МАГНИТОРАЗВЕДКА Гринкевич Г.И. Магниторазведка: Учебник. – Екатеринбург: УГГА, с. Инструкция по магниторазведке/ Мин-во геологии СССР. – Л.: Недра, – 263 с. Логачев А.А., Захаров В.П. Магниторазведка. 5-е изд., Л., Недра, с. Магниторазведка: Справочник геофизика/ Под ред. В. Е. Никитского, Ю.С. Глебовского. – 2-е изд. – М.: недра, 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, с. Тафеев Г.П., Соколов К.П. Геологическая интерпретация магнитных аномалий.- Л.: Недра, – 327 с. Литература

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) 1.Основные сведения из теории магнитного поля.

Подобно тому, как вокруг неподвижного электрического 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 на расстоянии r от этого участка: В системе СИ В системе СГС Здесь r – радиус-вектор, проведенный из участка проводника в рассматриваемую точку, Δ - вектор, совпадающий по величине с длиной участка, а по направлению с течением тока, μ а = 4π10 -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: (СИ) (СГС)

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

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 свойств среды и в вакууме (а также в воздухе): B = HB = μ а Н = 4π H В реальных средах В системе СГС В системе СИ Для вакуума (и воздуха) В = Н + 4πJB = μ a (H+J) J – намагниченность, т. е. магнитный момент единицы объема тела

2 B B При однородной намагниченности магнитный момент тела М = J V J = (ΣМ ЭЛ ) / V, где Σм эл – сумма элементарных магнитных моментов J = æH μ = 1 + 4πæ B = H + 4πæH B = H + 4πJ Для постоянных магнитов m – фиктивная магнитная масса æ –магнитная восприимчивость, характеризующая способность вещества намагничиваться СГС B = μ a (H+J) J = æH B = μ a μH μ = 1+ æ СИ

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

ВеличинаЕд. СИЕд. СГССвязь Магнитный потенциал (U)АмперЕд. СГС1ед. СГС =10/4π А Магнитная индукция (B)ТеслаГаусс1 Гс = Тл Поток магнитной индукцииВеберМаксвелл1 Мкс = Вб Напряженность поля (H)Ампер/метрЭрстед1 Э = 1000/4π А/м Абсолютная магнитная проницаемость Генри/метрЕд. СГСμ 0 μ (СГС) = μ А (СИ) Магнитная восприимчивость æЕд. СиЕд.СГС1 ед. СГС = 4π ед. СИ Магнитный момент (M)А*м 2 Ед. СГС1 ед. СГС = А*м 2 Намагниченность (J)А/мЕд. СГС1 ед.СГС = 1000 А/м Единицы измерения магнитных величин В магниторазведке часто используют нанотеслы (нТл), 1 нТл = Тл В системе СГС численно В = Н, поэтому 1 Гс = 1 Э = Тл = 10 5 нТл

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

Элементы вектора геомагнитного поля Т изм Н (магн.север) Z X (геогр. север) Y Z (к центру Земли) ТоТо ТаТа D I0I0 y X Т – полный вектор индукции геомагнитного поля, Н –горизонтальная составляющая, Z – вертикальная составляющая полного вектора, D – магнитное склонение, J – магнитное наклонение вектора Т ZoZo То и Zo – вектора нормального поля, Та – аномальный вектор. Для земного диполя: -(dU/dr) = Z = (2M/r 3 ) cos Ө -(dU/r dӨ) = H = (M/r 3 ) sin Ө I 0 =arctg (Z/H) = 2 tgφ

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)

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

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. Структура геомагнитного поля