МАГНИТНАЯ АНИЗОТРОПИЯ

 – зависимость магнитных свойств вещества от направления. Количественно анизотропия оценивается как отношение максимального значения измеряемой характеристики к минимальному. Обычно измеряется анизотропия магнитной восприимчивости, реже – остаточной намагниченности (насыщения, идеальной и т.п.). В слабомагнитных породах в первой существенен вклад от парамагнитных минералов, поэтому представляет интерес или выделять магнитную часть восприимчивости или мерить анизотропию остаточной намагниченности, чтобы получить информацию об анизотропии и магнитной, и парамагнитной части материала. В зависимости от природы выделяется ряд видов магнитной анизотропии: кристаллографическая, упругих напряжений и формы.

Кристаллографическая анизотропия – анизотропия, вызванная тем, что в кристалле магнитного минерала есть так называемые оси легкого и трудного намагничивания, совпадающие с определенными кристаллографическими осями, разными для разных кристаллических структур. Например, у ильменитов ось легкого намагничивания направлена вдоль оси симметрии [0001], у железа – по ребру куба [100], у титаномагнетита – по диагонали куба [111]. При намагничивании монокристалла вектор намагниченности отклоняется от направления внешнего поля в сторону ближайшей оси легкого намагничивания. В горных породах оси легкого намагничивания магнитных зерен располагаются хаотично, поэтому статистический эффект этого вида анизотропии мал по сравнению с анизотропией формы. Разность энергии, затрачиваемой на намагничивание кристалла до насыщения по некоторому направлению, и энергии намагничивания по направлению оси легкого намагничивания называется энергией кристаллографической анизотропии. Ее величина может быть выражена через некоторые коэффициенты – константы кристаллографической анизотропии – и косинусы углов между намагниченностью насыщения и осями кристаллов.

Анизотропия упругих напряжений – анизотропия, возникающая в магнитном материале из-за внешних механических напряжений. Благодаря тому, что природные магнитные минералы кристаллизуются в сложных условиях, а затем находятся в горных породах (в сложной матрице), содержат примеси и разного рода дефекты кристаллической решетки, они, как правило, находятся в напряженном состоянии независимо от внешнего магнитного поля.

Анизотропия формы – влияние формы магнитного тела (образца породы, отдельного зерна) на его намагниченность. Намагничивающее поле является векторной суммой внешнего магнитного поля и внутреннего размагничивающего поля (размагничивающий фактор). Если тело неизометрично, намагниченность отклоняется от направления внешнего магнитного поля в сторону длинной оси тела: величина отклонения зависит от разности размагничивающих факторов по короткой и длинной осям. Разновидность анизотропии формы – слоистая (плоскостная) анизотропия, возникающая в случае пластообразной формы тела, слоистая анизотропия может сочетаться со текстурной.

Эксперименты показали, что из-за сложного, как правило, ансамбля магнитных зерен, главную роль в горных породах играет анизотропия формы, линейная, плоскостная или их комбинация. Линейная анизотропия (Хмах>Хin=Xmin) вызвана ориентированным положением удлиненных зерен, образованным, например, течением, воздействием внешнего магнитного поля на оседающие зерна. Плоскостная анизотропия (Xmax=Xin>Xmin) образуется в результате выполаживания неизометричных зерен в определенной плоскости, например, при уплотнении осадка и/или действия направленного давления во время кристаллизации магнитных зерен.

Магматические породы близки изотропным, т.к. при их кристаллизации действует гидростатическое давление. Слабая плоскостная анизотропия характерна для пластовых интрузивных тел, особенно заметна в приконтактовых частях тела, в отличие от лавовых потоков для которых более характерна слабая линейная анизотропия, вызванная течением.