магниторазведка Word


Магниторазведка
МАГНИТОРАЗВЕДКА — геофиз. метод разведки, основанный на различиях магнитных свойств г. п. и руд.
17. Сравнительная характеристика магнитной восприимчивости интрузивных, эффузивных и осадочных горных пород. Единицы размерности.
Магнитные свойства горных пород κ - магнитная восприимчивость (ед. СГС; ед.СИ), 1 (ед.СГС) = 1/4 π (ед.СИ) = 0,08 (ед.СИ). Диамагнитные минералы κ = - (0,3 – 1) ед. СГС (кварц, ортоклаз, кальцит, барит, вода, нефть и пр.). Парамагнитные минералы κ = (1 – 271) x 10 -6 ед. СГС (ильменит, пирит, биотит, роговая обманка, плагиоклаз…). Ферромагнитные минералы κ = (0,3 – 2 x 10-4 ) ед. СГС (магнетит, титаномагнетит, пирротин, ильменит).
18. Индукционная намагниченность горных пород. Единицы размерности.
где намагниченность горных пород , магнитный момент тела, (образца горных пород) V-объем горной породы. индукционная (наведенная) намагниченность,T-полный вектор магнитного поля Земли,N--коэффициент размагничения
19.Природа остаточной намагниченности горных пород.
Оста́точная намагни́ченность — намагниченность, которую имеет ферромагнитный материал при напряжённости внешнего магнитного поля, равной нулю. В уравнениях обозначается как Ir. В технике часто считается, что намагниченность M это синоним для остаточной магнитной индукции B (они отличаются на магнитную постоянную Ir =μ0*M ), поэтому остаточная намагниченность часто обозначается как Ir
Величина остаточной намагниченности определяется точкой пересечения петли гистерезиса с осью магнитной индукции ферромагнетика.
Остаточная намагниченность используется:
в геологии (палеомагнитное датирование)
в вычислительной технике (хранение и восстановление данных)
в физике (магнетизм).
Значение остаточной намагниченности один из важнейших параметров, характеризующих постоянные магниты. К примеру, неодимовый магнит имеет остаточную намагниченность примерно 1.3 тесла.
20.Как определяется нормальное магнитное поле Земли в зависимости от географических координат и векового хода. Единицы размерности.
ЭЛЕМЕНТЫ МАГНИТНОГО ПОЛЯ ЗЕМЛИ
T –напряженность,Z – вертикальная составляющая T ,Н – горизонтальная составляющая Т, J – угол наклонения, D –угол склонения
; ;;
Восточное склонение со знаком +, западное -.При наклоне вниз северного конца стрелки наклонение называется северным или положительным. Распрастранение значений элементов магнитного поля на земной поверхности изображают ввиде изолинии.
Изогоны- изолинии склонений (D)
Изоклины- изолинии наклонений (J)
Изодинамы- изолинии напряженности магнитного поля (T, H, и Z)
Изопоры –изолинии векового хода (H,Z)
Т = (Т0 + δТ0) + δТ, (Т0 + δТ0) –главное магнитное поле Земли, Т0-дипольная составляющая,δТ0 –планетарные аномалии ,δТ -региональные и локальные аномалии (10-5- 10-2 от главного магнитного поля Земли)
Единицы измерения: Напряженность магнитного поля (Т), СИ: ампер на метр (а/м), СГС: эрстед (Э), 1Э=105 гамм (γ); 1Э=103 /4π (а/м)=79,5775 (а/м)
Магнитная индукция (В), СИ: тесла (Тл) , 1нТл = 10-9Тл, СГС: гаусс (Гс), 1 Тл=104Гс
Магнитное поле Земли

1-направление солнечного ветра
2-силовые линии геомагнитного поля
3-магнитопауза
4-фронт ударной волны
5-зона радиационного захвата (радиационные пояса)
6-плоскость экватора. Извилистыми линиями показаны пути проникновения заряженных частиц в зону радиационного захвата .
Нормальное магнитное поле для шара: M - магнитный момент Земли (1,15 х 1022 Ам2 СИ или 8,3 х 1025 ед.СГС )
R – расстояние до центра Земли (6,37 х 1022 )
φ - магнитная широта (φа ± D) , где
φа –астрономическая широта
D – магнитное склонение (- западное,+восточное)
Нормальное магнитное поле для реальной Земли: T0= T1(φ) + T2(φ,λ) + T3(φ,λ,t)
T1(φ) –поле однородного намагниченного шара (диполя)
T2(φ,λ) – поле материковых аномалий (φ,λ- широта и долгота)
T3(φ,λ,t) – поле аномалий векового хода ( t –геологическое время)
Измеренное поле Земли: Tизм=(T1 + T2 + T3) + Tв + Tа
Tв – магнитное поле вариаций
(измеряется на магнитовариационных станциях-МВС)
Tа = Tизм - Tв – T0
21. Принципы измерения магнитного поля.
1. Вертикальных магнитных весов (компенсационный) –оптико-механические магнитометры (М –27М).
2. Принцип феррозонда (М –17, М –29, аэромагнитометры, скважинные)
3. Принцип ядерной прецессии (ядерно-протонные (в т.ч. Оверхаузоровские) и квантовые магнитометры).
22. Принципиальные основы протонного магнитометра, его преимущества и недостатки.
Основные технические характеристики магнитометра М-27М:
Диапазон измерения магнитной индукции, нТл (-80000) –90000
Погрешность отсчитывания, нТл1
Время одного измерения, с 20-60
Масса рабочего комплекта, кг 14
Ядерно-протонные (в т.ч. Оверхаузоровские) и квантовые магнитометры.
Основаны на принципе свободной прецессии ядер атомов водорода в магнитном поле. Протоны, имея собственный спин и магнитный момент, прецессируют (вращаются) в магнитном поле Земли вокруг его направления с частотой, определяемой соотношением Лармора : ω = γ Т, ω – частота прецессии, γ – const, гиромагнитное отношение ядра (отношение магнитного момента протона к его механическому моменту)
T-полный вектор напряженности геомагнитного поля. T = 23.4874 ω [нТл]
Магнитометр протонный GSM-19 T со встроенной GPS
Размеры и вес
Пульт: 223 x 69 x 240 мм, Датчик: 170 x 71 мм (диаметр) , Консоль: 2,1 кг ,Датчик со штангой: 2,2 кг.
Тип Достоинства Недостатки
Протонные 1.Не боятся тряски и вибраций.
2.Измерения не зависят от изменения внешних условий (температура, влажность, давление).
3.Нет необходимости в точной ориентации датчика. 1.Цикличность измерений, из-за значительного времени преобразования.
2.Нестабильность и пропадание сигнала при больших градиентах магнитного поля
23. Принципиальные основы феррозондового магнитометра.
Измерителем поля в феррозондовом магнитометре является феррозонд (или магнитомодулярный датчик), представляющий собой катушку с ферромагнитным сердечником. Первичная обмотка сердечника возбуждается от вспомогательного звукового генератора частотой 200 гц. Под его воздействием меняется магнитная проницаемость материала сердечника, а это, вследствие законов индукции, приводит к тому, что во вторичной обмотке катушки возникает электродвижущая сила, пропорциональная вектору напряженности магнитного поля Земли, направленному вдоль оси сердечника.
Для измерения вертикальной составляющей феррозонд ориентируется по вертикали особым маятником, помещенным в кардановом подвесе. Последний снабжен демпфирующим устройством для быстрого затухания колебаний. Феррозонд подключается к измерительному блоку. В нем помещен звуковой генератор, переключатель поддиапазонов, переключатель компенсации магнитного поля, измерительный индикаторный прибор. Среди отечественных магнитометров к этому типу относится магнитометр М-17, предназначенный для измерения с точностью до 1 5 нТл.
На феррозондовом принципе изготовлялись отечественные аэромагнитометры - АЭМ-49, АМ-13, АММ-13, АСТ-46, АМФ-21 и др. В аэромагнитометрах измерительный феррозонд с помощью особых карданных устройств и двух дополнительных взаимно перпендикулярных феррозондов устанавливается вдоль полного вектора напряженности магнитного поля Земли. Он помещается в специальной гондоле и буксируется за самолетом на кабеле длиной 40 - 50 м. Электрический сигнал с этого блока по кабелю попадает на пульт магнитометра, установленный на самолете, где усиливается электронным усилителем, выпрямляется и попадает на автоматическое компенсационное устройство и особый самописец. На ленте, кроме напряженности поля , записываются высота полета, марки времени, отметки ориентиров или синхронных аэрофотоснимков. Аэромагнитометры устанавливаются на самолетах легкого типа или на вертолетах. Погрешности измерений -аэромагнитометрами не превышают 20 нТл.
24. Принципиальные основы оптико-механического магнитометра.
Чувствительная магнитная система оптико-механических магнитометров состоит из магнита, который может вращаться либо вокруг вертикальной оси (подобно магнитной стрелке в компасе) для измерений приращений горизонтальной составляющей в двух точках (), либо вокруг горизонтальной оси для измерения приращений вертикальной составляющей (). Углы отклонения , пропорциональные или , определяются с помощью специальной оптической системы. Сняв отсчеты по магнитометру в двух точках ( и % ), можно определить приращение, например, , где - цена деления магнитометра. Ее определяют путем градуировки с помощью эталонировочных магнитов. На этом принципе был построен магнитометр, названный весами Шмидта, применявшийся в магниторазведке для измерения свыше 50 лет. Среди отечественных магнитометров к этому типу относились полевые приборы М-2, М-18, М-27, а также приборы для измерения магнитных cвойств образцов М-14 и астатические магнитометры. Погрешности в определениях с помощью таких магнитометров составляют нТл.
25. Цель качественной интерпретации наблюденного поля.
Качественное истолкование качественного растолкования на этапе качественной интерпретации, изучается форма, размеры, простирание, интенсивность аномалии- эти характеристики отражают наличие примерной аномалии образования тел. Эти аномалии имеют в плане одинаковые размеры, в любом направлении. Изометричная аномалия Zа без окаймляющей зоны отраженных значений, соответствуют столбообразным телам. Изометричная аномалия – источник распространения на небольшую глубину.
Магнитная аномалия над кимберлитовой трубкой:

Измерения:Za – наземные;∆T – с самолета на высоте 100 м, 1- карбонатные породы, 2- кимберлиты
26. Цель количественной интерпретации наблюденного поля.
Проводят с целью определения параметра аномалии образованных геологических тел. Определяется глубина залегания, размеры, мощность тела, углы падения. Определение параметров тел по наблюденному полю, называется решением обратной задачи. Оно выполняется при моделировании методом подбора.

27. Особенность аномального поля геологических тел небольшого распространения на глубину.
ИЗОМЕТРИЧНЫЕ АНОМАЛИИ (источник небольшого распространения на глубину)

ДВУМЕРНЫЕ АНОМАЛИИ (источник небольшого распространения на глубину). Магнитное поле Гуляйпольской синклинали. Изолинии даны в миллиэрстедах.


1- мигматиты;
2-слюдяно-полевошпатовые песчаники;
3- сланцы верхней свиты;
4-железистые кварциты с прослоями
сланцев;
5-сланцы нижней свиты;
6-биотитовые гнейсы;
7- тектонические нарушения
28. Вариации магнитного поля Земли.
Магнитное поле претерпевает вековые изменения. Наблюдаются суточные вариации, относительно положения Солнца днем и ночью.( от 15 до 20 гамм-∆Z , ∆H=20-30 гамм. Годовые вариации, происходящие через 11 лет. Связанны с повышенной солнечной активностью. Интенсивность от 30 до 1000 гамм. Вековые с периодом в 60 лет , с изменением скорости вращения земли, за счет гравитационного влияния Сатурна и Юпитера. С периодов в 2*103 лет, происходит Западный дрейф планетарных магматических аномалий, т. Е. направление движения против скорости 18 км в год. И с периодом в 5*103 изменение напряжения геомагнитного поля. С периодом в 105-106- полярности магнитного поля земли.
29. Применение магниторазведки для оценки мощности осадочного чехла. Применение магниторазведки для картирования зон разломов.
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 рифовым зонам.
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.
30. Применение высокоточной магниторазведки при поисках нефти и газа.
При поисках месторождений нефти и газа выделяют три этапа:
1)Региональный (стадия прогноза нефтегазоносности, стадия оценки нефтегазонакопления)
2)Поисковый (стадия подготовки объектов к глубокому бурению, стадия поиска месторождения, залежи)
3)Разведочный
Магнитные съемки: Маршрутные, площадные; Мелкомасштабные (до 1:200000)
Среднемасштабные (до 1:50000)
Крупномасштабные (крупнее 1:50000)

Приложенные файлы

  • docx 23698584
    Размер файла: 1 MB Загрузок: 0

Добавить комментарий