Магниторазведка охватывает всю поверхность Земли, выявляя и изучая ее магнитное поле. С помощью магнитного метода разведки решаются археологические, инженерные, технические и другие задачи. В этой статье мы разберем понятие магниторазведки и расскажем, почему этот метод актуален по сей день.
Что такое магниторазведка и в какой сфере используется?
Впервые метод как таковой был использован в 1940-е годы во время изучения объектов культурного наследия. Что касается археологических целей, то магниторазведка в этой сфере была проведена чуть позже, в конце 1950-х. Наиболее активный этап развития методики пришелся на 1990 годы: тогда в разработке подходящего и актуального инструментария и аппаратуры принимали участия умы из Европы, США и СССР.
Говоря простым языком, геофизический бесконтактный метод — измерение суммарного магнитного поля Земли. В процессе участвуют как глубинные объекты (ядро, например), так и второстепенные приповерхностные элементы.
Благодаря наличию такой методики ученым легче определить местоположение полезных ископаемых, руд и горных пород, обладающих магнитными свойствами и способных создавать аномальные магнитные поля, которые, в свою очередь, оказывают негативное влияние на человека и окружающую среду. Аномалии — отклонения индукции магнитного поля от нормальных показателей поля планеты Земля. Причиной их возникновения считаются геологические тела, которые отличаются от вмещающих пород особой намагниченностью. Основная цель магниторазведки — определение этих аномалий и их геологическое истолкование.
Существуют также и другие методы, однако именно магнитный вариант отличается особой производительностью. Большую эффективность он дает при поиске и разведке железных руд. Тем не менее, магниторазведку часто применяют при картировании, структурных исследованиях и поисках других ископаемых.
Задачи наземной магниторазведки
Чаще всего этот вариант магнитной разведки применяется специализированными компаниями для решения следующих задач:
- Нахождение и исследования месторождений железных руд. Первым этапом этой разведки является аэромагнитная съемка. Среди прочих именно железнорудные месторождения считаются наиболее интенсивными (сотни, а порой и тысячи нТл) аномалиями. Далее следует подробная детализация с использованием уже наземной съемки. В процессе оценивается как внешнее, так и внутреннее состояние (глубина залегания масс, их объем, размеры и прочие параметры).
- Разведка других полезных ископаемых (медно-никелевые, марганцевые, полиметаллические и прочие). Такой подход встречается реже, но все еще возможен: в рудах часто имеются особые примеси — ферромагнитные минералы, которые сами по себе имеют высокую магнитную восприимчивость.
- Картирование интрузий.
- Изучение внутренних слоев Земли, уточнение тектоники.
- Определение, изучение и выделение зон, отличающихся наличием гидротермально измененных пород.
В целом, прямой задачей магнитной разведки является нахождение аномалий магнитного поля от тел известной формы, глубины расположения, габаритов и других характеристик намагниченности.
Виды магниторазведки
Несмотря на то, что магниторазведка направлена на решение одной общей задачи, она также подразделяется на несколько отдельных видов:
- Глобальная съемка. Эта процедура ведется из космоса и призвана для решения общетерриториальных проблем.
- Региональная съемка. Сюда входят аэро- и геомагнитные мероприятия, проводимые в небольших масштабах (1:200000 и ниже). Предназначается для изучения крупных территорий (и на суше, и под водой) с геологической точки зрения.
- Картировочные съемки. В эту подгруппу входят аэромагнитные и полевые виды. В процессе решаются задачи геологического котирования и строятся перспективы дальнейшего развития изучаемых площадей.
- Поисково-разведочные и поисково-картировочные работы. Масштабы — 1:50 000-1:10 000. Применяются для выявления крупных рудовых тел.
Суть метода предельна проста: в процессе разведки используются специальные аппараты — магнитометры. Полученные измерения тщательно исследуют и на основе полученных данных о величине и форме аномалии делаются выводы о существовании залеганий рудных тел в грунте.
Методы магниторазведки
Среди главных методов магнитной разведки стоит выделить следующие:
- полевые;
- аэромагнитные;
- гидромагнитные;
- прочие методы.
Методика — выбор актуальной аппаратуры, вида съемки, формы представления материалов и погрешностей.
Полевая магнитная съемка
В этом случае специалисты обычно используют магнитометры. Полевая съемка хоть и является одной из самых распространенных, обладает высокой производительностью: в работе участвуют два сотрудника, которые за одну смену способны отработать до нескольких сотен точек наблюдения.
Полевая магнитная съемка может быть профильной и площадной. Деление на профили происходит в том случае, если возникает необходимость исследовать и выявить общие закономерности аномалий. Площадной же тип съемки является основным и применяется на практике чаще. В этом случае используются системы параллельных профилей.
Аэромагнитная съемка
Для следующего метода используются самолеты или вертолеты, на которых установлены автоматические магнитометры. В целом, основы применения наземной и воздушной съемок схожи, однако аэромагнитный вариант выделяется значительным рядом преимуществ. Главным отличием считается возможность проведения непрерывного наблюдения, которое осуществляется благодаря мобильным аэромагнитным системам.
Основной вид такой съемки — площадной. Она проходит по параллельно расположенным маршрутам, находящимся на одинаковом друг от друга расстоянии. Существуют также и маршрутные съемки, но они обычно используются в качестве вспомогательного инструмента для создания опорных систем наблюдения или при рекогносцировке.
Гидромагнитная съемка
Данный метод морских геофизических наблюдений имеет одну основную цель — изучение подводного рельефа (поиск полезных ископаемых, обнаружение тектонических зон, районирование фундамента и прочие задачи). Гидромагнитные съемки проводятся как с использованием специализированных суден, так и на кораблях универсального назначения.
Металлический корпус применяемого судна никак не влияет на результаты исследования: датчик закрепляют на гондоле, расположенной на существенном удалении от корабля (более 100 метров). Методика сложнее предыдущих, поскольку часто исследуемый водный участок находится далеко от береговых МВС. Если аппаратура находится на серьезном расстоянии (сотни и тысячи километров), тогда применяют особую градиентную съемку. В этом случае используется сразу два датчика, которые разносят по горизонтали на фиксированное расстояние друг от друга.
Прочие методы
Помимо основных методик, в магниторазведке применяют также микромагнитную и подземные съемки, наблюдения за скважинами и детальное изучение свойств (в особенности магнитных) горных пород.
Микромагнитная съемка — процесс проведения наземных наблюдений за небольшими участками. Точек наблюдения несколько, все они расположены равномерной, густой сетью.
Подземная магниторазведка проводится в полостях для горных работ, в которых не имеется никаких металлических конструкций или активных проводов с током. Такой метод помогает выявлять в горных выработках руды с высокими или низкими магнитными характеристиками.
Скважинная магнитная разведка изучают уровень магнитного давления вдоль стволов скважин. Для работы нужен особый вид аппаратуры — трехкомпонентные датчики с несколькими точками фиксации (вертикальной, горизонтальной и точкой относительно самой оси скважины). Метод применяется только при серьезной необходимости, поскольку из-за технических неполадок результаты часто неточные. Скважинная магниторазведка помогает специалистам определить границы геомагнитных структур и объектов, находящихся рядом с исследуемой скважиной.
Области применения магниторазведки
Методы магниторазведки используются сразу в нескольких областях:
- Геология.
- Исследование полезных ископаемых.
- Проведение общей магнитной съемки.
- Палеомагнитные исследования.
Магнитная разведка в геологии позволяет проводить картирование межгорных прогибов, зон разломов, сводов и впадин кристаллических фундаментов и прочих региональных структур. Также метод позволяет быстро эффективно выявить и оценить свойства, строение фундамента и решить другие важные задачи по картированию. Аномалия магнитных полей зависит от глубины расположения и состава пород. Наиболее выраженными магнитными характеристиками обладают магматические и метаморфические породы.
Именно магниторазведка лучше других методов решает задачу по поиску и изучению различных полезных ископаемых. На первом этапе процедура включает в себя аэромагнитную съемку. Более серьезную детализацию проводят уже с помощью наземной съемки, которая позволяет выделить интенсивные аномалии. Успешность результатов магнитной съемки во многом зависит не только от свойств исследуемых горных пород, но и от характеристик окружающих руд. Эффективность метода значительно снижается, если породы, находящиеся поблизости, имеют непостоянные, варьирующиеся в зависимости от определенных условий, признаки.
Благодаря существованию магниторазведки у человечества есть возможность проводить съемки разных масштабов и исследовать как сушу, так и водные участки Земли. Данные съемок строят специальные карты и выявляют аномалии в крупных частях планеты. Общие магнитные съемки имеют одну основную цель — определить границы больших фундаментальных элементов земной коры, а именно блоков, целых платформ, разломов и тектонически активных районов. Также магнитные съемки решают важнейшие задачи геологии, начиная от построения теорий о происхождении Земли в целом и заканчивая изучением характера магнитного поля.
Палеомагнитные исследования являются частью общей съемки и играют в процессе большую роль. Они представляют собой комплекс действий, направленных на изучение магнитного поля как явления и определение его характера в разные геологические временные отрезки (эпохи).
Благоприятные условия для проведения магниторазведки
Любая серьезная исследовательская деятельность проводится только в случае, если имеются необходимые условия для работы. Благоприятными условиями для осуществления мероприятий по магнитной разведке являются:
- Горизонтальное перемещение намагниченности горных пород, которое происходит на боковых сторонах структур.
- Применение в работе дополнительной информации (геологической, геофизической, петрофизической). Данные должны подробно рассказывать специалисту о структуре местности и пород, чтобы получить более четкую интерпретацию.
- Наличие реальной возможности решить задачи с помощью имеющегося инструментария и приборов, эффективной и продуктивной системой съемки и наблюдения и приличному увеличению уровня амплитуд аномалий над уровнем помех. Стоит отметить, что амплитудный уровень должен превышаться в 3-5 раз.
- Серьезная обоснованность. Достаточность определяется наличием теоретических данных или проведением соответствующих экспериментов (практика или изучение уже ранее полученных результатов).
Изобретение данного метода разведки стало настоящим прорывом для разведочной геофизики. Уже в 1870-е годы в Швеции этот метод начал активно применяться для обнаружения железных руд на территории страны.
В недрах Земли располагаются магнитные руды и прочие горные породы, которые вкупе создают вокруг себя дополнительные магнитные поля. Эти явления изменяют реальную величину земного поля и приводят к созданию на Земле аномалий.
