Области применения магниторазведки

Магниторазведку применяют для проведения общей магнитной съемки всей Зем- ли и палеомагнитных исследований; решения задач региональной структурной геоло- гии; геологического картирования разных масштабов; поисков и разведки полезных ископаемых; изучения геолого-геофизических особенностей и трещиноватости пород.

Условия эффективного применения магниторазведки. Благоприятными усло-

виями для применения магниторазведки являются следующие.

1. Наличие горизонтальных магнитных неоднородностей, т. е. изменение намаг- ниченности горных пород в горизонтальном направлении, происходящее на вертикаль- ных или субвертикальных боковых границах геологических структур.

2. Достаточная обоснованность (теоретически, на основе априорных данных или экспериментально, т. е. с помощью опытных работ или изучения материалов ранее проводимых магнитных съемок) возможности решения поставленных геологических задач имеющейся аппаратурой и рациональной системой наблюдения.

3. Превышение в 3 — 5 раз амплитуды аномалий уровня аппаратурно-

методических погрешностей.

4. Наличие дополнительной геолого-геофизической и петрофизической (магнито- метрической) информации о структурах для проведения более однозначной интерпре- тации.

Общая магнитная съемка Земли и палеомагнитные исследования. Сушу и океаны Земли покрывают общими, как правило, аэро- и гидромагнитными съемками разных масштабов. По данным этих съемок строят карты аномалий магнитного поля крупных регионов и всей Земли. Основное назначение общих магнитных съемок — проведение тектонического районирования, позволяющее определить контуры круп- ных структурных элементов земной коры: платформ, геосинклинальных областей, от- дельных блоков, глубинных разломов, тектонически активных областей. Решение пе- речисленных задач проводят в комплексе с гравиразведкой и уточняют сейсморазвед- кой. Общие магнитные съемки позволяют решать задачи, связанные со строением зем- ной коры и литосферы, а также служат для решения таких теоретических задач геоло- гии, как происхождение и развитие Земли и ее структурных элементов, изучение харак- тера магнитного поля на поверхности и ряда других задач.

Связаны с общими магнитными съемками всей Земли и палеомагнитные исследо- вания. Палеомагнитные исследования (определение магнитного поля Земли в отдален- ные геологические эпохи) основаны на изучении остаточного намагничения пород. Как отмечалось выше, породы, содержащие ферромагнитные минералы (магнетит, титано- магнетит, гематит, пирротин), обладают ферромагнитными свойствами, т.е., намагни- тившись в магнитном поле Земли в момент своего образования, они способны сохра- нять магнитные свойства долгое время, несмотря на изменение интенсивности и даже знака вектора напряженности магнитного поля в районе, где они залегают.

Изучая палеомагнитные свойства породы, можно судить о характере, интенсив- ности и направлении магнитного поля Земли в момент их образования, если есть дока- зательства того, что остаточная намагниченность пород не изменилась (например, из-за изменения состава, перегрева) или не нарушено их залегание (например, из-за тектони- ческих перемещений). Если подобные измерения провести на большом числе одновоз- растных образцов, можно определить наиболее вероятное положение магнитных полю- сов Земли в соответствующую геологическую эпоху. Теоретические и эксперименталь- ные исследования показывают, что среднее положение геомагнитного полюса для про- межутков времени, исчисляемых сотнями тысяч лет, должно соответствовать положе- нию географического полюса, т. е. указывают на положение оси вращения Земли.

В результате палеомагнитных исследований сделаны следующие выводы.

1. Местоположения полюсов Земли, определенные по образцам одного возраста, но взятым с разных континентов (Европа, Америка, Австралия), различаются тем больше, чем больше возраст пород. Такие различия объясняются горизонтальными пе- ремещениями континентальных масс, что подтверждается и палеоклиматическими данными. Поэтому палеомагнитные данные широко используются для реконструкции положения континентов в различные геологические эпохи..

2. Направление остаточной намагниченности горных пород в зависимости от их возраста иногда различается на 180°, что связано с периодическими достаточно быст- рыми и многократными изменениями знака магнитного поля или инверсией полюса на

180°. Например, в современную магнитную эпоху, длительностью около 0,7 млн. лет, существует поле, которое условно считают положительным, а в течение предыдущего 1 млн. лет полярность была отрицательной. Этим объясняют наблюденную обратную намагниченность горных пород разного возраста.

4. В результате магнитных съемок океанов выявлен специфический линейный знакопеременный характер аномалий магнитного поля океанического дна вдоль сре- динно-океанических хребтов. Такой характер геомагнитного поля связан со спредин- гом – новообразованием океанской литосферы в осевых зонах срединно-океанических хребтов и ее раздвижением в стороны от хребта со скоростью несколько сантиметров в год.

Региональная структурная геология. В комплексе с гравиразведкой и сейсмо- разведкой магниторазведку применяют для целей геотектонического районирования, т.е. картирования таких региональных структур, как краевые межгорные прогибы, ан- тиклинории и синклинории, зоны разломов, своды и впадины кристаллического фун- дамента. Кроме того, магниторазведку используют для оценки физических свойств, со- става и строения фундамента, картирования нефтегазоносных структур, районов соля- нокупольной тектоники и решения других задач.

Аномальные магнитные поля в значительной степени определяются глубиной за- легания и составом кристаллического фундамента и изверженных пород, т.к. ярко вы- раженными магнитными свойствами обладают магматические и метаморфические по- роды. В районах с мощным чехлом осадочных отложений, как правило немагнитных, магнитное поле спокойно. Характерна тесная качественная связь магнитных и гравита-

ционных аномалий: местоположение, простирание и общая форма этих аномалий чаще всего совпадают. Однако, в отличие от гравитационных, магнитные аномалии в боль- шей степени зависят от магнитных свойств и состава пород, чем от глубины залегания и формы структур.

Геологическое картирование разных масштабов. При мелко- и среднемасштаб- ном геологическом картировании в настоящее время широко применяют аэромагнито- разведку. С помощью наземных магнитных наблюдений ведут как картировочно- поисковые, так и поисково-разведочные и разведочные съемки. Карты аномалий гео- магнитного поля, как правило, указывают на форму и местоположение пород с разны- ми магнитными свойствами. Особенно четко выявляются контакты осадочных и маг- матических пород (под наносами), глубинные разломы, с которыми часто связано вне- дрение магнитных пород, крупные железорудные месторождения, местоположения ин- трузий разного состава и эффузивных комплексов. Материалы магнитных съемок ис- пользуют в качестве основы для рациональной постановки геолого-съемочных и поис- ковых работ.

Поиски и разведка полезных ископаемых. Поиски и разведка железорудных ме- сторождений—задача, лучше всего решаемая магниторазведкой. Исследования начи- нают с проведения аэромагнитных съемок. Железорудные месторождения выделяются интенсивными (сотни и тысячи нанотесл) аномалиями. Детализацию аномалий прово- дят наземной съемкой. При этом ведут не только качественную, но и количественную интерпретацию. Наиболее благоприятны для разведки магнетитовые руды, менее ин- тенсивными аномалиями выделяются гематитовые месторождения.

Магниторазведку применяют при поисках таких полезных ископаемых, как поли- металлические сульфидные, медно-никелевые, марганцевые руды, бокситы, россыпные месторождения золота, платины, вольфрама, молибдена и др. Это оказывается возмож- ным благодаря тому, что в рудах в качестве примесей часто содержатся ферромагнит- ные минералы или же они сами обладают повышенной магнитной восприимчивостью. Хорошие результаты получают иногда при разведке кимберлитовых трубок, к которым приурочены месторождения алмазов. Успешное применение магнитной съемки для разведки перечисленных выше руд зависит не только от магнитных параметров руд, но и свойств окружающих пород. Иногда вмещающие породы имеют непостоянные и по- вышенные значения магнитной восприимчивости и эффективность магниторазведки резко снижается.

Изучение геолого-петрографических особенностей трещиноватости пород и решение других задач. Изучение геолого-петрографических особенностей и трещино- ватости пород можно выполнять с помощью микромагнитной съемки. Этот метод при- меняют для геолого-петрографических исследований пород на небольших эталонных участках. Для этого проводят статистическую обработку карт изодинам. Каждую изо- линию разбивают на отрезки длиной 5—10 мм и определяют направление (азимут) ка- ждого отрезка. Затем подсчитывают число отрезков с одинаковыми азимутами и строят розы направления изодинам. По данным некоторых исследователей, они совпадают с розами трещиноватости. Это связано с воздействием тектонических напряжений на на- магниченность пород. Построение роз изодинам по данным микромагнитной съемки позволяет оценить текстуру, сланцеватость, условия образования магматических пород, а также состав и строение четвертичных отложений.

Магниторазведку применяют для решения некоторых инженерно-геологических задач (картирование скального основания, определение скоростей движения оползней по смещению изолиний с магнитными реперами в них и др.). Высокоточные детальные съемки используют археологи для обнаружения стен, фундаментов, рвов, каналов, оча- гов и других объектов, намагниченных в условиях воздействия температур.