Реферат: Магнитные съемки различных масштабов
Реферат: Магнитные съемки различных масштабов
Контрольная работа по магниторазведке
Выполнил: студент заочного отделения IV-го курса
группы ГФ-2 Д.Ф. Музипов
Пермский государственный университет
Пермь 2002
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
измерений\Т, 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.
|