
4.2.3. Ostatochnaya namagnichennost' porod i rud.
Pri ostyvanii rasplavlennyh mineralov i gornyh porod i perehode
ih temperatury cherez tochku Kyuri oni namagnichivayutsya okruzhayushim magnitnym
polem, priobretaya nachal'nuyu ostatochnuyu namagnichennost' (). Esli napryazhennost' magnitnogo polya nachnet vozrastat', to
takzhe rastet do nekotorogo predela. Pri umen'shenii
magnitnogo polya ona umen'shaetsya do nekotoroi ostatochnoi namagnichennosti.
Chtoby ee unichtozhit', nuzhno prilozhit' pole protivopolozhnogo znaka,
nazyvaemogo koercitivnoi siloi. Ona yavlyaetsya meroi zhestkosti ostatochnoi
namagnichennosti. V istorii Zemli byli mnogokratnye izmeneniya ne tol'ko
intensivnosti, no i znaka magnitnogo polya. Poetomu sushestvuyushaya v
nastoyashee vremya velichina
otrazhaet slozhnuyu magnitnuyu
zhizn' porody i, mozhet byt', neodnokratnuyu ee perenamagnichennost'.
Znacheniya ochen' bol'shie (
dostigaet 100)
u bystro ohlazhdavshihsya izlivshihsya izverzhennyh porod tipa bazal'tov.
V porodah, podvergshihsya termal'nomu metamorfizmu,
mozhet
dostigat' 10. Velichina
ostal'nyh porod obychno ne prevyshaet
0,1. Osnovnym faktorom, uvelichivayushim
porod,
yavlyaetsya nalichie v nih hotya by malyh koncentracii ferromagnetikov.
U izverzhennyh porod ostatochnaya namagnichennost' voznikaet v hode ih ohlazhdeniya (perehoda cherez tochku Kyuri), t.e. imeet kristallizacionnuyu (himicheskuyu) prirodu. U osadochnyh porod ona sedimentacionnaya. V hode osazhdeniya v vodoemah tverdye chasticy namagnichivalis' i sohranili v konsolidirovannyh osadochnyh porodah etu otnositel'no stabil'nuyu orientirovannuyu ostatochnuyu namagnichennost'.
Pri intensivnoi ostatochnoi namagnichennosti
porod oni mogut sozdavat'
anomalii drugogo znaka, naprimer, otricatel'nogo sredi obychno polozhitel'nyh,
esli znaki drevnego i sovremennogo polya protivopolozhny.
Ostatochnuyu namagnichennost' izmeryayut na obrazcah
gornyh porod kubicheskoi ili cilindricheskoi formy s razmerom 2 -
5 sm, strogo orientirovannyh v prostranstve. Dlya etogo, vybiraya obrazec,
ego "privyazyvayut" k gorizontu, t.e. stavyat na nem metki (h,u) po kompasu i (z) - po otvesu. Dlya izmereniya
ispol'zuyutsya astaticheskie ili tak nazyvaemye
sverhprovodyashie SKVID-magnitometry.
Metodika izmerenii osnovana na predstavlenii
o tom, chto kazhdyi obrazec yavlyaetsya magnitnym. Poetomu, izmeryaya tri
magnitnye sostavlyayushie polya takogo magnita (
) na neskol'kih rasstoyaniyah
ot ego centra, mozhno poluchit' izbytochnuyu sistemu uravnenii
dlya rascheta
(za
prinimaetsya srednee magnitnoe pole raiona raspolozheniya
laboratorii). S pomosh'yu special'nyh priemov provoditsya opredelenie
pervichnoi namagnichennosti vo vremya obrazovaniya porody i isklyucheniya
vtorichnyh peremagnichivanii za vremya ee zhizni. Chislo obrazcov dolzhno
sostavlyat' desyatki dlya kazhdogo stratigraficheskogo kompleksa porod
dlya dal'neishei statisticheskoi obrabotki. Dalee po nim opredelyayutsya
usrednennye znacheniya skloneniya (
) i nakloneniya
(
) drevnego magnitnogo polya (sm. ris. 2.1),
pozvolyayushie ocenit' polozhenie geomagnitnogo polyusa vo vremya obrazovaniya
porody v sovremennoi sisteme geograficheskih koordinat.
Tret'im magnitnym parametrom gornyh porod yavlyaetsya
magnitnaya pronicaemost'
kotoraya prakticheski u vseh gornyh porod ravna magnitnoi pronicaemosti
vakuuma (
, tak kak
ed. Si). Lish' u ferromagnitnyh rud
mozhet dostigat' neskol'kih edinic.
4.3. Principy resheniya pryamyh i obratnyh zadach magnitorazvedki
4.3.1. Osnovnye polozheniya teorii magnitorazvedki.
Pri magnitorazvedke rasschityvayutsya anomalii polnogo vektora
(4.1.1) ili ego sostavlyayushih
putem isklyucheniya iz nablyudennogo
polya normal'nogo polya i variacii. Poetomu v teorii magnitorazvedki
opredelyayutsya eti parametry dlya ob'ektov s raznoi intensivnost'yu i
napravleniem namagnicheniya (
). Dlya prostoty resheniya mozhno
schitat'
, gde
- magnitnaya vospriimchivost' ob'ekta,
- srednyaya napryazhennost' geomagnitnogo polya v meste ego
raspolozheniya, a ostatochnoi namagnichennost'yu
prenebrech'.
Osnovnoi zakon magnetizma byl sformulirovan Kulonom,
kotoryi predpolagal, chto sushestvovanie magnetizma svyazano s nalichiem
magnitnyh mass, polozhitel'nyh i otricatel'nyh. Mezhdu dvumya magnitnymi
massami i
, pomeshennymi
v sredu s magnitnoi pronicaemost'yu
deistvuet sila
, kotoraya opredelyaetsya zakonom Kulona
, gde
- rasstoyanie mezhdu centrami magnitnyh mass.
Posleduyushim razvitiem fiziki bylo dokazano, chto
magnitnyh mass, kak samostoyatel'nyh substancii, v prirode ne sushestvuet,
a magnitnye svoistva tel yavlyayutsya sledstviem dvizheniya elektricheski
zaryazhennyh chastic v atomah veshestva. Odni veshestva sposobny pod deistviem
magnitnogo polya uporyadochivat' dvizheniya zaryadov i namagnichivat'sya,
drugie net. Hotya magnitnyh mass v prirode net, no v teorii magnetizma
zakonom Kulona formal'no prodolzhayut pol'zovat'sya. Pri etom pod magnitnoi
massoi odnogo znaka ponimaetsya proizvedenie intensivnosti namagnicheniya
() na ploshad' namagnichennogo tela (
), perpendikulyarnuyu
etomu vektoru (
).
Lyuboe namagnichennoe telo mozhno predstavit' sochetaniem dvuh takih magnitnyh mass, nahodyashihsya na protivopolozhnyh chastyah tela - polyusah. Severnym (polozhitel'nym) polyusom namagnichennogo tela (naprimer, magnitnoi strelki) schitaetsya tot, kotoryi povorachivaetsya v storonu severnogo geograficheskogo polyusa, esli dat' vozmozhnost' telu svobodno vrashat'sya vokrug vertikal'noi osi. Kak otmechalos' vyshe, pri takom opredelenii magnitnyi polyus Zemli, nahodyashiisya v severnom polusharii, obladaet yuzhnym (otricatel'nym) magnetizmom, poskol'ku prityagivayutsya magnitnye massy protivopolozhnogo znaka, a massy odnogo i togo zhe znaka ottalkivayutsya.
V teorii magnitorazvedki, kak i v lyubyh drugih
metodah geofiziki, reshayutsya pryamye i obratnye zadachi. Pryamoi zadachei
magnitorazvedki nazyvaetsya nahozhdenie magnitnyh anomalii ( i dr.) nad ob'ektami izvestnoi formy,
glubiny zaleganiya i namagnichennosti. Obratnoi zadachei magnitorazvedki
yavlyaetsya opredelenie formy, glubiny zaleganiya, namagnichennosti po
izmerennomu ploshadnomu raspredeleniyu anomalii.
4.3.2. Pole magnitnogo dipolya.
Dlya oblegcheniya resheniya zadach magnitorazvedki vvoditsya ponyatie magnitnogo potenciala tochechnoi magnitnoi massy
![]() | (2.4) |
gde - rasstoyanie ot centra magnitnoi massy do tochki
nablyudeniya.
V teorii magnetizma pol'zuyutsya
ponyatiem magnitnogo dipolya, t.e. dvuh ravnyh, blizko raspolozhennyh
magnitnyh mass protivopolozhnogo znaka (ris. 2.3). Potencial dipolya
vyrazhaetsya formuloi
![]() |
gde


![]() |
Ris. 2.3. Magnitnyi dipol' |





![]() |
Razdeliv chislitel' i znamenatel'
na i ispol'zuya formulu binoma N'yutona, poluchim
![]() |
Poskol'ku , to vsemi stepenyami vyrazheniya
,
bol'shimi edinicy, mozhno prenebrech', i formula potenciala dipolya uprostitsya:
![]() |
Ili, zameniv , poluchim okonchatel'noe
vyrazhenie dlya potenciala dipolya
![]() |
Iz vyrazheniya dlya potenciala
dipolya netrudno poluchit' sostavlyayushie polya
i
i polnyi (
) vektor napryazhennosti.
Zameniv
mozhno zapisat':
![]() |
![]() | (2.5) |
![]() |
![]() |
V chastnosti, na protyazhenii osi dipolya ()
na perpendikulyare k osi dipolya, v ego centre
Real'nye magnitnye tela mozhno rassmatrivat' kak sovokupnost' elementarnyh magnitnyh dipolei.
Intensivnost' namagnicheniya elementarnogo ob'ema
(), soglasno opredeleniyu, ravna otnosheniyu magnitnogo momenta
(
) k ego ob'emu (
). Poetomu vyrazhenie dlya potenciala
magnitnogo dipolya perepishetsya v sleduyushem vide:
gde vektor
napravlen vdol' osi dipolya.
Magnitnyi potencial lyubogo tela mozhno predstavit' v vide integrala po ob'emu etogo tela ot potencialov elementarnyh dipolei, iz kotoryh sostoit dannoe telo:
![]() | (2.6) |
gde integrirovanie vedut po vsemu ob'emu tela ().
Eti uravneniya lezhat v osnove vsei teorii magnitorazvedki.
Analiticheskie vyrazheniya pri reshenii uravnenii (2.6) poluchayutsya lish'
dlya tel prostoi geometricheskoi formy i odnorodnoi (postoyannoi) namagnichennosti.
Dlya tel bolee slozhnoi formy, da eshe pri raznoi namagnichennosti, vozmozhny
chislennye resheniya s pomosh'yu EVM.
Rassmotrim reshenie pryamyh
i obratnyh zadach dlya nekotoryh prosteishih tel: vertikal'nogo beskonechnogo
stolba (sterzhnya), shara, plasta i gorizontal'nogo cilindra beskonechnogo
prostiraniya dlya sluchaya ih vertikal'noi namagnichennosti. Dopushenie
vertikal'noi namagnichennosti ne tol'ko uproshaet reshenie zadach, no
i yavlyaetsya vpolne obosnovannym, poskol'ku namagnichennost' gornyh
porod pri shirote, bol'shei 40 - 45, blizka k vertikal'noi.
Krome togo, pri raschetah mozhno schitat', chto
, gde
- magnitnaya pronicaemost' vozduha.
Publikacii s klyuchevymi slovami:
geofizika - Zemlya - zemnaya kora
Publikacii so slovami: geofizika - Zemlya - zemnaya kora | |
Sm. takzhe:
Vse publikacii na tu zhe temu >> |