмиссии

Рис. 2. Кривая зависимости магнитоакустиче-ской эмиссии для образца природного ферри-магнетика (обр. № йг-4. Сарбайское месторождение) при перемагни-чивании вдоль петли гистерезиса

магничивания от 0 до ±200 кА/м и частоту перемагничивания от 0,01 до 10,0 Гц. На рис. 2 изображена кривая зависимости магнитоакустической эмиссии при перемагничивании вдоль петли гистерезиса. Один максимум соответствует восходящей ветви петли гистерезиса (изменение внешнего поля от (-Н) до (+Н)), другой - нисходящей (изменение внешнего поля от (+Н) до (-Н)). Поскольку петля гистерезиса симметрична, то и сигналы магнитоакустической эмиссии также симметричны относительно оси У. В дальнейшем, при работе на установке, все измерения регистрировались на восходящей ветви гистерезиса. Для изучения магнитострикции применялся стандартный тензометрический метод измерений. При регистрации результатов измерений на самописце использовались датчики сопротивлений типа ТН-3.

Для градуировки чувствительности тензометрических датчиков в схему, включили последовательно с датчиком эталонное сопротивление. Пример получаемой магнитострикции приведен на рис. 3.

Х.,10*

Рис. 3. Продольная (а) и поперечная (б) магнитострикции на анизотропном поликристаллическом образце магнетита (обр. № М-45, Магнитогорское месторождение)

В третьей главе рассматривается явление магнитострикции на исследуемых природных ферримагнетиках. Различие условий образования и последующее влияние физико-химических процессов находят отражение в положении различных ионов в подрешётках природных ферримагнетиков, что приводит к искажению кристаллической структуры. С феноменологи-

-20

Х.-1СГ

ческой точки зрения возникновение магнитострикции связано со спонтанной деформацией кристалла в процессе его намагничивания.

Все исследуемые образцы являются поликристаллами. Поэтому наблюдаемая магнитострикция является результатом усреднения основных констант по распределению доменов. В размагниченном состоянии поликристалл с хаотически ориентированными кристаллитами кубической симметрии обладает одинаковьми объемами, занятыми доменами по всем трем направлениям, и магнитная текстура отсутствует. При этом для изотропных кубических поликристаллов должно выполняться соотношение:

На рис. 4 представлена поперечная магнитострикция для трех образцов.

-200 100 0 100 200

Рис. 4. Кривые гистерезиса поперечной магнитострикции: 1 - Сарбайское месторождение; 2 - Еспонинское месторождение; 3 - монокристалл магнетита (Ольховское рудопроявление)

Это соотношение выполняется у образцов М-7, М-2 (пятнистая магне-титовая руда с прожилками кальцита, Магнитогорское месторождение), что свидетельствует об отсутствии анизотропии магнитных свойств, и нарушено, по-видимому, у образцов Магнитогорского месторождения: М-33 (мартитизированный магнетит); М-67, М-45 (мелкозернистая магнетитовая руда). Основной причиной, вызывающей магнитную текстуру, является анизотропия, вызванная одноосными упругими растягивающими или сжимающими внешними нагрузками.

Полученные экспериментальные данные, в первую очередь, могут быть использованы для расчёта тектономагнитных эффектов в конкретных ситуациях.

Перераспределением упругих напряжений в земной коре, приводящим к изменению намагниченности горных пород, обосновывается возможность использования в качестве предвестников землетрясений изменение локальных аномалий магнитного поля.

Из экспериментальных кривых Я1 (Н), полученных автором, может быть вычислена обратимая магнитострикция магнетита, информация о которой используется при оценке сейсмомагнитных эффектов.

При сопоставлении амплитуды МАЭ с величиной магнитострикции можно сделать следующие выводы: чем больше магнитострикция иссле-

-JL ю-

МАЭ. отн.ед.

1.0

0.75 J К

/ °'5

I 0,25

100 100 H. кА/м

Рис. 5. Зависимость интенсивности сигнала МАЭ от намагничивающего поля (кристалл магнетита, Ольховское рудопроявление)

дуемых образцов, тем выше амплитуда сигнала МАЭ. Однако наличие магнитострикции у некоторых образцов, например М-57 (Магнитогорское месторождение), не гарантирует наличие МАЭ.

В четвертой главе описываются результаты изучения магнитоаку-стической эмиссии на природном образце кристалла магнетита (Ольховское рудопроявление, Ср. Урал). При этом рассматривались следующие методические вопросы:

- влияние амплитуды пере-магничивающего поля;

- влияние частоты перемагни-чивания;

- влияние рабочей частоты приёма сигнала;

- влияние кристаллографической анизотропии.

Магнитоакустическая эмиссия • кристалла магнетита приведена на рис. 5.

Установлено, что зависимость интенсивности МАЭ от намагничивающего поля асимметрична.

Максимумы интенсивности приходятся на поле минус 3,2 и 8,0 кА/м, минимум - 1,6 кА/м.

Основные характеристики кривой (асимметричность, двухвершин-ность) сохраняются во всех циклах перемагничивания. Для поликристаллических образцов эти выводы сохраняются. При увеличении частоты перемагничивания происходит расширение области существования МАЭ.

При перемагничива-нии с частотой, большей ОД Гц, происходит увеличение влияния эхо-сигналов во времени. Поэтому для исследования особенностей поликристаллов природных фер-римагнетиков рекомендуется частота Г = О, I Гц. Частотный спектр для монокристалла магнетита приведен на рис. 6. Он имеет два максимума: при частотах 45-55 кГц и при частотах 95-160 кГц.

50 100 150

Рис. 6. Частотный спектр сигнала МАЭ кристалла магнетита (Ольховское рудопроявление)

f. кГц

Для работы нами были выбраны частоты в области 140-150 кГц.

Влияние кристаллографической анизотропии на сигналы магнитоаку-стической эмиссии проявляется в уширении и уменьшении амплитуды по осям более трудного намагничивания.

Принятая большинством исследователей гипотеза о возникновении МАЭ связана с магнитострикционной деформацией соседних доменов не только при смещении 90° доменных границ, но и при вращении векторов намагниченности (МАЭ I и II рода). Однако эта теория не полностью объясняет экспериментальную кривую МАЭ природного магнетита. На рис. 7 представлена зависимость сигнала МАЭ и магнитострикции от соотношения 1/15, из которой видно, что МАЭ не наблюдается в области магнитных полей, где изменение намагниченности в основном связано с вращением векторов. На интервалах максимальных деформационных изменений наблюдается спад интенсивности МАЭ, и её минимум не совпадает с минимумом деформационных изменений.

По-видимому, для природных магнетитов возникновение МАЭ обусловлено преимущественно смещением доменных границ. При этом нельзя исключать и смещение 180° доменных границ в области слабых полей. Процесс генерации акустических сигналов связан, по-видимому, с колебаниями доменной границы, закреплённой на немагнитных включениях или зародышах обратного намагничивания.

Исходя из выполненных исследований, в качестве типоморфных особенностей рекомендуем использовать:

- форму кривой МАЭ;

- значение магнитных полей, на которых отмечаются максимумы и минимумы кривой;

- частоты максимальной генерации МАЭ.

Основные методические требования при измерении сигнала МАЭ на природных ферримагнетиках:

- амплитуда переменного внешнего магнитного поля не менее ± 180 кА/м;

- частота перемагничивания не более 0,1 Гц;

- частотный диапазон регистрации не менее 100-200 кГц.

Рис. 7. Зависимость сигнала МАЭ (1) и магнитострикции (2) от соотношения 1/15 (кристалл магнетита, Ольховское рудопроявление)

В пятой главе приведены экспериментальные данные о влиянии нагрева, давления и различных структурных неоднородностей на магнитоа-кустическую эмиссию природных ферримагнетиков. Ряд магнетитсодер-жащих образцов (Абаканское месторождение, обр. 24/1; Магнитогорское месторождении, обр. М-67; Сарбайское месторождение, обр. №-3; Естю-нинское месторождение, обр. № 8710/678,8) были подвергнуты отжигу при различных температурах. Они последовательно нагревались до 200, 300, 400, 500, 600, 700 °С. При каждой температуре образцы выдерживались 1 час.

Эксперименты показали, что выделяется две группы образцов магне-титовых руд:

- к первой группе относятся образцы (Абаканское месторождение, обр. 24/1; Магнитогорское месторождение, обр. М-67), практически не изменяющие ни форму, ни амплитуду в процессе нагрева;

- ко второй группе относятся образцы (Сарбайское месторождение, обр. иг-3; Естюнинское месторождение, обр. 8710/678,8), изменившие свою амплитуду и форму в процессе нагрева. Амплитуда сигнала практически у всех образцов в процессе нагрева возрастает, однако у обр. иг-3 -массивная магнетитовая руда с сульфидами (Сарбайское месторождение) -в процессе нагрева до 300 °С амплитуда МАЭ возрастает, а затем, начиная с температуры 400 °С, падает (рис. 8). Возможно, это связано с наличием в образце сульфидов, которые при температуре выше 350 °С испытывают

х

а МАЭ, отн.ед.

z:

/

/

100

150 Н, кА/м

Рис. 8. Влияние направления перемагничивания на сигналы МАЭ при полосчатой текстуре образца (обр. № У-2, Уссурийское рудное поле)

химические превращения. Происходит разрушение первоначальной доменной структуры, что приводит к уменьшению амплитуды сигнала.

Изучение влияния давления на параметры МАЭ проведено на образцах Абаканского, Магнитогорского, Ново-Песчанского месторождений. Образцы в виде кубика со стороной 24 мм подвергались одностороннему сжатию с помощью пресса. Измерения МАЭ производились после сжатия образцов до 0,5-104; 1,0-104; 1,5-104 кПа. Одностороннее сжатие приводит к уменьшению общей амплитуды сигнала МАЭ. Форма сигнала при этом не меняется. У разных типов руд остаточные явления оказываются различными. Амплитуда сигнала зависит от угла между направлением давления и направлением прикладываемого магнитного поля.

Для исследований влияния текстурно-структурных неоднородностей были отобраны образцы с полосчатой текстурой и образцы с массивной структурой, которые последовательно перемагничивались по трем осям, и при этом регистрировался сигнал МАЭ.

Существенного влияния направления перемагничивания на сигнал МАЭ не обнаружено. Небольшие изменения амплитуды МАЭ могут быть связаны с неоднородным распределением магнетита вблизи точки приёма акустического сигнала. При перемагничивании перпендикулярно слоям сигнал МАЭ практически отсутствовал (см. рис. 8). Не исключено, что в данном случае, из-за размагничивающего фактора, внутреннее поле в образце было недостаточным, чтобы образовались сигналы МАЭ соответствующей амплитуды.

Чтобы установить влияние различных источников на амплитуду и форму сигналов МАЭ, были проведены измерения на двух образцах с заведомо различными сигналами МАЭ. На кривой МАЭ выделяются особенности кривых МАЭ обоих образцов: уширение кривой, обусловленное первым образцом, и узкий максимум, обусловленный вторым образцом. Таким образом, экспериментально подтверждается предположение об аддитивном сложении эффектов МАЭ, относящихся к разным источникам.

Изучение влияния дробления и истирания природных образцов показало отсутствие сигналов МАЭ после разрушения.

В шестой главе приводится описание магнитоакустической эмиссии магнетитовых и титаномагнетитовых руд железорудных месторождений.

В качестве объекта исследования были выбраны магнетитовые и ти-таномагнетитовые руды, относящиеся к скарново-магнетитовой рудной формации и образовавшиеся в различных геологических ситуациях. Это месторождения железных руд Естюнинское, Магнитогорское и Абаканское. Уральские месторождения (Естюнинское и Магнитогорское) пространственно-генетически связаны с вулканогенно-плутоническим комплексом Тагило-Магнитогорского синклинория. Из группы месторождений Алтая-Саянской складчатой области Абаканское месторождение является типичным представителем гидротермально-силикатного (хлорит-амфиболитового) типа магнетитовых месторождений.

На Естюнинском месторождении были исследованы 29 образцов из пяти скважин, которыми вскрыты 21, 22, 22а рудные тела.

На месторождении выделяется несколько типов руд, отличающихся по парагенезису минералов, по текстурным и структурным особенностям, по характеристикам магнетита в них. Наиболее распространены на месторождении плагиоклаз-пироксенитовые магнетитовые руды, в меньшей степени - типично скарновые (пироксен-гранат-магнетитовые). Выделяются группы эпидотизированных плагиоклаз-пироксен-магнетитовых руд. По текстурным особенностям различаются сплошные (содержание магнетита 70 %), богатые пятнистые и полосчатые (от 40 % до 70 % магнетита), бедные вкрапленные (от 20 до 40 % магнетита) руды и оруденелые породы (< 20 % магнетита). По составу самого магнетита на месторождении выделяется высокотемпературный малотитанистый магнетит, характерный для руд плагиоклаз-пироксенит-магнетитового состава и магнетит скарновой стадии, характерный для руд пироксен-гранат-магнетитового состава.

Во вкрапленных рудах и оруденелых породах распространён малотитанистый магнетит с постоянным присутствием штриховидно-пластинчатых выделений ильменита и шпинели, обладающий наименьшими значениями коэрцитивной силы, являющийся более поздней генерацией и образовавшийся при высоких температурах в результате метасоматиче-ских процессов в постмагматическую стадию после внедрения сиенит-диоритовой интрузии. Встречается во всех типах руд.

Для пятнистых руд характерен титаномагнетит с типичными структурами распада твёрдых растворов. Для этих руд отмечается понижение температуры Кюри (560 - 570 °С) и повышенное значение коэрцитивной силы.

Титаномагнетит этих руд является наиболее ранней генерацией, выделившейся в условиях, близких к условиям магматического рудообразова-ния. Наиболее разнородной является группа сплошных руд, где наряду с малотитанистым магнетитом встречается магнетит скарновой стадии, а также зёрна магнетита, подвергшиеся трещиноватости. Магнетит скарновой стадии — гомогенный, с неоднородной окраской, с температурой Кюри 573 - 575 °С, со средним значением коэрцитивной силы. В целом же сплошные руды, по-видимому, являются результатом перекристаллизации (дробление, наложение скарнового процесса, сульфидной минерализации) ранее образованных руд. Магнетиты этих руд имеют наибольшее значение коэрцитивной силы при нормальной температуре Кюри 575 °С. На рис. 9 приведены типичные кривые МАЭ для различных типов руд. Информативные параметры приведены в табл. 1.

Анализ полученных данных показывает, что малотитанистые высокотемпературные магнетиты оруденелых пород и бедных вкрапленных руд практически не отличаются. Наличие структур распада твёрдого раствора магнетита может объяснить смещение максимума кривой МАЭ в область более высоких значений магнитных полей по сравнению с чистым магнетитом. Титаномагнетит пятнистых руд, характеризующийся пониженными значениями температуры Кюри, выделяется повышенным максимумом сигнала МАЭ и его смещением в область меньших значений магнитного поля.

т—

-200

АМАЭ, отн.ед.

2,0

1.0

—г"=

-100

Бедные вкрапленные руды, оруденелая порода (обр. 8818/1082,8)

100

200 Н.кА/м

МАЭ, отн.ед. -10.0

Богатые пятнистые руды (обр. 8420/1220,9)

-100

о 100 Н.кА/м

МАЭ, отн.ед.

I I -200 -100

100 200 Н. кА'.ч

А МАЭ. отн.ед. 10,0

-100

100

200 Н. кА/м

Сплошные руды (обр. 8420/1189,5)

Сульфидные руды (обр. 8420/1231,7)

Рис. 9. Кривые магнитоакустической эмиссии образцов магнетитовых руд Естюнинского месторождения

Повышение сигнала МАЭ, в первую очередь, может быть объяснено повышением количества ферримагнетика, а понижение значения поля, соответствующего максимуму на кривой МАЭ, может быть связано с большей однородностью магнетитовой матрицы, хотя отмечено для этих маг-нетитов увеличение коэрцитивной силы. Принципиальным отличием кривой МАЭ сплошных магнетитовых руд является наличие двух максимумов. По-видимому, это аддитивное сложение магнитоакустической эмиссии магнетитов различного генезиса. Максимум на кривой МАЭ в диапазоне намагничивающего поля от 8,0 до 14,2 кА/м связан с МАЭ высокотемпературного малотитанистого магнетита со структурами распада твёрдого раствора, зёрна которого отмечаются в общей массе, и первичного ти-таномагнетита. Второй максимум кривой МАЭ, регистрируемый в диапазоне полей от минус 8,0 до 3,2 кА/м, по-видимому, связан с МАЭ перекристаллизованных магнетитов скарновой стадии, имеющих практически сте-хиометрический состав.

Таблица 1

Информационные параметры различных типов руд

Типы руд Информационные параметры МАЭ Магнитные свойства Генезис магнетита

Hmaxl» кА/м Нт«х2. кА/м диапазон существования, кА/м амплитуда, отн. ед. асимметрия температура Юори, °С коэрцитивная сила, кА/м

Бедные вкрапленные 8,0 - 86 1,7 нет 574 1,2 Высокотемпературный, метасомати-ческий

Богатые пятнистые 7,3 - 118 8,4 есть 573 1,7 Магматический, первичный

Сплошные 10,5 -0,2 120 28,0 есть 575 2,3 Скарновый, метасомати-ческий, перекристаллизованный, стадия сульфидной минерализации

Пирроти-новые 11,2 -16,0 208 8.5 есть - - Стадия сульфидной минерализации

Орудене-лая порода 7,7 - 111 3,4 есть 575 1,0 Высокотемпературный, метасомати-ческий

Амплитуда сигнала МАЭ достаточно велика и приближается к величине, наблюдаемой на кристалле магнетита. Наличие нескольких генераций магнетита и повышенной коэрцитивной силы может быть обусловлено увеличением области намагничивающего поля, в котором проявляются процессы МАЭ.

Кривая МАЭ, зарегистрированная на образце, где значительная часть магнитной фракции представлена пирротином (> 90 %), отмечается резкой асимметрией кривой (её левой части). Максимум в правой части кривой МАЭ обусловлен, по-видимому, уже описанным малотитанистым магнетитом или первичным титаномагнетитом. Максимум кривой МАЭ, обусловливающий асимметрию кривой и связанный с МАЭ пирротина, находится в поле ~ минус 16 кА/м. Область полей развития процессов МАЭ в этом случае увеличилась до 208 кА/м. Наличие такой асимметрии (в большей или в меньшей степени) кривых МАЭ отмечается и на некоторых образцах разных типов магнетитов. Измерения МАЭ магнетитов позволяет предположить и особенности намагниченности в целом выделяемых генераций магнетита. Можно предположить, что наличие несимметрии кривой МАЭ в области нулевых полей, как это наблюдается для кристалла магнетита, соответствует несимметричному положению узкой гистерезисной кривой намагничивания. При увеличении коэрцитивной силы и смещении центра гистерезисной кривой в область положительных значений происходит и соответственное смещение максимума МАЭ, так как увеличение намагничивающего поля проводится по восходящей петле гистерезиса. Наличие максимумов МАЭ в отрицательной области намагничивающих полей, по-видимому, связано с намагничиванием по нисходящей петле гистерезиса, и, следовательно, с противоположным намагничением в целом этой генерации магнетита.

Таким образом, магнитоакустическая эмиссия магнетитовых руд Ес-тюнинского месторождения обусловлена наличием нескольких генераций (или стадий) их образования: магматической, метасоматической и скарно-вой. Особенно резкое отличие наблюдается для сплошных руд, где проявляются все эти процессы. Проявление сульфидной минерализации, при условии образования пирротина, проявляется в асимметрии кривых МАЭ.

По форме кривой МАЭ среди измеренных образцов Ново-Песчанского месторождения выделяется, так же, как и на Естюнинском месторождении, два типа. Первый тип - одновершинная асимметричная кривая с параметрами: область проявления процессов МАЭ - 70-80 кА/м; амплитуда сигнала МАЭ - 5-12 отн.ед.; величина намагничивающего поля на уровне 'Л амплитуды МАЭ - 18-21 кА/м; поле максимальной амплитуды МАЭ -8-12 кА/м. Асимметрия левой части кривой МАЭ также может быть связана с пирротиновой вкрапленностью. Второй тип - двухвершинные кривые МАЭ с соответствующими параметрами: 100-112 кА/м; 15-17 отн.ед.; 25-28 кА/м. Максимальное значение МАЭ достигает при намагничивающих полях ~ 16 кА/м и ~30 кА/м.

Таким образом, и на Ново-Песчанском месторождении по магнитоа-кустической эмиссии можно выделить две генерации магнетита - первичный и изменённый, соответствующий изменённому магнетиту Естюнин-ского месторождения.

Для магнетитов Магнитогорского месторождения также характерна практически асимметричная форма кривой сигнала МАЭ. По положению максимума кривой и диапазону половины амплитуды сигнала можно выделить два типа:

1-й тип: центр -5,0 кА/м; диапазон - от минус 8 до 26 кА/м (рис. 10);

2-й тип: центр - 18 кА/м; диапазон - от 8 до 40 кА/м (рис. 11). Процесс МАЭ заканчивается в диапазоне от 56 до 64 кА/м.

Первый тип кривой МАЭ характерен в основном для сплошных маг-нетитовых руд с линзами сульфидов. Зёрна магнетита - октаэдры и ромбододекаэдры и имеют зональное строение. Встречаются пластинчатые зёрна и разрушенные в хлоритовом цементе. Содержание магнетита ~ 50 %.

Второй тип кривой МАЭ встречается у магнетитовых руд скарнового типа. Это образцы с пятнистой текстурой с зёрнами, сложенными пироксеном, гранатом, эпидо-том, кальцитом. Часто гнёзда кальцита окружены более крупными зёрнами магнетита.

Исследованные магнетиты Абаканского месторождения имеют кривые МАЭ асимметричные, часто с неявно выраженным вторым максимумом. По форме кривой выделяются два типа. Первый тип (рис. 12) -максимум в поле 24 кА/м, половина амплитуды в поле 19-30 кА/м относится к одновершинному, характерен для массивных и пятнистых сульфидно-магнетитовых руд. Сульфидная вкрапленность представлена пиритом, халькопиритом и пирротином. Зёрна магнетита размером от 0,001 до 0,2 мм. Структур распада не обнаружено. В отдельных зёрнах магнетита встречаются пластины гематита. Микротвёрдость меняется от 5,40-106 до

Рис. 10. Первый тип кривых МАЭ Магнитогорского месторождения, обр. № М-57

Рис. П. Второй тип кривых МАЭ Магнитогорского месторождения, обр. № М-45

7,00-106 кПа. Возможно, это первичная си-ликатно-магнетитовая ассоциация. Второй тип — максимум в поле 50 кА/м, половина амплитуды в поле 42-54 кА/м, процесс заканчивается при полях более 83 кА/м. Он относится к двухвершинному, встречается у образцов, где наблюдается несколько стадий образования магнетита, от ранней до поздней низкотемпературной. Размер зёрен магнетита - от пылевидных до 0,2 мм (рис. 11). Также в отдельных зёрнах наблюдаются пластины гематита. Большая часть зёрен магнетита обладает повышенной микротвёрдостью (от 6,30-Ю6 до 8,15-Ю6 кПа).

Таким образом, исследование МАЭ магне-титов и титаномагнети-тов железорудных месторождений различного генезиса позволило установить некоторые общие закономерности. Практически на всех типах месторождений отмечаются по форме кривой МАЭ наличие минимум двух генераций природных ферримагнети-ков. Присутствие сульфидной минерализации, представленной пирротина-ми, проявляется в асимметрии левой части кривой МАЭ. Область развития МАЭ приходится на область максимальных изменений магнитострикции.

Однако для различных месторождений максимум МАЭ проявляется в разных намагничивающих полях. Для магнетитов и титаномагнетитов Ес-тюнинского месторождения максимум МАЭ отмечается в полях 10-15 кА/м, а магнетиты Магнитогорского и Абаканского месторождений характеризуются максимумом МАЭ в поле 24-50 кА/м. Развитие процессов мартитизации и гематитизации (Магнитогорское месторождение) приводит к резкому снижению, вплоть до исчезновения, МАЭ.

Рис. 12. Первый тип кривых МАЭ Абаканского месторождения, обр. № 25/1

Рис. 13. Второй тип кривых МАЭ Абаканского месторождения, обр. К» 26/3

Заключение

В процессе выполненных исследований автором получены следующие результаты:

1. Разработан и изготовлен аппаратурный комплекс для измерения магнитоакустической эмиссии и магнитострикции с непрерывной регистрацией кривых МАЭ и магнитострикции на образцах природных ферри-магнетиков. Комплекс позволяет проводить измерения при изменении намагничивающего поля от минус 200 до 200 кА/м с частотой перемагничи-вания от 0,01 до 10,0 Гц. Широкополосный усилитель позволяет проводить регистрацию измеряемого сигнала МАЭ в диапазоне от 20 до 200 кГц.

2. Выполнены измерения продольной и поперечной магнитострикций для магнетитов Магнитогорского месторождения и поперечной магнитострикции кристалла магнетита из зелёных кристаллических сланцев (Оль-ховское рудопроявление, Средний Урал), Ново-Песчанского, Естюнинско-го, Сарбайского месторождений, серпентинитового массива Рай-Из и анортозитового массива Гаюм. По отношению величин продольной и поперечной магнитострикций для ряда образцов Магнитогорского месторождения сделан вывод об анизотропности магнитных свойств (соотношение

/ Ал. не равно двум). Этот факт может быть объяснен наличием внутренних напряжений и процессами мартитизации. Для большинства измеренных образцов отмечается наличие гистерезиса. Отсутствие гистерезиса, вероятнее всего, связано с большими размагничивающими полями внутри зёрен. Отмечается связь величины магнитострикции с величиной МАЭ.

3. Исследована магнитоакустическая эмиссия кристалла магнетита (зелёные кристаллические сланцы, Ольховское рудопроявление, Средний Урал). МАЭ кристалла магнетита характеризуется повышенной амплитудой (в 40 раз выше амплитуды поликристаллического образца); максимумы приходятся на намагничивающие поля минус 3,2 и 8,0 кА/м, минимум - на поле 1,6 кА/м. Кривая МАЭ практически симметрична относительно «нулевого» поля. Область развития процессов ± 60 кА/м и соответствует области гистерезиса магнитострикции.

На кристалле магнетита изучено влияние на сигнал МАЭ амплитуды намагничивающего поля, частоты перемагничивания и анизотропии кристалла. Исследован частотный спектр МАЭ. По результатам этих исследований выработаны основные методические требования, которые были уточнены при измерении поликристаллических образцов. При сопоставлении кривой МАЭ с соотношением I/Is сделан вывод о том, что нельзя исключать процесс смещения 180° доменных границ на возникновение МАЭ и увязывать МАЭ с процессами вращения векторов намагниченности в области сильных полей.

4. При изучении влияния термодинамических параметров на магни-тоакустическую эмиссию показано изменение амплитуды сигнала и формы кривой МАЭ при отжиге до 600 °С для образцов Сарбайского месторождения и отсутствие этих изменений для магнетитов Абаканского и Магнитогорского месторождений. При воздействии одностороннего давления про-

исходит уменьшение сигнала МАЭ. Дробление и истирание образцов .приводит к полному исчезновению МАЭ. Показано, что наличие двух источников МАЭ приводит к аддитивному сложению их сигналов, а при измерении образцов с полосчатой или жильной текстурой необходимо учитывать расположение датчика приёма и направление намагничивающегополя относительно направления текстуры.

5. Исследована магнитоакустическая эмиссия магнетитов и титано-магнетитов Естюнинского, Ново-Песчанского, Абаканского и Магнитогорского железорудных месторождений. Практически на всех типах месторождений отмечаются по форме кривой МАЭ наличие минимум двух генераций природных ферримагнетиков. Присутствие сульфидной минерализации, представленной пирротинами, проявляется в асимметрии левой части кривой МАЭ. Область развития МАЭ приходится на область максимальных изменений магнитострикции. Однако для различных месторождений максимум МАЭ проявляется в разных намагничивающих полях. Для магнетитов и титаномагнетитов Естюнинского месторождения максимум МАЭ отмечается в полях 10-15 кА/м, а магнетиты Магнитогорского и Абаканского месторождений характеризуются максимумом МАЭ в поле 24-50 кА/м. Развитие процессов мартитизации и гематитизации (Магнитогорское месторождение) приводит к резкому снижению, вплоть до исчезновения, МАЭ.

Кроме того, независимо от условий образования магнетитов, отмечены общие закономерности: уменьшение сигнала МАЭ с увеличением воздействующего одностороннего давления; стабильность МАЭ на магнети-тах, претерпевших воздействие одностороннего давления; отсутствие (исчезновение) МАЭ при разрушении первичных кристаллов магнетита до размеров менее 0,5 мм.

Объяснить эти явления можно характером сформировавшихся магнитных текстур в образце в зависимости от величины и знака внешних и внутренних напряжений, констант магнитострикции и от соотношения энергии кристаллографической магнитной анизотропии и магнитоупругой энергии. Эти явления приводят к изменению вклада обратимых и необратимых смещений 90° и 180° доменных границ, влияющих на возникновение сигнала МАЭ. Перераспределение величин внутренних напряжений, возможно, приводит, при внешнем одностороннем давлении, к возникновению энергетически устойчивой магнитной текстуры, изменение которой при новом воздействии не происходит. Отсутствие сигналов МАЭ при уменьшении первоначальных размеров магнетитовых зерен возможно связано с резким уменьшением объемов доменных границ и увеличением их жесткости, поскольку сигнал МАЭ наблюдается в основном в области слабых магнитных полей, соответствующих области изменения намагниченности путем смещения доменных границ.

В работе показано, что различные условия образования магнитных минералов приводят к различиям в поведении их доменной структуры при

перемагничивании и, соответственно, к различиям в форме и амплитуде сигнала магнитоакустической эмиссии.

Основное содержание диссертации отражено в следующих публикациях:

Статья, опубликованная в ведущем рецензируемом научном журнале:

1. Иванченко B.C. Магнитоакустическая эмиссия кристалла магнетита/ Иванченко B.C., Глухих И.И. // Доклады АН СССР, 1998. Т. 36, № 3. С. 375-377.

Статьи, опубликованные в других журналах, научных сборниках и материалах конференций:

1. Иванченко В.С.Установка для измерения коэрцитивной силы образцов горных пород и руд / Иванченко B.C., Астраханцев Ю.Г., Глухих И.И. // Проблемы магнитных измерений и магнитоизмерительной аппаратуры: Материалы VII Всесоюзной научно-технической конференции. Л., 1989. С. 72-76.

2. Иванченко B.C. Типоморфизм магнетитов Евстюнинского и Лагерного железорудных месторождений Тагило-Кушвинского района / Иванченко B.C., Глухих И.И., Кошкина Т.М., Авдонин А.Н., Шерендо Т.А. Свердловск, 1989. 60 с. (Препринт УрО РАН).

3. Иванченко B.C. Применение магнитоакустической эмиссии для оценки динамики движения доменной структуры в высокодемпфирующих Fe-Cr-V(AL) сталях / Иванченко B.C., Потехин Б.А., Серков-Холмский П.В. // Демпфирующие материалы: Материалы межрегиональной конференции. Ижевск, 1991. С. 51-53.

4. Ivanchenko V.S. Magnetoacoustic emission of natural magnetites / Iv-anchenko V.S., Gluchich 1.1., Ugrumova I.S. // Annales Geophysical. Semp. Geneut, 1996. V. 14. P. 149.

5. Иванченко B.C. Связь магнитоакустической эмиссии природных ферримагнетиков с напряжённо-деформированным состоянием горных пород / Иванченко B.C., Глухих И.И. // Геодинамика и напряжённое состояние земных недр: Труды международной конференции. Новосибирск: СО РАН, 1999. С. 86-92.

6. Иванченко B.C. Магнитострикция природных ферримагнетиков / Иванченко B.C., Глухих И.И., Угрюмова И.С. // Геология и минерально-сырьевые ресурсы европейской территории России и Урала: Материалы региональной конференции. Екатеринбург, 2000. Кн. 2. С. 55-56.

7. Иванченко B.C. Экспериментальное исследование магнитоакустической эмиссии природных ферримагнетиков / Иванченко B.C., Глухих И.И., Угрюмова И.С. // Уральский геофизический вестник / УрО РАН. 2000. № 1.С. 40-46.

8. Иванченко B.C. К вопросу о магнитострикции природных ферримагнетиков / Иванченко B.C., Глухих И.И. П Вторые научные чтения

Ю. П. Булашевича: Материалы. Екатеринбург: Изд-во УрО РАН, 2003. С. 26-27.

9. Иванченко B.C. Исследование магнитоакустической эмиссии маг-нетитовых руд ряда железорудных месторождений / Иванченко B.C., Глухих И.И., Угрюмова И.С. / Международная геофизическая конференция и выставка «Геофизика XXI века - прорыв в будущее». Москва, 1-4 сентября 2003 года. (Материалы конференции).

10. Иванченко B.C. Магнитоакустическая эмиссия природных ферри-магнетиков // V международная научно-техническая школа-семинар «Эффект Баркгаузена и аналогичные физические явления»: Магнитные явления: Сб. статей. Ижевск, 2005. С. 74-80. (Тр. Ижевского гос. техн. ун-та. Вып. 2).

Подписано в печать 10.01.2007 г. Формат 60 х 84 1/16. Бумага типографская. Печать на ризографе. Усл. печ. л. 1.0. Тираж 100 экз. Заказ 3

Отпечатано с готового оригинал-макета в лаборатории множительной техники издательства ГОУ ВПО «Уральский государственный горный университет» 620144, г. Екатеринбург, ул. Куйбышева, 30 Уральский государственный горный университет

Содержание диссертации, кандидата геолого-минералогических наук, Иванченко, Виктор Сергеевич

Введение.

Глава 1. Обзор исследований по магнитоакустической эмиссии

1.1. История вопроса.

1.2. Влияние температуры, давления и микроструктуры на

1.3. Связь сигналов МАЭ с дефектами кристаллической решётки и дислокациями в исследуемых объектах.

1.4. Связь сигналов МАЭ с приложенными напряжениями.

Глава 2. Аппаратурный комплекс для исследования сигналов магнитоакустической эмиссии и гистерезиса магнитострикции на образцах природных ферримагнетиков.

2.1. Аппаратура для изучения магнитоакустической эмиссии.

2.2. Аппаратура для изучения магнитострикции.

Глава 3. Магнитострикция природных ферримагнетиков.

Глава 4. Магнитоакустическая эмиссия кристалла магнетита.

4.1. Влияние амплитуды перемагничивающего поля.

4.2. Влияние частоты перемагничивания.

4.3. Выбор рабочей частоты приёма сигнала.

4.4. Влияние кристаллографической анизотропии на сигнал МАЭ.

Глава 5. Влияние термодинамических параметров на магнитоакустическую эмиссию.

5.1. Влияние температуры отжига.

5.2. Влияние давления.

5.3. Влияние текстурно-структурных особенностей образца

5.4. Влияние дробления и истирания.

5.5. Влияние различных источников магнитоакустической эмиссии.

Глава 6. Магнитоакустическая эмиссия магнетитовых и титаномагнетитовых руд железорудных месторождений.

6.1. Естюнинское месторождение.

6.2. Ново-Песчанское месторождение.

6.3. Магнитогорское месторождение.

6.4. Абаканское месторождение.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Магнитоакустическая эмиссия магнетитовых и титаномагнетитовых руд железорудных месторождений Урала"

Природные ферримагнетики, к которым относится магнетит (РеО • Ре2СЬ) и титаномагнетит (РегТЮД кристаллизуясь в различных термодинамических и физико-химических условиях, в своём химическом составе и магнитной структуре несут генетическую информацию об этих условиях. Типоморфные особенности магнетита широко используются при решении задач рудно-формационного анализа (Стебновская, 1985). Использование кроме основных магнитных характеристик (намагниченность насыщения, температура Кюри) ещё и «структурно-чувствительных» параметров (магнитная восприимчивость, остаточная намагниченность, коэрцитивная сила) позволяет расширить круг решаемых задач, включая поиски и разведку месторождений полезных ископаемых (Глухих, Шерендо, 1990).

Активное развитие геомагнитных исследований для изучения сейсмотектонических процессов основано на том, что на структурно-чувствительные магнитные характеристики природных ферримагнетиков оказывает влияние целый ряд факторов: изменение температуры в земной коре; химические превращения; изменение сжимающих и растягивающих напряжений, отражающих различные тектонические проявления (Гульельми, 1995).

Совокупное влияние этих факторов приводит к изменению энергетического состояния ферримагнетика и, соответственно, к изменению положения доменных границ. Их конфигурация обуславливает магнитную текстуру, изменение которой связано с возникновением упругих, тепловых, электрических и других явлений в ферримагнетиках.

Одним из эффективных методов изучения доменной структуры ферро- и ферримагнетиков являются оптические методы (эффект Керра, маг нитная по-рошкография). Доменная структура на монокристалле магнетита была изучена Богдановым А. А. и Власовым А. Я. (Богданов, Власов, 1965) методом порошковых фигур, наблюдение которых производилось с помощью микроскопа МБИ-6. Изменяя величину внешнего магнитного поля вдоль различных кри4 сталлографических направлений, авторы следили за изменением доменной структуры на поверхности. На рис. 1 показано изменение доменной структуры на естественном кристалле магнетита из хлоритовых сланцев Шабровского месторождения (Средний Урал). Поле накладывалось вдоль - [II0], наблюдаемая поверхность - (110) (рис. 1, е). Предварительно образец подвергался механическому воздействию (шлифовке, полировке), а затем четырёхчасовому отжигу в вакууме при температуре 900 °С и последующему медленному охлаждению для снятия внутренних напряжений. Изучение доменной структуры на образцах магнетитов и титаномагнетитов без предварительного отжига не принесло положительных результатов (Богданов, Власов, 1965).

Рис. 1. Доменная структура на кристалле магнетита Шабровского месторождения (по: Богданов, Власов, 1965): а - намагничивающее поле Н = 0; б - Н = 6,4 кА/м; в - Н = 13,6 кА/м; г-Н = 26,4 кА/м; д - Н = 59,2 кА/м

Полученные результаты об изменении доменной структуры монокристалла магнетита в процессе его намагничивания находятся в согласии с известными положениями (Вонсовский, 1971), согласно которым результирующая намагниченность в слабых полях создаётся путём смещения доменных границ, тогда как в более сильных полях она обусловливается вращением векторов намагниченности доменов в направлении поля. Однако, наблюдаемая на поверхности образца картина не даёт информации о происходящих изменениях магнитной структуры внутри образца.

Повторное открытие эффекта магнитоакустической эмиссии в 19741 оду дало мощный инструмент изучения внутреннего состояния ферромагнетика и особенностей процесса его перемагничивания (Lord et al., 1974). При исследовании перемагничивания ферромагнетиков различают электромагнитный эффект Баркгаузена (ЭБ) и акустическую эмиссию Баркгаузена (магнитоакусти-ческая эмиссия). Причем магнитоакустическая эмиссия (МАЭ) не всегда сопровождается скачками Баркгаузена и, наоборот, скачки Баркгаузена не всегда сопровождаются магнитоакустической эмиссией (Ломаев и др., 1981).

Источником магнитоакустической эмиссии при перемагничивании ферромагнетиков, по современным представлениям, являются локальные участки магнитострикционных деформаций, происходящих при перестройке доменных границ (Глухов, Колмогоров, 1988). Возникающие упругие колебания имеют довольно широкий диапазон частот и могут быть зарегистрированы с помощью пьезопреобразователей. В отличие от эффекта Баркгаузена, при изучении магнитоакустической эмиссии информация поступает со всего перемаг-ничиваемого объёма исследуемого образца (Влияние ., 1986). Скачки 90°, 109" и 71° доменных границ, помимо этого, вызывают скачкообразные изменения магнитострикционных напряжений и, следовательно, магнитоакустическая эмиссия в какой-то мере связана с магнитострикцией образца (Малышев и др., 1981).

Наибольшее применение метод магнитоакустической эмиссии нашёл в дефектоскопии (Магнитоупругая ., 1987; Burkhard et al., 1982; Buttle et al., 19876; Hill et al., 1991; Горкунов и др., 2001;). Как ко всякому методу нераз-рушающего контроля, к нему предъявлялись определённые, достаточно жёсткие, требования. Прежде всего, применяемая аппаратура должна безотказно работать в условиях производства, быть достаточно простой в управлении. В большинстве работ перемагничивание осуществлялось приставным электромагнитом, создающим переменное магнитное поле с частотой 50 Гц. Исследователями при этом выделяется какой-либо один информативный параметр (как правило, амплитуда полученного сигнала в милливольтах) и его зависимость 6 от контролируемого свойства исследуемого образца. Изучена зависимость сигналов МАЭ от состава, микроструктуры, магнитных характеристик сплавов, приложенных напряжений и пластических деформаций (Кwan et al., 1984; Горкунов и др., 2002). Изучение же магнитоакустической эмиссии на природных ферримагнетиках не проводилось.

Актуальность исследований

Впервые выполнено исследование магнитоакустической эмиссии, связанной с перестройкой доменных границ под воздействием внешнего магнитного поля и строением изучаемого объекта на природных ферримагнетиках, состав и структура которых, с одной стороны, определяются их генезисом, а с другой - последующим воздействием геологических процессов. Поэтому полученная информация может быть использована в качестве типоморфных особенностей природных ферримагнетиков различного генезиса. Результаты исследования влияющих на параметры магнитоакустической эмиссии внешних воздействующих факторов (давление и температура) позволяют получить дополнительную информацию о динамике локальных аномалий земного магнитного поля.

Цель работы

Изучение магнитоакустической эмиссии и магнитострикции природных ферримагнетиков различного генезиса, исследование зависимости магни гоа-кустической эмиссии от внешних воздействий.

Задачи исследования

1. Разработка и изготовление аппаратурного комплекса, создающего переменное намагничивающее магнитное поле, изменяющееся по амплитуде от 0 до ± 200 кА/м, с частотой перемагничивания от 0,01 до 10 Гц, для изучения магнитоакустической эмиссии и гистерезиса магнитострикции на образцах природных ферримагнетиков.

2. Измерение магнитоакустической эмиссии и гистерезиса магнитос фикции на образцах магнетитовых и титаномагнетитовых руд различных месторождений.

3. Выделение информативных параметров магнитоакустической эмиссии, связанных с особенностями генезиса изучаемых образцов.

4. Изучение влияния на параметры сигналов магнитоакустической эмиссии температурных воздействий, давления и структурно-текстурных особенностей руд.

Методы исследования

Лабораторные экспериментальные исследования, обобщение и детальный анализ полученных результатов.

Основные защищаемые положения

1. Впервые изучена магнитоакустическая эмиссия на монокристаллах магнетита, определены основные информационные параметры магнитоакустической эмиссии: амплитуда сигнала; форма кривой МАЭ; значение ма! нит-ных полей, на которых отмечаются максимумы и минимумы кривой.

2. Установлено уменьшение амплитуды МАЭ при одностороннем сжа1 ии, полное исчезновение сигналов МАЭ при дроблении и истирании, анизотропия сигналов МАЭ при намагничивании по трём, взаимно перпендикулярным направлениям, аддитивное сложение сигналов МАЭ при наличии в образцах двух и более генераций природных ферримагнетиков.

3. Изучена магнитоакустическая эмиссия магнетитовых и титаномагнетитовых руд железорудных месторождений скарново-магнетитовой рудной формации и гидротермально-силикатного типа. Установлено, что различные условия образования магнетита отражены в различиях основных информационных параметров МАЭ.

Научная новизна работы

1. Для монокристалла магнетита установлено наличие двух максимумов на кривой зависимости амплитуды сигнала МАЭ от поля. Амплитуда сигнала магнитоакустической эмиссии кристалла магнетита превышает амплитуду сигнала поликристаллических образцов магнетитовых руд в 10-40 раз. Определена оптимальная частота перемагничивания, равная 0,1 Гц, и оптимальная частота приёма, равная 130-140 кГц. Получено, что уменьшение частоты приёма приводит к уменьшению амплитуды принимаемого сигнала.

2. Впервые исследована связь магнитострикции и амплитуды сигнала МАЭ на образцах природных ферримагнетиков (магнетитов и титаномагнети-тов) различных месторождений. Установлено, что чем больше амплитуда сигнала МАЭ магнетитовых руд, тем больше значение магнитострикции.

3. Установлена связь между параметрами сигнала магнитоакустической эмиссии и условиями образования природных ферримагнетиков. Показано, что наличие в образце нескольких генераций магнетита приводит к появлению на кривой зависимости МАЭ от поля дополнительных пиков. Форма и амплитуда сигнала МАЭ существенно зависят от типа исследуемого месторождения. На примере Естюнинского месторождения показано, что зональность рудных тел по минералогическим данным совпадает с зональностью по МАЭ.

4. Изучена зависимость сигнала магнитоакустической эмиссии при отжиге, давлении, дроблении и т.д. Показано, что амплитуда сигналов магнитоакустической эмиссии уменьшается при одностороннем сжатии и полное! ью исчезает при дроблении. При нагреве и последующем охлаждении часть исследуемых образцов не меняет амплитуды и формы сигнала МАЭ, а у ряда образцов нагрев ведет к изменению амплитуды сигнала МАЭ.

Практическая реализация результатов работы

Исследование магнитоакустической эмиссии позволяет расшири гь круг решаемых задач, в том числе связанных с генезисом железорудных месторождений.

Полученные в процессе работы результаты нашли практическое применение при изучении условий образования магнетитов Естюнинского месторождения. Изучение особенностей спектра сигналов магнитоакустической эмиссии позволило уточнить конкретные геологические выводы об условиях обра9 зования магнетитов Каларского анортозитового массива (Уссурийское рудное поле).

Апробация работы и публикации

Результаты исследований и основные положения диссертации докладывались на X Уральской конференции молодых геологов и геофизиков «Геология и полезные ископаемые Урала» (Свердловск, 1989); VII Всесоюзной научно-технической конференции «Проблемы магнитных измерений и магнитоиз-мерительной аппаратуры» (Ленинград, 1989); IV Съезде по геомагнетизму (Суздаль, март 1991); межрегиональной конференции «Демпфирующие материалы» (Ижевск, 1991); XI Уральской конференции молодых геологов и геофизиков «Геология и полезные ископаемые Урала» (Свердловск, 1991); международной конференции «Геодинамика и напряжённое состояние земных недр» (Новосибирск, 1999); региональной конференции «Геология и минерально-сырьевые ресурсы Европейской территории России и Урала» (Екатеринбург, 2000); Вторых научных чтениях Булашевича Ю. П. «Физика Земли, геофизические методы исследования литосферы и поисков полезных ископаемых» (Екатеринбург, 2003); международной геофизической конференции и выставке «Геофизика XXI века - прорыв в будущее» (Москва, 2003); V международной научно-технической школе-семинаре «Эффект Баркгаузена и аналогичные физические явления» (Ижевск, 2004); IV межрегиональном форуме «Приборостроение-2004» (В. Пышма, Свердловская обл., 2004).

По теме диссертации опубликовано семь статей и восемь тезисов докладов.

Личный вклад автора

Работа выполнена в лаборатории скважинной геофизики Института i ео-физики УрО РАН в период с 1989 по 2006 гг. Аппаратурный комплекс разработан и изготовлен автором. Экспериментальные исследования проведены автором, обработка результатов и их анализ выполнены совместно с научным руководителем.

Структура и объём работы

Диссертация работа состоит из введения, шести глав и заключения. Объем работы составляет 103 страницы, включая 46 рисунков, три таблицы и списка литературы из 70 наименований.

Заключение Диссертация по теме "Геофизика, геофизические методы поисков полезных ископаемых", Иванченко, Виктор Сергеевич

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В процессе выполненных исследований автором получены следующие результаты:

1. Разработан и изготовлен аппаратурный комплекс для измерения магни-тоакустической эмиссии и магнитострикции с непрерывной регистрацией кривых МАЭ и магнитострикции на образцах природных ферримагнетиков. Комплекс позволяет проводить измерения при изменении намагничивающего поля от минус 300 до 300 кА/м с частотой перемагничивания от 0,01 до 1,0 Гц. Широкополосный усилитель позволяет проводить регистрацию измеряемого сигнала МАЭ в диапазоне от 20 до 300 кГц.

2. Выполнены измерения продольной и поперечной магнитострикций для магнетитов Магнитогорского месторождения и поперечной магнитострикции кристалла магнетита из зелёных кристаллических сланцев (Ольховское рудо-проявление, Средний Урал), Ново-Песчанского, Естюнинского, Сарбайского месторождений, серпентинитового массива Рай-Из и анортозитового массива Гаюм. По отношению величин продольной и поперечной магнитострикций для ряда образцов Магнитогорского месторождения сделан вывод об изотропности магнитных свойств (соотношение Хц / Ал. не равно двум). Этот факт может быть объяснен наличием внутренних напряжений и процессами мартити-зации. Для большинства измеренных образцов отмечается наличие гистерезиса. Отсутствие гистерезиса, вероятнее всего, связано с большими размагничивающими полями внутри зёрен. Отмечается связь величины магнитострикции с величиной МАЭ.

3. Исследована магнитоакустическая эмиссия кристалла магнетита (зелёные кристаллические сланцы, Ольховское рудопроявление, Средний Урал). МАЭ кристалла магнетита характеризуется повышенной амплитудой (в 100 раз выше амплитуды поликристаллического образца); максимумы приходятся на намагничивающие поля минус 3,2 и 8,0 кА/м, минимум - на поле 1,6 кА/м. Кривая МАЭ практически симметрична относительно «нулевого» поля. Об

92 ласть развития процессов ± 60 кА/м и соответствует области гистерезиса маг-нитострикции.

На кристалле магнетита изучено влияние на сигнал МАЭ амплитуды намагничивающего поля, частоты перемагничивания и анизотропии кристалла. Исследован частотный спектр МАЭ. По результатам этих исследований выработаны основные методические требования, которые были уточнены при измерении поликристаллических образцов. При сопоставлении кривой МАЭ с соотношением 1/18 сделан вывод о том, что нельзя исключать процесс смещения 180° доменных границ на возникновение МАЭ и увязывать МАЭ с процессами вращения векторов намагниченности в области сильных полей.

4. При изучении влияния термодинамических параметров на магнитоаку-стическую эмиссию показано изменение амплитуды сигнала и формы кривой МАЭ при отжиге до 600 °С для образцов Сарбайского месторождения и отсутствие этих изменений для магнетитов Абаканского и Магнитогорского месторождений. При воздействии одностороннего давления происходит уменьшение сигнала МАЭ. Дробление и истирание образцов приводит к полному исчезновению МАЭ. Показано, что наличие двух источников МАЭ приводит к аддитивному сложению их сигналов, а при измерении образцов с полосчатой или жильной текстурой необходимо учитывать расположение датчика приёма и направление намагничивающего поля относительно направления текстуры.

5. Исследована магнитоакустическая эмиссия магнетитов и титаномагне-титов Естюнинского, Ново-Песчанского, Абаканского и Магнитогорского железорудных месторождений.

Впервые предпринята попытка использовать эффект магнитоакустиче-ской эмиссии для изучения динамики движения доменной структуры природных образцов. В работе показано, что различные условия образования магнитных минералов приводят к различиям в поведении их доменной структуры при перемагничивании и, соответственно, к различиям в форме и амплитуде сигнала магнитоакустической эмиссии. При работе на Естюнинском железорудном месторождении автором поданным своих измерений были выделены

93 три типа образцов, различающихся по амплитуде и форме сигналов МАЭ. Сделанные по микрофотографиям минералогические описания образцов показали связь с выделенными генетическими типами руд.

Основными направлениями продолжения исследовательских работ в области изучения МАЭ на природных ферримагнетиках считаем следующее:

1. Дальнейшая разработка теории метода магнитоакустической эмиссии.

2. Повышение чувствительности аппаратуры.

3. Создание скважинного варианта для определения напряжённо-деформированного состояния горных пород.

4. Создание полевого портативного комплекса на базе микро-ЭВМ с цифровой обработкой.

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата геолого-минералогических наук, Иванченко, Виктор Сергеевич, Екатеринбург

1. Аппаратура для регистрации скачков Баркгаузена с помощью пьезодатчика /

2. B. Ф. Кумейшин, В. В. Лаптев, В. В. Волков и др. // И Всесоюзная школа-семинар «Эффект Баркгаузена и его использование в технике». Калинин: КГУ, 1980. С. 147-153.

3. Белов К. П. Магнитные превращения. М.: Изд-во физ. мат. лит., 1959.259 с.

4. Богданов А. А., Власов А. Я. Доменная структура на монокристалле магнетита // Настоящее и прошлое магнитного поля Земли. М.: Наука, 1965.1. C. 100-109.

5. Болтачев В. Д, Головщикова И. В., Ермаков А. Е.,Драгошанский Ю. Н. Эффект Баркгаузена и магнитоакустичесая эмиссия в сплавах РеА1, БеСо* и РеБ! // Физика металлов и металловедение. Екатеринбург: УрО РАН, 1992. Вып. 12. С. 59-67.

6. Власов А. Я., Тропин Ю.Д. Скачки намагниченности и магнитострикции в никеле//Известия АН СССР. Сер. физ, 1961. Т. 25, № 12. С. 1514-1517.

7. Влияние физических различий между эффектом Баркгаузена и акустической эмиссией Баркгаузена на их применение в неразрушающем контроле /

8. B. Г. Кулеев, В. Е. Щербинин, С. В Жаков и др.//Дефектоскопия, 1986.№ 9.1. C. 3-17.

9. Вонсовский С. В. Магнетизм. М.: Наука, 1971. 1032 с.

10. Геологическое развитие и металлогения Урала / Б. А. Попов, К. П. Золоев, М. С. Рапопорт и др. М.: Недра, 1981. 256 с.

11. Глухих И. И., Шерендо Т. А. Связь коэрцитивной силы магнетитов с условиями рудоотложения // Повышение эффективности геолого-геофизических методов исследования месторождений полезных ископаемых: Труды КарПИ. Караганда, 1990. С. 76-82.

12. Глухих И. И., Иванченко В. С Магнитоакустическая эмиссия природных магнитных минералов // 1У съезд по геомагнетизму. Суздаль, 1991. Ч. 3. С. 20-21. (Тезисы докладов).

13. Глухих И. И., Иванченко В. С. Влияние упругой деформации на магнитоаку-стическую эмиссию магнетитов // Геология и полезные ископаемые Урала: Тезисы XI Уральской конференции молодых геологов и геофизиков. Свердловск, 1991. С. 36.

14. Глухих И. И., Иванченко В С. Магнитоакустическая эмиссия кристалла магнетита //Доклады АН СССР, 1998. Т. 36, № 3. С. 375-377.

15. Глухих И. И., Иванченко В. С., Угрюмова И. С. Экспериментальное исследование магнитоакустической эмиссии природных ферримагнетиков // Уральский геофизический вестник, 2ООО. № 1. С. 40-46.

16. Глухих И. И., Иванченко В. С., Угрюмова И. С. Магнитострикция природных ферримагнетиков // Геология и минерально-сырьевые ресурсы Европейской территории России и Урала: Материалы региональной конференции. Екатеринбург, 2000. Кн. 2. С. 55-56.

17. Глухих И. И., Иванченко В. С. К вопросу о магнитострикции природных ферримагнетиков // Вторые научные чтения памяти Ю. П. Булашевича. Екатеринбург: ИГФ УрО РАН, 2003. С. 26-27.

18. Глухих И.И., Иванченко В С Применение магнитоакустического эффекта для анализа напряжённого состояния горных пород / IV Межрегиональный Форум «Приборостроение-2004». В. Пышма, Свердловская обл., 2004. С. 50. (Тезисы доклада).

19. Глухое Н. А., Колмогоров В. Н. Связь параметров акустических шумов пере-магничивания с механическими и магнитными свойствами ферромагнетиков // Дефектоскопия, 1988. № 2. С. 26-29.

20. Глухое Н. А., Колмогоров В. Н., Шерстобитов А. В. Акустические шумы пе-ремагничивания. Ижевск: Изд-во института прикладной механики, 1997. 30 с.

21. Горкунов Э. С., Хамитов В. А., Бартенев О. А. Магнитоупругая акустическая эмиссия в пластически деформированных ферромагнетиках // Дефектоскопия, 1988. №9. С. 10-16.

22. Горкунов Э. С.,ДрагошанскийЮ. Н., Хамитов В. А., ШевнинВ. М. Магнитоупругая акустическая эмиссия в ферромагнитных материалах. Влияние кристаллографической анизотропии // Дефектоскопия, 2001. № 3. С. 3-23.

23. Горкунов Э.С., Ульянов А.И., Хамитов В.А. Магнитоупругая акустическая эмиссия в ферромагнитных материалах. Влияние структурных изменений на магнитоупругую акустическую эмиссию (обзор) // Дефектоскопия, 2002. №5. С. 86-112.

24. Грабовский И. А. Магнитострикция естественных и искусственных магнети-тов // Известия АН СССР. Сер. географ, и геоф., 1950. Т. XIV, № 6.1. С. 530-541.

25. Грешников В. А.,Дробот Ю. Б. Акустическая эмиссия. М.: Изд-во стандартов, 1976. 272 с.

26. ГульельмиА. В Уравнение генерации сейсмомагнитных сигналов //Доклады АН СССР, 1995. Т. 342, № 3. С. 390-392.

27. Дунаев Ф. И. Магнитная текстура и процессы намагничивания ферромагнетиков. Свердловск: Изд-во УрГУ, 1979. 144 с.

28. Железорудные формации Среднего и Южного Урала / Под ред. акад. A. JI. Яншина. М.: Наука, 1989. Т. 1. 251 с.

29. Иванченко В. С. Изучение акустических шумов образцов горных пород при перемагничивании // X Уральская конференция молодых геологов и геофизиков «Геология и полезные ископаемые Урала». Свердловск, 1989. (Тезисы докладов).

30. Исследования возможностей метода магнитоакустических шумов для контроля усталости никеля / Ю. Г. Безымянный, С. В. Гришаков, А. Н. Ковалёв и др. // Эффект Баркгаузена и его применение в технике. Калинин: КГУ, 1981. С. 152-156.

31. Комаров А. Г. Интенсивность естественной намагниченности изверженных горных пород как функция скорости охлаждения магматического расплава // Магнетизм горных пород и палеомагнетизм. Красноярск: Изд-во СО АН СССР, 1963. 195 с.

32. Контроль содержания углерода в спечённых сталях методом магнитоупругой акустической эмиссии / Э. С. Горкунов, В. А. Хамитов, А. И. Ульянов и др. //

33. Порошковая металлургия, 1988. № 3. С. 65-69.

34. Крупичка С. Физика ферритов и родственных им магнитных окислов / Пер. с англ. М.: МИР, 1976. Т. 2. 504 с.

35. Кудрявцева Г.П. Магнетизм и минералогия природных ферромагнетиков. М.: МГУ, 1982. 82 с.

36. Ландау Л. Д., Лифшиц Е. М. Статистическая физика. М.: Наука, 1964.

37. ЛомаевГ. В., Комаров В. А., Рубцов В. Н. Экспериментальное исследование акустического проявление эффекта Баркгаузена в конструкционных сталях // Эффект Баркгаузена и его применение в технике. Калинин: КГУ, 1981. С. 78-84.

38. ЛомаевГ.В. Эффект Баркгаузена и его использование в технике контроля и измерения. Учебное пособие. Ижевск: Изд-во ИМИ, 1984. С. 3-5.

39. Магнитоупругая акустическая эмиссия в термически обработанных конструкционных сталях / Э. С. Горкунов, В. А. Хамитов, О. А. Бартенев и др. // Дефектоскопия, 1987. № 3. С. 3-9.

40. Максимов И. Л. О возможности контроля механических напряжений в металле трубопроводов методом магнитных шумов // Эффект Баркгаузена и его применение в технике. Калинин: КГУ, 1981. С. 163-169.

41. Малышев В. С., Комаров В А., Рубцов В. Н. Аппаратура для исследования акустического проявления эффекта Баркгаузена// Эффект Баркгаузена и его применение в технике. Калинин: КГУ, 1981. С. 135-138.

42. Михеев М. Н., Горкунов Э. С. Магнитные методы структурного анализа и не-разрушающего контроля. М.: Наука, 1993. 252 с.

43. Петрова Г. Н. Исследование порошкообразных магнетитов // Известия АН СССР. Сер. географ, и геоф. 1948. Т. XII, № 6. С. 349-556.

44. Рудницкий В. Ф., Абрамова Н.А, Алешин К. Б., Матияш В В Текстурно-структурные особенности магнетитовых руд Ново-Естюнинской зоны Естю-нинского месторождения (Средний Урал) // Известия УГГГА. Сер. геол. и геоф., 2000. Вып. Ю. С. 128-132.

45. Синяков В. И. Железорудные формации Сибири. Новосибирск: Наука, 1988. 80 с.

46. Скарново-магнетитовые формации Урала (Средний и Южный Урал) / Под ред. В. И. Смирнова, А. М. Дымкина. Свердловск: УрО РАН, 1989. 212 с.

47. Смит Я., ВейнХ. Ферриты / Пер. с англ. М.: Изд-во иностр. лит., 1962.285 с.

48. Стебновская Ю. М. Магнетиты железорудных месторождений. Киев: Науко-ва думка, 1985. 104 с.

49. Типоморфизм магнетитов Евстюнинского и Лагерного железорудных месторождений Тагило-Кушвинского района / И. И. Глухих, Т. М. Кошкина,

50. B. С. Иванченко и др. Свердловск: Препринт УрО РАН, 1989. 60 с.

51. Фоминых В. Г., Кравцов Е. И., Каплан В Е. Геологическое строение и состав сосуществующих клинопироксенов и магнетитов пород и руд Естюнинского месторождения//Метасоматизм и рудообразование. Свердловск: УНЦ, 1974.1. C. 144-150.

52. Хуберт ^.Теория доменных стенок в упорядоченных средах / Пер. с англ. М.: Мир, 1977. 307 с.

53. Чернышева Н. Е., СмелянскаяГ. А., Зайцева Г. Н. Типоморфизм магнетита и его использование при поисках и оценке рудных месторождений М.: Недра, 1981.236 с.

54. Чичерников В. И. Тензометрический метод измерения магнитострикции // Магнитные измерения. М.: Изд-во МГУ, 1963. С. 111-113.

55. ШолпоЛ Е Использование магнетизма горных пород для решения геологических задач. JL: Недра JIO, 1977. 182 с.

56. Bertotti G., Fiorillo F., Sassi M. P. Barkhausen noise and domain structure dynamics in Si-Fe at different points of magnetization curve // Journal og Magnetism and Magnetic Materials, 1981. N. 23. P. 136-148.

57. Burkhard Y. L., BeissnerR. E, Matskanin Y. A., King I. D. Acoustic methods for obtaining Barkgauzen noise stress measurements // Material Eval, 1982. V. 40, N. 5. P. 669-675.

58. Buttle D. J, SakuboriesJ. P., Briggs G. A. Magnetoacoustic and Barkhausen emission from domain wall interaction with precipitates in Jucoloy 904//Philosophical Magazine, A, 1987a. V. 55, N 6. P. 735-756.

59. Buttle D. J, Deruby С. В., Sakubories J. P., Briggs G. A. Magnetoacoustic and Barkhausen emission: their dependence on dislocation in iron // Philosophical Magazine, A, 19876. V. 55, N 6. P. 717-734.

60. Deimel P., Kuppler D., Herz K. Block wall arrangement and Barkhausen noise in steel 22NiMoCr37 and 12MnMoNiV53 // Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 1983. V. 36. P. 277-289.

61. Gluchich I. /., Ivanchenko V. S, Ugrumova I. S. Magnetoacoustic emission of natural magnetites//Annales Geophysical. Semp. Geneut, 1996. V. 14. P. 149.

62. GuyotM., Mercercon Т., Cagan V. Acoustic emission along the hysteresis loops of various ferro- and ferrimagnetics // Journal of Applied Physics, 1988. V. 63(8). P. 3955-3975.

63. Heaps. Discontinuities of Magnetostrictive and Magnetization in Nickei // Phys. Rev., 1941. N59. P. 585-587.

64. Hill R, GengR. S, CowkingA, Mackersie Y. W. The effect of nickel hardness and grain size on acoustic and electromagnetic Barkgauzen emission // NDT & E International, 1991. V. 24, N 4. P. 179-186.

65. Hodych I. P. Evidence for magnetostrictive control of intrinsic susceptibility and coercive force of multidomain magnetite in rock // Physics of the Earth and Planetary Interiors, 1986. N 42. P. 184-194.

66. Kobayashi E., Sano K. Microstructure dependence of acoustic emission in magnetization process//Transaction ISIJ, 1985. V. 25. P. 128.

67. Kusanagi H., Kimura H., Sasaki H. Stress effect on magnitude of acoustic emission during magnetization of ferromagnetic materials //Jornal of Applied Physics, 1979. V. 50, N4. P. 2985-2987.

68. Kwan M. M, Ono K., Shibata M Magnetomechanical acoustic emission of ferromagnetic material at low magnetization levels (type I behavior) // Journal of Acoustic Emission, 1984. V. 3, N 3. P. 144-156.

69. Kwun H. Investigation of the dependence of Barkhausen noise on stress and the angle between the stress and magnetization directions //Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 1985. N 49. P. 235-240.

70. Nagata T., CarletonB. J. Additional Experimental Evidence for the Domain Wall Theory of Piezo- and Shok- Remanent Magnetization of Rock // J. Geomag Geo-collect. 1984. N36. P. 299-303.

71. Ono K., Shibata M. Magnetomechanical acoustic emission for residual stress and prior strain determination // Advances in acoustic emission / Ed's by H. L. Dunhart publ. Knoxville, 1981. P. 154-174.

72. Shibata M, Kobayashi E., Ono K. The detection of longitudinal rail force via magnetomechanical acoustic emission // J. Acoustic Emission, 1985. V. 4, N 4. P. 93-100.

73. Shibata M., Ono K. Magnetomechanical acoustic emission a new method for nondestructive stress measurement // NDT International, 1981. V. 14, N 5. P. 227-234.

74. Smith G., Merril R. Domain wall resonance and stability in magnetite // J. Geo-phys. Res., 1983. V. 88, N Bl. P. 637-644.