Variation of the mass susceptibility of sandstone after high-temperature heating

磁化率 磁铁矿 地质学 岩体分类 多孔性 矿物学 岩石磁学 磁异常 地球化学 磁化 岩土工程 磁场 地球物理学 化学 剩磁 物理 古生物学 量子力学 结晶学
作者
Q. Sun,Z. Dong,J. Geng,W. Zhang
出处
期刊:Geotechnique Letters [ICE Publishing]
卷期号:13 (1): 1-16
标识
DOI:10.1680/jgele.21.00044
摘要

Burnt rocks usually exhibit magnetic enhancement, which can be used to detect the spontaneous combustion zone of a coal fire or locate the resources in burnt rocks. To elucidate the mechanisms underlying magnetic enhancement, sandstone is heated to high temperatures between 100 °C and 1200 °C. The mass susceptibility of the sandstone is measured after cooling, and the magnetic characteristics are explained by the changes in color and porosity, thermogravimetric and differential thermal analysis experiments, and the observation of thin sections of rocks and SEM images. The findings are as follows: (1) The magnetic susceptibility of sandstone increases rapidly by two orders of magnitude as the temperature rises above 800 °C. (2) The oxidation of iron ions and the formation of magnetite enhance the magnetic susceptibility of sandstone. The formation of magnetite at 800 °C significantly enhances the magnetic susceptibility. (3) The highest temperature experienced by a burnt rock can be evaluated by analyzing the different responses of the susceptibility of sandstone to temperature. Furthermore, it is possible to use the magnetic anomaly of the burnt rock to find the burnt rock and develop and utilize the beneficial resource in the burnt rock.
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