Prospectare magnetică

Explorarea magnetică este un set de metode geofizice de explorare geofizică bazate pe măsurarea componentelor câmpului magnetic al Pământului . Valoarea măsurată a câmpului magnetic este principala sa caracteristică de putere - inducția T[Tl]. Într-un câmp magnetic extern, corpurile geologice se magnetizează și întăresc câmpul Pământului, formând anomalii. Unele minereuri metalice care conțin minerale cu proprietăți feromagnetice păstrează magnetizarea remanentă obținută în epocile geologice anterioare și formează anomalii deosebit de intense, bine distinse de magnetometrele moderne . În special, acestea includ magnetita , titanomagnetita și altele. Natura anomaliilor magnetice depinde de coordonatele geografice, precum și de diferențele dintre roci în ceea ce privește susceptibilitatea magnetică [1] . Prospectarea magnetică este folosită pentru căutarea minereurilor de fier, în cartografierea geologică, în arheologie [2] , în ecologie.

Fundamentele teoriei

Magnetismul este o formă specială de interacțiune între particulele încărcate în mișcare [3] . În teoria magnetismului, se consideră un dipol - un sistem de două mase magnetice fictive , A * m de semn opus, situate la o distanță infinit de mică de două una de cealaltă. Momentul magnetic al dipolului , A * m 2 $m^{+},m^{-}$ $l$ $M$

M = 2 l m {\displaystyle M=2lm}

M=2lm

Spatiul in care actioneaza fortele magnetismului se numeste camp magnetic .

Potențialul câmpului magnetic , A $U$

U = − M r 2 c o s θ {\displaystyle U=-{\frac {M}{r^{2}}}cos\theta } $U=-{\frac {M}{r^{2}}}cos\theta$ Caracteristica principală de putere a unui câmp magnetic este o mărime vectorială numită inducție , măsurată în T sau nT. Câmpul magnetic este format dintr-un câmp extern generat direct de sursă și un câmp intern suplimentar creat (indus) de o substanță cu câmp magnetic. $T$ T = T 0 + T i {\displaystyle T=T_{0}+T_{i)} $T=T_{0}+T_{i)$

Sub acțiunea unui câmp magnetic, o substanță capătă un moment magnetic și

magnetizare . Magnetizarea , A * m 2 este o mărime vectorială, a cărei direcție coincide cu direcția inducției câmpului ( este volumul corpului).

M

J

J

T_{i}

V

J = M V {\displaystyle J={\frac {M}{V}}}

J={\frac {M}{V}}

Puterea , A/m - puterea auxiliară caracteristică câmpului magnetic,- constanta magnetică .

H

\mu_{0}

H = T μ 0 − J {\displaystyle H={\frac {T}{\mu _{0)}}-J}

H={\frac {T}{\mu _{0)}}-J

De asemenea, tensiunea este un gradient potențial H = − g r A d U {\displaystyle H=-gradU}

H=-gradU

Pentru substanțele slab magnetice, intensitatea este legată de magnetizare prin următoarea relație aproximativă - susceptibilitatea magnetică

\varkappa

eu ≈ ϰ H {\displaystyle I\aproximativ \varkappa H} $I\aproximativ \varkappa H$ Prin urmare ( - permeabilitatea magnetică relativă ): $\mu$ T = H μ 0 + H μ 0 ϰ = H μ 0 ( unu + ϰ ) = μ μ 0 H {\displaystyle T=H\mu _{0}+H\mu _{0}\varkappa =H\mu _{0}(1+\varkappa )=\mu \mu _{0}H} $T=H\mu _{0}+H\mu _{0}\varkappa =H\mu _{0}(1+\varkappa )=\mu \mu _{0}H$ În funcție de susceptibilitatea magnetică, rocile sunt împărțite în:

diamagneti ( ) $\varkappa >0$

paramagneți ( ) $\varkappa \thickapprox 0$

feromagneți ( ) $\varkappa\gg 0$

Vectorul de inducție complet este exprimat în termeni de un set de elemente - proiecții pe axe și (sau) unghiuri dintre ele. Axa este orientată vertical în jos, axa este orientată spre nord geografic, axa este orientată către est geografic. În consecință, proiecțiile vectorului pe axele enumerate formează componentele câmpului geomagnetic - vertical , nordic și estic . Proiecția pe un plan orizontal formează o componentă orizontală (a nu se confunda cu tensiunea!) $T$ $Z$ $X$ $Y$ $T$ $Z$ $X$ $Y$ $T$ $H$

H = X 2 + Y 2 {\displaystyle H={\sqrt {X^{2}+Y^{2)})}

H={\sqrt {X^{2}+Y^{2)})

Unghiul dintre componentă și direcția nord ( ) se numește declinație . Unghiul dintre vector și planul orizontal se numește înclinare .

H

X

D

T

eu

X = T cos ⁡ eu cos ⁡ D ; Y = T cos ⁡ eu păcat ⁡ D ; Z = T păcat ⁡ eu {\displaystyle X=T\cos {I}\cos {D};Y=T\cos {I}\sin {D};Z=T\sin {I}}

X=T\cos {I}\cos {D};Y=T\cos {I}\sin {D};Z=T\sin {I}

T = X 2 + Y 2 + Z 2 = X 2 + H 2 {\displaystyle T={\sqrt {X^{2}+Y^{2}+Z^{2)}}={\sqrt {X^{2}+H^{2)))}

T={\sqrt {X^{2}+Y^{2}+Z^{2)}}={\sqrt {X^{2}+H^{2)))

Anomalii de câmp magnetic

O anomalie este o abatere a inducției câmpului magnetic măsurat de la câmpul normal al Pământului. De exemplu, pentru un vector de inducție complet:

T A = T − T 0 {\displaystyle T_{a}=T-T_{0)}

T_{a}=T-T_{0)

Obiectele care creează anomalia trebuie să difere de mediul gazdă în ceea ce privește susceptibilitatea magnetică.

i

e

ϰ i ≠ ϰ e {\displaystyle \varkappa _{i}\neq \varkappa _{e}}

\varkappa _{i}\neq \varkappa _{e}

În plus, valorile anomaliei depind de dimensiunea corpului care formează anomalii, de forma și de adâncimea acestuia. Anomalia câmpului magnetic cu geometria și proprietățile fizice cunoscute ale obiectului se determină prin rezolvarea problemei directe.

Stâlp magnetic

Z A = μ 0 patru π m X 2 ( H 2 + X 2 ) 3 / 2 {\displaystyle Z_{a}={\frac {\mu _{0}}{4\pi }}{\frac {mx^{2}}{(H^{2}+x^{2})^ {3/2}}}} $Z_{a}={\frac {\mu _{0}}{4\pi }}{\frac {mx^{2}}{(H^{2}+x^{2})^ {3/2}}}$ H A = μ 0 patru π m H ( H 2 + X 2 ) 3 / 2 {\displaystyle H_{a}={\frac {\mu _{0}}{4\pi }}{\frac {mH}{(H^{2}+x^{2})^{3/2 }}}} $H_{a}={\frac {\mu _{0}}{4\pi }}{\frac {mH}{(H^{2}+x^{2})^{3/2 }}}$ unde este excesul de masă magnetică , este adâncimea până la pol, este coordonata punctului de măsurare pe o linie dreaptă (profil) care trece prin centrul mingii. $m$ $H$ $X$

Minge

Z A = μ 0 patru π M 2 H 2 − X 2 ( H 2 + X 2 ) 5 / 2 {\displaystyle Z_{a}={\frac {\mu _{0}}{4\pi }}M{\frac {2H^{2}-x^{2}}{(H^{2}+ x^{2})^{5/2}}}} $Z_{a}={\frac {\mu _{0}}{4\pi }}M{\frac {2H^{2}-x^{2}}{(H^{2}+ x^{2})^{5/2}}}$ H A = − μ 0 patru π M 3 H X ( H 2 + X 2 ) 5 / 2 {\displaystyle H_{a}=-{\frac {\mu _{0}}{4\pi }}M{\frac {3Hx}{(H^{2}+x^{2})^{5 /2}}}} $H_{a}=-{\frac {\mu _{0}}{4\pi }}M{\frac {3Hx}{(H^{2}+x^{2})^{5 /2}}}$ unde este momentul magnetic volumetric în exces , este adâncimea până la centrul bilei, este coordonata punctului de măsurare pe o linie dreaptă (profil) care trece prin centrul bilei. $M$ $H$ $X$

Instrumente de măsură

Un dispozitiv pentru măsurarea inducției unui câmp magnetic se numește magnetometru .

Varietăți de prospectare magnetică

Măsurătorile se fac pe jos, pe autovehicule, transport pe apă. Explorarea magnetică de mers pe jos se distinge prin detaliu ridicat de măsurare, dar productivitate scăzută. Măsurătorile de la mașini sunt destul de productive și detaliate, dar sunt legate de rețeaua de drumuri. Explorarea aeromagnetică are o productivitate ridicată și permite efectuarea măsurătorilor peste mare.

Oameni de știință remarcabili

Logaciov, Alexandru Andreevici

Vezi și

Note

↑ Alexander Andreevici Logaciov. Curs de explorare magnetică . - D-na. stiintifice si tehnice editura de literatură de geologie și protecția resurselor minerale, 1955. - 312 p. Arhivat pe 12 aprilie 2018 la Wayback Machine
↑ A. D. Avdusin. Arheologia de câmp a URSS . - Ripol Classic, 1972. - 333 p. — ISBN 9785458342100 . Arhivat pe 12 aprilie 2018 la Wayback Machine
↑ Magnetoprospecting: Handbook of geophysics / ed. Nikitsky, Yu.S. Glebovsky. — M .: Nedra, 1990. — 470 p. - ISBN 5-247-00487-6 .

Link -uri

Logachev A. A. Zaharov V. P. Prospectare magnetică. // Leningrad, „Nedra”, 1979

Geologie
teoretic	Geochimie Cristalografie Litologia Mineralogie Petrologie Structural Ecologic
Dinamic	Vulcanologie Geodinamica Geocriologie Geomecanica Geomorfologie Geotectonica Neotectonica Seismogeologie
istoric	Geocronologie Paleogeografie Paleoclimatologie Paleontologie paleotectonica Stratigrafie Cuaternar
Aplicat	Militar Geologie minerală Hidrogeologia Inginerie Regional Studiu geologic
Alte	Geofizică Geoecologie Spaţiu Maritim radiogeologie Istoria geologiei
Categoria Geologie