ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МЕТОДА ВАРИАЦИЙ МАГНИТНОГО ПОЛЯ ДЛЯ РАЗБРАКОВКИ АНОМАЛИЙ

Портнов В.С. , Турсунбаева А.К., Токушева Б.М., Парафилова Р.У.,

Боченин Ю.В., Кенжин Б.М.

Карагандинский государственный технический университет,e-mail:umo@ kstu.kz

В 1901 году П.Т. Пасальский теоретически рассмотрел вопрос отличия геомагнитных вариаций в районах с нормальным и аномальным магнитным полем Z_a. Отношения приращений магнитных полей в аномальном и нормальном полях () на инфранизких частотах (0,1-10^-4 Гц) больше единицы, что обусловлено высокой магнитной восприимчивостью æ рудных объектов, а на частотах более 100 Гц в рудных объектах возбуждаются поля вихревых токов, и это отношение может стать меньше единицы. Это обусловливает выбор оптимального диапазона частот вариаций, оценку проводимости среды, вызвавшей магнитную аномалию [1].

Если J_n и J_i – соответственно, остаточная и индуцированная намагниченность, то, без учета коэффициента размагничения, æZ₀, и при æδZ₀, получено выражение:

æ

. (1)

С учетом фактора Кенигсбергера и æZ₀ полное значение вариации поля имеет вид:

, (2)

при Q = 0 (3)

В случае если совпадает по направлению с J, то , если противоположны, то . Используя обозначения и предполагая, что векторы намагниченности параллельны совпадают по направлению (знак плюс) или не совпадают (минус) получено[2]:

. (4)

При Б.М. Яновский предлагает формулы:

æ (N-1)A^-1 и , (5)

где А – коэффициент, определяемый формой тела.

Из выражений (4) и (5) следует, что при известных (а также А), в благоприятных условиях могут быть определены наиболее существенные физические параметры магнитного объекта æ, а, следовательно, и . При этом считывают с карты изодинам нормальных значений вертикальной составляющей поля, измеряют в центре аномалии магнитометром, а регистрируют двумя магнитовариационными станциями, одна из которых находится в нормальном магнитном поле и записывает нормальную вариацию, а вторая – тоже в центре аномалии и записывает суммарную вариацию.

Среднее значение магнитной восприимчивости может быть определено в условиях естественного залегания горных пород методом магнитных вариаций вертикальной составляющей геомагнитного поля с периодами в несколько минут и выше. Чем больше период вариаций, тем в меньшей степени проявлены электрические характеристики горных пород, то есть тем менее влияние наводимых в земле электрических токов. Основная трудность при определении æ вызвана ошибками в определении постоянного коэффициента А, который зависит от размеров возмущающего объекта: определение коэффициента А с точностью, например, до 10-30% ведет к такой же точности определения æ [2].

Вариационный метод, позволяя объективно судить об изменениях индуцированной и остаточной намагниченности источника магнитных возмущений, при сочетании его с лабораторным и каротажными измерениями магнитных свойств горных пород дает возможность судить о степени однородности магнитных свойств возмущающего объекта и его составе [3,4].

Основные выводы по применению метода магнитных вариаций:

- средние значения æ, J_n и Q можно определить в условиях естественного залегания горных пород при значительной их магнитности æ > 0,02 при этом точность определения этих величин определяется точностью вариационной аппаратуры и точностью оценки размеров и местоположения возмущающих тел;

- средние значения æ и фактора Кенигсбергера Qzк, определяемого по измерениям z в скважине должны сопоставляться с расчетами æ, Q по магнитным вариациям для оценки направления вклада J_n в аномальное магнитное поле [3];

- при и æ > 0,1 ед.СГС, аномалии можно отнести к рудным.

При значениях и æ = (0,01÷0,02) для определения принадлежности аномалий к категории рудных или безрудных необходимы дополнительные данные, в том числе других геофизических методов;

- магнитные свойства (æ и J_i), определенные методом магнитных вариаций и полученные по лабораторным измерениям, имеют хорошую сходимость.

При постановке метода вариаций на месторождений Кентобе (Центральный Казахстан) было определено, что аномалия вызывается индуктивно намагниченным объектом (предположительно рудной природы Q = 0,08), залегающим на глубине порядка 100 м, а результаты последующего бурения подтвердили этот вывод.

Литература

1 Яновский Б.М. Земной магнетизм. Т.1.ЛГУ, 1964, Т.2 ЛГУ,1963, 464 с.

2 Оськин И.М. Магниторазведка. Специальные вопросы. Учебное пособие. Иркутск, ИПИ, 1984, 82 с.

3 Магнитометрия Миннибаевской СКВ.20000 /В.Н.Пономарев, Л.Н.Бахвалов, А.К.Троянов, В.Л.Нехорошков //Изв. Вузов. Сер. Геология и разведка, 1977. № 6.

4 Методика эталонирования аппаратуры каротажа магнитной восприимчивости /В.С.Портнов, Ю.Н.Борисенко, А.Н.Бахвалов //Вопросы нефтяной и рудной геофизики. Алма-Ата: КазПТИ, 1980.