Что такое магнитные аномалии кратко

Магнитная аномалия

Магнитные аномалии — области на поверхности Земли, в которых значение и направление вектора магнитного поля Земли существенно отличается от нормальных значений геомагнитного поля.

Магнитные аномалии, в зависимости от размера территории с аномальными значениями магнитного поля, делятся на континентальные, региональные и локальные.

При картировании магнитных аномалий и данных магниторазведки используют изолинии, отображающие различные параметры магнитного поля: изогоны (линии равного склонения), изоклины (линии равного наклонения), изодинамы (линии равной напряжённости магнитного поля или одной из его компонент). При этом в качестве контура субизометричных аномалий может использоваться характеристическая изолиния.

См. также

Полезное

Смотреть что такое «Магнитная аномалия» в других словарях:

МАГНИТНАЯ АНОМАЛИЯ — резкое увеличение в каком либо месте Земли значений параметров земного (см.) по сравнению с некоторыми средними (нормальными) их значениями в соседних районах. М. а. обнаруживается по отклонению магнитной стрелки. Объясняется она крупным… … Большая политехническая энциклопедия

МАГНИТНАЯ АНОМАЛИЯ — МАГНИТНАЯ АНОМАЛИЯ, небольшие изменения в МАГНИТНОМ ПОЛЕ Земли, вызванные скоплением железных предметов на поверхности или наличием залежей магнитных руд под поверхностью Земли … Научно-технический энциклопедический словарь

МАГНИТНАЯ АНОМАЛИЯ — нарушение нормального распределения сил земного магнетизма на земной поверхности. М. А. встречаются в различных районах земного шара, в том числе в океанах и морях. Районы, в которых существуют М. А., обводятся на картах сплошной линией с… … Морской словарь

магнитная аномалия — Небольшие отклонения в напряженности магнитного поля Земли, измеренные в некоторой точке, относительно среднего для вы­бранной площади значения. [http://www.oceanographers.ru/index.php?option=com glossary&Itemid=238] Тематики океанология EN… … Справочник технического переводчика

магнитная аномалия — Отклонение магнитного поля Земли в данном месте от его расчетного значения … Словарь по географии

магнитная аномалия — magnetinė anomalija statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. magnetic anomaly vok. magnetische Anomalie, f rus. магнитная аномалия, f pranc. anomalie magnétique, f … Fizikos terminų žodynas

магнитная аномалия — magnetinė anomalija statusas T sritis ekologija ir aplinkotyra apibrėžtis Didelė Žemės magnetinio lauko dydžių (magnetinės rodyklės deklinacijos ir inklinacijos) nuokrypa įvairiuose Žemės paviršiaus rajonuose nuo jų vidutinių verčių, kurios… … Ekologijos terminų aiškinamasis žodynas

МАГНИТНАЯ АНОМАЛИЯ — – см. аномальное магнитное поле … Палеомагнитология, петромагнитология и геология. Словарь-справочник.

магнитная аномалия — Отклонение реального значения магнитного поля Земли в каком л. месте от расчётного значения … Словарь многих выражений

Магнитная Аномалия (рок-группа) — Магнитная Аномалия Годы 1998 наст.время Страна … Википедия

Источник

Аномалия магнитная

Изучение магнитной аномалии имеет большое практическое значение, т. к. они могут быть непосредственно связаны с месторождениями нефти и газа, др. полезных ископаемых или, отображая область развития тех или иных комплексов пород, могут служить их косвенными признаками.

Магнитные аномалии могут также картировать определенные тектонические структуры в осадочной толще, являющиеся ловушками нефти и газа.

Изучение магнитной аномалии необходимо при исследовании геологического строения и тектоники различных слоев земной коры, при проведении структурного, тектонического и структурно-вещественного районирования фундамента, а также при решении ряда других задач.

Путем сравнения магнитных аномалий между собой можно сделать заключение и о геологическом строении участков земной коры, вызвавших аномалии на соседних площадях.

Несмотря на простоту физических основ этого способа исследований магнитометрия редко применяется при поисках нефти, т. к. магнитные свойства осадочных пород очень сходны между собой.

Магнитометрия применяется при поисках нефти и газа для широких исследований на крупных территориях.

Этот метод помогает выявить крупные глубоко погребенные зоны поднятий в изверженных и метаморфических породах, слагающих фундамент, подстилающий осадочную толщу.

Выделение в фундаменте таких крупных элементов помогает разобраться и в основных чертах строения осадочной толщи пород.

Магнитная аномалия обусловлена неоднородностью магнитных свойств горных пород, образующих земную кору, по площади и в разрезе.

Магнитные аномалии, связанные с намагниченными геологическими образованиями верхней части земной коры, в зависимости от их площади в плане условно делятся на региональные и локальные.

Локальные магнитные аномалии наблюдаются на фоне региональной или в совокупности образуют ее благодаря наложению друг на друга.

Разделение такой сложной магнитной аномалии проводится путем теоретического моделирования или различных трансформаций геомагнитного поля.

Локальные магнитные аномалии обусловлены более мелкими по объему объектами, залегающими как в фундаменте, так и в осадочном слое земной коры.

Ими могут быть отдельные магматические тела различного состава в виде штоков, даек, линзообразных межпластовых интрузий, а также толщи, пласты или слои намагниченных осадочно-метаморфических, вулканогенно-осадочных и осадочных комплексов, смятых в достаточно крутые складки.

Региональные магнитные аномалии обусловлены крупными по объему или глубокозалегающими аномалеобразующими объектами, расположенными главным образом в теле консолидированного основания (фундамента).

Такими объектами могут быть массивы и батолиты намагниченных горных пород различного состава, а также комплексы намагниченных пород, слагающих отдельные блоки фундамента.

Знак магнитной аномалии зависит, в 1 ю очередь, от вещественного состава создающих ее горных пород, а также от направления вектора намагниченности.

Положительные магнитные аномалии обусловлены обычно сильномагнитными интрузивными и эффузивными образованиями основного и ультраосновного состава, а также кислыми (гранодиоритовыми) и щелочными (сиенитовыми) интрузиями.

Отрицательные магнитные аномалии наблюдаются над обратнонамагниченными горными породами (например, над некками древних вулканов).

Интенсивность магнитной аномалии зависит от вещественного состава аномалеобразующего геологического тела, от условий его залегания (глубины, горизонтальной мощности, размеров по падению, угла падения) и от направления намагниченности.

Интенсивность магнитной аномалии колеблется в широких пределах и может достигать nх105 нТл (например, над железорудными и другими железосодержащими породами Криворожского бассейна и Урала).

Аномалии магнитные могут быть сгруппированы в зоны или серии локальных аномалий относительно простого или сложного характера и различной формы в плане.

Например, узкие полосообразные зоны либо цепочки положительных или отрицательных локальных магнитных аномалий картируют тектонические нарушения и глубинные разломы; зоны переменного магнитного ноля отображают развитие эффузивных образований основного состава.

Участки, в пределах которых располагается несколько аномальных зон, могут быть выделены в аномальную область.

Источник

Что такое магнитные аномалии кратко

Полосовые магнитные аномалии. Изменение возраста коры

К 1966 г. А. Коксом, Р. Доуэлом и Д. Дарлимплем, подробно изучившими реликтовую намагниченность большого числа образцов древних горных пород, их возраст калиево-аргоновым методом и полярность, была установлена шкала последовательности и возраста инверсий магнитного поля Земли.

Таким образом, появилась возможность сравнить изменение возраста дна океана вкрест полосовых аномалий с эпохами инверсий магнитного поля. Получилось прекрасное совпадение, возраст каждой полосы определенной магнитной ориентации соответствовал возрасту магнитной инверсии. Объяснить это можно было только одним, а именно тем, что дно океана раздвигается от срединного разлома хребта в обе стороны, в срединном разломе изливается вещество горячей магмы, остывает и, проходя через точку Кюри, намагничивается с той полярностью, которая существует в это время. Эта часть дна, продолжая двигаться от осевой части хребта, сохраняет реликтовую намагниченность заданной полярности. При следующей инверсии породы, остывшие до точки Кюри, намагничиваются уже с другой полярностью. Возникает следующая полоса магнитной аномалии и т. д. Это объяснение полосовых магнитных аномалий дали Ф. Вайн, Д. Метьюз и Л. Морли.

В дальнейшем аналогичные работы были проделаны в области хребтов Антарктического, Срединно-Индий-ского и Рейкьянес у Исландии, и всюду результат один: наблюдались полосовые аномалии, которые прекрасно объяснялись раздвижением океанического дна и магнитными инверсиями.

Рис. 3. Сравнение интенсивности наблюденных (1) и вычисленных (2) полосовых магнитных аномалий

Итак, гипотеза разрастания дна Мирового океана получила настолько надежные подтверждения, что многие считают ее установленным фактом. Идея постоянного движения дна океана отвечает и на вопрос, почему океан (существующий миллиарды лет) имеет столь тонкий слой осадков (средняя мощность его 200 м), тогда как на континентах в осадочных бассейнах он достигает 20 км.

Источник

Геологическая природа магнитных аномалий и разведочные возможности магнитометрического метода.

В изложении этого вопроса можно полностью опереться на аналогии с природой гравитационных аномалий. Это позволяет без предварительных объяснений сразу же перейти к перечню физико-геологических факторов разреза, участвующих в формировании аномалий магнитного поля на примере платформенных территорий.

Второй фактор – неоднородность внутренней структуры фундамента, напротив более сильно проявляет себя в магнитном поле, где интрузии основных пород в гранитно-метаморфической толще Земной коры создают интенсивные (до нескольких сотен, а иногда и более нТл) аномалии ΔТ и формируют основной рисунок этого поля. Очень хорошо выявляются в нем и разломы фундамента. Обычно по разломам поднимаются из глубин разогретые и потому сильно намагниченные основные породы. И хотя сами такие магнитные тела имеют сравнительно небольшую массу, но в силу интенсивного намагничения этих тел, разломы четко просматриваются в виде линейных цепочек слабых аномалий ΔТ, по которым трассируются разломы и тем самым выявляются блоки фундамента. Их структурные позиции проявляются в интенсивности значений ΔТ в пределах этих блоков, а больший или меньший наклон находит отображение в кофигурации и сближении (или разрядке) изолиний.

Глубинный фактор, о котором было немало сказано применительно к гравиразведке, в магнитном поле себя не проявляет в силу вышеотмеченного ограничения глубинности магниторазведки, связанного с наличием изотермической поверхности Кюри.

Структура осадочного чехла и неструктурный фактор находят определенное отображение в магнитном поле, хотя в старых учебниках, изданных до 80-х годов прошлого столетия, то есть каких-то 20-30 лет назад, об этом не было речи. Возможность выявлять неоднородности осадочной толщи появилась только с внедрением в практику магнитной разведки протонных и квантово-оптических магнитометров.

«Нефтяные» аномалии также могут быть выявлены современной магниторазведкой. Чаще всего это отрицательные аномалии (слабые минимумы интенсивностью до 20-30 нТл), возникающие из-за диамагнетизма углеводородного флюида. Однако, не исключаются и небольшие плюсовые аномалии, обусловленные возникновением в зоне залежи и, особенно, над ней вторичного магнетита, вызванного высокой химической активностью нефти. Например, выявлены скопления вторичного магнетита над некоторыми месторождениями в США, а в палеомагнитной лаборатории НИИ геологии Саратовского университета экспериментально показана возможность преобразования под влиянием углеводородов слабомагнитного минерала сидерита Fe₂CO₃ в магнетит.

Обобщение данных магниторазведки по территории Европейской России показало, что более 90% структур осадочного чехла и более 75% нефтегазовых месторождений находят свое четкое отображение в результатах магнитных съемок.

В последнее время в упомянутой палеомагнитной лаборатории разрабатываются новые методы поисков нефти и газа, основанные на термомагнитных явления. Тот же термомагнетизм обусловил применение магниторазведки для решения задач археологии, технической геофизики и пр. Трудно преувеличить и геологическое значение палеомагнитных исследований. По существу эти исследования, начавшиеся в середине прошлого столетия, сыграли основополагающую роль в становлении таких важнейших геологических идей как тектоника плит, глобальный рифтогенез и пр. Обо всем этом много говорится в специальной и научно-популярной литературе, энциклопедии «Аванта +» и других источниках. В плане решения задач поисков и разведки месторождений полезных ископаемых палеомагнитные исследования также играют значительную роль. Она определяется тем, что продукты разрушения (выветривания) скальных массивов изверженных пород с сильным намагничением транспортируются водными потоками на огромные расстояния, осаждаются и образуют мощные скопления осадочных пород. Причем каждая исходная частичка-песчинка, как единичный элементарный магнитик, при осаждении ориентируется магнитным полем времени образования осадка и, таким образом, в сформировавшейся толще запечатлевается магнитное поле этого времени. Нередко вектор остаточной намагниченности Ir является более сильной составляющей в суммарном значении I, чем составляющая I_i, индуцированная современным магнитным полем. Таким образом, измерение намагниченности и определение параметра Q проливает новый свет на геологическое строение изучаемого района и это способствует повышению эффективности геологической разведки.

Сказанное позволяет высоко оценить разведочные возможности магнитного метода, способного решать задачи непосредственных поисков железорудных месторождений, картирования выступов и погружений в рельефе фундамента платформенных территорий, выявления неоднородностей его внутренней структуры, трассировании глубинных разломов, решения задач инженерной геологии и археологии, поисков нефтегазовых залежей.

Столь широкий спектр возможностей в магниторазведке открылся с появлением принципиально новых приборов-магнитометров. В старых приборах в качестве основного измерительного инструмента использовалась магнитная система, напоминающая стрелку компаса. Показания таких приборов сильно зависели от множества превходящих факторов и обладали недостаточной для решения тонких геологических задач точностью. Современные приборы – протонные и квантовые магнитометры – позволяют измерять абсолютные значения напряженности поля с очень высокой точностью.

Идея ядерных (протонных) магнитометров состоит в следующем. Ядра многих элементов могут рассматриваться как магнитные диполи. Они ориентированы (в той или иной части) в направлении приложенного магнитного поля (то есть Земного). Если приложить поле другого направления – ориентировка изменится, а если это поле снять, то диполи стремятся вернуться в исходное состояние. Причем возврат этот реализуется как колебательный процесс. Частота колебаний (прецессий) зависит от приложенного (первичного) магнитного поля

Частоты эти можно измерить и пересчитать в абсолютные значения модуля полного вектора напряженности магнитного поля. Все это явления ядерного магнитного резонанса (ЯМР).

В качестве вещества, используемого для реализации процесса ЯМР используется вода Н₂О. Ядра кислорода не имеют магнитного момента и частота прецессий определяется только колебанием протонов (ядер водорода). Вода заливается в цилиндрический сосуд, который вставляется в катушку с витками провода (соленоид). С помощью соленоида вокруг сосуда с жидкостью создается сильное магнитное поле Т₀ напряженностью около 10 4 А/м. Направление поля задается примерно перпендикулярным к измеряемому геомагнитному полю. По истечении 1-2 с наложенное поле отключается. Наведенный магнитный момент протонов прецессирует с частотой ω вокруг вектора напряженности геомагнитного поля.

Полная независимость результатов измерений от ориентировки прибора, возможность производить измерения на колеблющемся основании (судно, самолет, вертолет), независимость от температур, высокая точность измерений обусловили быстрое внедрение таких приборов в практику магнитной разведки. С устройством и особенностями работы наземного протонного магнитометра студенты смогут ознакомиться в процессе прохождения полевой учебной практики.

Квантовые магнитометры основаны на эффекте Зеемана, заключающемся в том, что уровни энергии атомов или ядер, обладающих магнитным моментом, в магнитном поле расщепляются на несколько подуровней Е₁, Е₂…Е_N. Разность энергии ΔЕ между подуровнями зависит от напряженности Т магнитного поля

ΔЕ = h γ Т, где γ – отношение магнитного момента атома или ядра к моменту количества движения (механическому моменту), h – постоянная Планка.

Согласно законам квантовой механики частота перехода квантов ω между энергетическими уровнями с энергиями Е₁ и Е₂ выражается формулой

ω =

Основываясь на приведенных соотношениях можно заключить, что частота перехода между зеемановскими подуровнями

Из последнего выражения следует, что частота квантового перехода ω пропорциональна напряженности магнитного поля. Это соотношение положено в основу измерений магнитного поля квантовыми магнитометрами. Точность этих приборов такова, что позволяет строить карты ΔТ_а с сечением менее 1 нТл. А это позволяет надежно выявлять аномалии с интенсивностью до 3-5 нТл, то есть решать весьма тонкие геологические задачи.

Основная модификация современной магниторазведки – аэромагнитная съемка. Высокая точность измерений и независимость производства съемок от поверхностных условий, сложностей наземной обстановки (заболоченность, залесенность, промышленная застройка) делает магниторазведку наиболее технологичным из методов разведочной геофизики.

Карты ΔТ_а подвергают геологической интерпретации, используя в значительной мере те же подходы, что и в гравиразведке –методы разделения полей, решение прямых и обратных задач аналитическими и компьютерными методами. Хороший эффект дает совместная интерпретация гравимагнитных данных, основанная на их направленном суммировании, корреляционных преобразованиях, преобразовании Пуассона. Например, идея так называемого псевдомагнитного преобразования, основанного на Пуассоновской связи заключается в следующем.

Геологический смысл Пуассоновской связи состоит в том, что ее можно использовать при интерпретации аномалий силы тяжести для решения задачи разделения аномалий, о которой уже говорилось выше применительно к гравиразведке. Процедуру такого разделения можно представить следующим образом.

Приведенный здесь краткий конспект курса магнитной разведки позволяет составить определенное представление об ее особенностях и разведочных возможностях, которое можно существенно расширить, ознакомившись с предложенными литературными источниками. Поставленную в этом пособии задачу можно, по мнению составителя, считать решенной, если студент без особых затруднений самостоятельно ответит на нижеследующие контрольные вопросы, содержание которых напрямую в тексте пособия не освещается.

Контрольные вопросы по грави- и магниторазведке.

1. Какой из названных методов характеризуется большей глубинностью?

3. Какой из методов более востребован при решении геологических задач в солянокупольных бассейнах?

4. Какой из методов с большей эффективностью используется в аэромодификации?

5. Какое из полей характеризуется большей информативностью в отношении неоднородностей строения осадочного чехла платформенных территорий?

Для лучшего понимания геологических возможностей грави- и магниторазведки в сравнительном плане студенту, будет предложено провести сопоставление карт аномалий Δg и ΔТ одного и того же участка территории Саратовского Поволжья.

Лекция 7. Электрические поля и методы электроразведки.

Набитая золой и туками,

Насквозь пронизанная токами…»

И это совершенно точный образ, хорошо понятный геофизику.

Поэтому определение метода, с которого мы обычно начинаем рассмотрение каждого раздела курса, звучит следующим образом: Электроразведка – это группа методов, изучающих структуру и особенности распределения искусственных и естественных полей постоянного и переменного тока, обусловленные различной электропроводностью, диэлектрической проницаемостью, поляризуемостью, геоэлектрохимической активностью и т.п. горных пород Земной коры.

Чаще всего в электроразведке определяют так называемое кажущееся сопротивление ρ_к (электропроводность) – характеристику среды и представляют ее в зависимости от параметра, контролирующего глубину проникновения электрического тока в толщу пород. Такие зависимости выглядят как график, приведенный на рисунке 20.

Рис.20. Кривая электрического зондирования.

Особенности (аномалии) такой кривой – это максимумы и минимумы, которые не столь суммарны по своей геологической природе как гравитационные или магнитные. Ведь каждая такая особенность обусловлена уже не всем разрезом, а только его частью, комплексом пород – терригенных или карбонатных, или галогенных высокого (максимум) или низкого (минимум) сопротивления, слагающим определенный интервал глубин разреза. Такая геологически интерпретируемая электроразведочная информация характеризуется более высокой степенью разрешенности, дифференцированности. Под нормальным полем в электроразведке чаще всего подразумевается поле над однородным разрезом – то есть кривая ρ_к, не содержащая особых точек.

Основной тип проводимости горных пород в природе – ионный. Это проводимость растворов (флюидов), насыщающих поры горных пород, связанная с диссоциацией растворенных солей на анионы и катионы и с переносом вещества. Тем самым проводимость оказывается тесно связанной с пористостью и проницаемостью пород. Все это обосновывает особую «одаренность» электроразведки, как метода прогнозирования неструктурного геологического фактора при изучении осадочных комплексов, т.е. прогнозирования нефтегазоносности разреза и его литологической составляющей. Так, песчанистые породы-коллектора, благодаря наличию пор, содержат тот или иной флюид. Если это нефть – то сопротивление породы будет высоким, а если вода – низким, то есть толща окажется проводящей. Каменная соль и большинство кристаллических пород не содержит пор – такие породы относятся к непроводящим, то есть характеризуются высоким сопротивлением и отмечаются на кривых ρ_к максимумами.

Другой вид проводимости – металлическая или электронная. Здесь ток переносится свободными электронами без переноса вещества (масса электрона незначительна). Такая проводимость встречается в природе гораздо реже. Она свойственна только некоторым рудным объектам – проводникам, например месторождениям сульфидов или самородных металлов. В таких объектах обычно самопроизвольно протекают геоэлектрохимические процессы, связанные с окислением и над ними фиксируются аномалии разности потенциалов.

В целом можно предложить классификацию методов электроразведки, которая приводится на нижеследующей схеме (буквой f обозначена частота):

На этой схеме показано небольшое число конкретных методов, которые будут в той или иной степени рассмотрены в тексте, как имеющие наиболее широкое распространение при решении геологических задач.

Приведенные аббревиатуры этих методов читаются следующим образом:

ЕП – метод естественного поля,

МТЗ – магнитотеллурическое зондирование,

МТП – магнитотеллурическое профилирование,

ТТ – метод теллурических токов,

ВЭЗ – вертикальное электрическое зондирование,

ДЭЗ – дипольное электрическое зондирование,

ЧЗ – частотное зондирование,

ЗСБ – зондирование становлением поля в ближней зоне.

Вначале остановимся на рассмотрении методов естественных полей.

Поля постоянного тока.

Постоянные во времени естественные электрические поля – их называют локальными – возникают в геологической среде в ходе ряда процессов:

а) окислительно-восстановительных (геоэлектрохимических), протекающих на границе электронного (рудные минералы) и ионного (окружающие подземные воды) проводников. Они наблюдаются на сульфидных, угольных и графитовых месторождениях.

б) процессов фильтрации растворов сквозь поры горных пород. Трещины и поры в породе можно уподобить капиллярам, стенки которых способны адсорбировать ионы одного знака (обычно отрицательные). В жидкой среде вблизи стенок капилляра накапливаются ионы противоположного знака и, таким образом, в капиллярах образуется двойной электрический слой. При движении жидкости через капилляр часть подвижных зарядов двойного электрического слоя (обычно положительных) выносится по направлению движения. В результате на концах капилляра возникает разность потенциалов, пропорциональная перепаду давления

V_ф = А где Δр – разность давлений на концах капилляра; ρ_э –удельное сопротивление, – вязкость электролита, А – коэффициент пропорциональности;

в) процессов диффузии ионов на границах соприкасающихся подземных растворов и адсорбции ионов частицами породы. Такими соприкасающимися растворами могут быть, например, буровой (если скважина находится в процессе бурения) и пластовая вода, если разбуривается водоносный пласт. Концентрация солей в них разная и идет процесс диффузии, который продолжается до тех пор, пока не установится равновесие. Благодаря разной подвижности катионов и анионов происходит неравномерное распределение зарядов в подземных водах разной концентрации, что ведет к созданию естественного электрического поля диффузионной природы.

Величина и знак диффузионных потенциалов зависят от адсорбционных свойств минералов, то есть способности мелкодисперсных и коллоидных частиц удерживать на своей поверхности ионы того или иного знака. С некоторым упрощением можно записать зависимость

ΔV_g = k lg ≈ k lg ., где С₁ и С₂ – концентрации, а ρ₁ и ρ₂ – удельные электрические сопротивления соприкасающихся растворов, k – коэффициент пропорциональности. Возникающие разности потенциалов обычно не превышают n·10мв, где n

Источник