Принцип свободной ядерной прецессии (пояснить принцип измерений и обобщенную блок-схему магнитометра). Какие магнитометры созданы по этому принципу и их особенности

Дайте общую характеристику магнитных свойств горных пород (осадочные, интрузивные, эффузивные, метаморфические).

По магнитной восприимчивости æ горные породы классифицируют на

- практически немагнитные (до 40 10^-5 СИ),- слабомагнитные (40 – 400 10^-5 СИ), - среднемагнитные (400 – 4000 10^-5 СИ),- сильномагнитные (более 4000 10^-5 СИ).

В среднем по возрастанию магнитной восприимчивости породы располагаются в следующий ряд: осадочные – метаморфические – эффузивные – интрузивные.

Осадочные породы в «свежем» виде, без признаков оруденения относятся к практически немагнитным.

Для изверженных горных пород (интрузивных и эффузивных) наблюдается общая закономерность возрастания магнитной восприимчивости от кислых к основным. Граниты в большинстве случаев являются слабомагнитными.Характерно также повышение магнитной восприимчивости в зонах контактов массивов с карбонатами. Процессы хлоритизации и серицитизации ведут к понижению æ.

Однако необходимо учитывать, что иногда при очень высоких значениях магнитной восприимчивости горных пород над ними могут не наблюдаться магнитные аномалии. Объясняется это тем, что аномалиеобразующим свойством в магниторазведке является не магнитная восприимчивость, а величина и направление намагниченности горной породы.

----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

19. По карте нормального поля 1990 г. в некоторой точке получено значение Z = 0,42 Э. Величина ΔZ по карте изопор в этой точке составляет -200 нТл. Определить значение номального магнитного поля для 2008 г

----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

20. Охарактеризуйте принцип измерений магнитного поля оптико-механическими магнитометрами. Каковы их преимущества и недостатки?

Принцип работы оптико-механических магнитометров основан на взаимодействии постоянных магнитов с магнитным полем Земли и называется принципом магнитных весов.

В настоящее время в производственных организациях эти магнитометры не применяются из-за сравнительно низкой производительности и низкой точности по отношению к более современным типам магнитометров. Применяются они в основном при специализированных опытных работах и при работах в зонах больших градиентов магнитного поля (более 600 нТл/м).

----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

21. Охарактеризуйте сущность принципа феррозонда типа второй гармоники. Какие магнитометры основаны на этом принципе и их особенности.

В магнитометрах этого типа магниточувствительным элементом является феррозонд.

Полезной для магнитных съемок особенностью такого феррозонда является то, что он может измерять составляющую напряженности магнитного поля, направленную по оси зонда. То есть, если поле Т будет направлено перпендикулярно сердечникам, то «сдвига» индукции в обмотках не будет и сигнала во вторичной обмотке не будет. Эта особенность позволяет проводить так называемые компонентные измерения (т.е. измерения трех составляющих по осям) индукции магнитного поля, что относится к достоинствам метода. Недостатком метода является наличие смещения нуля прибора, что даже при высоком пороге чувствительности прибора в 1нТл не позволяет проводить измерения с высокой точностью.

----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Принцип свободной ядерной прецессии (пояснить принцип измерений и обобщенную блок-схему магнитометра). Какие магнитометры созданы по этому принципу и их особенности

Протонные магнитометры основаны на принципе свободной ядерной прецессии протонов - ядер атома водорода. Прецессия – вращение магнитного момента протона вокруг магнитных силовых линий измеряемого поля.

В настоящее время это наиболее широко применяемые приборы при проведении наземных съемок (ММП-203М, МИНИМАГ), аэромагнитных (ММС-213, ММС-214) и гидромагнитных (АПМ-3, МПМ-3) съемок, а также скважинных магнитных измерений (МСП-2). Полевые протонные магнитометры ММП-203, ММП-203М, МИНИМАГ конструктивно выполнены в виде двух раздельных блоков - магнитоизмерительного преобразователя (датчика) и измерительного пульта.

Датчик протонного (ядерного) магнитометра обычно представляет собой цилиндрический сосуд из ор­ганического стекла с жидкостью, содержащей протоны (смесь воды со спиртом, керосин, раствор солн Фреми и т д.). Сосуд помещается в многовитковую катушку, настро­енную в резонанс с частотой ожи­даемого сигнала. Эта катушка ис­пользуется как для возбуждения (поляризация), так и для съемки сигнала в виде ЭДС определенной частоты (эти функции катушки раз­делены во времени).

 

Рис.. Обобщенная блок-схема протонного магнитометра

На рис. приведена обобщен­ная блок-схема протонного магнитометра. Датчик 1 соединен с релейно-переключающим устройством 2, которое автоматически осуществляет подключение датчика после прогрева схемы к поляризующей батарее 3. Затем, по истечении определенного времени, датчик переключается на усилитель 4 и по окончании записи показаний прибора выключается. После усилителя 4 сигналы поступают в прецизионный быстродействующий частотомер 5, а затем на регистратор 6.

Порядок работы с магнитометром достаточно прост. Перед измерениями штанга с МИП закрепляется в фиксированном положении специальными ремнями за спиной оператора (обычно в слабых магнитных полях - датчиком вниз, а в интенсивных полях - датчиком вверх). Проверяется (путем контрольного отсчета) правильность выбора диапазона измерения, а затем оператор выходит в маршрут. На точке наблюдения оператор останавливается так, чтобы МИП располагался над пикетом, и при включенном приборе (в соответствии с ранее выбранным диапазоном) нажимает на кнопку «Пуск». Через 3 секунды на табло появляется отсчет, который оператор записывает и переходит на следующую точу. Если вблизи имеются магнитные помехи (ЛЭП, индустриальные объекты и др.) или измеряемое поле имеет градиент более 600 нТл/м, то сигнал на табло обнуляется, поэтому в зонах высоких градиентов с этими магнитометрами работать нельзя.

----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

23. Во сколько раз увеличится точность наблюдений, если мы на одной точке будем проводить не одно наблюдение, а 4?

----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

24. В чем суть принципа оптической накачки? Поясните общее устройство и работу квантовых магнитометров и их особенности.

По установившейся отраслевой (геолого-геофизической) терминологии квантовыми называются магнитометры, работающие на принципе оптической накачки, хотя по международной терминологии группа квантовых магнитометров значительно шире.

Магнитометры на принципе оптической накачки основаны на взаимодействии магнитных моментов атомов рабочего вещества (пары щелочных металлов - Na, K, Rb, Cz или инертные газы He, Ar, Kr и др.) с внешним магнитным полем (эффект Зеемана).

Сущность эффекта Зеемана состоит в том, что энергетические уровни атомов жидких, газообразных и парообразных веществ, находящихся в магнитном поле, расщепляются на несколько подуровней.

Порог чувствительности магнитометров, основанных на принципе оптической накачки, составляет 1 - 0.01 нТл в зависимости от цикла измерений. Их показания менее устойчивы, чем у протонных магнитометров, однако они имеют лучшую частотную характеристику, могут работать и в слабо-, и в сильноградиентных полях. На принципе оптической накачки построены квантовые аэромагнитометры ММ-305, КАМ-28, пешеходные М-33, ММП - 303, ММ -60.

----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

25. В некоторой точке угол Н = 0,3 Э, Т = 0,4 Э. Определите значение Z

----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------