Магнитные свойства горных пород. Основным магнитным параметром горных пород является магнитная восприим- чивость - χ

Основным магнитным параметром горных пород является магнитная восприим- чивость - χ. Как отмечалось выше, χ является коэффициентом пропорциональности между интенсивностью индуктивного намагничения I, и напряженностью намагничи- вающего поля: Ii= χT. Магнитную восприимчивость измеряют в 10-5 ед. СИ. Магнитная восприимчивость горных пород изменяется в широких пределах — от 0 до 10 ед. СИ.

По магнитным свойствам все вещества делятся на три группы: диамагнитные, па- рамагнитные и ферромагнитные. У диамагнитных пород магнитная восприимчивость очень мала (10-5 ед. СИ) и отрицательна, их намагничение направлено против намагни- чивающего поля. К диамагнетикам относятся многие минералы и горные породы, на-

пример, кварц, каменная соль, мрамор, нефть, графит, золото, серебро, свинец, медь и др. У парамагнитных пород магнитная восприимчивость положительна и также неве- лика. К парамагнетикам относится большинство осадочных, метаморфических и из- верженных пород. Особенно большой и положительной χ (до нескольких единиц СИ) характеризуются ферромагнитные минералы, к которым относятся магнетит, титано- магнетит, ильменит и пирротин.

Таблица 3. Магнитная восприимчивость основных минералов, горных пород и руд

Магнитная восприимчивость большинства горных пород определяется, прежде всего, присутствием и процентным составом ферромагнитных минералов (табл. 3). Среди изверженных пород наибольшей магнитной восприимчивостью обладают ульт-

раосновные и основные породы, слабо- или умеренномагнитны кислые породы. У ме- таморфических пород магнитная восприимчивость обычно ниже, чем у изверженных. Осадочные породы, за исключением некоторых песчаников и глин, практически немаг- нитны.

Горные породы, слагающие геологические структуры, залегают среди вмещаю- щих пород, и поэтому практически так же как и в гравиразведке, нас интересуют не аб- солютные значения магнитной восприимчивости изучаемых структур χстр, а только ее изменения или так называемая эффективная магнитная восприимчивость Δχ= χстр – χ0, где χ0 — магнитная восприимчивость вмещающих пород. Значение Δχ в зависимости от геологической ситуации может изменяться в широких пределах и быть как отрица- тельным, так и положительным. Благодаря отличию Δχ от нуля и возникают магнитные аномалии.

Важным магнитным параметром горных пород, содержащих ферромагнитные минералы, является остаточная намагниченность In, т. е. специфическое свойство пород, несущее в себе информацию об изменении магнитной восприимчивости при из- менении величины намагничивающего поля и температуры. С увеличением температу- ры магнитная восприимчивость у ферромагнетиков возрастает, достигая максимума при критической температуре или точке Кюри, которая у разных минералов изменяется от 400 до 700 °С. Когда температура превышает точку Кюри, магнитная восприимчи- вость уменьшается практически до нуля. Следствием этого является принципиальное ограничение глубинности магниторазведки, так как с глубиной температура возрастает и на глубине 20—50 км в зависимости от строения, величины теплового потока и теп- лопроводных свойств горных пород достигает точки Кюри. Благодаря так называемой коэрцитивной силе ферромагнитные минералы, остывая, сохраняют остаточную намаг- ниченность In . Она характеризуется отношением Q= In / Ii , которое изменяется от 0 до

100 и может быть как положительным, так и отрицательным. Значение Q велико для

ферромагнитных минералов, меньше для магматических пород, еще меньше для мета-

морфических и близко к нулю для осадочных пород.

Основной вклад в создание аномалий магнитного поля вносят ферромагнитные минералы и содержащие их горные породы. Так как в целом магнитная восприимчи- вость горных пород изменяется в больших пределах (в миллионы раз), то интенсив- ность аномалий магнитного поля варьирует от долей до сотен тысяч нанотесл. Для ре- гистрации подобного поля необходима специальная аппаратура, имеющая и высокую чувствительность, и большой динамический диапазон измерений.