Astronet > Geofizicheskie metody issledovaniya zemnoi kory. Chast' 1

po tekstam po klyuchevym slovam v glossarii po saitam perevod po katalogu

Geofizicheskie metody issledovaniya zemnoi kory

5.1.5. Kvantovye magnitometry.

V kvantovyhmagnitometrah, prednaznachennyh dlya izmereniya absolyutnyh znachenii modulya indukcii magnitnogo polya ( $B = \mu_{ 0} T$ ), ispol'zuyut tak nazyvaemyi effekt Zeemana. Atomy, obladayushie magnitnym momentom, pri popadanii v magnitnoe pole priobretayut dopolnitel'nuyu energiyu, chastota izlucheniya kotoroi proporcional'na polnomu vektoru magnitnoi indukcii etogo polya v tochke nablyudeniya. Chuvstvitel'nym elementom magnitometra yavlyaetsya sosud, v kotorom imeyutsya pary ceziya, rubidiya ili geliya. V rezul'tate vspyshki monohromaticheskogo sveta (metod opticheskoi nakachki) elektrony parov perevodyatsya s odnogo energeticheskogo podurovnya na drugoi. Vozvrashenie ih na prezhnii uroven' posle okonchaniya nakachki soprovozhdaetsya izlucheniem energii s chastotoi, proporcional'noi velichine magnitnogo polya. Otechestvennaya promyshlennost' vypuskala polevye kvantovye magnitometry M-33, MMP-303 dlya izmereniya $T$ s pogreshnost'yu 0,1 - 1 nTl, a takzhe morskoi magnitometr KM-8 i aeromagnitometr KAM-28.

5.2. Nazemnaya magnitnaya s'emka

5.2.1. Obshaya harakteristika metodiki polevoi magnitnoi s'emki.

Nazemnaya polevaya magnitnaya s'emka provoditsya s pomosh'yu peshehodnyh magnitometrov vesom 5 - 6 kg (sm. 5.1). Na kazhdoi tochke izmeryayutsya ili absolyutnye znacheniya polnogo vektora geomagnitnogo polya ( $T$ ), tochnee magnitnoi indukcii ( $B = \mu_{ 0} T$ ), ili otnositel'nye znacheniya $\Delta T (\Delta Z)$ . Pod otnositel'nymi ponimayutsya prirasheniya toi ili inoi sostavlyayushei polya v lyuboi tochke nablyudeniya po otnosheniyu odnogo ishodnogo punkta. Pri snyatii otschetov zapisyvaetsya vremya ( $t$ ). Polevaya s'emka otlichaetsya vysokoi proizvoditel'nost'yu: otryad iz dvuh chelovek otrabatyvaet ot neskol'kih desyatkov do dvuhsot tochek v den'.

Metodika, t.e. sposob provedeniya magnitorazvedochnyh rabot, svoditsya k vyboru vida s'emok, ih masshtaba, napravleniya profilei, gustoty tochek nablyudeniya, tochnosti izmerenii i sposoba izobrazheniya rezul'tatov.

Razlichayut tri vida nazemnyh magnitnyh s'emok: 1) kartirovochno-poiskovye, 2) poiskovo-razvedochnye, 3) razvedochnye (ili detal'nye). Ostanovimsya na kratkoi harakteristike etih vidov s'emok.

Cel'yu kartirovochno-poiskovyh magnitnyh s'emok yavlyaetsya reshenie zadach krupnomasshtabnogo geologicheskogo kartirovaniya (masshtaby 1 : 50 000, 1 : 25 000, 1 : 10 000), a takzhe neposredstvennye poiski zhelezosoderzhashih rud. S'emka vedetsya po sistemam profilei, marshrutov, rasstoyaniya mezhdu kotorymi menyayutsya ot 200 do 500 m. Rasstoyaniya mezhdu tochkami ne menee 50 m.

Cel'yu poiskovo-razvedochnyh magnitnyh s'emok yavlyaetsya detalizaciya anomalii kartirovochno-poiskovyh s'emok: vyyavlenie tektonicheskih narushenii, ocenka razmerov, formy i polozheniya rudnyh tel. Poiskovo-razvedochnye s'emki vypolnyayutsya v masshtabah 1 : 10 000, 1 : 5 000, 1 : 2 000, 1 : 1 000. S'emka osushestvlyaetsya po sistemam profilei, udalennyh na rasstoyaniya 50 - 200 m, s shagom nablyudenii ot 10 do 50 m.

Cel'yu detal'nyh razvedochnyh magnitnyh s'emok yavlyaetsya vyyasnenie razmerov, formy i polozheniya vklyuchenii porod s razlichnymi magnitnymi svoistvami, razvedka rudnyh mestorozhdenii, detal'noe geologicheskoe kartirovanie. Masshtaby s'emok ot 1 : 2 000 i krupnee, a rasstoyaniya mezhdu profilyami mogut izmenyat'sya ot 10 do 100 m. Rasstoyaniya mezhdu tochkami nablyudenii menyayutsya ot 5 do 20 m v zavisimosti ot razmerov rudnyh tel, ih glubiny i intensivnosti namagnicheniya.

5.2.2. Sposoby provedeniya polevoi magnitnoi s'emki.

Polevye magnitnye s'emki byvayut profil'nymi i ploshadnymi. S'emki po otdel'nym profilyam ispol'zuyutsya pri rekognoscirovochnyh issledovaniyah dlya vyyavleniya obshih zakonomernostei anomal'nyh polei. Odnako inogda interpretacionnye profili zadayutsya vkrest vyyavlennyh ploshadnoi s'emkoi anomalii. Osnovnym zhe vidom s'emok yavlyayutsya ploshadnye, vypolnennye po sistemam parallel'nyh profilei.

Podhody k vyboru seti nablyudenii takie zhe, kak i v gravirazvedke (sm. 2.2.2). Odnako pri magnitnoi s'emke menee zhestkie trebovaniya k topoprivyazke, otsutstvuet opornaya set', a gustota ryadovyh punktov nablyudeniya neskol'ko bol'she.

Set' nablyudenii razbivaetsya kak instrumental'no, tak i vizual'no s izmereniem shagami rasstoyanii mezhdu punktami i instrumental'noi privyazkoi nachala i konca profilei, a takzhe ishodnoi tochki. Poslednyaya vybiraetsya na baze ekspedicii. Zdes' zhe zhelatel'no ustanovit' odin magnitometr dlya snyatiya napryazhennosti geomagnitnogo polya cherez 30 - 60 minut ili magnitovariacionnuyu stanciyu dlya ee nepreryvnoi zapisi. Eti pribory sluzhat dlya rascheta variacii $T_{ var}, Z_{ var}$ geomagnitnogo polya v lyuboe vremya $t$ . Variacii mozhno poluchit' i iz blizhaishih observatorii, udalennyh ot desyatkov do pervyh sot kilometrov po mere umen'sheniya trebovanii k tochnosti s'emki.

Rasstoyaniya mezhdu profilyami berut v 3 - 5 raz men'she dliny, a mezhdu tochkami s'emki (shag nablyudenii) - v 3 - 5 raz men'she shiriny predpolagaemyh anomalosozdayushih ob'ektov. Dlya standartizacii metodiki rekomenduyut shag s'emki delat' ravnym 1, 5, 20, 25, 50 ili 100 m. Rasstoyaniya mezhdu profilyami, napravlennymi vsegda vkrest predpolagaemogo prostiraniya razvedyvaemyh struktur ili rudnyh tel, mogut byt' ravny shagu ili v 2 - 3 raza prevyshat' ego.

Raznovidnost'yu nazemnoi magnitnoi s'emki yavlyaetsya mikromagnitnaya. Eto vysokotochnaya s'emka s tochnost'yu izmereniya $T, \Delta T, \Delta Z$ do 1 nTl i shagom kvadratnoi seti 1 - 5 m. Dlya isklyuchenii variacii cherez neskol'ko zamerov na ryadovyh tochkah beretsya otschet na opornom punkte.

Kachestvo vydavaemyh geomagnitnyh kart (kondicionnost') opredelyaetsya prezhde vsego gustotoi seti (rasstoyanie mezhdu profilyami dolzhno sostavlyat' primerno 1 sm v masshtabe karty) i tochnost'yu s'emki. Dlya ocenki tochnosti s'emki na ryade tochek (5 - 10% ot obshego kolichestva) vedutsya povtornye nablyudeniya i rasschityvaetsya srednyaya kvadraticheskaya pogreshnost' izmerenii
$\epsilon = \pm \sqrt{ \frac{\sum {{\delta }_{i} }^{2} }{(2n - 1)} }$ (2.15)

gde $\delta_{ i}$ - raznost' otschetov na i-toi tochke pri osnovnom i povtornom zamerah, a $n$ - chislo povtornyh tochek. Trebovaniya k tochnosti nablyudenii pri nazemnoi s'emke ustanavlivayutsya v zavisimosti ot masshtaba s'emok i napryazhennosti magnitnogo polya. V slabyh polyah tochnost' nablyudenii dolzhna byt' vysokoi: srednekvadraticheskaya pogreshnost' s'emki ne bol'she $\pm$ 5 nTl pri melkomasshtabnyh s'emkah i ne bol'she $\pm$ 2 nTl pri krupnomasshtabnyh. Pri nalichii intensivnyh magnitnyh anomalii (sotni i tysyachi gamm) srednekvadraticheskaya pogreshnost' ne dolzhna prevyshat' $\pm$ (20 - 30) nTl.

5.2.3. Rezul'taty polevoi magnitnoi s'emki.

V rezul'tate polevoi s'emki po nablyudennym sostavlyayushim ( $T, \Delta T, \Delta Z$ ) rasschityvayutsya anomal'nye magnitnye polya (sm. 2.3):

${T}_{a} = T - {T}_{n} - {T}_{var} , \Delta {T}_{a} = \Delta T - \Delta {T}_{var} , \Delta {Z}_{a} = \Delta Z - \Delta {Z}_{var} ,$

(2.16)

gde $T_{ n}$ - normal'noe pole, $T_{ var}, \Delta T_{ var}, \Delta Z_{ var}$ - variacii polya na vremya $t$ zamera $T$ , $\Delta T, \Delta Z$ . V vyrazheniyah dlya otnositel'nyh parametrov $\Delta T_{ a}$ i $\Delta Z_{ a}$ chasto prinimaetsya, chto $T_{ 0}$ i $Z_{ 0}$ na opornom punkte ravny nulyu. Eto dopustimo, esli izuchaemaya ploshad' ne prevyshaet neskol'kih desyatkov kvadratnyh kilometrov. Dlya s'emok bol'shih territorii neobhodimo znat' $T_{ 0}$ i $Z_{ 0}$ , t.e. "privyazat'" opornye punkty k sistemam seti normal'nogo magnitnogo polya Zemli (sm. 4.1.4).

Rezul'taty magnitnoi s'emki izobrazhayutsya v vide grafikov $T_{ a}, \Delta T_{ a}, \Delta Z_{ a}$ (ih nazyvayut inogda profilyami), kart profilei i kart. Na grafikah po gorizontal'noi osi otkladyvayutsya pikety, po vertikali - anomalii magnitnogo polya (polozhitel'nye znacheniya - vverh, otricatel'nye - vniz). Pri postroenii kart profilei na karte nanosyatsya profili nablyudenii, a perpendikulyarno im otkladyvayutsya anomalii. Na kartah u kazhdoi tochki zapisyvayutsya anomal'nye znacheniya geomagnitnogo polya i provodyatsya linii ravnyh znachenii. Sechenie izolinii pri postroenii kart dolzhno byt' v 2 - 3 raza bol'she tochnosti opredeleniya anomalii.

5.3. Vozdushnaya i morskaya magnitnye s'emki

5.3.1. Aeromagnitnaya s'emka.

Aeromagnitnaya s'emka provoditsya po sisteme profilei pri nepreryvnoi zapisi $T$ ili $\Delta T$ na kazhdom profile (marshrute). Napravleniya profilei vybirayutsya vkrest predpolagaemogo prostiraniya struktur ili tektonicheskih narushenii.

Rasstoyanie mezhdu profilyami zavisit ot masshtaba s'emki: pri millionnom masshtabe rasstoyaniya mezhdu marshrutami ustanavlivayutsya 10 km, pri masshtabe 1 : 500 000 - 5 km, pri masshtabe 1 : 100 000 - 1 km, pri masshtabe 1 : 50 000 - 500 m. Chem krupnee masshtab, tem men'shei dolzhna byt' vysota poleta aeromagnitnoi stancii. Obychno ona menyaetsya ot 50 do 500 m. Skorost' poleta 100 - 200 km. Privyazka profilei pri aeromagnitnoi s'emke osushestvlyaetsya raznymi sposobami: po aerofotosnimkam, radiogeodezicheskaya i dr. i dolzhna byt' tem tochnee, chem krupnee masshtab s'emki.

Dlya ucheta variacii i spolzaniya nul'-punkta pribora pered nachalom rabochego dnya i posle ego okonchaniya delaetsya special'nyi zalet na opornyi (kontrol'-nyi) marshrut dlinoi do 10 km. Vse rabochie marshruty "privyazyvayutsya" k kontrol'nym marshrutam.

Dlya ocenki pogreshnosti izmerenii i uvyazki mezhdu soboi marshrutov vybiraetsya neskol'ko profilei, perpendikulyarnyh rabochim marshrutam. Na etih profilyah provodyatsya povtornye zalety. Po rezul'tatam povtornyh izmerenii vychislyaetsya srednekvadraticheskaya pogreshnost' izmerenii. Tochnost' s'emki schitaetsya horoshei, esli pogreshnost' ne prevyshaet $\pm$ 10 nTl ili 20% ot amplitud vyyavlennyh anomalii. Pri obrabotke magnitogramm anomal'nye znacheniya rasschityvayutsya putem vychitaniya iz nablyudennogo znacheniya $T$ normal'nogo polya $T_{ a}$ . Poslednee opredelyaetsya po kartam normal'nogo magnitnogo polya ili s pomosh'yu rascheta tak nazyvaemogo normal'nogo gradienta po dannym aeromagnitnoi s'emki. V rezul'tate aeromagnitnoi s'emki stroyatsya karty, grafiki, a takzhe karty grafikov $T_{ a}$ ili $\Delta T_{ a}.$

Nazad| Vpered

Publikacii s klyuchevymi slovami: geofizika - Zemlya - zemnaya kora Publikacii so slovami: geofizika - Zemlya - zemnaya kora
Sm. takzhe: Voshod Zemli: video Udarnyi krater Manikuagan: vid iz kosmosa Zemlya i Luna: vid s drugoi storony Snezhnaya burya 1938 goda v Verhnem Michigane Polet nad nochnoi Zemlei – II Apollon-17: serp Zemli Samyi bol'shoi kamen' v nashei Solnechnoi sisteme Vse publikacii na tu zhe temu >>

Mneniya chitatelei [5]

Versiya dlya pechati

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