Магнитные съемки различных масштабов
КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА
по магниторазведке
тема: «Магнитные съемки различных масштабов»
1. Заданные масштабы: 1:10 000; 1:50 000.
Картировочно-поисковые наземные магнитные съемки проводятся для решения задач крупномасштабного геологического картирования — выявления магнитных пород, в частности интрузий и эффузивов, областей скарни-рования и контактовых изменений, тектонических структур, областей проявления гидротермальных процессов, а также для прямых и косвенных поисков рудных месторождений. Поскольку косвенные поиски основаны на выявлении рудоконтролирующих факторов, противопоставление картировочных и поисковых задач недопустимо. Картировочно-поисковые магнитные съемки ведутся в масштабах 1 : 50 000, 1 : 25 000 и 1 : 10000 обычно при средней точности.
2.Перед аэромагнитной и наземной съемками стоят следующие задачи:
. Проводятся для решения задач крупномасштабного геологического картирования и выявления рудоконтролирующих факторов; для прослеживания контактовых зон, тектонических линий, разломов неглубинного заложения, оконтуривания зон развития крупных магматических комплексов или зон интенсивного метаморфизма, магнитных даек, эффузивно-осадочных толщ, а в некоторых случаях — элементов тектоники осадочных формаций и локальных геологических структур; реже используются для прямых поисков магнитных объектов. Выполняются в масштабах 1:50000, 1:25000 и 1:10000. "-—
Картировочно-поисковые съемки производятся по инструментально и полуинструментально разбитой сети наблюдений, а также в виде маршрутов с опознаванием пунктов наблюдений на топографической карте. Направление маршрутов и рядовых профилей площадной съемки устанавливается вкрест преимущественного простирания пород. Расстояния между маршрутами и точками наблюдений на маршрутах (профилях) определяются масштабом съемок. Как правило, картировочно-поисковые съемки требуют средней или высокой точности наблюдений.
Детализация выявленных аномалий в интервалах с высокими горизонтальными градиентами значений измеряемой величины обычно выполняется двукратным сокращением шага наблюдений. При изометрическом характере детализируемых аномалий допускается проведение нескольких промежуточных профилей. Если на участке запроектирована поисково-разведочная съемка, детализационные наблюдения при картировочно-поисковой съемке сводятся к минимуму (выполняются лишь на узких, вызывающих сомнение в их-достоверности аномалиях).
Иногда картировочно-поисковые съемки проводятся попланшетно с последовательным наращиванием отрабатываемых площадей. В этом случае помимо обязательной увязки каждого планшета по собственной опорной сети необходимо приведение всех стыкуемых планшетов к единому уровню, что обеспечивается повторением смежных профилей, выполнением связующих все планшеты увязочных ходов или единой, более редкой, чем внутренние, опорной сетью.
Картировочно-поисковые магнитные съемки обычно комплексируются с грави- электроразведкой, шлиховым опробованием, металлометрией и измерением магнитных свойств образцов по заданной сети. Результаты магнитных наблюдений в совокупности с результатами других названных методов должны обеспечивать возможность не только качественного выявления и прослеживания искомых границ, но и количественной оценки основных параметров картируемых объектов — примерного угла падения тела,
Для проведения наземных магнитных съемок применяются следующие приборы:
1) Д2-магнитометры М-27, М-27М, М-18, М-23 — оптико-механические;
2) ДГ-магнитометры М-20, М-32, ПМ-5, G-806, G-816 —протонные;
3) ДГ-магнитометр М-33 — квантовый.
В качестве вспомогательного средства измерений — меры, используемой для градуировки магнитометров в полевых условиях,— применяются градуировочный комплект КГ-1 (кольца Гельмгольца) и мера магнитной индукции ММИ-1.
КЛАССИФИКАЦИЯ НАЗЕМНЫХ МАГНИТНЫХ СЪЕМОК ПО МАСШТАБУ
Масштаб съемки |
Категория масштаба |
Расстояние между профилями, м |
Расстояние между точками наблюдений, м |
1: 50 000 |
Крупный |
500 |
50—100 |
1: 10 000 |
» |
100 |
10—25 |
КЛАССИФИКАЦИЯ НАЗЕМНЫХ СЪЕМОК ПО ТОЧНОСТИ
Точность съемки |
Предельная погрешность показаний прибора, нТл |
Средняя квадратическая погрешность по разностям прямых и повторных наблюдений на профиле, гамм |
Сечение изолиний магнитных карт, гамм |
Пониженная |
15-20 |
>15 |
100, 250 |
Средняя |
10 |
5—15 |
20, 50, 100 |
Высокая |
5 |
<5 |
10, 20 |
* На практике дополнительно выделяют съемки со средней квадратической погрешностью не более 1 гаммы, которые принято именовать прецизионными.
Опорные сети
Опорные сети разбиваются на местности при высокоточных и прецизионных съемках. Служат для приведения всех измеренных значений на местности к единому условному или абсолютному уровню и для исключения возможности накопления погрешностей наблюдений на рядовых пунктах съемки.
Увязка самих опорных значений в системе опорной сети выполняется либо с использованием данных съемки на рядовых профилях (магистральный вариант), либо независимо от рядовых наблюдений. В магистральном варианте увязки уравнивание самих опорных значений выполнимо только по завершении съемки на всем участке работ; в других вариантах, не требующих знания наблюдений на рядовых профилях, процесс увязки опорных точек производится до начала съемочных работ на участке.
Приведение к единому уровню значений поля на всем участке съемки предусматривает нижеследующие действия.
1. При равномерном размещении опорных пунктов на местности:
— получение опорных значений в узлах опорной сети;
— увязку их между собой;
— приведение рядовых значений к уровню опорной сети.
2. В магистральном варианте:
— получение опорных значений на магистралях;
— рядовую съемку;
— увязку магистралей по превышениям поля в опорных точках на рядовых пересекающих магистрали профилях;
— приведение рядовых значений к уровню опорной сети (магистралей).
Обработка данных наземной съемки делится на четыре основных этапа.
1. Уточнение
на местности
и нанесение
на топографическую
основу
(карту
местности)
съемочных
профилей, узловых
пунктов опорной
сети, пунктов
привязки наблюдений
к абсолютному
значению поля,
мест отбора
образцов для
изучения магнитных
свойств, расчетных
профилей и
других данных,
имеющих
отношение к
процессу съемки.
2. Преобразование
непосредственно
полученных
в ходе съемки
отсчетов
или
показаний
прибора в значения
физической
величины, объективно
характеризующей
распределение
стационарного
магнитного
поля на участке
работ.
На этом
этапе осуществляются
перевод отсчета
в именованную
величину
(требуется
применительно
к оптико-механическим
магнитометрам),
введение
поправок
за температуру,
вариации и
смещение нуля,
приведение
к уровню
опорных
значений, привязка
к абсолютному
уровню (если
это предусмотрено
проектом
и при необходимости),
исправление
данных за нормальный
горизонтальный
градиент.
3. Графическое
изображение
исправленных
и увязанных
значений и
подготовка
материалов
к оценочным
вычислениям
параметров
искомых
объектов
экспресс-методами.
4. Качественная
и количественная
экспресс-интерпретация
данных. На
качественном
уровне интерпретации
решается задача
выделения
сигналов
с
ожидаемыми
характеристиками
(амплитуда,
форма, протяженность)
на фоне
геологических
и искусственных
помех; на количественном
производится
при-
мерное
определение
морфологического
типа создающего
аномалию
объекта
(сфера,
призматический
блок, тонкий
пласт и т. п.) и
оценка глубины
до
верхней
кромки или
центра намагниченных
масс.
Аэромагнитная съемка.
АППАРАТУРА
Для производства аэромагнитных работ необходимы следующая аппаратура и оборудование: 1) аэромагнитометры; 2) барометрические и радиовысотомеры; 3) радиогеодезические системы и аэрофотоаппараты; 4) аэронавигационные приборы; 5) магнитовариационные станции (МВС); 6) наземный агрегат электрического питания самолетной аппаратуры и бензоэлектрические агрегаты АБ-1/230 для питания квантовых МВС; 7) оборудование фотолаборатории; 8) электро- и радиоизмерительная аппаратура и лабораторное оборудование для настройки, проверки, ремонта основных приборов; 9) радиоприемники для приема сигналов времени.
1. Феррозондовые приборы в состоянии обеспечить выполнение только съемок средней точности. Масштаб записи их регистраторов относительно мелок (2 нТл/мм и мельче), они имеют существенный дрейф [±(5-10) нТл/ч], регистрируют лишь относительные изменения поля (АГ). Результаты измеренийТ, выполненные с использованием аэромагнитометров AM-13 и АММ-13 в полях с большими градиентами, могут быть заметно искажены за счет инерционности прибора. Преимуществом большинства отечественных феррозондовых приборов является то, что в их конструкции предусмотрено крепление гондолы с преобразователем на киле самолета. Это важно, когда съемка выполняется в сложных условиях (зимой, в горах, на малых высотах и др.).
2. Протонные аэромагнитометры отличаются высокой стабильностью и пригодны для измерения полного значения Т. Могут применяться для съемок высокой и средней точности. Отсчеты Т (ДГ) выдаются дискретно, у большинства аэромагнитометров не чаще чем через 1 с. Дрейф практически отсутствует.
3. Квантовые аэромагнитометры являются наиболее точными приборами для измерений ДГ. При измерении полного значения Т они несколько уступают протонным за счет так называемых сдвигов, совокупность" которых приводит к погрешности до ±(5-ИО) нТл. Их отличает также высокое быстродействие. Высокая точность достигается при работе с выпускной гондолой, однако наличие гондолы ограничивает область применения квантовых аэромагнитометров (недопустимы работы на высотах ниже 100 м).
Поисково-картировочные съемки выполняются в крупных масштабах (1:50000 и крупнее), помогают крупно- и среднемасштабному геологическому картированию, выявляют факторы, контролирующие распределение полезных ископаемых, а в тех случаях, когда полезные ископаемые непосредственно создают магнитные аномалии (например, в связи с парагенетической ассоциацией с ферромагнитными минералами), используются для прямых поисков.
По масштабам — на крупно-, средне- и мелкомасштабные.
По средней квадратической погрешности съемок т—на съемки пониженной (m1>15 гамм), средней (m1 = 5-15 гамм) и высокой (m1<5 гамм) точности.
По системе залета площадей — на съемки с полетами на постоянной барометрической высоте, с детальным сгибанием рельефа и с огибанием генеральных форм рельефа, а также с залетом площадей по особым правилам, разработанным для горных районов.
По высоте полетов Н — на съемки, выполняемые на малых (Н<100 м), средних (Н=100-300 м) и больших (Н>300 м) высотах.
Полный цикл обработки аэромагнитных данных включает в себя следующие нижеперечисленные операции.
Основные операции обработки.
1. Определение ординат аэромагнитограмм (значений ΔТ) в гаммах с учетом масштаба записей.
2. Приведение первичных графиков ΔT, записанных на аэромагнитограмме в масштабе времени, в масштаб расстояний (учет путевых скоростей по данным плановой привязки).
3. Введение поправок в измеренные значения ΔT и получение графиков исправленных значений (ΔТ)ИСП по маршрутам съемки:
(ΔТ)исп = (ΔТ)изм — Пнг-Пд – Пвар-Пув,
где (ΔТ)изм — измеренное значение поля; Пи. г — поправка за нормальный градиент; Пд — поправка за девиацию; Пвар — поправка за вариации δТ; Пув — поправка за внутреннюю увязку (в зависимости от способа увязки эта поправка может исключать дрейф, пространственные изменения δT, промышленные помехи, скачки отсчетной линии графиков ΔТ разного происхождения и др.).
4. Получение аномальных значений магнитного поля — переход от ΔТ «значениям (ΔТ)а .
5.Построение карт графиков и изолиний (ΔТ)а .
6.Определение средней квадратической погрешности съемки и погрешности карт магнитного поля.
Дополнительные операции обработки.
7. Приведение значений ΔТ, полученных в результате обработки, к среднему уровню магнитного поля участка съемки.
8. Построение альбомов крупномасштабных графиков (ΔТ)а или ΔТ.
9. Построение повысотных графиков магнитного поля, а также карт графиков по материалам детализационных съемок.
10. Расчет и построение карт и графиков различных трансформант.
Вспомогательные виды обработки.
11. Построение графиков девиационных поправок.
12. Обработка материалов плановой привязки и построение карт фактических линий полетов.
13. Обработка данных, относящихся к увязке результатов аэромагнитных измерений магнитного поля и получение соответствующих поправок.
На заключительной стадии обработки результатов аэромагнитных измерений выполняется их геологическая интерпретация.
3. МАГНИТНЫЕ ВАРИАЦИИ
Годовые
вариации магнитного
поля Земли
— это периодические
изменения всех
геомагнитных
элементов с
периодом, равным
1 году. Для каждого
Геомагнитного
элемента годовая
вариация
определяется
как отклонение
среднемесячного
значения элемента
от среднего,
взятого за
12-месячный
промежуток
времени, середина
которого совпадает
с первыми числами
месяца. Годовые
вариации в Н,
Z и Т имеют
форму двойной
волны, максимумы
в Н-составляющей
падают на июнь
и декабрь, минимумы
— на месяцы
равноденствия.
В Z-составляющей,
наоборот, минимумы
падают на
июнь
и декабрь, а
максимумы —
на месяцы
равноденствия.
Размах от
минимального
до максимального
значений тем
больше, чем
выше уровень
солнечной
активности,
и в годы максимума
солнечной
активности
в поясе средних
низких широт
он может достигать
20 гамм (в Н-составляющей)
и 10 гамм Z-составляющей.
Размах от минимума
до максимума
во всех элементах
геомагнитного
поля увеличивается
к экватору. В
высоких широтах
влиянием годовых
вариаций при
проведении
съемок любого
назначения
и масштаба
можно пренебречь.
Солнечно-суточные
вариации S
представляют
собой периодические
изменения всех
элементов
земного магнетизма
с периодом,
равным продолжительности
солнечных
суток, и протекают
по местному
времени. Причиной
солнечно-суточных
вариаций являются
вихревые, ионосферные
токи. Области
их циркуляции
занимают
фиксированное
положение в
пространстве
и при суточном
вращении Земли
последовательно
оказываются
над разными
меридианами.
Различают два
вида солнечно-суточных
вариаций: вариации
в спокойные
дни Sq и
вариации в
бурные дни Sd
называемые
также солнечно
суточными
возмущенными
вариациями.
Встречающееся
в литературе
по магниторазведке
понятие «суточный
ход» обычно
служит синонимом
одновременно
двух понятий:
как самих Sq-вариаций
(процесса), так
и их амплитуд
(числа), что
необходимо
иметь в виду
при подготовке
отчетов и публикаций.
Амплитуды
спокойных
солнечно суточных
вариаций Sq
максимальны
летом и минимальны
зимой. В месяцы
равноденствия
амплитуды
одинаковы в
обоих полушариях
и принимают
промежуточное
(среднее) значение.
Sq-вариации
отсчитываются
от ночного
уровня поля.
Амплитуды Sq
в горизонтальной
компоненте
в среднем составляют
десятки гамм
(до 50—60), вертикальной—
до 15—20 гамм, склонения
— до 10'. В экваториальной
зоне Sq-вариации
в H- и Z-компонентах
резко усиливаются,
а вариации
склонения
затухают. Зависимость
Sq-вариаций
от широты места
носит сложный
характер и
рассматривается
в специальных
монографиях
и научных
публикациях.
Sq-вариации
считаются
примерно одинаковыми
для точек на
одной и той же
параллели, если
расстояние
между этими
точками не
превосходит
150—200 км. Строго
говоря, ни
географическая,
ни геомагнитная
системы координат
не соответствуют
симметрии поля
Sq-вариаций.
Лунносуточными вариациями L называются спокойные вариации с периодом, равным продолжительности лунных полусуток (12,5 ч). Амплитуды лунносуточных вариаций в составляющих геомагнитного поля всюду, за исключением приэкваториалыюй зоны, не превышают 3 гамм, склонения — 40".
Короткопериодные колебания (КПК) представляют собой цуги таких колебаний геомагнитных элементов, форма которых напоминает синусоиду. Их подразделяют на шесть групп регулярных колебаний и три — иррегулярных (Pi), имеющих неправильную форму.
Бухтообразные
возмущения
или бухты Dδ
— локальные
(т. е. сильно
зависящие от
геомагнитной
широты места)
возмущения,
форма которых
на вариограмме
напоминает
форму береговых
линий морских
бухт. Продолжительность
бухтообразного
возмущения
изменяется
от 15 — 20 мин до 2 —
3 ч. Бухты особенно
отчетливо
выделяются
на δН-вариограммах.
Амплитуда
(размах от
невозмущенного
уровня до
экстремального
значения) типичной
бухты в средних
широтах 30 гамм
в горизонтальной
компоненте
и
6 — 7 гамм в
вертикальной.
Иногда амплитуды
бухт 6Я достигают
первых сотен
гамм. Крупные
бухты редки
днем и, как правило,
появляются
после захода
солнца или
ночью. Источником
бухторбразных
возмущений
являются токи,
распространяющиеся
в полосовых
зонах на высоте
100 — 150 км в районе
70° с. ш.
Магнитные бури — это понятие, не имеющее однозначного определения. Иногда бурями называются любые магнитные возмущения большой интенсивности. Термином буря нередко называют также суперпозицию периодических и апериодических вариаций, воспринимаемую как хаотичное нагромождение одного колебания на другое с разными периодами и амплитудами при значительном (до первых тысяч гамм) размахе элементов земного магнетизма на вариограммах.
4. Контрольные пункты наземной съемки.
Простейшим способом приведения результатов наблюдений к единому уровню является их увязка на контрольном пункте (КП). Увязка по КП осуществляется при маршрутных рекогносцировочных съемках, а также площадных съемках невысокой точности.
Измерения на КП выполняются ежедневно до начала и по окончании работ на участке (маршруте). Если наблюдатель, ведущий маршрутную съемку, не может ежедневно возвращаться на базу партии, измерения на КП проводятся непосредственно перед выездом в длительный маршрут и после возвращения из него. В результате значение поля в каждой точке съемочного планшета или рабочего маршрута определяется относительно значения на КП. Невязка, т. е. разность между утренним и вечерним наблюдениями на КП разбрасывается по рядовым точкам пропорционально времени. Контрольный пункт должен удовлетворять требованиям, предъявляемым к пунктам опорной сети, однако в отличие от последних он, как правило, находится не на участке работ, а на базе магниторазведочной партии (отряда). Помимо использования для приведения наблюдений к единому уровню контрольный пункт нужен также для периодических полевых операций по определению цены деления оптико-механических магнитометров, проверке температурных коэффициентов приборов, снятия девиационных (азимутальных) кривых, юстировке уровней и других метрологических и ремонтных операций. Также на КП прибор устанавливается для параллельной со съемками регистрации вариаций при отсутствии магнитовариационных станций в отряде (партии).
В качестве опорного значения поля для последующего приведения к нему как к условному нулевому уровню принимается среднемесячное значение поля на КП, представляющее собой среднее арифметическое ряда значений, принятых за среднесуточные. При невозможности многократного наблюдения поля на КП в течение суток в качестве среднесуточного принимается значение, определяемое единожды в сутки, но в одно и то же время (предпочтительнее рано утром или в вечерние часы) по серии из 10 последовательных показаний.
Контрольные маршруты аэромагнитной съемки.
Контрольные (КМ) — вид повторных маршрутов; располагаются на подлете к участку и используются в основном для проверки работы аппаратуры в начале и конце каждого съемочного полета, а также иногда для грубой предварительной увязки результатов аэромагнитных измерений магнитного поля.