14. Методы измерения геомагнитного поля и устройство магнитометров разных типов.

МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЙ:

1) Абсолютные - измерения абсолютных значений склонения, наклонения (инклинаторы), горизонтальной составляющей (методом Гаусса), модуля полного вектора напряженности T (протонные и квантовые магнитометры)

2) Относительные - измерения абсолютных значений вертикальной составляющей.

ОПТИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ МАГНИТОМЕТРЫ.

Состоят из магнита, который при вращении вокруг горизонтальной оси измеряет приращения горизонт. составляющей (delta Н) или при вращении вокруг вертикальной оси вертикальной составляющей (delta Z). Углы отклонения delta фи определяют оптической системой. Сняв отсчеты по магнитометру в двух точках, можно определить приращение delta Z = c*(n-n0), где с - цена деления. Погрешность +-(2-5) нТл.

ФЕРРОЗОНДОВЫЙ МАГНИТОМЕТР (M-17).

Измерителем поля является феррозонд (катушка с ферромагнитным сердечником), который подключен к измерителю. Первичная обмотка сердечника возбуждается от звукового генератора частотой 200 Гц. Меняется магнитная проницаемость сердечника и во вторичной обмотке возникает ЭДС. Для измерения deltaZ феррозонд ориентируется по вертикали маятником с устройством для быстрого затухания колебаний. Точность измерения +- 1-5 нТл.

ПРОТОННЫЙ МАГНИТОМЕТР (аэромагнитометр (МСС-214) и гидромагнитометр (ММП-3)).

Чувствительная сис-ма - жидкость, богатая протонами. Сосуд с жидкостью помещен внутри питающей катушки, создается магнитное поле (от батарейки). Жидкость "намагничивается", в результате все протоны устанавливаются вдоль намагничивающего поля. Затем поле выключается, протоны, стремясь установиться вдоль полного вектора напряженности Т, колеблются вокруг него и индуцируют в измерительной катушке очень слабую ЭДС, частота которой пропорциональна величине напряженности поля. Погрешность +- 3 нТл.

КВАНТОВЫЙ МАГНИТОМЕТР (М-33, ММП-303).

Используют эффект Зеемана (расщепление линий атомных спектров в магнитном поле). Атомы при попадании в магнитное поле приобретают дополнительную энергию. Чувствительным элементом является сосуд с парами цезия или гелия. В результате вспышки света электроны паров переводятся с одного энергетического подуровня на другой. Возвращение их на прежний уровень - это излучение энергии. Погрешность 0,1-1нТл.

МАГНИТОВАРИАЦИОННЫЕ СТАНЦИИ - приборы для измерения напряженности (вариаций). Обычно используют полевые магнитометры.

15. Методика полевых измерений магнитного поля.

М/р решает задачи:

1) геол. картирование территорий

2) поиски и разведка м-ний магн. руд

3) поиски нефтегазоносных структур

4) инженерная м/р

Сводится к выбору вида съемок, их масштаба, направления профилей, густоты т.н., точности измерений и способа изображения результатов.

СЪЕМКИ:

1) Картировочно-поисковые магнитные съемки

2) Поисково-разведочные

3) Детальные

АЭРОМАГНИТНЫЕ СЪЕМКИ используют протонные, феррозондовые магнитометры. Чувствит. элемент буксируют на трос-кабеле в выносной гондоле.

ГИДРОМАГНИТНЫЕ СЪЕМКИ можно выполнять как на спец. судах, так и попутно на кораблях любого тоннажа. Датчик буксируют на большом удалении от корабля в спец. гондоле.

СКВАЖИННАЯ МАГНИТОРАЗВЕДКА - это измерения м/поля вдоль ствола скважины. Используют спец. трехкомпонентные магнитометры (ТСМК-30) с обязательной фиксацией по вертикали и горизонтали датчика, опускаемого в скважину на кабель-тросе. Скваж. измерения м/поля имеют пониженную точность.

НАЗЕМНЫЕ СЪЕМКИ.

Основной вид - площадная. Выбирают масштаб съемки. От него зависит густота сети (разбивают с пом. GPS). Расстояние м/у профилями берут в 5 раз меньше длины, а шаг - в 5 раз меньше поперечных размеров разведываемых объектов. Длина профиля должна в 5 - 10 раз превышать ширину искомых тел.

Необходимо вводить поправки за вариации м/поля. Для этого обычным магнитометром (или вариационной станцией) в спокойном поле ведут измерения напряженности м/поля. Контроль качества до 5 %. Проводится обязательно в другое время. Средняя квадратическая погрешность работ:

Epsilon = +- корень из (i=1 сумма n delta^2 i / (2*n -1)), где

delta i (русская прописная б) - разница основного и контрольного отсчетов на контрольной точке (i), n - общее число наблюдений.

По результатам наблюдений строят графики и карты изодинам.

Еще один вид - микромагнитн. съемка - высокоточная съемка (до 1 нТл) и шагом квадратной сети 1-5 м.

ПЕРВИЧНАЯ ОБРАБОТКА - обработка данных с построением предварительных карт изодинам непосредственно в период полевых работ.