§ 26. Магнитная разведка

Магнитная разведка основана на изу­чении геомагнитного поля Земли, обусловлен­ного неодинаковыми магнитными свойствами горных пород.

Напряженность магнитного поля в какой-то точке на поверхности земли может быть пред­ставлена вектором ОТ (рис. 34). Основными слагающими вектора ОТ в прямоугольной си­стеме координат будут: Z — вертикальная со­ставляющая; Н — горизонтальная составляю­щая; В — угол склонения; J — угол накло­нения.

Напряженность магнитного поля в системе

СГС выражается в эрстедах, но при измерениях напряженности земного поля используется более мелкая единица—гамма; В магниторазведочных работах обычно измеряют не абсолютные величины напряженности, а отклонения (аномалии) напряженности от нормального значения. Под нормальным значением понимают поле однородно намагниченной сферы. Нормальную величину напря­женности находят на основе систематических магнитных съемок, при которых измеряют абсолютные величины напряженности. Изме­рения ведут в точках, равномерно расположенных по территории страны, например в вершинах квадратов 20x20 км. На основании этих измерений составляют в изолиниях на определенную дату (эпоху) карту нормального поля.

Составляющие нормального градиента напряженности магнит­ного поля закономерно меняются на земном шаре: вертикальная составляющая изменяется в среднем на горизонтальная — на по мере продвижения к магнитному экватору градиент Z растет, а градиент Н убывает.

Магнитное поле Земли подвержено изменениям: вековым, один­надцатилетним, годовым, суточным. Для магнитной разведки суще­ственны суточные вариации, которые могут достигать и дол­жны учитываться при обработке измерений.

Магнитные свойства пород зависят от их минерального состава, и это, казалось бы, дает возможность расшифровать результаты магнитных измерений. К сожалению, у большинства пород диапазон магнитных свойств весьма широк, что приводит к невозможности четкого разделения пород, имеющих близкие магнитные характе­ристики. В итоге качественная интерпретация результатов магнит­ной разведки становится возможной лишь при привлечении допол­нительных сведений о грунтах, полученных другими методами. Тогда на основе сравнения соответствующих геологических и геофизи­ческих данных удается установить характер изменения магнитного поля над

р азличными геологическими разрезами, объяснить причины

аномалий и определить элементы залегания пластов и форму раз­личных геологических образо­ваний.

Как указывалось выше, в магниторазведочных работах преиму­щественно измеряют относитель­ные изменения напряженности магнитного поля и, в частности, величину изменения вертикальной составляющей; измерения и ведутся реже. Эти измерения выполняют магнитометрами, основ­ным чувствительным элементом которых является плоский магнит, свободно вращающийся на ребре кварцевой призмы. Современные магнитометры позволяют измерять составляющие магнитной напряженности (по Z и Н) со средней квадратической ошибкой 1-3 .

Магниторазведка успешно применяется для картирования раз­нообразных геологических объектов, особенно магматического про­исхождения, для поисков залежей железнорудных и других место­рождений. Магниторазведка значительно дешевле других геофизи­ческих методов и потому широко применяется. Одновременно все более широкое применение находит аэромагнитная съемка.

При поисках полезных ископаемых магниторазведка ведется или проложением одиночных маршрутов, или площадями. Для инженерно-геологических изысканий применяется микромаг­нитная съемка. Глубина исследования грунтов при этом методе не превышает 10—15 м, однако этого обычно достаточно для проектирования большинства средних и малых сооружений.

Микромагнитная съемка ведется по густой сетке квадратов, например по сетке, имеющей размеры 5x5 м. Иногда это расстояние увеличивают и доводят его до расстояния, равного половине глу­бины залегания кровли исследуемых пород. Поскольку объем изме­рений при таком методе становится значительным, при изучении площадок больших размеров сплошная съемка заменяется съемкой небольших характерных участков, равномерно располагаемых на всей территории площадки. Размеры таких участков принимают равными 10x10 или 50x50 м (рис. 35).

Такая методика съемки позволяет существенно сократить объем наблюдений и при этом выделить общие и частные микроаномалии и в итоге дать интерпретацию полученных наблюдений.

Микромагнитная съемка ведется с применением одного высоко­чувствительного магнитометра и двух штативов, из которых один последовательно переносится с точки на точку, а другой постоянно стоит на контрольном пункте в центре площадки и предназначен для определения и последующего учета смещения нуля магнито­метра.

Микромагнитная съемка помогает изучить поверхностные чет­вертичные отложения и трещиноватость пород.

Если микромагнитная съемка предназначена только для карти­рования участка, то после введения в результаты соответствующих поправок строят график изменения аномального значения верти­кальной составляющей геомагнитного поля z, а для характеристики распределения магнитного поля по площади строят план в изо­линиях (изодинамах). При выявлении трещиноватости пород ре­зультаты измерений представляют в виде графиков — розы направле­ний и розы трещиноватости.

Геодезические работы при магнитораз­ведке минимальны в сравнении с другими геофизическими мето­дами. Маршрутная съемка при поисковых работах обычно приуро­чивается к дорогам, тропам, лесным просекам, берегам рек и при­вязка маршрута ведется по контурам, без применения инструментов, а в местах, где контуров мало, расстояния измеряют по спидометру автомашины или шагами. Точность измерения расстояний между пунктами наблюдений допускается порядка 1 : 50. При площадной съемке прокладывают систему примерно параллельных маршрутов, которая сгущается в случае обнаружения аномалий. Плановая при­вязка маршрутов должна производиться с точностью, не превышаю­щей 1—2 мм на отчетной карте.

Для привязки маршрутов аэромагнитной съемки плановая при­вязка выполняется или с использованием аэрофотосъемки или радио­геодезических средств.

Высоты пунктов магнитной разведки, как правило, не опреде­ляют.

При микромагнитной съемке разбивка сеток малых квадратов выполняется простейшими геодезическими средствами — рулетками, лентами, экером; положение малых квадратов на участке должно привязываться к пунктам геодезической основы.