Комплексный показатель преломления рудных минералов в микроволновом диапазоне

Abstract

The paper discusses results of studies of complex dielectric permittivity of a number of ore minerals (magnetite, hematite, sphalerite, chalcopyrite, pyrite and ilmenite) and associate barren minerals (labradorite and oligoclase) in copper ore. Techniques to measure the reflection power and transmission coefficient of plain-parallel samples of minerals in the frequency range of 12....145 GHz are described, as well as computation methods and results for dielectric characteristics of the minerals based on the obtained experimental data. Approximation expressions are presented for the real and imaginary parts of complex dielectric permittivity of the minerals depending on radiation frequency in the range of 12…145 GHz. Authors express sincere gratitude to the companies of Open Company TECHNOROS and Open Company RADOS (Krasnoyarsk) for given samples of minerals. The work was supported by FTP "Scientific and scientific-pedagogical personnel of innovative Russia" for 2009-2013 years, by the Russian Foundation for Basic Research (project N 10-05 00037).

• electrodynamic model
• minerals
• microwave radiation
• reflectivity
• complex dielectric permittivity

Аннотация (на русском)

Комплексный показатель преломления рудных минералов в микроволновом диапазоне

В работе приводятся результаты исследований комплексной диэлектрической проницаемости ряда рудных минералов (магнетит, гематит, сфалерит, халькопирит, пирит и ильменит) и сопутствующих им нерудных минералов (лабрадор и олигоклаз). Описываются методы измерения отражательной и пропускательной способности плоскопараллельных образцов минералов в диапазоне частот 12...145 ГГц, а также способы и результаты расчета диэлектрических характеристик минералов из полученных экспериментальных данных. Приводятся аппроксимационные выражения для расчета действительной и мнимой части комплексной диэлектрической проницаемости минералов в зависимости от частоты излучения в диапазоне 12...145 ГГц. Авторы высказывают искреннюю признательность компаниям ООО «ТЕХНОРОС» и ООО «РАДОС» г. Красноярска за предоставленные образцы минералов. Работа выполнена при поддержке ФЦП «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 гг, а также при поддержке РФФИ (проект № 10-05-00037).

For citation

References

1. Яковлев О. И. Космическая радиофизика. М.: Науч. кн., 1998. 432 с.
2. Sharkov E.A. Passive Microwave Remote Sensing of the Earth: Physical Foundations. Chichester, UK: Springer/PRAXIS, 2003. 612 p.
3. Быстров Р. П., Загорин Г. К., Соколов А. В., Фёдорова Л. В. Пассивная радиолокация: методы обнаружения объектов. М.: Радиотехника, 2008. 320 с.
4. Цымбал В. Н., Яцевич С. Е., Ефимов В. Б., Курекин А. С., Матвеев А. Я., Гавриленко А. С., Бычков Д. М. Использование многочастотных радиолокационных данных для выявления геологических структур и месторождений полезных ископаемых дистанционными методами // Соврем. проблемы дистанц. зондирования Земли из космоса. 2010. Т. 7. № 2. С. 354-360.
5. Справочник физических констант горных пород / Под ред. С. Кларка. М.: Мир, 1969. 544 с.
6. CampbellM. J., Ulrichs J. Electrical properties of rocks and their significance for lunar radar observations // J. Geophysical Research. 1969. V. 74. N. 25. P. 5867-5881.
7. Романов А. Н. Экспериментальные исследования диэлектрических свойств почвообразующих минералов и минеральных солей в микроволновом диапазоне. Барнаул: АГУ, 2002. 50 с.
8. Борн М., Вольф Э. Основы оптики. М.: Наука, 1973. 720 с.
9. ХиммельблауД. М. Прикладное нелинейное программирование. М.: Мир, 1975. 534 с.
10. Боярский Д. А., Гершензон В. Е., Гершензон Е. М., Гольцман Г. Н., Пти- цина Н. Г., Тихонов В. В., Чулкова Г. М. О возможности определения микроструктурных параметров нефтеносной породы по данным радиофизических измерений // Радиотехника и электроника. 1996. Т. 41. № 4. С. 441-447.
11. Boyarskii D.A. Method of Retrieval of Media Structural Parameters from Frequency Dependence of Transmission Coefficient // Intern. Geoscience and Remote Sensing Symp. (IGARSS'96): Proc. 1996. V. 2. P. 1349-1351.