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:

Т = Тн + Та + Тв,

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:

Тн = Тд + Твек + Тмир

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.

Принцип действия

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.

Обработка данных

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.

Т_аном = (T_изм – Т_норм) – (Т_вар – Т_норм),

где Т_аном – аномальное магнитного поля, T_изм – измеренное значение магнитного поля в определенное время, Т_вар – значение, полученное с вариационной станции в тот же период времени, Т_норм – значение нормального поля. Т_норм 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.