Руководства, Инструкции, Бланки

инструкция по магниторазведке

Категория: Инструкции

Описание

Магниторазведка - Студопедия

Магниторазведка

Магниторазведка – геофизический метод изучения геологического строения, поисков и разведки полезных ископаемых, основанный на использование изменений геомагнитного поля вследствие неодинаковой намагниченности горных пород.

Изучаемыми параметрами геомагнитного поля Земли, в котором проявляются магнитные свойства, являются полный вектор напряженности Т и его составляющие по осям координат (в частности вертикальная Z и горизонтальная H составляющие).

Магнитное поле на поверхности Земли может быть представлено в виде векторной суммы:

где Тн, Та – нормальное и аномальное магнитные поля, Тв – поле магнитных вариаций.

Источником аномального магнитного поля Та является разно намагниченные горные породы. Нормальное магнитное поле Тн состоит из собственно дипольного поля, поля мировых магнитных аномалий Тмир, и поля вековых вариаций Твек:

Методика полевых работ

Магнитная съемка проводилась с помощью портативного протонного магнитометра МИНИМАГ. Этим приборам производятся измерения модуля вектора индукции геомагнитного поля.

Перед началом работ устанавливалась вариационная станция для записи напряженности геомагнитного поля в течение рабочего дня. Она производила расчёт поля магнитных вариаций, записывая модуль вектора индукции магнитного поля на одной и той же точке. Магнитометр, используемый в поле был синхронизирован с вариационной станцией для дальнейшего введения поправок за вариации магнитного поля.

Измерения проводили на 5 профилях: у базы (учебный) протяженностью 390 м и профилях на Хаутоварском месторождение (0,1,2,3) протяженностью 600 м, шаг между пикетами 10 м. При больших различиях в отсчетах между соседними пикетами (более 3000 нТл) осуществляли детализацию через 2,5 и 5 м. для привязки полученных данных к пикетам один человек записывал все полученные данные в полевой журнал.

Для измерения геомагнитного поля в магнитометре используется явление свободной прецессии протонов рабочего вещества, поляризация которого осуществляется на основе эффекта Оверхаузера.

Каждый цикл измерения состоит из двух тактов:

1й такт — поляризация — на рабочее вещество первичного преобразователя (ПП) воздействует постоянное и высокочастотное магнитные поля так, что оси вращения протонов разворачиваются преимущественно перпендикулярно вектору индукции магнитного поля Земли.

2й такт — измерение — поляризация выключается и начинается свободная прецессия протонов вокруг вектора магнитного поля Земли. В НЧ-катушках ПП возникает ЭДС сигнала в форме затухающей синусоиды, частота которой пропорциональна индукции магнитного поля Земли:

где F - частота сигнала прецессии,

Т - индукция магнитного поля,

g - гиромагнитное отношение протона.

Если F - Гц, В - нТл, то g = 23,487189 нТл/Гц.

В блоке возбуждения сигнала (БВС) производится усиление сигнала, а в пульте управления (ПУ) производится измерение частоты сигнала прецессии и пересчёт её в значение магнитной индукции.

После проведения измерений на профилях, полученные значения, хранящиеся в памяти магнитометра и вариационной станции, мы переносили на компьютер. Последующую обработку данных мы проводили в программе Excel.

При вычислении магнитных аномалий в измеренные значения поля вводилась поправка за изменение геомагнитного поля со временем. При этом исключалось влияние солнечно-суточных вариаций, а так же значение нормального поля, путем вычитания значения, полученного на вариационной станции из значения, измеренного на участке профиля.

где Таном – аномальное магнитного поля, Tизм – измеренное значение магнитного поля в определенное время, Твар – значение, полученное с вариационной станции в тот же период времени, Тнорм – значение нормального поля. Тнорм мы взяли с сайта NOAA National Geophysical Data Center, введя координаты участка наших работ.

Таким образом, мы получили значения аномального магнитного поля в точках съемки. С помощью программы Excel мы строили графики аномального магнитного поля, с помощью Surfer – карту изолиний аномального магнитного поля.

Повторные измерения проводились на 10 % произвольно выбранных ПК, погрешность измерения составила 40 нТл. Такая высокая погрешность измерения связана с большими градиентами магнитного поля, и она характеризует не столько погрешность измерений, сколько различие в установке прибора в плане или по высоте при первичном и повторном измерение.

© studopedia.ru Не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования. Есть нарушение авторского права? Напишите нам

Видео

инструкция по магниторазведке:

  • скачать
  • скачать
  • Другие статьи

    Смелянова З

    Смелянова З.С.(ред.), Селиванов В.С.(ред.) Инструкция по магниторазведке (наземная магнитная съемка, аэромагнитная съемка, гидромагнитная съемка)
    • Файл формата pdf
    • размером 18,78 МБ
    • Добавлен пользователем bookman. дата добавления неизвестна
    • Отредактирован 09.04.2011 23:17
    • Скачан 62 пользователями

    М-во геологии СССР, Л. Недра, 1981. - 263 с.
    Инструкция регламентирует производственные работы по наземной, автомагнитной. аэромагнитной и гидромагнитной съемкам и организации вариационной службы. В приложениях к ней приведены материалы справочного характера - формулы для решения прямой задачи магниторазведки, сведения об экспресс-методах решения прямой и обратной задач, формы документации, деьальные описания техники выполнения некоторых методических приемов и др.
    Инструкция была предназначена для исполнителей магниторазведочных работ на территории СССР.

    • Чтобы скачать этот файл зарегистрируйтесь и/или войдите на сайт используя форму сверху.

    Магниторазведка и решаемые задачи

    Магниторазведка и решаемые задачи Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

    Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

    Подобные документы

    Образование нефти и газа в недрах Земли. Физические свойства пластовых вод, залежей нефти, газа и вмещающих пород. Геофизические методы поисков и разведки углеводорода. Гравиразведка, магниторазведка, электроразведка, сейсморазведка, радиометрия.

    курсовая работа [3,3 M], добавлен 07.05.2014

    Геофизические методы поиска и разведки рудоносных площадей и рудных месторождений, изучение закономерности их размещения. Гравиметровые и магнитные съемки; поиск слабомагнитных и магнитных руд в слабомагнитных вмещающих породах и массивах магнитных пород.

    курсовая работа [543,8 K], добавлен 27.10.2012

    Основные месторождения мрамора в России и их характеристики. Методика поисков. Поисковые предпосылки и признаки. Система разведки месторождений. Подготовленность разведанных месторождений для промышленного освоения. Опробования месторождений мрамора.

    реферат [1,2 M], добавлен 17.02.2008

    Параметры теплового поля и поля силы тяжести. Ведомости о происхождении магнитного поля Земли; его главные элементы. Особенности применения магниторазведки для картирования, поисков и разведки полезных ископаемых. Сущность электромагнитных зондирований.

    курсовая работа [657,4 K], добавлен 14.04.2013

    Геофизическая изученность и описание геологического строения Соанваарской площади. Аппаратурное обеспечение и методика работ: магниторазведка, электроразведка, топографические разбивочно-привязочные работы. Методика интерпретации геофизических данных.

    курсовая работа [1,7 M], добавлен 16.02.2015

    Разделы геофизики, связанные с промышленной деятельностью человека: разведка и добыча полезных ископаемых, освоение морей, климатология. Теория гравитационного поля и его изучение в гравиметрии и гравиразведке. Изучение геомагнитного поля в магнитометрии.

    реферат [4,0 M], добавлен 24.08.2015

    Геоморфологические особенности рельефа города Новочеркасска. Физические свойства горных пород. Методика и техника выполнения геофизических работ. Применение магниторазведки, аппаратура для электроразведочных методов, радиационных методов разведки.

    отчет по практике [1,1 M], добавлен 19.10.2014

    Геологическое строение Сунгайской площади. Формирования марганца. Сущность методики полевых геофизических работ. Магниторазведка, электроразведочные и топогеодезические работы. Опробование месторождений и искусственных скоплений, минералогический анализ.

    контрольная работа [29,0 K], добавлен 23.03.2015

    Изучение основных методов поисковых работ на месторождении никеля: магниторазведки, гравиразведки, электроразведки, литогеохимической съемки, сейсморазведки и скважинной геофизики. Технология проведения работ при сопротивлении и вызванной поляризации.

    курсовая работа [319,1 K], добавлен 23.06.2011

    Магнитная разведка как геофизический метод решения геологических задач, основанный на изучении магнитного поля Земли. Основные положения и термины магниторазведки, ее применение при картировании рудных полей и месторождений. Метод микромагнитной съемки.

    презентация [1,7 M], добавлен 30.10.2013

    Размещено на http://www.allbest.ru/

    Магниторазведка и решаемые задачи

    Магнитометрическая или магнитная разведка (магниторазведка) - это геофизический метод решения геологических задач, основанный на изучении магнитного поля Земли. Магнитные явления и наличие у Земли магнитного поля были известны человечеству еще в глубокой древности. Так же давно эти явления люди использовали для практической деятельности, например применение компаса для ориентации. Однако лишь со второй половины XIX в. измерения напряженности магнитного поля для поисков сильно магнитных рудных залежей привели к созданию магниторазведки. В России специальные исследования магнитного поля с геологическими целями были проведены на Курской магнитной аномалии в конце XIX века. В 1919 г. была начата магнитная съемка Курской области, положившая начало генеральной магнитной съемке территории нашей страны и развитию всей отечественной разведочной геофизики. Земля, как космическое тело определенного внутреннего строения, генерирует постоянное магнитное поле, называемое нормальным или первичным. Многие горные породы и руды обладают магнитными свойствами и способны под воздействием этого поля приобретать намагниченность и создавать аномальные или вторичные магнитные поля. Выделение этих аномальных полей из наблюденного или суммарного геомагнитного поля, а также их геологическое истолкование является целью магниторазведки.

    От других методов разведочной геофизики магниторазведка отличается наибольшей производительностью, особенно в аэроварианте. Магниторазведка является эффективным методом поисков и разведки железных руд. Однако ее широко применяют и при геологическом картировании, структурных исследованиях и поисках других полезных ископаемых.

    Магниторазведка метод разведочной геофизики, основанных на изучении магнитного поля Земли. Вызванных магнетизмом горных пород земной кори. Магнетизм является универсальным свойством физических тел. Первые упоминания о применении горного компаса в Швеции для поясков железных руд относятся к XVII в. В России и СССР возникновение и развитие метода связано с именами Менделеева, Баумана, Бахурина, Логачева и др. Магнитные измерения в геологии применяются для поисков м-ний полезных ископаемых, геол. картирования (аэромагнитная съемка, наземные магнитные съемки), корреляции п. по магнитным свойствам и определения содержание железа (петрофизические исследования, магнитный каротаж), определения относительного возраста п. и решения вопросов планетарной геотектоники (палеомагнетизм). В основу расчета аномальных магнитных полей и количественной интерпретации магниторазведочных данных положено представление об однородной намагниченности геол. тел, создающих магнитные аномалии, справедливое в реальных условиях с достаточной для практики точностью. Магнитометрическая, или магнитная, разведка (сокращенно магниторазведка) - это геофизический метод решения геологических задач, основанный на изучении магнитного поля Земли. Магнитные явления и наличие у Земли магнитного поля были известны человечеству еще в глубокой древности. Так же давно эти явления использовались людьми для практической деятельности (например, применение компаса). Со второй половины ХIX в. измерение напряженности магнитного поля проводилось для поисков магнитных руд. Однако до сих пор природа как геомагнитного, так и гравитационного поля не выяснена.

    Основными параметрами геомагнитного поля являются полный вектор напряженности и его составляющие по осям координат. Значения параметров магнитного поля Земли зависят, с одной стороны, от намагниченности всей Земли как космического тела (нормальное поле), а с другой стороны, разной интенсивности намагничения геологических формаций, обусловленной различием магнитных свойств пород и напряженности магнитного поля Земли как в настоящее время, так и в прошедшие геологические эпохи (аномальное поле). От других методов разведочной геофизики магниторазведка отличается наибольшей производительностью (особенно аэромагниторазведка).

    Магниторазведка является наиболее эффективным методом поисков и разведки железорудных месторождений. Она широко применяется и при геологическом картировании, структурных исследованиях, поисках полезных ископаемых, изучении геологической среды. Магнитные методы применяются не только для разведки, но и для глобальных исследований геомагнетизма и палеомагнетизма. Глубинность магниторазведки не превышает 50 км. Для однородной намагниченности теоремой Пуассона устанавливается связь между гравитационным и магнитным потенциалами:

    где и - магнитный потенциал тела, создающего аномалию; 1х, 1у, Iz, составляющие вектора намагниченности I; v - гравитационный потенциал тела при плотности ·10 8 г/см 3. Составляющие вектора напряженности аномального магнитного поля получаются дифференцированием выражения для магнитного потенциала по соответствующим координатам (аДTa ), представляющим собой проекцию вектора Тa на направление нормального магнитного поля Земли - дифференцированием по направлению Т0. Формула Пуассона лежит в основе почти всех расчетов аномального магнитного поля. Особенно простыми эти расчеты становятся для случая вертикального намагничения (при 1х = 1у = 0), когда магнитный потенциал пропорционален силе тяжести, вертикальная составляющая - вертикальному градиенту силы тяжести (в случае двухмерной задачи - кривизне), горизонтальная составляющая H - горизонтальному градиенту силы тяжести (см. Гравиразведка ), и можно заимствовать для расчетов магнитных аномалий все формулы, полученные в гравиразведке.

    2. Основы теории геомагнитного поля и магниторазведки

    2.1 Элементы геомагнитного поля и его происхождение

    В любой точке земной поверхности существует магнитное поле, которое определяется полным вектором напряженности Т, т.е. направлением действия и модулем. Вдоль вектора Т устанавливается подвешенная у центра тяжести магнитная стрелка. Проекция этого вектора на горизонтальную поверхность и вертикальное направление, а также углы, составленные этим вектором с координатными осями, носят название элементов магнитного поля (рис. 2.1).

    Рис. 2.1. Элементы земного магнитного поля

    Направление координатных осей:

    z - к центру Земли

    Если ось x прямоугольной системы координат направить на географический север, ось y - на восток, а ось z - вертикально вниз, то проекцию полного вектора Т на ось z называют вертикальной составляющей и обозначают Z. Проекцию полного вектора Т на горизонтальную плоскость называют горизонтальной составляющей Н. Направление Н совпадает с магнитным меридианом и задается осью стрелки компаса или буссоли.

    Проекцию Н на ось Х называют северной (или южной) составляющей X, проекцию Н на ось y - восточной (или западной) составляющей Y. Угол между осью x и составляющей Н называют склонением и обозначают D. Принято считать восточное склонение положительным, западное - отрицательным. Угол между вектором Т и горизонтальной плоскостью называют наклонением и обозначают J. При наклоне северного конца стрелки наклонение называют северным (или положительным), при наклоне южного конца стрелки - южным (или отрицательным). Взаимосвязь полученных элементов магнитного поля Земли выражают следующими формулами:

    H = T Еcos J, Z = T Еsin J, Z = H ЕtgJ, T = H + Z и др.

    Единицей напряженности магнитного поля в системе СИ является ампер на метр (А/м), а в системе СГС - эрстед (Э). В практике магниторазведки широко применяется также внесистемная единица напряженности магнитного поля - гамма (г). Перечисленные единицы измерения напряженности магнитного поля соотносятся следующим образом: 1 А/м = 4р·10-1Э, 1Э = 105 г.

    Магнитное поле - одна из форм проявления электромагнитного поля, особенностью которой является действие его только на движущиеся частицы и тела, обладающие электрическим зарядом, а также на намагниченные тела независимо от состояния их движения.

    Основные силовые характеристики магнитного поля - индукция и напряженность. Индукция (В) численно равна силе, с которой действует магнитное поле на единичный элемент тока, расположенный перпендикулярно к вектору индукции.

    Линии магнитной индукции - кривые, касательные к которым в каждой точке совпадают с направлением вектора В в этих точках поля. Замкнутость линий индукции является выражением отсутствия в природе свободных магнитных зарядов. Если векторы В во всех точках поля одинаковы, то магнитное поле называют однородным. Направление линий индукции определяется правилом Максвелла (правило буравчика)

    Подобно тому, как вокруг неподвижного электрического заряда возникает электрическое поле, в пространстве вокруг движущихся зарядов (или токов) возникает магнитное поле. Сила действия этого поля зависит от скорости движения зарядов. Магнитное поле, как и электрическое, есть проявление единого электромагнитного поля. Если токи в проводниках не изменяются с течением времени, то и магнитные поля, созданные ими, также не изменяются.

    Магнитную индукцию можно выразить через вектор напряженности магнитного поля Н и вектор намагниченности J. Напряженность магнитного поля не зависит от магнитных свойств среды и в вакууме (а также в воздухе):

    В 1701 г. Э. Галлей (Англия) построил первую карту магнитного склонения. Приблизительно в это же время измерения склонения в разных точках земного шара, а также повторные и длительные стационарные наблюдения с магнитными стрелками показали, что магнитное поле меняется не только в пространстве, но и во времени; так было открыто переменное магнитное поле Земли. В XVIII-XIX вв. изучением магнитных явлений и магнитными измерениями занимались выдающиеся ученые и путешественники многих стран мира, например великий немецкий математик К. Гаусс, русский ученый Н.М. Симонов, предвосхитивший некоторые идеи К. Гаусса, М.В. Ломоносов, а позднее и Д.И. Менделеев. М.В. Ломоносов занимался улучшением компасов; под его руководством был, в частности, создан самопишущий компас, Он же предложил организовать в России магнитные обсерватории для стационарного изучения магнитного поля. Д.И. Менделеев был инициатором первых магнитных съемок для геологических целей в нашей стране, в первую очередь на Урале.

    Распределение значений элементов магнитного поля на земной поверхности обычно изображается в виде карт изолиний, т.е. линий, соединяющих точки с равными значениями того или иного параметра. Изолинии склонения называются изогонами, изолинии наклонения - изоклинами, изолинии H или Z - соответственно изодинамами HРазмещено на http://www.allbest.ru/

    или Z. Карты строят на 1 июля и называют их картами эпохи такого-то года. Например, на рис. 2.2.1 приведена карта эпохи 1980 г.

    Полная напряженность магнитного поля Земли для эпохи 1980 г.

    Изолинии Т проведены через 4 мкТл (из книги П. Шарма «Геофизические методы в региональной геологии»)

    2. 3 Единицы измерений

    Единицей напряженности геомагнитного поля () в системе Си является ампер на метр (А/м). В магниторазведке применялась и другая единица Эрстед (Э) или гамма. равная 10 -5 Э . Однако практически измеряемым параметром магнитного поля является магнитная индукция (или плотность магнитного потока). где - магнитная проницаемость среды. Единицей магнитной индукции в системе Си является тесла (Тл). В магниторазведке используется более мелкая единица нанотесла (нТл), равная 10 -9 Тл. Так как для большинства сред, в которых изучается магнитное поле (воздух, вода, громадное большинство немагнитных осадочных пород). то количественно магнитное поле Земли можно измерять либо в единицах магнитной индукции (в нТл), либо в соответствующей ей напряженности поля - гамма .

    Наземная полевая магнитная съемка проводится с помощью пешеходных магнитометров весом 5 - 6 кг. На каждой точке измеряются или абсолютные значения полного вектора геомагнитного поля (), точнее магнитной индукции (), или относительные значения. Под относительными понимаются приращения той или иной составляющей поля в любой точке наблюдения по отношению одного исходного пункта. При снятии отсчетов записывается время (). Полевая съемка отличается высокой производительностью: отряд из двух человек отрабатывает от нескольких десятков до двухсот точек в день. На рис. 1 мы видим наземную магнитную сьемку.

    Методика, т.е. способ проведения магниторазведочных работ, сводится к выбору вида съемок, их масштаба, направления профилей, густоты точек наблюдения, точности измерений и способа изображения результатов.

    Различают три вида наземных магнитных съемок: 1) картировочно-поисковые, 2) поисково-разведочные, 3) разведочные (или детальные). Остановимся на краткой характеристике этих видов съемок.

    Целью картировочно-поисковых магнитных съемок является решение задач крупномасштабного геологического картирования (масштабы 1: 50 000, 1: 25 000, 1: 10 000), а также непосредственные поиски железосодержащих руд. Съемка ведется по системам профилей, маршрутов, расстояния между которыми меняются от 200 до 500 м. Расстояния между точками не менее 50 м.

    Целью поисково-разведочных магнитных съемок является детализация аномалий картировочно-поисковых съемок: выявление тектонических нарушений, оценка размеров, формы и положения рудных тел. Поисково-разведочные съемки выполняются в масштабах 1: 10 000, 1: 5 000, 1: 2 000, 1: 1 000. Съемка осуществляется по системам профилей, удаленных на расстояния 50 - 200 м, с шагом наблюдений от 10 до 50 м.

    Целью детальных разведочных магнитных съемок является выяснение размеров, формы и положения включений пород с различными магнитными свойствами, разведка рудных месторождений, детальное геологическое картирование. Масштабы съемок от 1: 2 000 и крупнее, а расстояния между профилями могут изменяться от 10 до 100 м. Расстояния между точками наблюдений меняются от 5 до 20 м в зависимости от размеров рудных тел, их глубины и интенсивности намагничения.

    4 . Во здушная и морская магнитные съемки 4 .1 Аэромагнитная съемка

    Аэромагнитные съемки проводят с помощью самолетов или вертолетов, на которых устанавливают, в основном, протонные, феррозондовые, реже квантовые автоматические магнитометры. Для исключения или существенного снижения влияния магнитного поля носителя на показание прибора чувствительный элемент буксируют на трос-кабеле в выносной гондоле или устанавливают на длинной выносной штанге. Полеты проводят со скоростью 100-200 км/ч на постоянной высоте 50-200 м или с обтеканием рельефа местности. Благодаря высокой производительности аэромагнитных работ с их помощью исследуют магнитное поле больших территорий суши и акваторий. Для учета вариаций магнитного поля при аэромагнитных съемках создают специальную опорную сеть из опорных маршрутов. Рядовые профили разбивают перпендикулярно к опорным и на точках пересечения профилей с опорными маршрутами проводят корреляцию значений наблюденного поля. Рекомендуется в начале и в конце рабочего дня делать залеты на специальном контрольном маршруте длиной до 10 км, а все рабочие маршруты привязывать к нему. По результатам контрольных наблюдений (число контрольных маршрутов 5-10%,) определяют среднюю квадратическую погрешность наблюдений [см. формулу (3.6)]. Она, как правило, в 5-10 раз больше, чем при полевых съемках, что объясняется, главным образом, нестабильностью положения чувствительного элемента магнитометра и влиянием неучтенной составляющей магнитного поля самолета. Конечным результатом аэромагнитной съемки чаще всего являются аномальные значения вектора напряженности магнитного поля Земля ДTa. Графики ДTa обычно получают при обработке информации с помощью бортовых или экспедиционных.

    Гидромагнитная съемка в океанах, морях и на озерах ведется как на специальных судах, так и попутно на кораблях любого назначения. Для исключения влияния металлического корпуса судна применяются специальные приемы, а датчик поля буксируется за ним на кабеле длиной свыше 100 м в специальной немагнитной гондоле либо вблизи дна, либо на некоторой глубине. Профили (галсы) привязываются по штурманским картам. Съемки бывают профильными, реже площадными. В результате строятся графики, карты графиков. Гидромагнитные съемки можно выполнять как на специальных судах, так и попутно на кораблях любого тоннажа. Влияние металлического корпуса и других магнитных помех резко уменьшается благодаря тому, что датчик буксируют на большом (свыше 100 м) удалении от корабля в специальной гондоле. Большая автономность плавания при любом направлении движения, измерения магнитного поля на больших (15-25 узлов) скоростях корабля способствовали магнитной съемке значительных площадей океанов и морей. Профили (галсы) привязывают по штурманским картам с использованием радиогеодезических и спутниковых станций. Сложность гидромагнитной съемки связана с учетом вариаций, особенно когда исследуемый участок акваторий удален на сотни и тысячи километров от береговых МВС. В этом случае применяют методы косвенного учета вариаций путем фильтрации из наблюденного магнитного поля аномалий, период которых равен, например, периоду суточных вариаций. В результате гидромагнитной съемки строят графики аномального магнитного поля по галсам ДTa, а на участках площадных работ - карты графиков, изредка карты аномалий ДTa.

    5 . Решаемые задачи и применение магниторазведки для картирования, поисков и разведки полезных ископаемых, изучения геологической среды

    Магниторазведка применяется для решения задач региональной структурной геологии, геологического картирования разных масштабов, поисков и разведки железорудных месторождений, поисков месторождений рудных и нерудных ископаемых, оценки геолого-петрологических особенностей и трещиноватости пород, изучения геологической среды.

    5 .1 Решение задач региональной геологии

    В комплексе с другими геофизическими методами магниторазведку применяют для решения задач региональной геологии и структурно-тектонического районирования, т.е. выделения таких региональных структур, как краевые межгорные прогибы, антиклинории и синклинории, зоны разломов, контактов пород разного состава, своды и впадины кристаллического фундамента. Магниторазведка особенно эффективна для картирования интрузивов и эффузивов, выделяющихся высокими значениями индуцированной () и остаточной () намагниченностей. В пределах континентов аномальные магнитные поля в значительной степени определяются составом кристаллического фундамента докембрийского возраста и зависят от. В районах с мощным чехлом осадочных отложений, как правило, немагнитных, «прозрачных» для магниторазведки, этим методом картируются аномально намагниченные породы фундамента. Аномальные поля океанов обязаны преимущественно. создающей полосовые магнитные аномалии разного знака, параллельные рифтовым зонам.

    Характерна тесная качественная связь магнитных и гравитационных аномалий: местоположение, простирание и общая форма этих аномалий чаще всего совпадают. Однако, в отличие от гравитационных, магнитные аномалии в большей степени зависят от магнитных свойств и состава пород, чем от глубины залегания и формы структур. По этой же причине гравитационные и магнитные аномалии одного района иногда не совпадают друг с другом.

    5 .2 Применение магниторазведки при геологическом картировании разных масштабов

    При мелкомасштабном геологическом картировании в настоящее время применяется аэромагниторазведка. Аэромагнитные съемки являются картировочно-поисковыми. С помощью наземных магнитных наблюдений ведутся как картировочно-поисковые, так и поисково-разведочные и разведочные съемки. Карты и. указывают на форму и местоположение пород с повышенными магнитными свойствами, дают магнитные характеристики различных групп слабо магнитных пород. Особенно четко выявляются контакты осадочных и магматических пород (под наносами), глубинные разломы, с которыми часто связано внедрение магнитных пород, местоположения интрузий и эффузивных комплексов, железорудные месторождения. Материалы магнитных съемок используются в качестве основы для рациональной постановки геолого-съемочных и поисковых работ.

    5 .3 Применение магниторазведки для поисков полезных ископаемых

    Поиски и разведка железорудных месторождений - задача, лучше всего решаемая магниторазведкой. Исследования начинаются с проведения аэромагнитных съемок масштаба 1: 100 000. Железорудные месторождения выделяются очень интенсивными (сотни и тысячи гамм) аномалиями. Детализация аномалий проводится наземной съемкой. При этом ведется не только качественная, но и количественная интерпретация, т.е. оценивается глубина залегания магнитных масс, простирания, падения, размеры железосодержащих пластов, а иногда по интенсивности намагничения даже качество руды.

    Наиболее благоприятны для разведки магнетитовые руды, менее интенсивными аномалиями выделяются гематитовые месторождения.

    5 .4 Поиски месторождений рудных и нерудных полезных ископаемых

    Магниторазведка применяется при поисках таких полезных ископаемых, как полиметаллические, сульфидные, медно-никелевые, марганцевые руды, бокситы, россыпные месторождения золота, платины, вольфрама, молибдена и др. Это оказывается возможным благодаря тому, что в рудах в качестве примесей часто содержатся ферромагнитные минералы или же они сами обладают повышенной магнитной восприимчивостью. Кроме того, по данным магнитной съемки выявляются зоны, благоприятные рудообразованию (сбросы, контакты и т.п.). Отличные результаты получаются при разведке кимберлитовых трубок, к которым приурочены месторождения алмаза.

    5 .5 Изучение геолого-петрографических особенностей и трещиноватости пород

    Изучение геолого-петрографических особенностей и трещиноватости пород может выполняться микромагнитной съемкой с густой сетью (1x1,3x3 и 5x5 м) наблюдений и высокой точностью (до 1 нТл). Этот метод применяется для геолого-петрографических исследований пород, залегающих на глубине до 10 - 20 м. В результате строятся карты. а изодинамы проводятся через 2, 3, 5 нТл. Далее проводится статистическая обработка карт изодинам. Каждую изолинию pазбивают на отрезки длиной 5 - 10 мм. Далее определяется азимут каждого из них, затем по числу отрезков одинакового азимута () строят розы направления изодинам (по странам света откладываются отрезки длиной, пропорциональной n, а концы отрезков соединяются). Максимумами на них выявляются зоны преобладающей трещиноватости.

    5 .6 Изучение геологической среды

    При изучении геологической среды для решения инженерно-геологических, гидрогеологических, мерзлотно-гляцио-логических и экологических задач магниторазведка используется прежде всего на этапах как общего, так и специализированных видов картирования. Высокая точность современных полевых магнитометров (ошибки в определении аномалий поля около 1 нТл) обеспечивает возможность разделения по литологии пород по степени их немагнитности. Детальные, в том числе микромагнитные, съемки можно использовать для изучения участков под ответственное строительство с целью литолого-петрографического расчленения пород и выявления их трещиноватости, разрушенности, закарстованности. Эти же методики можно применять для выявления трещинно-карстовых подземных вод в скальных породах. Периодически повторяемые детальные съемки оползней, в которые заглублены металлические стержни, обеспечивают возможность определения направления и скорости их движения. Имеются положительные примеры картирования залежей подземных льдов (крупных ледяных внутригрунтовых тел и повторно-жильных льдов). С успехом используются археомагнитные исследования для решения некоторых археологических задач. Детальная магнитная съемка и каппаметрия (полевые определения магнитной восприимчивости) несут информацию о концентрации гумуса и солей в почвах, загрязненности грунтов тяжелыми металлами, отходами промышленных производств, нефтехимическими продуктами.

    6 . Интерпретация и задачи, решаемые магниторазведкой

    Интерпретация данных магниторазведки складывается из геофизической интерпретации и геологического истолкования, тесно связанных между собой. Первым этапом является качественная интерпретация, позволяющая судить о местоположении пород с разными магнитными свойствами. Второй этап - количественная интерпретация, или решение обратной задачи магниторазведки, - имеет целью определение количественных параметров разведываемых геологических объектов.

    Интерпретационная таблица для расчета параметров вертикально намагниченных тел простой геометрической формы методом характерных точек ( в нТл, в ед. СИ, линейные размеры в метрах)

    Форма и знак аномалий

    Из-за сложности выражений для над уступом простых аналитических зависимостей между глубинами его залегания и абсциссами характерных точек не существует.

    Нижние кромки намагниченных тел >, ограниченных по глубине () и ширине (), можно оценить по формуле для вертикальных пластов:

    где - абсциссы точек с минимальными ; - ширина пласта; - глубина залегания верхней кромки, - глубина центра тел.

    3. Метод касательных и другие оценочные методы. На основе аналитических методов решения прямых и обратных задач магниторазведки для тел простой геометрической формы разработан ряд графических и палеточных способов интерпретации.

    Из графических способов обработки магнитных аномалий рассмотрим простой способ приближенной количественной интерпретации - метод касательных. Сущность метода заключается в следующем. На графиках проводятся касательные, параллельные оси x, через максимум, минимум (если они есть), а также касательные вдоль боковых сторон аномалий через точки перегиба. Далее находятся точки пересечения всех касательных и определяются абсциссы точек пересечения. Если на кривой минимумов нет (аномалии одного знака), то за точки и берутся точки пересечения наклонных касательных с осью x. Приближенная глубина залегания верхней кромки тела, создавшего данную аномалию, рассчитывается по формулам:

    Среднее из полученных двух значений и служит для оценки глубины залегания верхней кромки тела.

    В зависимости от формы и отношения поперечных размеров к глубине истинная глубина залегания может меняться от. когда размеры тел больше глубины их залегания, до. если размеры тел меньше глубины их залегания.

    Интерпретация аномалий вертикальной составляющей геомагнитного поля методом касательных

    В теории магниторазведки разработан ряд оценочных методов интерпретации. Так, максимальная глубина залегания верхней кромки вертикально намагниченных тел любой формы может быть оценена по формулам:

    4. Методы интерпретации с использованием ЭВМ. Существуют различные алгоритмы и программы обработки, интерпретации данных магниторазведки с помощью ЭВМ. Так, разработаны методики автоматического построения карт магнитных аномалий, построения интерпретационных графиков через центры аномалий, пересчетов наблюденных полей в верхнее и нижнее полупространство, специального анализа полей. Однако самым важным применением ЭВМ является косвенная интерпретация путем последовательного сравнения наблюденных аномалий с теоретическими для разных моделей с меняющимися геометрическими и магнитными параметрами. Однако при любых методах интерпретации без достаточного количества геологической и другой независимой информации добиться единственности решения обратной задачи практически невозможно.

    7 . Пр инципы решения прямых и обратных задач магниторазведки

    При магниторазведке рассчитываются аномалии полного вектора или его составляющих путем исключения из наблюденного поля нормального поля и вариаций. Поэтому в теории магниторазведки определяются эти параметры для объектов с разной интенсивностью и направлением намагничения (). Для простоты решения можно считать

    где - магнитная восприимчивость объекта, - средняя напряженность геомагнитного поля в месте его расположения, а остаточной намагниченностью пренебречь.

    Основной закон магнетизма был сформулирован Кулоном, который предполагал, что существование магнетизма связано с наличием магнитных масс, положительных и отрицательных. Между двумя магнитными массами и. помещенными в среду с магнитной проницаемостью действует сила. которая определяется законом Кулона

    где - расстояние между центрами магнитных масс.

    Последующим развитием физики было доказано, что магнитных масс, как самостоятельных субстанций, в природе не существует, а магнитные свойства тел являются следствием движения электрически заряженных частиц в атомах вещества. Одни вещества способны под действием магнитного поля упорядочивать движения зарядов и намагничиваться, другие нет. Хотя магнитных масс в природе нет, но в теории магнетизма законом Кулона формально продолжают пользоваться. При этом под магнитной массой одного знака понимается произведение интенсивности намагничения () на площадь намагниченного тела (), перпендикулярную этому вектору ().

    Любое намагниченное тело можно представить сочетанием двух таких магнитных масс, находящихся на противоположных частях тела - полюсах. Северным (положительным) полюсом намагниченного тела (например, магнитной стрелки) считается тот, который поворачивается в сторону северного географического полюса, если дать возможность телу свободно вращаться вокруг вертикальной оси. Как отмечалось выше, при таком определении магнитный полюс Земли, находящийся в северном полушарии, обладает южным (отрицательным) магнетизмом, поскольку притягиваются магнитные массы противоположного знака, а массы одного и того же знака отталкиваются.

    В теории магниторазведки, как и в любых других методах геофизики, решаются прямые и обратные задачи. Прямой задачей магниторазведки называется нахождение магнитных аномалий ( и др.) над объектами известной формы, глубины залегания и намагниченности. Обратной задачей магниторазведки является определение формы, глубины залегания, намагниченности по измеренному площадному распределению аномалий.

    1. Смелянова З.С. (р ед.), Селиванов В.С. (р ед.) Инструкция по магниторазведке (наземная магнитная съемка, аэромагнитная съемка, гидромагнитная съемка) 2. Ревякин П.С. . Бродовой В.В. . Ревякина Э.А. Высокоточная магниторазведка

    3. Гладкий К.В. Гравиразведка и магниторазведка. - М. Недра, 1967.

    4. Логачев А.А. Захаров В.П. Магниторазведка. - Л. Недра, 1979.

    5. Миков Д.С. Методы интерпретации магнитных аномалий. - Томск: Изд-во Томского ун-та, 1975.

    магниторазведка железорудный геомагнитный поле

    Размещено на Allbest.ru