Rambler's Top100Astronet    
  po tekstam   po klyuchevym slovam   v glossarii   po saitam   perevod   po katalogu 		 

Na pervuyu stranicu Geofizicheskie metody issledovaniya zemnoi kory

4.1.4. Normal'noe geomagnitnoe pole.

V pervom priblizhenii magnitnoe pole Zemli mozhet byt' upodobleno polyu odnorodno namagnichennogo shara, ili polyu dipolya ( $T_{ 0}$), raspolozhennogo v oblasti centra Zemli. Os' takogo dipolya po otnosheniyu k osi vrasheniya Zemli sostavlyaet 11,5${}^\circ$. Mesta vyhoda prodolzhenii osi etogo dipolya na zemnuyu poverhnost' nazyvayut geomagnitnymi polyusami. Prinyato schitat' magnitnyi polyus, blizkii k severnomu geograficheskomu polyusu (mezhdu nimi okolo 1400 km), yuzhnym (otricatel'nym) geomagnitnym. Naoborot, magnitnyi polyus, nahodyashiisya v Antarktide, - severnym (polozhitel'nym) geomagnitnym polyusom. Na polyusah vertikal'nye sostavlyayushie magnitnoi indukcii primerno ravny $\pm$60 mkTl, a gorizontal'nye - nulyu. Na ekvatore gorizontal'naya sostavlyayushaya priblizitel'no ravna 30 mkTl, a vertikal'naya - nulyu.

Kak vidno iz karty $T$ (ris. 2.2), geomagnitnoe pole Zemli zametno otlichaetsya ot polya dipolya, obrazuya po krainei mere 4 (dve v severnom, odnu v yuzhnom, odnu v Afrike) moshnye geomagnitnye anomalii. Ih nazyvayut materikovymi, ili kontinental'nymi ($T_{m}$), a proishozhdenie svyazyvayut s nalichiem dopolnitel'nyh magnitnyh dipolei na verhnei (~3000 km) i nizhnei (~5000 km) granicah "zhidkogo" yadra. Na territorii Rossii nahoditsya polozhitel'naya chast' Vostochno-Aziatskoi anomalii.

Normal'nym (ili glavnym) geomagnitnym polem ($T_{ n}$) prinyato schitat' pole odnorodno namagnichennogo shara ($ T_{ 0}$) i dopolnitel'nyh dipolei v yadre, obuslavlivayushih materikovye anomalii ($ T_{ m}$), t.e. $T_{n} = T_{ 0} + T_{ m}.$ Karta epohi kakogo-to goda yavlyaetsya Mezhdunarodnym etalonnym geomagnitnym polem ili normal'nym magnitnym polem.

Karty $T_{ n}$ prinyato stroit' cherez 5 let. Oni neskol'ko izmenyayutsya za eti gody, chto ob'yasnyaetsya kak variaciyami polya vo vremeni, tak i poyavleniem novyh dannyh global'nyh magnitnyh s'emok (kosmicheskih, vozdushnyh, nazemnyh, akval'nyh).

4.1.5. Anomal'nye geomagnitnye polya.

Otkloneniya nablyudennyh znachenii magnitnyh vektorov ( $T$) ot normal'nogo polya budut sostavlyat' anomalii regional'nye ($ T_{ r}$) ili lokal'nye ($ T_{ l}$) v zavisimosti ot ploshadi, na kotoryh oni polucheny: $T_{ a} = T - T_{n} = T_{ r} + T_{ l}$. Anomal'naya chast' postoyannogo magnitnogo polya Zemli neset v sebe informaciyu o geologicheskom stroenii verhnih sloev zemnoi kory.

Regional'nye anomalii - naprimer, Kurskaya - prostirayutsya na bol'shih territoriyah i svyazany s nalichiem krupnyh struktur, slozhennyh porodami i zheleznymi rudami s vysokimi magnitnymi svoistvami. Nahodyas' v magnitnom pole Zemli, oni namagnitilis' i sozdali dobavochnoe anomal'noe pole, prevyshayushee normal'noe pole v otdel'nyh mestah v 2 - 4 raza.

Lokal'nye anomalii obuslovleny raznoi namagnichennost'yu geologicheskih struktur ili zalezhei rud. Regional'nye i lokal'nye anomalii byvayut polozhitel'nymi i otricatel'nymi. Za polozhitel'nye prinyato schitat' te, dlya kotoryh $T_{ a}$ i $Z_{a}$ sovpadayut s sootvetstvuyushei sostavlyayushei normal'nogo polya, a otricatel'nye - te, dlya kotoryh oni protivopolozhny po napravleniyu. V severnom polusharii i na territorii Rossii preobladayut polozhitel'nye anomalii.

Takim obrazom, polnoe postoyannoe magnitnoe pole Zemli ($ T$) skladyvaetsya iz normal'nogo i anomal'nogo polei:

$T = {T}_{o} + {T}_{m} + {T}_{p} + {T}_{l } = {T}_{n} + {T}_{a} .$(2.2)

4.1.6. Variacii zemnogo magnetizma.

Nablyudeniya magnitnogo polya Zemli v techenie dlitel'nogo vremeni i paleomagnitnye issledovaniya pokazyvayut, chto napryazhennost' magnitnogo polya i ego elementy menyayutsya vo vremeni. Eti izmeneniya poluchili nazvanie variacii. Prinyato razlichat' chetyre vida magnitnyh variacii: vekovye, godovye, sutochnye i magnitnye vozmusheniya (buri).

Vekovye variacii magnitnogo polya proishodyat v techenie dlitel'nyh periodov vremeni v desyatki i sotni let i privodyat k znachitel'nym izmeneniyam srednegodovyh elementov zemnogo magnetizma. Pod izmeneniem togo ili inogo elementa magnitnogo polya (vekovoi hod) ponimayut raznosti znachenii etih elementov v raznye epohi, delennye na chislo let mezhdu epohami. Vekovoi hod rasschityvaetsya po obobshennym dannym global'nyh magnitnyh s'emok za proshedshie 5 let. Vyyavlen ryad periodov izmeneniya polya v 500 - 2000 - 5000 let i bolee. Vekovye variacii razlichny v raznyh regionah. Imeetsya neskol'ko zon (fokusov), v kotoryh izmeneniya polya maksimal'ny. Eti fokusy peremeshayutsya po zemnoi poverhnosti. Naprimer, za 1942 g. v Indonezii variacii $Z$ dostigli h130 nTl, a na yuge Kaspiiskogo morya +110 nTl. Vozniknoveniya vekovyh variacii, vidimo, ob'yasnyayutsya processami, protekayushimi vnutri Zemli (v yadre i na granice yadra s mantiei).

Na postoyannoe pole Zemli nakladyvaetsya peremennoe magnitnoe pole ili variacii (godovye, sutochnye, magnitnye buri), vyzvannye vneshnimi processami, proishodyashimi v ionosfere. Godovye variacii - eto izmeneniya srednemesyachnyh znachenii napryazhennosti magnitnogo polya. Oni harakterizuyutsya nebol'shoi amplitudoi (desyatki nTl).

Sutochnye variacii svyazany s solnechnosutochnymi i lunnosutochnymi izmeneniyami napryazhennosti geomagnitnogo polya iz-za izmeneniya solnechnoi aktivnosti. Maksimuma variacii dostigayut dnem i pri protivostoyanii Luny. Godovye i sutochnye variacii yavlyayutsya plavnymi, periodicheskimi, nevozmushennymi variaciyami. Ih intensivnost' vozrastaet ot ekvatora k polyusam, dostigaya 200 nTl.

Krome nevozmushennyh variacii, sushestvuyut vozmushennye variacii, k kotorym otnosyatsya neperiodicheskie impul'snye variacii i magnitnye buri. Magnitnye buri byvayut raznoi intensivnosti - do 1000 nTl i bolee, chashe v severnyh i yuzhnyh shirotah. Oni voznikayut sporadicheski i prohodyat po vsei zemnoi poverhnosti libo odnovremenno, libo s zapazdyvaniem na neskol'ko chasov. Prodolzhitel'nost' magnitnyh bur' kolebletsya ot neskol'kih chasov do neskol'kih sutok. Namechaetsya chetkaya svyaz' mezhdu intensivnost'yu magnitnyh bur' i solnechnoi aktivnost'yu. V gody maksimumov solnechnoi aktivnosti,period kotoryh okolo 11 let, nablyudaetsya naibol'shee chislo bur'. Magnitnye buri zavisyat ot vozmushenii v ionosfere, kotorye, v svoyu ochered', svyazany so vspyshkami na Solnce i prihodom na Zemlyu korpuskulyarnyh potokov. Magnitnym buryam soputstvuyut polyarnye siyaniya, uhudshenie radiosvyazi, vozniknoveniya magnitotelluricheskih polei (sm. 7.1). Pri magnitorazvedke neobhodimo uchityvat' i isklyuchat' variacii magnitnogo polya.

Takim obrazom, v bolee obshem vide polnyi vektor napryazhennosti peremennogo polya Zemli i anomalii mozhno predstavit' v vide:

${T}_{\sim} = {T}_{n} + {T}_{p} +{T}_{l} + {T}_{var},\; {T}_{a} = {T}_{r } + {T}_{l } = {T}_{\sim} -{T}_{n} - {T}_{var}.$(2.3)

4.2. Namagnichennost' gornyh porod i ih magnitnye svoistva

4.2.1. Namagnichennost' gornyh porod i rud.

Regional'nye i lokal'nye magnitnye anomalii zavisyat ot intensivnosti namagnicheniya porod $J$ kak sovremennym (inducirovannaya namagnichennost' $J_{ i}$), tak i drevnim (ostatochnaya namagnichennost' $J_{ r}$) magnitnymi polyami, t.e. eto vektornaya summa $J = J_{ i} + J_{ r}$. Inducirovannaya namagnichennost' lyubogo obrazca porody ravna $J_{ i}= \kappa T$, gde $\kappa$ (kappa) - ego magnitnaya vospriimchivost', a $T$ - polnyi vektor postoyannogo geomagnitnogo polya. Odnako etot zhe obrazec neset v sebe informaciyu o toi namagnichennosti, kotoraya sushestvovala v moment obrazovaniya porody i slozhnym obrazom menyalas' do nastoyashego vremeni. Ee nazyvayut ostatochnoi ($ J_{r}$). Vmeste s otnosheniem $Q = J_{ r }/ J_{ i}$ ostatochnaya namagnichennost' kolichestvenno harakterizuet svoistvo porody sohranyat' ili menyat' namagnichennost' za ves' svoi vozrast, mozhet byt', sostavlyayushii mnogie milliony let.

Primerom materialov i rud, obladayushih sil'nym magnitnym polem dazhe pri ekranirovke ot zemnogo magnitnogo polya, yavlyayutsya iskusstvennye magnity ili estestvennye obrazcy magnetita, u kotoryh namagnichennost' ustoichiva za schet ostatochnoi.

4.2.2. Magnitnaya vospriimchivost' gornyh porod i rud.

Sposobnost' materialov i gornyh porod namagnichivat'sya harakterizuetsya magnitnoi vospriimchivost'yu ($ \kappa$) - osnovnym magnitnym svoistvom gornyh porod.

V sisteme Si eto bezrazmernaya velichina. Prakticheski ee izmeryayut v 10-5 ed. Si. U raznyh gornyh porod ona menyaetsya ot 0 do 10 ed. Si. Po magnitnym svoistvam mineraly i gornye porody delyatsya na tri gruppy: diamagnitnye, paramagnitnye i ferromagnitnye. U diamagnitnyh porod magnitnaya vospriimchivost' ochen' mala (menee 10-5 ed. Si) i otricatel'na, ih namagnichenie napravleno protiv namagnichivayushego polya. K diamagnitnym otnosyatsya mnogie mineraly i gornye porody, naprimer, kvarc, kamennaya sol', mramor, neft', led, grafit, zoloto, serebro, svinec, med' i dr.

U paramagnitnyh porod magnitnaya vospriimchivost' polozhitel'na i takzhe nevelika. K paramagnitnym otnositsya bol'shinstvo mineralov, osadochnyh, metamorficheskih i izverzhennyh porod.

Osobenno bol'shimi $\kappa$ (do neskol'kih millionov 10-5 ed. Si) obladayut ferromagnitnye mineraly, k kotorym otnosyatsya magnetit, titanomagnetit, il'menit, pirrotin.

Magnitnaya vospriimchivost' bol'shinstva gornyh porod opredelyaetsya prezhde vsego prisutstviem i procentnym soderzhaniem ferromagnitnyh mineralov.

V tablice 2.1 privedeny znacheniya $\kappa$ nekotoryh porodoobrazuyushih mineralov i porod. Iz tablicy vidno, chto sil'no magnitnymi yavlyayutsya ferromagnitnye mineraly. Sredi izverzhennyh porod naibol'shei magnitnoi vospriimchivost'yu obladayut ul'traosnovnye i osnovnye porody, slabo magnitny i magnitny kislye porody. U metamorficheskih porod magnitnaya vospriimchivost' nizhe, chem u izverzhennyh. Osadochnye porody, za isklyucheniem nekotoryh peschanikov i glin, prakticheski nemagnitny.

T a b l i c a 2.1
Mineral,gornaya poroda $\kappa \cdot 10^{ 5}$ (ed. Si)
diapazon izmereniisrednee
Kvarc -10
Kal'cit7 - 12-
Gips-12
Ugol'-25
Sfalerit-750
Gematit500 - 500006000
Pirrotin103-107150000
Il'menit5*105 -5*106106
Magnetit106-1075*106
Izvestnyak25 - 3500300
Peschanik0 - 20000400
Gneis100 - 20000-
Granit0 - 400002000
Diabaz1000 - 150005000
Gabbro1000 - 10000060000
Bazal't30 - 15000060000
Peridotit90000 - 200000150000
Osadochnye (srednee)0 - 50001000
Metamorficheskie (srednee)0 - 7500050000
Kislye izverzhennye (srednee)50 - 800008000
Osnovnye izverzhennye (srednee)60 - 12000030000

Magnitnaya vospriimchivost' para- i ferromagnetikov umen'shaetsya s povysheniem temperatury i prakticheski ischezaet pri temperature Kyuri, kotoraya u raznyh mineralov menyaetsya ot +400 do +700${}^\circ$S. Maksimal'naya glubinnost' magnitorazvedki primerno sostavlyaet 25 - 50 km. Na bol'shih glubinah temperatury nedr prevyshayut tochku Kyuri, i vse zalegayushie zdes' porody stanovyatsya prakticheski odinakovo nemagnitnymi.

Magnitnaya vospriimchivost' v gornoi porode ne vsegda odinakova po vsem napravleniyam, ili izotropna. Ona mozhet menyat'sya po raznym napravleniyam, uvelichivayas' v ploskosti naplastovaniya osadochnyh i slancevatyh metamorficheskih porod, umen'shayas' v perpendikulyarnom napravlenii. Razlichiya mogut dostigat' 20%.

Razvedyvaemye geologicheskie struktury i rudy s magnitnoi vospriimchivost'yu $\kappa$ zalegayut sredi vmeshayushih porod s vospriimchivost'yu $\kappa_{ 0}$. Poetomu, kak i v gravirazvedke, predstavlyaet interes izbytochnaya, ili effektivnaya, magnitnaya vospriimchivost' $\Delta \kappa = \kappa - \kappa_{ 0}$. Velichiny $\Delta \kappa$ mogut byt' i polozhitel'nymi, i otricatel'nymi, raznymi po velichine. Blagodarya otlichiyu $\Delta \kappa$ ot nulya i voznikayut magnitnye anomalii.

Magnitnuyu vospriimchivost' izmeryayut kak na obrazcah gornyh porod, tak i v estestvennom zaleganii. S pomosh'yu tak nazyvaemyh astaticheskih magnitometrov (sm. 5.1) izmeryayutsya magnitnye svoistva obrazcov proizvol'noi formy. Chislo obrazcov odnoi porody dolzhno sostavlyat' neskol'ko desyatkov, chtoby rezul'taty byli statisticheski obosnovany. Dlya izucheniya $\kappa$ v estestvennyh usloviyah zaleganiya porod primenyayutsya raznogo roda kappametry.

Nazad | Vpered

Publikacii s klyuchevymi slovami: geofizika - Zemlya - zemnaya kora
Publikacii so slovami: geofizika - Zemlya - zemnaya kora
Sm. takzhe:
Vse publikacii na tu zhe temu >>

Mneniya chitatelei [5]
Ocenka: 3.6 [golosov: 227]
 
O reitinge
Versiya dlya pechati Raspechatat'

Astrometriya - Astronomicheskie instrumenty - Astronomicheskoe obrazovanie - Astrofizika - Istoriya astronomii - Kosmonavtika, issledovanie kosmosa - Lyubitel'skaya astronomiya - Planety i Solnechnaya sistema - Solnce

Astronet | Nauchnaya set' | GAISh MGU | Poisk po MGU | O proekte | Avtoram

Kommentarii, voprosy? Pishite: info@astronet.ru ili syuda

Rambler's Top100 Yandeks citirovaniya