МАГНИТОРАЗВЕДКА

1. МАГНИТОРАЗВЕДКА Литература Гринкевич Г.И. Магниторазведка: Учебник. – Екатеринбург: УГГА, 2001.- 308 с. Инструкция по магниторазведке/ Мин-во геологии СССР. – Л.: Недра, 1981. – 263 с. Логачев А.А., Захаров В.П. Магниторазведка. 5-е изд., Л., Недра, 1979. 351 с. Магниторазведка: Справочник геофизика/ Под ред. В. Е. Никитского, Ю.С. Глебовского. – 2-е изд. – М.: недра, 1990. -470 с. Миков Д.С. Методы интерпретации магнитных аномалий. -2-е изд. Томск: Изд. ТГУ, 1975, 180 с. Серкеров С.А. Гравиразведка и магниторазведка:Учебник для вузов. – М.: Недра, 1999. 437 с. Тафеев Г.П., Соколов К.П. Геологическая интерпретация магнитных аномалий.- Л.: Недра, 1981. – 327 с.

2. 1.Основные сведения из теории магнитного поля. Магнитное поле – одна из форм проявления электромагнитного поля, особенностью которой является действие его только на движущиеся частицы и тела, обладающие электрическим зарядом, а также на намагниченные тела независимо от состояния их движения. Основные силовые характеристики магнитного поля – индукция и напряженность. Индукция (В) численно равна силе, с которой действует магнитное поле на единичный элемент тока, расположенный перпендикулярно к вектору индукции. Линии магнитной индукции – кривые, касательные к которым в каждой точке совпадают с направлением вектора В в этих точках поля. Замкнутость линий индукции является выражением отсутствия в природе свободных магнитных зарядов. Если векторы В во всех точках поля одинаковы, то магнитное поле называют однородным. Направление линий индукции определяется правилом Максвелла (правило буравчика)

3. Подобно тому, как вокруг неподвижногоэлектрического заряда возникает электрическое поле, в пространстве вокруг движущихся зарядов (или токов) возникает магнитное поле. Сила действия этого поля зависит от скорости движения зарядов. Магнитное поле, как и электрическое, есть проявление единого электромагнитного поля. Если токи в проводниках не изменяются с течением времени, то и магнитные поля, созданные ими, также не изменяются. Для проводника с током индукция определяется по закону Био-Савара. В соответствии с этим законом, для прямолинейного участка цепи, в которой течет постоянный ток i нарасстоянии rот этого участка: В системе СГС В системе СИ Здесь r– радиус-вектор, проведенный из участка проводника в рассматриваемую точку, Δℓ - вектор, совпадающий по величине с длиной участка, а по направлению с течением тока, μа = 4π∙10-7 Гн/м – магнитная постоянная (абсолютная магнитная проницаемость, т. е. проницаемость вакуума) в системе СИ, для системы СГС принято μа = 1; μ – магнитная проницаемость среды (относительная магнитная проницаемость). Для прямолинейного проводника с током, где а – расстояние до проводника: (СГС) (СИ)

4. Для соленоида с током (СГС): , где n – число витков соленоида, r – радиус соленоида. мкА r L К Б L = r Если ,то Для градуировки магнитометров применяется градуировочный комплект КГ-1 (кольца Гельмгольца) и мера магнитной индукции ММИ-1, работающие по этому принципу

5. Магнитное поле в веществе изменяется по сравнению с полями, создаваемыми теми же источниками в вакууме. Это связано с тем, что в молекулах электроны участвуют в движении около ядер и создают микроскопические токи. Кроме того электроны, протоны и нейтроны, составляющие атом, обладают собственным моментом (спином), не связанным с движением этих частиц в веществе. Магнитные моменты ядер, складывающиеся из магнитных моментов протонов и нейтронов, более чем в тысячу раз меньше магнитных моментов электронов, поэтому, как правило, магнитные свойства вещества обусловлены свойствами электронов. В этом случае магнитная индукция В представляет собой среднее значение суммарной напряженности микроскопических магнитных полей, созданных отдельными электронами и другими элементарными частицами. Магнитную индукцию можно выразить через вектор напряженности магнитного поля Н и вектор намагниченности J. Напряженность магнитного поля не зависит от магнитных свойствсреды и в вакууме (а также в воздухе): В системе СИ В системе СГС Для вакуума (и воздуха) B = H B =μаН =4π 10-7H В реальных средах В = Н + 4πJ B = μa (H+J) J – намагниченность, т. е. магнитный момент единицы объема тела

6. J = (ΣМЭЛ) / V , где Σмэл – сумма элементарных магнитных моментов При однородной намагниченности магнитный момент тела М = J V æ –магнитная восприимчивость, характеризующая способность вещества намагничиваться B = H + 4πæH J = æH Для постоянных магнитов СГС B = H + 4πJ μ = 1 + 4πæ B B B = μa (H+J) J = æH 2ℓ СИ B = μaμH μ = 1+ æ m– фиктивная магнитная масса

7. Магнитные свойства веществ М – магнитный момент æ - магнитная восприимчивость, J – намагниченность (вектор намагничения) Магнетики: J æ < 0 μ < 1 1. Диамагнетики Н J æ > 0 μ> 1 2. Парамагнетики Н æ >> 0 μ>>1 3. Ферромагнетики

8. Единицы измерения магнитных величин В магниторазведке часто используют нанотеслы (нТл), 1 нТл = 10-9 Тл В системе СГС численно В = Н, поэтому 1 Гс = 1 Э =10-4 Тл = 105 нТл

9. Схема дипольного магнитного поля Земли Магнитный момент Земли МЗ = 8,3 1022 А*м2=8.3 1025ед. СГС Ось вращения Земли Т R= 6371 км Ось магнитного диполя наклонена под углом 11,5 градусов к оси вращения Земли. Т С N Для земного диполя: Т U = (M/R2)cos Ө Т Ө = (90-φ) S Ю φ – магнитная широта T = (M/R3)[1+ 3cos2 Ө]1/2

10. Элементы вектора геомагнитного поля Т – полный вектор индукции геомагнитного поля, Н –горизонтальная составляющая, Z – вертикальная составляющая полного вектора, D – магнитное склонение, J – магнитное наклонение вектора Т X(геогр. север) Н (магн.север) X D Y y I0 То и Zo – вектора нормального поля, Та – аномальный вектор. То Та Zo Для земного диполя: Тизм -(dU/dr) = Z = (2M/r3) cos Ө Z -(dU/rdӨ) = H = (M/r3) sin Ө I0 =arctg (Z/H) = 2 tgφ Z(к центру Земли)

11. Вид магнитосферы Земли по наблюдениям из космоса 1 –поток корпускулярного излучения (солнечный ветер), 2 –силовые линии поля, 3 - магнитопауза, 4 - фронт ударной волны, 5 - зона радиационного захвата, 6 – плоскость экватора, 7 – пути перемещения заряженных частиц, обтекающих магнитосферу, 8 – места проникновения частиц в зону захвата (полярные каспы)

12. Зоны космической радиации вокруг Земли 1 2 3 Радиационные пояса: 1 – внутренний, 2 - средний, 3 – внешний.

13. Структура геомагнитного поля Карта изодинам фактического поля модуля вектора Т эпохи 1980 г. Изодинамы в мкТл (по Гринкевичу, 2001) Поле Т, измеренное на поверхности Земли, отличается от дипольного, и имеет аномалии, по размерам соизмеримые с материками.