Una breve discusión sobre la exploración magnética

1.1 Elementos geomagnéticos

La Tierra en la que vivimos es un enorme imán que genera un campo magnético en el espacio circundante. Este campo magnético se llama campo geomagnético. Para facilitar la investigación, descomponemos la intensidad total del campo geomagnético en cualquier punto de la Tierra en un determinado sistema de coordenadas cartesianas, donde cada cantidad que describe las características del campo magnético en ese punto se denomina elemento geomagnético.

Como se muestra en la Figura 1, la intensidad total del campo geomagnético en cualquier punto del suelo es t, el eje de coordenadas rectangular X apunta al norte, el eje Y apunta al este y el eje Z El eje está verticalmente hacia abajo. Las proyecciones en los tres ejes de coordenadas son la componente norte. Es positiva cuando se inclina hacia abajo y negativa cuando t se inclina hacia abajo. El plano vertical que pasa por este punto en la dirección H se llama meridiano magnético y el ángulo entre este y el geográfico; El meridiano se llama declinación magnética D. Cuando el norte magnético se desvía hacia el este del norte geográfico, D es positivo y cuando se desvía hacia el oeste del norte geográfico, D es negativo. La t, Z,

No es difícil romper la relación geométrica

Investigación sobre exploración geofísica de minas de carbón en China

Las siete cantidades anteriores se pueden dividir en tres grupos : X en el sistema de coordenadas rectangular, Y, Z, H, D, I en el sistema de coordenadas esférico, Z, H, D en el sistema de coordenadas cilíndrico. Conociendo uno de los grupos, podemos encontrar varias cantidades más.

Figura 1

1.2 Estructura y anomalías magnéticas del campo geomagnético

El campo geomagnético es un campo magnético complejo que contiene una variedad de fuentes de campo, algunas de que se distribuyen en el interior de la Tierra, algunas fuentes de campo se encuentran sobre el suelo. De acuerdo con las reglas cambiantes de las fuentes de campo y los campos magnéticos, el campo geomagnético T se puede expresar como

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Entre ellos: Tsi y Tse son campos magnéticos estables ; δTi y δTe están cambiando el campo magnético. ts; se origina en el interior de la tierra y representa más del 90% del campo magnético estable total. Tse se origina en el exterior de la tierra y representa menos del 1% del campo magnético estable. δTe es un campo exógeno, que representa aproximadamente 2/3 del campo magnético variable total, y δTi es un campo endógeno, que representa aproximadamente 1/3 del campo magnético variable total. En términos generales, el campo cambiante es de unas diez milésimas a unas milésimas del campo estable y, en ocasiones, puede alcanzar un pequeño porcentaje. Lo que generalmente se llama campo magnético estable de la Tierra es principalmente un campo estable endógeno, que consta de tres partes, a saber,

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donde T0 es el dipolo central. campo magnético de La mayoría de los mapas geomagnéticos del mundo compilados son mapas de distribución del campo magnético básico de la Tierra. El campo T0 representa casi el 80% ~ 85%, por lo que representa las principales características de la distribución espacial del campo geomagnético. Ta es el campo magnético generado por la magnetización de rocas, minerales y cuerpos geológicos en la corteza terrestre bajo el campo magnético básico. También se denomina campo magnético de la corteza terrestre o anomalía magnética. Es el contenido de investigación clave de la exploración magnética. Se puede descomponer en el componente horizontal Hax en la dirección del eje X, el componente horizontal Hay en la dirección del eje Y y el componente vertical Za en la dirección del eje Z. Todos estos componentes son objetos de observación de exploración magnética.

En la exploración magnética, el campo geomagnético normal (campo normal) y las anomalías magnéticas (campo anormal) son conceptos relativos, similares al campo de referencia y la anomalía gravitatoria en la exploración gravitatoria. El campo normal puede considerarse como el campo de fondo o campo de referencia de las anomalías magnéticas (es decir, el campo magnético a estudiar). Si se desea delimitar cuerpos rocosos altamente magnéticos o cuerpos minerales en estratos débilmente magnéticos o no magnéticos, el campo magnético generado por los primeros suele considerarse como un campo de fondo normal, mientras que el campo magnético generado por los segundos es una anomalía magnética; Si desea delinear cuerpos de roca no magnéticos o cuerpos minerales en estratos magnéticos, en este momento, el campo magnético del estrato magnético puede considerarse como el campo normal, mientras que el cambio relativo del campo magnético en el estrato no magnético es el campo anormal.

A continuación se describe brevemente una cantidad importante δT en la exploración magnética.

La intensidad total de la anomalía magnética ta puede considerarse aproximadamente como la diferencia vectorial entre la intensidad del campo magnético t y el campo normal T0, y δ t es la diferencia de módulo entre t y T0, es decir,

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δT no es ni el módulo de Ta ni la proyección de Ta en la dirección T0. Según el teorema del coseno del triángulo:

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Después de la conversión, obtenemos:

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Esto muestra que cuando la intensidad de la anomalía magnética Ta no es grande, δ T puede considerarse aproximadamente como la proyección de Ta en la dirección T0.

1.3 Mapa geomagnético

Los elementos geomagnéticos cambian en el tiempo y el espacio. Para comprender sus características de distribución, todos los valores observados en diferentes momentos deben asignarse a una fecha específica. A nivel internacional, esta fecha generalmente se elige a las 0 en punto del 65438 de junio + 1 de octubre. Este paso se llama Tonghua. De acuerdo con las coordenadas de longitud y latitud de cada punto de medición, marque el valor normalizado de un elemento geomagnético en el mapa y luego use una curva suave para conectar puntos con valores iguales para dibujar un mapa de contorno del elemento geomagnético, que es llamado mapa geomagnético. Según el alcance de la topografía y la cartografía, los mapas geomagnéticos se pueden dividir en dos tipos: mapas geomagnéticos mundiales y mapas geomagnéticos locales (Figuras 2 y 3). Además, a partir de los datos de observación de los elementos geomagnéticos que cambian con el tiempo, se puede obtener el cambio promedio anual del elemento correspondiente, que se denomina tasa de cambio anual de los elementos geomagnéticos. Asimismo, se pueden compilar gráficos de contorno de las tasas de cambio anual de los elementos para los años correspondientes.

Figura 2 Distribución de la intensidad del campo magnético de la Tierra

Figura 3 Distribución del ecuador y la región polar (declinación magnética)

1.4 El campo magnético de la Tierra es un campo magnético cambiante.

El campo magnético cambiante superpuesto al campo básico de la Tierra se puede dividir en dos categorías: uno es el campo cambiante a largo plazo con fuentes de campo interno que cambian lentamente y el otro es el campo cambiante a corto plazo causado principalmente; por las fuentes de campo externas de la Tierra. El período del campo del cambio a largo plazo es muy largo y generalmente alcanza varios años, décadas o incluso más. El mecanismo de su cambio aún está en estudio. El campo cambiante a corto plazo es causado principalmente por varios sistemas de corriente fuera de la Tierra y se divide en dos tipos: periódico y no periódico. Los cambios cíclicos, también llamados cambios estáticos, incluyen cambios estáticos solares y cambios diarios lunares. Los cambios no periódicos también se denominan cambios de perturbación, como tormentas magnéticas, pulsaciones geomagnéticas, etc.

Introducción a los métodos e instrumentos de exploración magnética

2.1 Introducción a los métodos de exploración magnética

Las rocas y minerales en la naturaleza tienen diferentes propiedades magnéticas y pueden producir diferentes campos magnéticos. provocando que el campo magnético de la Tierra cambie en áreas locales, lo que lleva a anomalías geomagnéticas. Entre ellas, las anomalías magnéticas se refieren a la distorsión del campo geomagnético provocada por la superposición del campo magnético generado por cuerpos magnéticos sobre el campo geomagnético. Un método de exploración geofísica que estudia los patrones de distribución de estructuras geológicas y recursos minerales (u otros objetos de exploración) mediante la observación y el análisis de anomalías magnéticas causadas por diferencias magnéticas en rocas, minerales (u otros objetos de exploración) se denomina exploración magnética.

La exploración magnética es un método de exploración geofísica que observa y estudia cambios en los campos magnéticos en medios subterráneos. Con base en los cambios medidos del campo magnético, encuentre el tamaño y la ubicación de yacimientos de roca y objetos enterrados con anomalías magnéticas. Métodos principales: método de intensidad del campo magnético, método de gradiente magnético, etc.

El magnetismo de las rocas depende principalmente de las inclusiones de minerales ferromagnéticos. Los minerales ferromagnéticos más comunes son la magnetita, la titanomagnetita, la pirrotita y la maghemita. El magnetismo de rocas y minerales incluye la magnetización inducida y la magnetización residual. La relación entre la intensidad de la magnetización inducida de rocas y minerales magnetizados por el campo geomagnético moderno y la intensidad del campo geomagnético moderno (es decir, la susceptibilidad magnética) indica la dificultad de la magnetización. Durante el proceso de formación, las rocas y minerales son magnetizados por el campo geomagnético de ese momento y adquieren magnetismo, lo que se denomina magnetización residual. La diferencia magnética entre rocas y minerales es la base de la exploración magnética para resolver problemas de prospección geológica.

De acuerdo con las diferentes áreas espaciales de observación de anomalías magnéticas, el trabajo de levantamiento magnético se divide en levantamiento magnético terrestre, levantamiento magnético aéreo, levantamiento magnético oceánico y levantamiento magnético de pozo. Debido a que la Tierra misma es un gran imán, los valores predichos de fuerza magnética deben revisarse para encontrar anomalías magnéticas relacionadas únicamente con el magnetismo de rocas y minerales. El procesamiento y corrección de datos de observación de anomalías magnéticas incluyen principalmente corrección de campo normal, corrección de variación diurna, corrección del coeficiente de temperatura del instrumento y corrección de deriva del punto cero. Al realizar estudios magnéticos de grandes áreas, la corrección de latitud también debe incluirse en la corrección de campo normal. De este modo se obtienen valores atípicos precisos, a menudo representados por planos y perfiles de isolíneas.

Generalmente, cuanto mayor es el contenido de minerales ferromagnéticos, más fuerte es el magnetismo. En los campos de petróleo y gas, debido a la fuga de hidrocarburos al suelo, se forma un ambiente reductor que puede reducir el óxido de hierro de las rocas o del suelo a magnetita. Este tipo de anomalía magnética puede detectarse mediante un magnetómetro de alta precisión, a fin de cooperar con otros métodos de exploración para encontrar campos de petróleo y gas.

2.2 Instrumentos de exploración magnética

Los instrumentos que miden la fuerza y ​​dirección de los campos magnéticos se denominan colectivamente magnetómetros. Los magnetómetros que miden la fuerza del campo geomagnético se pueden dividir en magnetómetros absolutos y magnetómetros relativos. La precisión del magnetómetro absoluto está determinada por el propio instrumento, y la precisión del magnetómetro relativo sólo puede determinarse después de compararlo con el magnetómetro absoluto. Los magnetómetros de uso común son los siguientes.

(1) Sensor geomagnético. Un instrumento para medir la inclinación geomagnética. Fue realizado por W.E. Weber en 1837 basándose en el principio de respuesta electromagnética. La precisión de la medición puede alcanzar varios segundos.

(2) Medidor de deflexión magnética. Un instrumento para medir la declinación magnética. Compuesto principalmente por sistema magnético, cable para colgar, mira y dial horizontal. La precisión de la medición puede alcanzar varios segundos.

(3) Magnetómetro de resistencia horizontal de alambre de acero oportuno. Un magnetómetro relativo que mide la fuerza horizontal del campo magnético de la Tierra. Fue diseñado y fabricado por el erudito danés D. Lacour en 1936 basándose en el principio de equilibrio de par y momento magnético. Las partes principales del instrumento son un cable de tiempo refinado y una aguja magnética. Este instrumento se puede utilizar para mediciones geomagnéticas de campo y corrección de registros geomagnéticos en estaciones geomagnéticas. Antes de su uso, sus constantes deben calibrarse con un magnetómetro absoluto.

(4) Regla magnética cero. Un magnetómetro relativo que mide la fuerza vertical del campo magnético de la Tierra. Fue fabricado por Lacour en 1942 mediante la interacción de dos agujas magnéticas basándose en el principio de equilibrio del momento gravitacional y el momento magnético.

(5) Magnetómetro Fluxgate. Un magnetómetro relativo que mide la fuerza y ​​dirección del campo magnético de la Tierra. El instrumento consta de una sonda fluxgate separada. Cada sonda fluxgate puede estar compuesta por sondas independientes. Cada sonda fluxgate puede detectar de forma independiente la intensidad del campo geomagnético en una dirección determinada. Combinando las tres sondas perpendicularmente entre sí se pueden medir simultáneamente los tres componentes de la intensidad del campo geomagnético. El magnetómetro fluxgate se desarrolló durante la Segunda Guerra Mundial y se utilizó para detectar submarinos enemigos desde aviones. Ha sido ampliamente utilizado en estaciones geomagnéticas, estudios magnéticos terrestres, estudios magnéticos aéreos, estudios magnéticos por satélite, etc.

(6)Magnetómetro de precesión de protones. Un magnetómetro absoluto que mide la fuerza total del campo magnético de la Tierra. Los fuertes campos magnéticos polarizan los protones en el agua o los hidrocarburos. Cuando el fuerte campo magnético desaparece repentinamente, los protones precesan alrededor del campo geomagnético a una velocidad angular ω. Midiendo la frecuencia de precesión de los protones, se puede calcular la fuerza total del campo geomagnético. Este instrumento no teme a las vibraciones y es adecuado para cargar en barcos, globos, aviones, satélites y otros vehículos.

Los magnetómetros se pueden dividir en seis categorías: magnetómetros fluxgate, magnetómetros de precesión de protones (Figura 4), magnetómetros de bomba óptica, magnetómetros superconductores, magnetómetros de efecto Hall y magnetómetros de efecto magnetorresistencia.

Figura 5 Magnetómetro de precesión de protones

Aplicación de la exploración magnética

La exploración magnética es adecuada para estudios geológicos regionales, estudios de magnetita y áreas de incendios de minas de carbón Detectar y buscar para fuentes de calor subterráneas, zonas de fractura que contienen agua, tuberías metálicas subterráneas, cables subterráneos, bombas subterráneas sin explotar, obstáculos metálicos abandonados, naufragios, fundiciones antiguas, ruinas de hornos de cerámica, restos de hornos en zonas residenciales y otras reliquias culturales magnéticas (como artículos de hierro, productos de alfarería).

A menudo nos encontramos con diversos obstáculos subterráneos, como explosivos, escoria, proyectos de defensa aérea civil, cimientos de edificios antiguos, tuberías subterráneas, etc. enterrados bajo tierra. Algunos de estos objetos pueden amenazar la seguridad del edificio, algunos pueden obstaculizar la construcción subterránea del edificio (como pilotes, excavaciones, túneles, etc.) y algunos pueden causar daños a las tuberías subterráneas.

3.1 Detección de explosivos enterrados

La detección de explosivos subterráneos es un campo de aplicación importante de la exploración magnética, como la detección de bombas sin explotar y minas terrestres en guerras anteriores. En aplicaciones prácticas, la detección de bombas y depósitos de municiones ocultos durante la Segunda Guerra Mundial tuvo éxito, eliminando peligros ocultos y garantizando la seguridad de las vidas y los bienes de las personas. En Shanghai, el método del gradiente magnético a diferentes alturas y el método de comparación de mediciones magnéticas se utilizan para distinguir con precisión las anomalías causadas por explosivos ferromagnéticos en un contexto de fuerte interferencia magnética, mediante pruebas iniciales, repruebas y pruebas finales. No se pierde ningún explosivo. Desde 1978 se han utilizado métodos magnéticos para buscar explosivos enterrados bajo tierra en varios proyectos de la Planta Petroquímica y Baosteel. Se han eliminado en total más de 2.000 bombas, proyectiles de artillería, minas terrestres y otros explosivos, por un total de unas 30 toneladas. peligros ocultos en la construcción del proyecto y garantizar Mejorar la seguridad del proyecto.

En abril de 1990, seis bombas de 100 libras fueron descubiertas y eliminadas en el sitio de construcción de neumáticos diagonales de la tercera fase de la Planta de Poliéster del Complejo Petroquímico. Entre ellos, después de cavar 1 bomba en el pozo No. 5, se encontró que todavía había una anomalía magnética. Posteriormente, después de bajar la altura, se encontró que había objetos ferromagnéticos en el pozo y los resultados de la excavación continuaron.

3.2 Detección de tuberías subterráneas

La detección de tuberías subterráneas, especialmente tuberías metálicas, proporciona un nuevo campo para la exploración magnética. Debido a la larga duración y a los archivos incompletos, la dirección y la ubicación específica de la red de tuberías urbanas no están claras, lo que trae peligros ocultos para la vida y la construcción de la población urbana. Por un lado, es fácil dañar la red de tuberías existente y, por otro lado, las fugas causadas por daños a la red de tuberías provocan pérdidas al personal de construcción, a los residentes y al equipo. Por lo tanto, comprender la red de tuberías subterráneas es de gran importancia. a la construcción urbana y rural. La aplicación de la exploración magnética en la detección de redes de tuberías subterráneas tiene sus ventajas y ha logrado muchos resultados en aplicaciones prácticas. A finales de la década de 1980, Shanghai comenzó a utilizar el reconocimiento magnético para detectar tuberías subterráneas en el sitio de construcción de la plataforma de la Línea 1 del Metro. Logró buenos resultados y garantizó la seguridad de la construcción del metro. Desde entonces, la tecnología de exploración magnética se ha utilizado ampliamente en la construcción de muchos proyectos municipales, sitios de construcción y fábricas clave en Shanghai, incluido el proyecto del muelle principal del puente Yangpu, la carretera de circunvalación interior y el proyecto de la carretera elevada norte-sur, el Planta Petroquímica y Planta Química de Gaoqiao.

3.3 Detección de pozos enterrados de gas condensado

Los gasoductos de Shanghai llevan más de 100 años tendidos. En 1992, la longitud total de los gasoductos superó los 2.400 km. Para eliminar el petróleo condensado acumulado en el gasoducto, se debe instalar un pozo de petróleo condensado a cierta distancia y bombear agua regularmente para limpiar el gasoducto. Sin embargo, debido a la construcción de carreteras, la renovación de viviendas y otras razones, los pozos de condensación están enterrados bajo aceras asfálticas, aceras, macizos de flores en las calles y zonas verdes, algunos de ellos están irreconocibles en el terreno, lo que dificulta enormemente el bombeo regular de agua. Desde 1989 ~ 1991 en Shanghai, se han descubierto con éxito más de 200 pozos enterrados de gas condensado utilizando el método del gradiente magnético, lo que ha contribuido al dragado normal de los gasoductos.

Aplicación de 3.4 en estudios geológicos de ingeniería de áreas acuáticas

En octubre de 1985, Shanghai llevó a cabo un estudio geofísico del agua en el túnel que cruza el río Yan'an East Road. Los métodos de investigación incluyen batimetría, escaneo de sonar lateral, perfiles estratigráficos poco profundos y métodos magnéticos, así como navegación y posicionamiento con telémetros de microondas. Mediante un estudio magnético se encontraron 9 anomalías magnéticas. La distancia vertical entre la cima y la superficie del río fue de 6 ~ 13,6 m, lo cual fue verificado por la exploración submarina. Se trata, en efecto, de restos de naufragios, de elementos de construcción y de cables bajo el río.

3.5 Verificación de hipótesis geológicas

La aeromagnética proporciona suficiente base geofísica para el establecimiento de la teoría geotectónica moderna - teoría de placas: porque el fondo marino es donde el material del manto se eleva a través de las dorsales oceánicas. Está formado por expandiéndose en ambos lados, por lo que se expande a medida que se enfría. Cuando la temperatura de estos materiales del manto cae por debajo de su punto de Curie durante el enfriamiento, adquiere magnetismo en la dirección consistente con la dirección del campo geomagnético en ese momento. Dado que el campo geomagnético cambia varias veces durante la expansión del material del manto, y el magnetismo del fondo marino es estable después de la solidificación, el fondo marino en expansión tiene diferentes direcciones de magnetización en diferentes momentos. Las fallas traslacionales del fondo marino y las estructuras rayadas descubiertas por anomalías aeromagnéticas resolvieron satisfactoriamente los problemas mecánicos de la teoría de la deriva continental de Wegener.

3.6 Aplicación de la exploración minera y la cartografía geológica

En general, los minerales contienen minerales magnéticos (normalmente pirrotita, a veces magnetita), que pueden provocar anomalías magnéticas. La prospección magnética es un método geofísico para encontrar depósitos metálicos o mapeo geológico, y cuenta con métodos de trabajo y experiencia maduros.

En la investigación de predicción de cinturones metalogénicos y campos minerales, los datos regionales comúnmente utilizados en la tecnología de prospección geofísica incluyen aeromagnéticos (estación integral de aviación) de mediana y gran escala (1: 10000 ~ 1: 50000). Los métodos terrestres comúnmente utilizados incluyen pequeños. escala (1: 50000~1). Durante el período del "Octavo Plan Quinquenal", se lograron avances importantes en la prospección geofísica integral en el cinturón metalogénico de Kangultag, con el descubrimiento oportuno de depósitos de oro de tipo veta, depósitos de oro epitermales, depósitos polimetálicos a base de cobre y minerales de sulfuro de cobre. depósitos.

En el estudio y exploración de depósitos minerales, los métodos magnéticos se utilizan a menudo junto con otras técnicas de exploración geofísica, como la gravedad de Bouguer, el método de resistividad, la polarización autoinducida (SP), la polarización inducida (IP) y la electromagnética. (TEM, CSAMT), métodos sísmicos y diversos métodos geofísicos subterráneos (incluida la prospección geofísica de pozos y la prospección geofísica de túneles). Por ejemplo, los métodos magnéticos terrestres desempeñaron un papel importante en el descubrimiento y exploración del mineral de hierro de Tianhu. La historia de la prospección de la mina de plomo y zinc de Kekotal se puede resumir de la siguiente manera: 1: 200.000 superficies de escaneo de prospección geoquímica encontraron anomalías - 1: 50.000 inspecciones de anomalías de prospección geoquímica - 1: 20.000 delineación de superficies de escaneo geológico, magnético y de polarización Anormalidad - 1:20.000 Delineación electromagnética transitoria de yacimientos minerales: sondeo electromagnético transitorio para localizar minas ocultas. Las reservas de depósitos minerales han crecido de pequeñas a grandes y la exploración magnética ha desempeñado un papel importante.

3.7 Exploración de carbón y detección de incendios en yacimientos carboníferos.

En la actualidad existen cuatro métodos de exploración geofísica: método magnético, método gravitacional, método eléctrico y método sísmico. Los métodos magnéticos y la gravedad se utilizan principalmente en las etapas de prospección de carbón y minerales. Pueden delinear el alcance de series de rocas carboníferas en yacimientos de carbón ocultos, encontrar cuencas carboníferas y estudiar el relieve del sótano, etc. También se puede utilizar para detectar pilares derrumbados, restos de hornos antiguos y determinar zonas de quema de vetas de carbón.

La esencia de la detección magnética de las áreas de incendio de las minas de carbón es que las vetas de carbón que recubren las rocas generalmente contienen grandes cantidades de nódulos de siderita y pirita. Cuando las vetas de carbón se encienden espontáneamente, las rocas suprayacentes se cuecen a altas temperaturas y los componentes de hierro que contienen sufren cambios físicos y químicos para formar sustancias magnéticas que retienen un fuerte magnetismo. Después de la cocción, el magnetismo de la roca suprayacente aumenta al aumentar la temperatura de autoignición. Ya en la década de 1960, las provincias del noroeste de mi país utilizaron una combinación de métodos magnéticos y eléctricos para explorar las áreas de incendio de las minas de carbón y lograron ciertos resultados. La India también utilizó este método para determinar la zona de incendio espontáneo en la cuenca minera de Jhariya y logró resultados muy satisfactorios. Rusia y Ucrania también utilizan este método para determinar el alcance de las zonas de incendio de combustión espontánea en los yacimientos de carbón. A juzgar por la naturaleza y la aplicación actual de este método, la detección magnética se utiliza principalmente en áreas de incendio en yacimientos de carbón y se utiliza menos para detectar altas temperaturas de combustión espontánea en minas de producción. Esto se debe principalmente a que: ① Cuando la temperatura de la fuente de fuego de autoignición es inferior a 400 °C y el tiempo de horneado es corto, no se puede formar un alto magnetismo en la roca o veta de carbón suprayacente y, en el caso de las minas de producción, es necesario; para hacer frente a áreas de alta temperatura de autoignición del carbón, la temperatura de autoignición es baja y el tiempo de horneado es corto, el efecto de medición magnética no es ideal. (2) Para las minas de producción, hay muchas sustancias ferromagnéticas alrededor del área subterránea de alta temperatura y el método de medición magnética no se puede utilizar de manera efectiva. ③ La distribución desigual de los nódulos de hierro en las vetas de carbón y en las placas del techo y del piso de carbón dificulta que el estudio magnético detecte áreas de incendio de combustión espontánea.

3.8 Aplicación del método magnético en minerales no metálicos y exploración de petróleo y gas

En la exploración de recursos de petróleo y gas, la exploración del método magnético se puede utilizar para estudiar la estructura geológica del estudio. área y delinear algunas de las estructuras geológicas más importantes. Áreas pequeñas con potencial para estructuras de hidrocarburos y buscar directamente estas estructuras cuando las condiciones sean favorables. Además, en los últimos años se ha sugerido que se han descubierto anomalías magnéticas de alto número de ondas (alta frecuencia) en los yacimientos petrolíferos. Se cree que esta anomalía refleja magnetita cerca de la superficie, formada a partir de la reducción de hidróxidos, óxidos o hematita de hierro. Se cree que la formación de esta magnetita es un resultado directo de la filtración de petróleo, por lo que esta anomalía puede usarse para determinar la presencia de yacimientos de petróleo y gas. Actualmente, esto todavía se encuentra bajo exploración experimental. Para los depósitos de minerales sólidos no metálicos, normalmente no se pueden utilizar métodos de prospección directa y sólo se pueden utilizar métodos indirectos. Por ejemplo, es imposible encontrar mineral de diamantes directamente mediante exploración magnética, pero los conos de voladura de kimberlita que contienen diamantes pueden mostrar anomalías magnéticas durante los estudios magnéticos. Por lo tanto, primero podemos buscar conos de voladura de kimberlita y luego explorar más a fondo las características de los conos de voladura que contienen mineral. Por poner otro ejemplo, puedes encontrar depósitos de azufre buscando áreas de alteración hidrotermal.

3.9 Aplicación del magnetismo en el medio ambiente y la arqueología

El magnetismo ambiental se formó en el estudio de los ambientes antiguos. Los estudios magnéticos ambientales del loess pueden determinar las características paleoclimáticas de la formación del loess. En arqueología, los métodos magnéticos se han utilizado ampliamente. Las reliquias culturales humanas antiguas y las tumbas antiguas a menudo tienen características magnéticas diferentes a las de los sedimentos circundantes, especialmente hornos, estufas, paredes de ladrillo, fogatas, pilas de cerámica, etc., que tienen una mayor intensidad de anomalía magnética. La prospección magnética puede detectar la ubicación y la profundidad de sitios culturales antiguos, así como la profundidad y el espesor de capas culturales antiguas.

Introducción al levantamiento magnético terrestre de alta precisión

4.1 ¿Qué es el levantamiento magnético terrestre de alta precisión?

El estudio magnético terrestre se denomina estudio magnético terrestre. De acuerdo con la diferencia en la precisión de los estudios magnéticos, los estudios magnéticos terrestres se pueden dividir en estudios magnéticos terrestres de precisión media y baja con una precisión inferior a 5 nT y estudios magnéticos de alta precisión con una precisión superior a 5 nT. Los trabajos de medición magnética con un error total menor o igual a 5 nT se denominan colectivamente trabajos de medición magnética de alta precisión.

En la medición magnética de alta precisión, según el error total de la medición magnética, se divide en tres niveles de precisión: 5nT, 2nT y 1nT.

4.2 Características del estudio magnético terrestre de alta precisión

La prospección indirecta es el método principal y tiene una amplia gama de aplicaciones. El requisito de precisión es ≤5nT, principalmente magnetómetros electrónicos, como magnetómetros de precesión de protones. Básicamente no se ve afectado por la temperatura y la vibración mecánica. No se requiere orientación ni nivelación estrictas. Alta eficiencia en el trabajo y pequeño error operativo. La anomalía geomagnética total (δT) es la característica principal y puede usarse para mediciones absolutas.

Solo se necesitan de 1 a 2 segundos para observar una vez y registrarlo automáticamente. Normalización temporal de las observaciones. No es necesario establecer una red de puntos base para transmitir valores de campo y mediciones de la red de puntos base. Solo se realizan correcciones de variación diaria y gradiente normal (incluida la altura), y la corrección está altamente automatizada. Se mejora la precisión y la relación señal-ruido se reduce relativamente, por lo que extraer anomalías de objetivos efectivos se convierte en un requisito previo para la interpretación y la inferencia.

4.3 Ámbito de aplicación del estudio magnético terrestre de alta precisión

El estudio magnético terrestre de alta precisión puede encontrar depósitos minerales, estratos, estructuras de control de minerales y rocas alteradas relacionadas basándose en el estudio magnético. Desempeña un papel en la investigación estructural, el mapeo geológico, la prospección directa e indirecta y la exploración minera. Cooperar con estudios geológicos regionales de gran, mediana y pequeña escala para proporcionar datos geológicos básicos para la investigación. Búsqueda de minerales débilmente magnéticos o prospección indirecta (como delinear cuerpos rocosos, dividir estratos, rastrear fallas, buscar minerales ciegos, etc.) para realizar investigaciones de prospectos de mineralización, delineando así el área objetivo de prospección. Estos incluyen metales preciosos, metales no ferrosos, polimetales, metales ferrosos y depósitos no metálicos basados ​​en la exploración magnética. A través de un reconocimiento y exploración general de la zona minera y su periferia, se estudiaron anomalías magnéticas débiles, que proporcionaron pistas para encontrar minas ocultas a gran profundidad. Exploración de petróleo y gas y topografía de yacimientos de carbón. Aplicaciones en geología ambiental, hidrogeología y geología de ingeniería. Se utiliza para encontrar tuberías subterráneas, explosivos, arqueología, recuperación de agua, etc.

4.4 Principios básicos del uso del magnetómetro de precesión de protones para estudios magnéticos terrestres de alta precisión.

Actualmente, nuestro equipo utiliza el magnetómetro de precesión de protones canadiense G SM-19T v6.0 para realizar estudios magnéticos terrestres de alta precisión. El magnetómetro de precesión de protones, también conocido como magnetómetro de precesión de protones, funciona de la siguiente manera:

El fluido de trabajo en la sonda del magnetómetro de precesión de protones es un líquido rico en hidrógeno, como agua, alcohol, queroseno, glicerina, Benceno, etc. Los protones del núcleo de hidrógeno son partículas cargadas positivamente que mantienen el giro y tienen cierto magnetismo. Bajo la influencia de un campo magnético externo, los protones que giran se dispondrán en una dirección determinada. Si se elimina el campo magnético externo, los protones precederán alrededor del campo magnético terrestre (T) con la misma fase. Se demuestra que la frecuencia de precesión de protones (f) y el campo geomagnético (T) tienen una relación de T=23.4872f (la unidad T es nT). Cuando se determina la frecuencia f, se puede calcular el valor de la intensidad del campo magnético total t del campo magnético terrestre. Los instrumentos fabricados con este principio se denominan magnetómetros de precesión de protones o magnetómetros de precesión de protones y magnetómetros de precesión nuclear. El magnetómetro de precesión de protones tiene las ventajas de alta precisión, buena estabilidad, poca influencia de la temperatura, ausencia de desviación cero y alto grado de automatización.

4.5 Requisitos de precisión para estudios magnéticos terrestres de alta precisión

La precisión de los estudios magnéticos es el principal indicador para medir la calidad de los estudios magnéticos de campo y también es la base para determinar los métodos de trabajo de campo. y tecnologías. La baja precisión afecta la eficiencia y el costo del trabajo, por lo que es extremadamente importante determinar correctamente la precisión de la medición magnética.

Se estipula que el error cuadrático medio de la precisión de la observación del campo magnético se utiliza como estándar para medir la precisión. Un error cuadrático medio grande significa una precisión de medición magnética baja y viceversa.

¿Qué tipo de precisión de medición magnética se debe utilizar? En primer lugar, se deben considerar las tareas geológicas del estudio magnético y la intensidad mínima significativa de anomalía magnética del objeto de detección. Según la teoría del error, las anomalías con errores superiores a 3 veces el error cuadrático medio son creíbles. De acuerdo con los requisitos de los mapas geofísicos, debe haber al menos dos contornos distintos de cero para delimitar correctamente la forma de la anomalía magnética. La distancia entre los contornos no debe ser inferior a tres veces el error medio, para garantizar la precisión del mapa geofísico. La encuesta generalmente está determinada por el máximo Determinado por un quinto a un sexto del valor máximo de la anomalía débil.