МАГНИТОРАЗВЕДКА

— геофиз. метод разведки, основанный на различиях магнитных свойств г. п. и руд. 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 содер. железа (петрофизические исследования, магнитный каротаж), определения относительного возраста п. и решения вопросов планетарной геотектоники (палеомагнетизм). В последние годы появилась геохим. разное. М., имеющая задачей выявление ореолов рассеяния магнитных м-лов в рыхлых отл. (каппаметрия) и м-лов-индикаторов гидротерм. процессов (термокаппаметрия). 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. 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 ·10⁸ г/см³. Составляющие вектора напряженности аномального магнитного поля получаются дифференцированием выражения для магнитного потенциала по соответствующим координатам (аΔT_a), представляющим собой проекцию вектора Т_a 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.

Используемые в М. исходные формулы позволяют решать прямую задачу, т. е. рассчитывать аномальный эффект для намагниченных тел любой формы с помощью специальных палеток (напр., Д. С. Микова) или с помощью электронных вычислительных машин (ЭВМ). Для простейших моделей (шар, пласт) выражения для Z_a, Н_а и Δ Т_а получаются в виде комбинации элементарных функций. Обратная задача М. решается методом подбора моделей, т. е. выбором такой формы тела и таких параметров его намагниченности, которые дают расчетный эффект, соответствующий (с заданной точностью) фактически наблюденному полю. Теоретически обратная задача магниторазведки неоднозначна, но практически на основе тех или иных геол. представлений всегда удается подобрать наиболее достоверную модель. Сложность решения обратной задачи в М. состоит в том, что всякое наблюденное поле представляет собой сумму магнитных аномалий (полей) от отдельных возмущающих тел, имеющих в общем случае разные формы, размеры, глубину залегания и магнитные свойства. Для каждой из таких аномалий при интерпретации, строго говоря, должно быть выбрано свое нормальное поле, и каждая аномалия Должна интерпретироваться отдельно. Способы разделения аномалий разл. порядков (осреднение, пересчеты на высоту, вычисление высших производных) не могут гарантировать полного устранения мешающих аномалий, искажают форму выделяемой аномалии и позволяют решать поставленную задачу лишь приближенно. Если выбранная модель проста, то определение ее параметров производится либо по характерным точкам наблюденной кривой, либо с помощью специальных палеток (напр., логарифмических). В последнем случае одновременно решается вопрос и о соответствии поля модели наблюденному полю. При наличии быстродействующих ЭВМ оптимальным способом интерпретации является последовательный подбор и уточнение моделей до наилучшего совпадения наблюденного и рассчитанного полей с учетом геол. представлений и уровня помех. Масштаб магнитных съемок и методика магниторазведочных работ определяются характером поставленной геол. задачи. Как правило, изучение территории начинается в мелких масштабах (аэромагнитная съемка), и детальные наземные съемки в крупных масштабах ставятся на более ограниченных площадях. Перед выполнением полевых измерений все магнитометры градуируются, и в процессе съемки производится необходимое количество повторных наблюдений, которые позволяют учесть и устранить дрифт нуля приборов. При высокоточных съемках применяется каркасная сеть, на точках которой наблюдения выполняются с повышенной точностью. Рядовые наблюдения привязываются к точкам каркасной сети системой специальных ходов. В процессе съемки обязательно изучаются магнитные свойства г. п. для целей геол. интерпретации магнитного поля. Иногда съемки в крупных масштабах сопровождаются каппаметрией элювиально-делювиальных отл., которая позволяет быстро выделять магнитные разности г. п., выходящих непосредственно под рыхлые отл. Геол. интерпретация магнитного поля в мелких масштабах, как правило, начинается с районирования изучаемой территории по характеру магнитного поля. При этом выделяются характерные типы полей и производится увязка полученных данных с геол. представлениями. При работах в крупных масштабах для истолкования особенностей магнитного поля используются опорные профили с известным геол. разрезом. В платформенных областях, закрытых мощным чехлом осад. отл., данные М. позволяют уточнить строение кристаллического фундамента путем выделения линейных структур, участков развития магнитных п. и поднятий в рельефе. Здесь М. применяется в комплексе с др. геофиз. методами (грави-, сейсмо- и электроразведкой), как правило, на первом этапе изучения территории. М. с успехом применяется при поисках железорудных м-ний, где во многих случаях ее можно рассматривать как прямой метод поисков (магнетитовые руды) и где данные магниторазведки используются для предварительной оценки запасов и качества руд. На стадии разведки магнитный каротаж позволяет существенно уточнять данные, необходимые для подсчета запасов.

При поисках др. полезных ископаемых (бокситов, марганца, алмазов, полиметаллов и др.) М. применяется в комплексе с др. геофиз. и геохим. методами и решает в основном задачи геол. картирования, хотя в благоприятных случаях способна и непосредственно выделять рудные тела. Ю. П. Тафеев.