УДК 548.736.5

Пузеева М.П.¹, Портнов В.С.¹, Юров В.М.², Токушева Ж.Т.¹,

Тунгышбаева А.Т.¹, Турсунбаева А.К.¹

¹Карагандинский государственный технический университет

²Карагандинский государственный университет им. Е.А. Букетова

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МЕТОДА ВАРИАЦИЙ МАГНИТНОГО ПОЛЯ ДЛЯ РАЗДЕЛЕНИЯ АНОМАЛИЙ

НА РУДНЫЕ И БЕЗРУДНЫЕ

Учет вариаций земного магнитного поля существенно необходим в магниторазведке. Опорная сеть, разбитая особыми методическими приемами без использования вариационной станции или учитывающая вариации, фиксированные при ее разбивке, не во всех случаях избавляет от необходимости систематического измерения вариаций, а лишь тогда, когда магнитную съемку выполняют на уровне средней точности, либо, возможно, повышенной и даже высокой, но с торсионными магнитометрами (М-27, М-27М и др.).

Существенное отличие геомагнитных вариаций в районах с нормальным и аномальным магнитным полем было замечено в середине прошлого века. В 1901 году П.Т.Пасальский теоретически рассмотрел этот вопрос и отметил, что характер вариаций зависит от положения точки наблюдения, магнитных свойств и формы объекта, над которым производятся измерения. Использовать это явление в прикладных целях в 1963 году предложил Б.М.Яновский [1].

Исходя из того факта, что при индукционном характере намагничения вариации в нормальном и аномальном магнитных полях должны быть отличны и пропорциональны магнитным свойствам объекта, Б.М.Яновский вывел известную формулу для вычисления вариаций в центре аномалии над вертикально намагниченным телом:

,

где и – вертикальные составляющие нормального и аномального маг-

нитных полей;

и – вариации вертикальных составляющих нормального и ано-

мального магнитных полей;

I_n и æ – соответственно остаточная намагниченность и магнитная вос-

приимчивость объекта.

Из анализа формулы следует, что при наличии объекта с магнитными свойствами, превышающими магнитные свойства окружающих пород отношение всегда должно быть больше единицы и построенным для измерений в различные моменты времени t.

Непосредственными измерениями вариаций геомагнитного поля над рудным и нерудными объектами железорудных районах занимались многие исследователи (Каменская, 1960, 1966; Лапина, 1961; Терехова, 1967 и Кириллов, 1969 и др.). Фактическая сторона вопроса наиболее полно освещена в работе Т.Я.Каменской (1966). По данным изучения 85 магнитных аномалий, расположенных в Алтае-Саянской железорудной области, автором показано, что при одной и той же напряженности поля свыше 2500 гамм отношение для рудных аномалий значительно больше, чем для безрудных. Различие наблюдается не только в абсолютных значениях амплитуд вариаций, но имеет место и сдвиг фаз. Отмечены также случаи, когда отношение <1 и даже отрицательно. Другими словами, предполагаемая формулой прямая пропорциональность между вариациями и , измеренными в моменты времени t на одних и тех же пунктах в значительном и нормальном полях, достаточно часто нарушается и для количественных расчетов требуется иное, более глубокое объяснение явления. По существу оно дано в вышеупомянутой работе Уорда (1965). [2]

Естественные вариации геомагнитного поля являются следствием сложных процессов, проходящих в ионосфере Земли, в результате которых возбуждаются переменные электромагнитные поля, являющиеся первичными по отношению к вариациям. Bеличина может быть больше и меньше единицы. В первом случае частота первичного поля и проводимость таковы, что в объекте и окружающих его породах вихревые токи практически отсутствуют и, следовательно, доминирующую роль в возникновении вторичного поля играет магнитная проницаемость. Во втором случае, в хорошо проводящих телах первичное поле определенной частоты возбуждает вихревые токи, магнитное поле которых направлено противоположно первичному полю. В результате видимый магнитовариационный эффект ослабляется и становится меньше единицы или отрицательным числом.

Измерения на астатическом магнитометре МА-21, приборе ИОН-1 вектора остаточной намагниченности J_n, коэрцетивной силы H_c магнетитовых руд основных месторождений Казахстана [2] (Соколовское, Сарбайское, Качарское, Алешинское, Кентобе, Западный Каражал) подтверждают низкую и динамическую природу остаточной намагниченности магнетитовых руд и ставят под сомнение целесообразность изучения азимутального и зенитного положения J_n по образцам, отобранным в карьерах, по стенкам горных выработок, в скважинах. Проведенные исследования показывают зависимость модуля J_n магнетитовых руд от содержания в них железа магнетитового C и магнитной восприимчивости магнетита (æ_м). Так, например, крупнозернистые прожилково-вкрапленные соколовские и сарбайские руды (соответственно æ_м = 17,71 и 33,68 ед.СИ). Для пород и руд, обладающих высокой стабильностью J_n, изучение остаточной намагниченности по образцам имеет важное значение для геомагнетизма.

Магнитная восприимчивость вещества среды определяется по градуировочным кривым, полученным по результатам измерений в насыщенных рабочих мерах, или же по корреляционным графикам, построенным по æ образцов керна, взятых из интервалов измерения магнитной восприимчивости магнитометрами (ТСМК-30, КСМ-38 и др.) [3,4].

Вариационный метод, позволяя объективно судить об изменениях индуцированной и остаточной намагниченности источника магнитных возмущений, при сочетании его с лабораторным измерением магнитных свойств образцов горных пород дает возможность судить о степени однородности магнитных свойств возмущающего объекта и его состава.

Литература

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

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

3Методические указания по применению каротажа магнитной восприимчивости для определения содержания железа магнетитового при разведке и оценке запасов на месторождениях железистых кварцитов /Под ред. Кальварской В.П. и др. Л.: НПО «Геофизика», 1977.

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