Магнитня разведка

 

 

 

4 Виды магнитомеров

 

 Первые аэромагнитометры представляли собой в сущности маленькие динамомашины. Основной частью такого прибора была катушка из многих витков тонкого провода, в которой при вращении в земном магнитном поле возникает электрический ток; измерение этого тока позволяло установить напряженность магнитного поля в каждой точке маршрута самолета.

Естественно, что с течением времени наземные и аэромагнитометры совершенствовались. Требовалась все  большая точность, так как это  расширяло возможности метода —  круг решаемых геологических задач  — и повышало надежность их решения. Поэтому на смену оптико-механическим магнитометрам с магнитными стрелками  и индукционным аэромагнитометрам  с вращающейся катушкой пришли новые  приборы. Так, в 60-х гг. появились  протонные магнитометры; в них  чувствительный элемент (датчик) представлял  собой сосуд с жидкостью (водой, керосином, спиртом), содержащей протоны. С помощью специальной обмотки, в которую подавался ток, содержимое сосуда подвергалось воздействию сильного магнитного поля. При этом протоны  ориентировались в одном направлении, а после отключения тока начинали прецессировать (вращаться) вокруг направления магнитного вектора, причем частота этой процессии (ее нетрудно измерить) пропорциональна магнитному полю, в котором находится датчик. Приборы, основанные на этом принципе, оказались очень точными и стабильными. Но еще более точными и к тому же наиболее быстродействующими оказались магнитометры, в которых используется сложное явление "оптической накачки". Обычно их называют квантовыми магнитометрами. Мы не будем описывать, как действует этот прибор, отметим лишь, что в данном случае магнитное поле определяется уже не с помощью явлений, связанных с поведением протонов в магнитном поле, а с процессами в электронной оболочке атомов некоторых веществ — изотопов щелочных металлов или гелия. Точность обычных квантовых магнитометров в 1000 раз выше точности тех "котелков", которыми выполнялись съемки на КМ А в начале 20-х гг. Самая последняя модель отечественного квантового прибора для измерения переменного магнитного поля Земли еще в 50 раз точнее! Вот почему сейчас можно говорить о третьей революции в магниторазведке, которой способствовали исследования Г.С. Васюточкина, А.Н. Козлова, B.C. Циреля, В.П. Пака и многих других геофизиков.

 

 

 5 Аномалии магнитного поля

 

 Во времена В. Гильберта на земном шаре было выполнено совсем немного измерений магнитного поля. Сейчас, когда в окружающем Землю пространстве пролегли маршруты спутников и самолетов, а на океанах — кораблей с магнитометрами на борту, когда в различных районах Земли на больших площадях проведены пешеходные и автомобильные наземные магнитные съемки, мы уже точно знаем, что догадка В. Гильберта справедлива: главная часть магнитного поля Земли имеет такой вид, как будто земной шар одновременно намагничен или в его центре расположен мощный двухполюсной магнит — так называемый диполь (магнитное поле намагниченного шара аналогично полю диполя, наблюдаемого в некотором удалении от последнего).

 Однако на фоне этого однородного магнитного поля установлены аномалии различной интенсивности и разных размеров. Теперь мы подразделяем их на три класса. Это прежде всего огромные аномалии, площадь которых соизмерима с площадью материков (но не всегда совпадает с ними); они так и называются материковыми. Источники их, по мнению большинства современных ученых, находятся на глубине, равной приблизительно 1/3 радиуса Земли. Одна из таких аномалий расположена на территории Советского Союза и называется Восточно-Сибирской, поскольку центр ее расположен между р. Енисеем и Леной; она захватывает весь Евразийский материк. Второй класс — аномалии средних размеров - от 50 до 1000 км в поперечнике; их называют региональными. Они связаны с районами (регионами), где в земной коре на каком-то этапе ее геологической истории произошли крупные перестройки, которые захватили большие площади и привели к изменению намагниченности пород. Третий класс - локальные, или местные, аномалии, иногда совсем небольшие и отражающие мелкие магнитные неоднородности той же земной коры (отдельные интрузии, зоны разломов, рудные тела и т. д.). В практической работе для решения геологических задач магаиторазведчики изучают и региональные аномалии, но особое внимание уделяется локальным аномалиям. Изучая магнитное поле, мы именно по локальным аномалиям различного размера и интенсивности проводим границы между горными породами, выявляем разрывы (разломы) и складки горных пород, а также полезные ископаемые.

 Магнитный метод изучения земных недр практически сводится к тому, что магниторазведчики измеряют интенсивность магнитного поля или на поверхности земли, или над нею, или в буровых скважинах. Затем по полученным данным они строят карты и графики (диаграммы) распределения магнитного поля по площади участка съемки и по отдельным линиям наблюдений. В завершение работы эти карты и графики анализируются и выясняется строение земной коры, в том числе наличие полезных ископаемых. В таком изложении все выглядит очень просто. Пусть, однако, читатель не думает, что выполнение магниторазведочных работ действительно простое дело.

 Сложности определяются уже тем, что измеренное в какой-либо точке магнитное поле представляет собой сумму полей однородного намагничения,

материковых, региональных и локальных аномалий, а также  переменного магнитного поля Земли (магнитных вариаций). Отсюда следует, что для изучения региональных и  локальных аномалий из наблюденного поля нужно исключить и поле однородного  намагничения, и материковые аномалии, и магнитные вариации, а это совсем не просто. Если эту операцию удалось точно выполнить, что возникает вторая трудность, связанная с тем, что по региональным и локальным аномалиям не так-то легко определить, чем они вызваны.

 Горные породы, создающие эти аномалии, намагничены по-разному. Наименее магнитны осадочные породы — известняки, песчаники, глины и др., а месторождения соли — диамагнитного материала — создают отрицательные аномалии. Из изверженных пород наименьшую намагниченность имеют кислые разновидности, наиболее распространенным представителем которых являются граниты. Среднемагнитные изверженные породы основного состава, например базальты, габбро (рис. 2). Наиболее сильно намагничены ультраосновные породы (перидотиты, пироксениты) и две разновидности железных руд — магнетит и пирротин. К сожалению, магнитные свойства однотипных пород изменяются в широких пределах, а у различных по составу могут быть одинаковыми. Так, некоторые разновидности кислых пород бывают намагничены с такой же интенсивностью, как основные комплексы, и т. д. Кроме того, амплитуды аномалий зависят от формы, размеров и глубины залегания аномалиеобразую-щих тел. Поэтому по одной лишь интенсивности аномалий определить состав геологических тел, которые их вызывают, обычно невозможно. Приходится использовать сложные расчеты, данные других геофизических методов и результаты бурения.

 

Заключение

 

 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.

 

Список использованной литературы

 

1. Дементьев Г.А. Магниторазведка.  Курс лекций для бакалавров. Ч. 1., Екатеринбург: изд. УГГА, 1996. - 128 с.

2. Логачев А.А., Захаров В.П. Магниторазведка, Л.: Недра, 1979. -351 с.

3. Тафеев Г.А., Соколов К.П. Геологическая интерпретация магнитных аномалий. -Л. : Недра, 1981. - 327 с.

4. Миков Д.С. Методы интерпретации магнитных аномалий. Томск.: изд. ТПИ, 1975. -180 с.

5. Миков Д.С. Интегральные методы интерпретации гравитационных и магнитных аномалий. Томск.: изд. ТПИ, 1975. -94 с.