Классификация веществ по значению магнитной проницаемости - Навигационно-гидрографическое обеспечение морских геологоразведочных работ

Подавляющее большинство веществ относятся либо к классу диамагнетиков (), либо к классу парамагнетиков (). Но ряд веществ (ферромагнетики), например железо, обладают более выраженными магнитными свойствами.

У ферромагнетиков вследствие гистерезиса, понятие магнитной проницаемости, строго говоря, неприменимо. Однако в определенном диапазоне изменения намагничивающего поля (чтобы можно было пренебречь остаточной намагниченностью, но до насыщения) можно в лучшем или худшем приближении все же представить эту зависимость как линейную (а для магнитомягких материалов ограничение снизу может быть и не слишком практически существенно), и в этом смысле величина магнитной проницаемости бывает измерена и для них.

Магнитная проницаемость сверхпроводников равна нулю.

Абсолютная магнитная проницаемость воздуха приблизительно равна магнитной проницаемости вакуума и в технических расчетах принимается равной магнитной постоянной = Гн/м.

Магнитная восприимчивость некоторых веществ

Таблица 3

Парамагнетики

(м-1), 10?6

Диамагнетики

(1-м), 10?6

Азот

0,013

Водород

0,063

Воздух

0,38

Бензол

7,5

Кислород

1,9

Вода

9

Эбонит

14

Медь

10,3

Алюминий

23

Стекло

12,6

Вольфрам

176

Каменная соль

12,6

Гидромагнитная съемка.

Морская магнитная разведка основана на изучении изменения геомагнитного поля, возникающего вследствие неодинаковой намагниченности горных пород, слагающих дно морей и океанов. Геомагнитные наблюдения в акваториях (гидромагнитная съемка) выполняются магнитометрами, буксируемыми в немагнитных гондолах на расстоянии 2-3 длины судна для снижения его магнитного влияния либо на специальных немагнитных судах. При проведении съемки буксируемыми магнитометрами измеряется модуль полного вектора напряженности геомагнитного поля (протонными и квантовыми магнитометрами) или его вертикальные и горизонтальные составляющие (квантовыми и феррозондовыми магнитометрами). Измерения модуля вектора напряженности осуществляются также непосредственно у поверхности дна океана (на глубине свыше 3 км) протонными магнитометрами, помещенными в специальные контейнеры. При измерении двухкомпонентными магнитометрами стабилизация магниточувствительных элементов в буксируемой гондоле осуществляется с помощью карданового подвеса либо гироскопнойплатформы. Погрешности магнитометров при измерениях модуля полного вектора напряженности поля ±2 нТ, компонентов геомагнитного поля +50 нТ (в отдельных районах ±100 нТ). При проведении гидромагнитных съемок учитывают временные вариации геомагнитного поля, а также изменения магнитного поля, создаваемые морскими волнами и течениями. Для учета вариаций создаются автономные буйковые и донные магнитовариационные станции с феррозондовыми, протонными и квантовыми датчиками. Влияние геомагнитных вариаций определяется по градиентометрической схеме измерений поля, при которой на разных расстояниях от судна буксируются два датчика. Способы учета магнитного влияния волнения и течений разработаны недостаточно.

Регистрация данных при проведении гидромагнитных съемок осуществляется в аналоговой либо цифровой форме. Для получения магнитных аномалий из наблюденных значений поля вычитают значения нормального геомагнитного поля, вычисляемого по единой международной аналитической модели магнитного поля Земли. При первичной обработке результатов съемок и вычислении магнитных аномалий используются ЭВМ. Результаты при крупномасштабных съемках представляют в виде карт изолиний.

Морская магнитометрическая разведка проводится для изучения геологического строения, тектонического районирования, датировки возраста ложа океана по специфическим полосчатым аномалиям, а также для поисков и разведки месторождений и геологического картирования шельфов и внутренних морей.

Физико-геологические основы гидромагнитной съемки практически не отличаются от общих положений наземной и аэромагнитной съемок.

Измерения проводятся по системе параллельных профилей при площадных съемках или реже по отдельным маршрутам, ориентированным вкрест простирания геологических структур.

Выбор сети и масштаба съемки.

При проектировании работ параметры магнитной съемки стараются выбрать таким образом, чтобы поставленная задача была решена, но при этом число измерений на единицу площади было минимальным, то есть, чтобы съемки были как можно дешевле. Прежде чем приступить к выбору методики формируется физико-геологическая модель (ФГМ). Она может быть выбрана исходя из априорных сведений об объекте - его магнитных свойствах и геометрии. Они могут быть известны по работам предшественников, по литературным данным, или исходя из известных объектов на соседних территориях, сходных по геологическому строению. По выбранной модели решается прямая задача магниторазведки - по известным параметрам объекта находится создаваемое им аномальное магнитное поле. При этом для расчетов аномального поля рекомендуется выбирать наименее "контрастный" объект, который будет создавать наименьшую аномалию, а значит который труднее всего выделить. Это необходимо для того, чтобы не пропустить месторождение.

Исходя из решения прямой задачи и представлений о геологическом строении района, выбирается сеть наблюдения.

Сети наблюдения бывают: равномерные и неравномерные.

Равномерные сети делятся по сечению их ячеек на квадратные и. Квадратные сети используются при поисках изометричных аномалий, прямоугольные - при поисках вытянутых в каком-либо направлении (сеть задается вкрест простирания аномалии).

Для выбора шага по профилю необходимо определить ширину аномалии, которая берется на уровне нижнего аномального предела (Amin).

Amin= Aф+3у

Где: Aф - фоновые значения поля

У - среднеквад - ратическая погрешность

При фоновых значениях близких к нулю минимальное аномальное значение должно быть больше утроенного значения погрешности съемки.

Amin ? 3у

3у=A/10.

Шаг съемки должен быть минимум в 2 раза меньше ширины аномалии, то есть:

?X=L/2

Однако на деле часто ограничиваются не 3 точками на аномалию, а 4-5, тогда ?X будет рассчитываться как:

L/2чL/4.

В случае прямоугольной сети, расстояние между профилями обычно делают в 5-10 больше расстояния межу точками наблюдения на профилях.

Мониторинг состояния геологической среды континентального шельфа (ГСШ).

Основной задачей мониторинга геологической среды континентального шельфа является оценка состояния и прогноза развития опасных эндогенных, экзогенных геологических и техногенных процессов в геологической среде шельфа, в частности:

    - Определение уровня и источников загрязнения донных отложений и придонных вод основными поллютантами. - Определение зон проявления опасных геодинамических процессов (оползни, выходы флюидов, современные тектонические движения). - Определение изменений инженерно-геологических свойств донных отложений под влиянием техногенных процессов. - Определение зон инфильтрации подземных вод и оценка их влияния на геологическую среду. - Оценка влияния разведки и эксплуатации морских месторождений и др. видов техногенной деятельности на состояние геологической среды.

В настоящее время вышеперечисленные задачи решаются с использованием отдельных технических средств, таких, как: пробоотборники, седиментационные ловушки, гидрохимические датчики и т. д. Наблюдения проводятся дискретно, в лучшем случае несколько раз в год на одних и тех же точках наблюдения, но с точностью, определяемой качеством навигационных средств. Подобная технология не обеспечивает непрерывности наблюдений, необходимую густоту сети пунктов мониторинга и нуждается в совершенствовании.

Навигационно-гидрографическое обеспечение морских геологоразведочных работ

В настоящее время основными средствами навигационного обеспечения являются спутниковые навигационные системы (СНС) и гидроакустические навигационные системы (ГАНС).

    - Спутниковые навигационные системы в океане обеспечивают точностью порядка 10-15м. Повышение их точности до единиц метров обеспечивается с помощью дифференциальных систем, а повышение надежности -- полномасштабное развертывание отечественной системы ГЛОНАСС. СНС используются на всех стадиях морских работ как для определения местоположения обеспечивающего судна, так и для определения координат заглубляемых объектов - Гидроакустические навигационные системы незаменимы при проведении глубоководных исследований для определения координат пробоотборников, буровых станков, буксируемых и автономных подводных аппаратов и др. - Мобильная гидроакустическая навигационная система с использованием свободноплавающих по поверхности моря буев на базе GIB-технологии для определения текущих координат глубоководных технических средств и геологических объектов с точностью до 5 м. при глубине моря до 6 000 м. на акватории с любым рельефом дна. Содержит систему плавающих буев с телеметрическими каналами передачи на судно собственных спутниковых координат и наклонных дальностей до акустического излучателя, размещенного на подводном объекте. - Автоматическая система управления движением судна, обеспечивающая стабилизацию судна в заданной точке с помощью выдвижных поворотных колонок, а также удержание судна на траектории, заданной отрезками прямых и окружностями с допустимыми радиусами, с помощью руля.

Морские магнитометры.

Наиболее известные фирмы, разрабатывающие и серийно выпускающие морские магнитометры то GEOMETRICS, iXSea, Marine Magnetics и НПО "РУДГЕОФИЗИКА".

Если фирма GEOMETRICS находится на одном из первых мест по разработке и серийному выпуску новейших морских магнитометров, то НПО "РУДГЕОФИЗИКА" прекратило свое существование, а от нее образовалась фирма ОАО "ДАЛЬПРИБОР", которая продолжает традиции НПО "РУДГЕОФИЗИКА" и разрабатывает и выпускает современные морские магнитометры, но лишь малыми сериями.

Наиболее предпочтительными для проведения гидромагнитной съемки являются магнитометры G882 , Magis, Sea Spy, КМДМ фирм GEOMETRICS, iXSea, Marine Magnetics, филиала ОАО "ДАЛЬПРИБОР" в Санкт-Петербурге, позволяющие выполнять все требования к проведению гидромагнитной съемки.

Похожие статьи




Классификация веществ по значению магнитной проницаемости - Навигационно-гидрографическое обеспечение морских геологоразведочных работ

Предыдущая | Следующая