Аномальное магнитное поле континентов и океанов

АНОМАЛЬНОЕ МАГНИТНОЕ ПОЛЕ

(МАГНИТНЫЕ АНОМАЛИИ) – векторная разность между реальносуществующим на поверхности Земли и нормальным полями. Магнитное поле на поверхности Земли имеетсложную структуру: характерные размеры элементов этой структуры различаются на несколько порядков, отпервых метров до тысяч километров. В пространственном спектре геомагнитного поля существует минимуммежду 400 и 4000км, разделяющий два главных источника поля: аномальная часть – литосфера ("магнитная"природа) и нормальное поле, включая мировые аномалии – ядро ("электротоковая" природа), т.е. магнитныеаномалии – это отклонения от главного магнитного поля Земли, обусловленные источниками в литосфере исвязанные главным образом с распределением магнитных минералов в литосфере и их намагниченностью.Магнитные аномалии в зависимости от их размера и глубины источника условно делятся на региональныеи локальные. Разделение геомагнитного поля на аномальное и нормальное также условно и зависит отзадачи. Ценность измерения и изучения аномального магнитного поля, как и других геофизических полей – вполучении телеинформации о строении верхней части литосферы, прежде всего земной коры. Получаемаятелеинформация однако весьма узкая – только о намагниченности среды, без дополнительной информацииневозможно однозначно привязать аномальный эффект к конкретному объекту.

Региональные аномалии. Протяженность региональных аномалий составляет десятки и сотни километров,их интенсивность, как правило, на порядок меньше интенсивности мировых аномалий, но градиентинтенсивности может достигать десятков и сотен нТ на километр, что на 2-3 порядка выше, чем у мировыханомалий. Региональные аномалии отражают строение земной коры и особенности магнитных свойствслагающих ее пород. Интенсивность аномалий определяется магнитной восприимчивостью и естественнойостаточной намагниченностью горных пород, а также глубиной залегания магнитных пород. Направлениемагнитного поля Земли в любой точке на поверхности Земли составляет определенный угол с вертикалью,под таким же углом будет направлена намагниченность породы в современном магнитном поле, чтоскажется соответствующим образом на конфигурации аномального магнитного поля. Кроме того, ряд причин– остаточная намагниченность, образовавшаяся в древнем поле, направление которого отличалось отсовременного, размагничивающий фактор в случае сильно магнитных пород, анизотропия магнитнойвосприимчивости – могут привести к тому, что реальная магнитная аномалия будет отличаться от расчетнойдля однородно намагниченного тела. Это добавляет трудности при интерпретации аномального поля, т.е.определении глубины залегания, размеров и намагниченности залегающего тела, задачи, которая какизвестно из теории потенциала, и в простом случае не имеет однозначного решения. Изучение магнитныххарактеристик пород, слагающих район аномалии – их восприимчивости и естественной остаточнойнамагниченности, а также их возраста, по которому, основываясь на палеомагнитных данных, можно судитьо направлении остаточной намагниченности – позволяет приблизить интерпретацию к реальной картинеразмещения залегающих тел. Конечным итогом изучения и интерпретации региональных магнитныханомалий является создание магнитной модели коры данного региона или коры данного типа (см.петромагнитная модель литосферы).

Локальные аномалии в принципе не отличаются от региональных. Граница между ними условна. Клокальным аномалиям обычно относят аномалии протяженностью от метров до первых десятковкилометров. Они выделяются на фоне сглаженного регионального поля, их источники расположены насравнительно небольших глубинах и этим определяется их практическая значимость. Интенсивностьлокальных аномалий может быть самой различной от значений, превышающих 10000 нТ, в случаемагнетитовых руд до десятков нТ в случае осадочной толщи. Последние играют существенную роль приразведке на нефть и на газ. Наиболее сильная положительная магнитная аномалия – Курская- связана сжелезистыми кварцитами. Ее интенсивность вдвое превышает нормальное поле района. Отрицательныемагнитные аномалии обусловлены обычно остаточной намагниченностью пород обратной полярности, т.е.имеющей "обратное" (по отношению к современному полю) направление.

Аномальное магнитное поле океанов резко отличается от региональных аномалий континентов своейлинейной упорядоченностью. Линейные аномалии являются основной частью аномального поля всехокеанов. Их особенности таковы: а) аномалии простираются на тысячи километров параллельно осевымзонам спрединга; б) вкрест их простирания картина – чередование положительных и отрицательныханомалий, их протяженность, изменение их интенсивности – близка симметричной относительно осиспрединга; в) самая интенсивная – положительная аномалия часто находится над осью спрединга,интенсивность аномалий довольно быстро уменьшается по мере удаления от рифта (первые 10 млн. лет,затем может вновь возрастать); г) линейное простирание аномалий нарушается трансформными разломами,при этом вся система аномалий сдвигается по отношению к соседним участкам, не утрачивая при этом своизакономерности. Ряд океанов имеют несколько систем линейных аномалий, связанных с древними осямиспрединга. Было замечено, что поперечные размеры последовательных положительных и отрицательныханомалий пропорциональны длительности последовательного существования геомагнитного поля прямой иобратной полярности. Это послужило отправным пунктом для гипотезы Вайна и Мэтьюза о происхождениилинейных магнитных аномалий. Часть аномального магнитного поля океанов связана с отдельнымиподводными горами вулканического происхождения.

(НА ВСЯКИЙ) Нормальное и аномальное магнитное поле

Вклад дипольной составляющей Tдип, в наблюденное магнитное поле Земли составляет примерно 70%, что объясняет такие его глобальные особенности, как увеличение напряженности магнитного поля в 2 раза при переходе от экватора к полюсу. В наблюденном поле выделяют также составляющие, связанные с особенностями внутреннего строения Земли, называемые материковыми аномалиями Tм. Эти плавно изменяющиеся компоненты образуют на Земле шесть крупных, соизмеримых с площадью материков положительных и отрицательных аномалий с амплитудой (0,1—0,2) 105 нТл.

В настоящее время еще не выработана единая точка зрения относительно происхождения Tм. Видимо, источники их располагаются на глубине около 3000 км, на уровне внешней границы ядра Земли. В практике магниторазведки принято называть нормальным геомагнитным полем (или главным магнитным полем Земли) в рассматриваемой точке сумму полей диполя Tдип и материковых аномалий Tм: Тнорм= Tдип+ Tм.

Нормальное магнитное поле Земли специально рассчитывают и существуют таблицы или карты Тнорм, Zнорм для определенного периода времени и для каждой точки Земли.

Отклонения наблюденных значений магнитного поля Земли Т от нормального поля Тнорм являются аномалиями магнитного поля ΔТа, ΔZа, ΔHа:

ΔТа = T - Тнорм, ΔZ = Z - Zнорм (3.2)

В зависимости от протяженности участка или площади, на которых они выделяются, аномалии магнитного поля подразделяют на локальные и региональные (относительно друг друга для данного района исследования). В северном полушарии направление намагничивающего поля Земли близко к вертикальному, поэтому более яркими и локализованными являются положительные аномалии. Интенсивность и характер магнитных аномалий зависят от интенсивности намагниченности горных пород I, которая определяется их магнитными свойствами и свойствами вмещающих пород и напряженностью магнитного поля Земли, а также зависит от формы, размеров и глубины залегания аномалообразующих масс. К магнитным свойствам кроме магнитной восприимчивости χ, определяющей индуктивную намагниченность Ii = χТ, относится остаточная намагниченность In, т. е. I ≈ Ii + In.

Дата добавления: 2015-08-31