
4.1.4. Normal'noe geomagnitnoe pole.
V pervom
priblizhenii magnitnoe pole Zemli mozhet byt' upodobleno polyu odnorodno
namagnichennogo shara, ili polyu dipolya ( ), raspolozhennogo
v oblasti centra Zemli. Os' takogo dipolya po otnosheniyu k osi vrasheniya
Zemli sostavlyaet 11,5
. 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
60 mkTl, a gorizontal'nye
- nulyu. Na ekvatore gorizontal'naya sostavlyayushaya priblizitel'no
ravna 30 mkTl, a vertikal'naya - nulyu.
Kak vidno iz karty (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 (
), 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 () prinyato schitat' pole odnorodno namagnichennogo shara
(
) i dopolnitel'nyh dipolei v yadre, obuslavlivayushih
materikovye anomalii (
), t.e.
Karta epohi
kakogo-to goda yavlyaetsya Mezhdunarodnym etalonnym geomagnitnym polem
ili normal'nym magnitnym polem.
Karty 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 (



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 i
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 () skladyvaetsya iz normal'nogo i anomal'nogo polei:
![]() | (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 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:
![]() | (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 kak sovremennym (inducirovannaya namagnichennost'
), tak i drevnim (ostatochnaya namagnichennost'
) magnitnymi polyami, t.e. eto vektornaya summa
. Inducirovannaya
namagnichennost' lyubogo obrazca porody ravna
, gde
(kappa) - ego magnitnaya
vospriimchivost', a
- 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 (
). Vmeste s otnosheniem
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 () - 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 (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
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 | ![]() | |
diapazon izmerenii | srednee | |
Kvarc | - | 10 |
Kal'cit | 7 - 12 | - |
Gips | - | 12 |
Ugol' | - | 25 |
Sfalerit | - | 750 |
Gematit | 500 - 50000 | 6000 |
Pirrotin | 103-107 | 150000 |
Il'menit | 5*105 -5*106 | 106 |
Magnetit | 106-107 | 5*106 |
Izvestnyak | 25 - 3500 | 300 |
Peschanik | 0 - 20000 | 400 |
Gneis | 100 - 20000 | - |
Granit | 0 - 40000 | 2000 |
Diabaz | 1000 - 15000 | 5000 |
Gabbro | 1000 - 100000 | 60000 |
Bazal't | 30 - 150000 | 60000 |
Peridotit | 90000 - 200000 | 150000 |
Osadochnye (srednee) | 0 - 5000 | 1000 |
Metamorficheskie (srednee) | 0 - 75000 | 50000 |
Kislye izverzhennye (srednee) | 50 - 80000 | 8000 |
Osnovnye izverzhennye (srednee) | 60 - 120000 | 30000 |
Magnitnaya vospriimchivost' para- i ferromagnetikov umen'shaetsya
s povysheniem temperatury i prakticheski ischezaet pri temperature Kyuri,
kotoraya u raznyh mineralov menyaetsya ot +400 do +700S. 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




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 v estestvennyh usloviyah zaleganiya porod
primenyayutsya raznogo roda kappametry.
Publikacii s klyuchevymi slovami:
geofizika - Zemlya - zemnaya kora
Publikacii so slovami: geofizika - Zemlya - zemnaya kora | |
Sm. takzhe:
Vse publikacii na tu zhe temu >> |