Презентация Полевая геофизика. Магниторазведка (лекция 2 ) онлайн

Содержание слайда: «Полевая геофизика» Лекция 2 МАГНИТОРАЗВЕДКА

Содержание слайда: Магнитометрическая или магнитная разведка – это геофизический метод решения геологических задач, основанный на изучении магнитного поля Земли. Магнитометрическая или магнитная разведка – это геофизический метод решения геологических задач, основанный на изучении магнитного поля Земли. Глубина исследования не превышает 50 км. Применяется всех этапах геологоразведочных работ.

Содержание слайда: ГЛАВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ МАГНИТНОГО ПОЛЯ ЗЕМЛИ T –напряженность Z – вертикальная составляющая T Н – горизонтальная составляющая Т J – угол наклонения D –угол склонения

Содержание слайда: КАРТА ВЕРТИКАЛЬНОЙ СОСТАВЛЯЮЩЕЙ НАПРЯЖЕННОСТИ (изодинам Z) МАГНИТНОГО ПОЛЯ ЗЕМЛИ эпохи 1975 года

Содержание слайда: КАРТА ГОРИЗОНТАЛЬНОЙ СОСТАВЛЯЮЩЕЙ НАПРЯЖЕННОСТИ (изодинам H) МАГНИТНОГО ПОЛЯ ЗЕМЛИ эпохи 1975 года

Содержание слайда: Карта изопор Н для периода 1970-1975 г

Содержание слайда: Магнитные свойства горных пород Основное влияние на структуру аномального магнитного поля оказывают: - магнитная восприимчивость – каппа () - намагниченность (J).

Содержание слайда: Минералы делятся на три группы:

Содержание слайда: ПАРАМАГНЕТИКИ – намагничивание происходит как в направлении внешнего магнитного поля, так и против поля. ПАРАМАГНЕТИКИ – намагничивание происходит как в направлении внешнего магнитного поля, так и против поля. Атомы слабо ориентируются – минералы становятся слабомагнитными. После снятия поля – намагниченность исчезает, остаточное поле не создается. (Ильменит, пирит, биотит, плагиоклаз, доломит и др.)

Содержание слайда:

Содержание слайда: Магнитная восприимчивость пара- и феррамагнетиков уменьшается с повышением температуры: , где Магнитная восприимчивость пара- и феррамагнетиков уменьшается с повышением температуры: , где T- абс.температура С- постоянная Кюри, при которой магнитная восприимчивость исчезает. Точка Кюри (θ) у разных минералов меняется от + 400 до 700 °С ( что соответствует глубине ~50 км): -магнетит θ = 578 °С -гематит θ = 675 °С - пирротин θ = 300-325 °С

Содержание слайда:

Содержание слайда: Определяется, в основном, концентрацией ферромагнитных минералов. Определяется, в основном, концентрацией ферромагнитных минералов. Кроме того:=f (размера кристалла ф.м. –  – растет с увеличением зерен), =f (формы включений ф.м. – менее магнитны г.п., где ферромагнитные минералы образуют изолированные включения) Осадочные породы – наименее магнитны =5-10*10-5 СИ, в т.ч. карбонатные и хемогенные =4*10-5 СИ, Магматические породы:  зависит от состава. Содержание ферромагнетиков повышается от кислых к основным и ультраосновным г.п. - граниты: ср=0-0.4*10-3СИ, - диориты: ср=2-4*10-3СИ, - габбро: ср=2-8*10-3СИ, - пироксениты ср=2-25*10-3СИ. Ультраосновные породы: неизмененные разности – слабомагнитны, т.к. большая часть Fe входит в состав силикатов. Но при серпентинизации этих г.п. часть высвобождаемого Fe преобразуется в магнетит.

Содержание слайда: НАМАГНИЧЕННОСТЬ (J) горных пород характеризует их способность создавать магнитное поле и численно равна: НАМАГНИЧЕННОСТЬ (J) горных пород характеризует их способность создавать магнитное поле и численно равна: где -магнитный момент тела или образца горных пород; V - объем исследуемого тела.

Содержание слайда:

Содержание слайда: Магнитные свойства горных пород При намагничении горных пород во время их образования (застывания, осадконакопления - при переходе т. Кюри, в древнем магнитном поле) возникает и сохраняется остаточная намагниченность ( ) . Поэтому, суммарная намагниченность геологического тела равна сумме векторов: , где -суммарная намагниченность геологического тела -индукционная (наведенная) намагниченность -остаточная намагниченность

Содержание слайда: Нормальное магнитное поле Земли

Содержание слайда: Дипольная составляющая главного магнитного поля Земли представляет собой поле диполя, как если бы большой намагниченный брусок поместили в ядре Земли.

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда: Линии магнитного поля пересекают поверхность Земли под разными углами. Линии магнитного поля пересекают поверхность Земли под разными углами. Угол между линией горизонта и направлением линий магнитного поля – МАГНИТНОЕ НАКЛОНЕНИЕ (I) Наклонение “I” положительно, когда стрелка ниже линии горизонта; отрицательно – когда выше. I = 00 на экваторе I = +900 на магнитном северном полюсе I = -90 на магнитном южном полюсе. Пусть: I –наклонение φ - географическая широта tg I =2tg φ (1)

Содержание слайда: На дневной поверхности напряженность дипольной составляющей будет иметь вид: На дневной поверхности напряженность дипольной составляющей будет иметь вид: где М-магнитный момент Земли =1,15х 1022 (А/м2) R- расстояние до центра Земли (6,37х 108 см) φ – магнитная широта точки наблюдения φ = φа ± D, где φа –астрономическая широта D- магнитное склонение (+-восточное;--западное) тогда

Содержание слайда:

Содержание слайда: Нормальное магнитное поле для реальной Земли где -поле однородного намагниченного шара (диполя); -поле материковых аномалий (глубина выше 700км) ( λ –долгота, φ-широта); -поле аномалий векового хода (t-геологическое время)

Содержание слайда: ВАРИАЦИИ МАГНИТНОГО ПОЛЯ ЗЕМЛИ

Содержание слайда: Влияние солнечной активности

Содержание слайда: 1. Кратковременные вариации от секунд до нескольких минут, связанные с изменением ультрафиолетового излучения (интенсивность до нескольких гамм) 2. Суточные вариации за счет положения Земли относительно Солнца (день, ночь) (∆Z= 15-20 гамм; ∆H= 20-30 гамм) 3.Годовые вариации – через 11 лет, обусловлены магнитными бурями из-за повышения солнечной активности (интенсивность от 10 до 1 000 гамм)

Содержание слайда: Влияние крупных планет и внутренних процессов Земли 1.С периодов в 60 лет происходят вековые вариации за счет гравитационного влияния Сатурна и Юпитера. 2.С периодом 2000 лет происходит смещение во времени на запад центров мировых магнитных аномалий со средней скоростью 0,2о в год, обнаруженное по данным обсерваторских наблюдений. 3.С периодом 5000 лет изменяется напряженность геомагнитного поля. С 4-го тысячелетия до настоящего времени напряженность уменьшилась в 1,5 раза. Считается, что Земля находится в преддверии очередной инверсии. 4. С периодом 10 000-100 000 лет происходит изменение полярности магнитного поля Земли или инверсия. Последняя инверсия произошла 70 000 лет назад.

Содержание слайда: Внутреннее строение Земли Внутреннее строение Земли

Содержание слайда: Шкала обращений геомагнитного поля за последние 4.5 млн. лет. Черное - нормальная полярность

Содержание слайда: Карта возраста пород океанического дна в Северной Атлантике

Содержание слайда: Глобальная палеомагнитная реконструкция фанерозойского движения континентов по А. Смиту, Дж. Брайдену и Г. Дрюри (1973 г.). Кембрий-нижний ордовик (510 ± 40 млн. лет).

Содержание слайда:

Содержание слайда: Измеренное поле в некоторой точке, в определенный момент времени можно представить суммой: Измеренное поле в некоторой точке, в определенный момент времени можно представить суммой: Тизм = Т0 + Та Т0 -нормальное магнитное поле Земли Та –поле аномалий тогда Та = Тизм - Т0– вектор напряженности магнитного поля, обусловленного намагниченными геологическим телами в верхней части Земли. Эти аномальные поля и геологические тела являются предметом и объектом магниторазведки.

Содержание слайда: АППАРАТУРА Магнитостатические магнитометры (механический магнитометр) основаны на измерении механического момента намагниченности (J). Основное назначение магнитостатических магнитометров — измерение компонент и абсолютной величины напряжённости геомагнитного поля, градиента поля, а также магнитных свойств веществ.

Содержание слайда: Феррозондовый магнитометр-градиентометр Магнум

Содержание слайда: Магнитометр-градиентометр Магнум в работе Магнитометр-градиентометр Магнум в работе

Содержание слайда: Индукционные магнитометры Индукционные магнитометры применяются для измерения земного и космических магнитных полей, технических полей, в магнитобиологии и т. д.

Содержание слайда: Квантовые магнитометры Приборы, основанные на свободной прецессии магнитных моментов ядер или электронов во внешнем магнитном поле и других квантовых эффектах (ядерном магнитном резонансе, электронном парамагнитном резонансе).

Содержание слайда: МАГНИТОМЕТР ПЕРЕНОСНОЙ КВАНТОВЫЙ   ММ - 60М1 

Содержание слайда:   МАГНИТОМЕТР ПЕРЕНОСНОЙ ПРОТОННЫЙ   POS-1

Содержание слайда:  Магнитометр портативный протонный Минимаг

Содержание слайда:

Содержание слайда: Методика проведения магниторазведочных работ Для выполнения поставленных геологических задач и получения кондиционного материала о распределении аномалий магнитного поля необходимо выбрать: 1. Метод (наземный, воздушный, морской) 2. Аппаратуру (тип магнитометра) 3. Вид съемки (региональный, поисковый, разведочный) 4. Систему наблюдений (маршрутная, площадная). 5. Допустимую погрешность (среднеквадратичная погрешность). где -разница основного и контрольного отсчетов на i-ой контрольной точке; n- общее число контрольных точек. 6. Форму представления материалов (таблицы, графики, карты графиков, карты аномальных значений магнитного поля).

Содержание слайда: Горизонтальные масштабы графиков аномалий магнитного поля такие же, как и масштаб съемки. Горизонтальные масштабы графиков аномалий магнитного поля такие же, как и масштаб съемки. Вертикальный масштаб графиков берут такими, чтобы значение 3ε не превышало 1 мм. Сечение изолиний на картах аномалий магнитного поля составляет (2-3) ε.

Содержание слайда: Геологическое истолкование (интерпретация) результатов магнитной съемки Обработка полученных материалов проводится в два этапа. 1 этап. Качественная интерпретация материалов определяет местоположение, форму, размеры, простирание и интенсивность аномалии.

Содержание слайда: ИЗОМЕТРИЧНЫЕ АНОМАЛИИ (источник распространен на большую глубину)

Содержание слайда: ИЗОМЕТРИЧНЫЕ АНОМАЛИИ (источник небольшого распространения на глубину)

Содержание слайда: ДВУМЕРНЫЕ АНОМАЛИИ (источник распространен на большую глубину)

Содержание слайда: ДВУМЕРНЫЕ АНОМАЛИИ (источник небольшого распространения на глубину)

Содержание слайда: Геологическое истолкование (интерпретация) результатов магнитной съемки 2 этап Количественная интерпретация материалов проводится с целью определения параметров аномалеобразующих геологических тел: глубины залегания, размеров, мощности, угла падения. Для практической реализации интерпретации в теории магниторазведки разработаны специальные приемы и методы, основанные на результатах решение прямых и обратных задач магниторазведки.

Содержание слайда: Прямая задача состоит в определении параметров магнитного поля по известных характеристикам магнитных масс (формы, размеров, глубины залегания, углов намагничения, магнитной восприимчивости). Прямая задача состоит в определении параметров магнитного поля по известных характеристикам магнитных масс (формы, размеров, глубины залегания, углов намагничения, магнитной восприимчивости). Решение проводится с помощью закона Кулона: . Под магнитной массой понимается произведение интенсивности намагничения (I) на площадь (s) намагниченного тела, перпендикулярную к вектору I: m=I·s

Содержание слайда: где dM =m·dl=I·ds·dl =I·dV- магнитный момент диполя где dM =m·dl=I·ds·dl =I·dV- магнитный момент диполя I =интенсивность намагничения диполя, направленная вдоль оси; dl –длина; ds –площадь поперечного сечения; dV=dl·ds –элементарный объем; θ –угол между осью диполя и радиусом r.

Содержание слайда: Тогда на оси диполя (θ=0) т.е. на полюсах, и перпендикуляра к его центру (θ=90), т.е. на экваторе, получаем напряженности магнитного поля, равные соответственно: Тогда на оси диполя (θ=0) т.е. на полюсах, и перпендикуляра к его центру (θ=90), т.е. на экваторе, получаем напряженности магнитного поля, равные соответственно: (1) и (2) С учетом свойства суперпозиции значения напряженности реального намагниченного тела можно записать следующим образом: (3)

Содержание слайда: Уравнение (3) является основным в теории магниторазведки. Уравнение (3) является основным в теории магниторазведки. Оно справедливо лишь для тел простой геометрической формы и однородной намагниченности. Для тел более сложных возможны лишь численные приближенные решения, получаемые с помощью ЭВМ. Анализ решений прямой задачи служит основой для решения обратной задачи.

Содержание слайда: Определение параметров тел по наблюдённому (замеренному) полю называется решением обратной задачи. Определение параметров тел по наблюдённому (замеренному) полю называется решением обратной задачи. Оно выполняется при моделировании методом подбора с помощью программ ЭВМ.

Содержание слайда: КОЛИЧЕСТВЕННАЯ ИНТЕРПРЕТАЦИЯ

Содержание слайда: РЕШЕНИЕ ГЕОЛОГИЧЕСКИХ ЗАДАЧ Понижение магнитного поля в зоне дробления и каолинизации диоритов: изолинии Zа:1-положительные; 2-нулевые; 3- отрицательные

Содержание слайда: Априорная магнитогеологическая модель нефтяного месторождения по В.М. Березкину и др. Графики 1-4 показывают возможные картины изменения магнитного поля над залежами УВ 1- залежь УВ; 2- глинистые экраны; 3- коллектор; 4- вторичные магнитные объекты; 5- пути миграции УВ; 6- зоны неоднородности

Содержание слайда: А-наблюденное магнитное поле Б-осредненное магнитное поле В-остаточное магнитное поле Г-дисперсия магнитного поля 1- кора выветривания; 2- породы осадочного чехла; 3-фундамент; 4-залежь конденсата; 5-прогнозная залежь