Методика наземных магниторазведочных работ

ТОО Жанажол Мунай Сервис выполняет магниторазведочные работы с применением лучшего в отрасли оборудования, которое позволяет получить исходные данные самого высокого качества.

Отличие этого метода от остальных геофизических разведок заключается в высокой производительности. Весьма эффективен поиск и разведка железной руды, повышается скорость геологического картирования, структурных исследований, поиск полезных ископаемых различного типа.

Магниторазведка представляет собой геофизический метод решения геологических задач. Основа метода — изучение магнитного поля Земли. Наша планета, являясь космическим телом с определенным внутренним строением, генерирует постоянное магнитное поле. Оно называется «нормальным» или «первичным».

Большая часть горных пород и руда обладают магнитным свойством и под воздействием поля Земли намагничиваются, создают аномальные (вторичные) магнитные поля. Посредством магниторазведки удается выделить такие аномальные поля на фоне наблюденного или суммарного геомагнитного поля, а также осуществить геологическое истолкование полученных данных.

Наземные

Наземная магнитная разведка — необходимо для детализации аномалий картировочно-поисковых съемок, где требуется наиболее высокая точность.

Решаемые задачи:

картировочно-поисковые — используются при крупномасштабных геологических картированиях с масштабом 1:50000 -1:10000 и в непосредственных поисках железорудных или иных полезных ископаемых;
поисково-разведочные, детальные с масштабом 1: 10000 и крупнее — помогают выявить на территории рудные тела, оценить их размеры, форму, степень намагниченности и положение в горной породе.

Аэромагнитные с применением БПЛА

Аэромагниторазведка — весьма быстрый и продуктивный метод, благодаря чему широко используется при необходимости исследовать магнитные поля на крупных объектах — суше, акватории.

Решаемые задачи:

региональные в масштабе 1 : 200 000 и мельче — проводятся при необходимости изучить глубинное геологическое строение суши или акваторий на большой территории;
картировочные — позволяют оценить перспективность изучаемой площади на предмет количества содержания в них железорудных или иных полезных ископаемых; масштаб — 1:100000 - 1:50000.

Как проводятся исследования

Методика наземных магниторазведочных работ подразумевает использование специфичного оборудования. Одни из наиболее эффективных — магнитометр MMPOS-1 и цезиевый магнитометр G-859SX от производителя Geometrics (США).

Различия между видами магнитометров:

G-859SX устанавливается в слабоградиентных полях около участка работ, используется в качестве магнитовариационной станции, позволяющей контролировать качество работ;
MMPOS-1 эксплуатируется в случае необходимости пешей съемки, в процессе передвижения.

Чтобы мониторить стабильность работы приборов, до начала исследования и по завершении рейса с них снимают показания. Контролировать качество получаемых результатов удается посредством постановки независимых контрольных наблюдений. Их объем не превышает 5% от общего количества точек; проверяются данные по завершении полевых работ. Результаты контрольных наблюдений позволяют определить среднюю квадратичную погрешность, возникшую в наблюдениях основных приборов.

Geometrics G-859SX

Новая цезиевая магнитометрическая система позволяет получить исходные данные самого высокого качества — 0,020 нТ/√Гц RMS. В настоящее время является лучшим в своем сегменте инструментом измерения полной напряженности магнитного поля. В основе ее создания заложена стандартная промышленная модель G-858 MagMapper, которая представляла собой надежный, обладающий проверенными рабочими характеристиками, исследовательский модуль.

Составной частью модуля служит блок GPS NovatelTM, оснащенный функцией WAAS/EGNOS/MSAS. Она открывает следующие возможности:

проведение исследований на больших площадях с высокой плотностью замеров;
регистрацию магнитометрических данных и получение информации GPS с частотой до 5 отсчетов в секунду;
подготавливать цифровую запись полученных данных в сжатом виде и записывать их в ОЗУ большой емкости с последующей передачей на компьютер для постоянного хранения и обработки.

Еще одно удобство магнитометра Geometrics G-859SX заключается в возможности выбора пользователем таких параметров, как чувствительность, разрешение, оперативность регистрации данных. Дополнительно можно настраивать координаты системы съемочного профиля на карте, регулировать сведения о местоположении GPS.

Модель MMPOS-1

Высокоточный прибор, в основе которого заложен эффект Оверхаузера. Основное предназначение — измерение модуля геомагнитного поля. Возможности работы — в процессе пешеходной съемки или в качестве стационарной вариационной станции. Основные возможности — подключение GPS-приемника для координатной привязки измерений на местности. Эта функция доступна благодаря блоку управления магнитометром.

4 режима для производства производства полевых работ:

площадная съемка с полуавтоматическим вводом пикета и маршрута;
пешеходная съемка, при которой координаты и время по GPS приемнику вводится автоматически;
непрерывные измерения — цикличны и длительность каждого цикла составляет 1 или более секунд; допускается GPS-привязка;
в виде базовой станции (вариационной).

К прибору прилагается программное обеспечение DLLink, обеспечивающее передачу данных на компьютер пользователя. Программа POSManager позволяет получать графическую и текстовую визуализацию вариационных и маршрутных измерений. Эти данные удобны для контроля, редактирования и сохранения.

Аэромагнитная съемка геомагнитного поля Земли

Аэромагнитная съемка выполняется полетным магнитометром MagArrow, БПЛА носителем DJI Matrice 600 Pro и цезиевым магнитометром G-859SX. Магнитометр G-859SX устанавливается в слабоградиентном поле в районе участка работ для использования в качестве магнитовариационной станции для контроля качества, в то время как магнитометр MagArrow на БПЛА носителе DJI Matrice 600 Pro используется для съемки в полете.

В комплексном приборе MagArrow+DJI Matrice 600 Pro высокоточный чувствительный элемент MagArrow, буксируется на трос-кабеле от беспилотного летательного аппарата DJI Matrice 600 Pro. Это позволяет исключить влияние магнитного поля носителя на показание прибора.

Для контроля стабильности приборов создается сеть из опорных маршрутов, по которым в начале и в конце рабочего дня снимаются показания. Контроль качества проведенных магнитных работ осуществляется путем постановки независимых контрольных наблюдений, выполняемых в объеме 5% от общей протяженности пройденных маршрутов по завершении полевых работ.

Об интегрированной системе прибора MagArrow

В качестве магнитометра используется MagArrow, который был разработан специально для использования на дронах. Это легкая и компактная система с высокой производительностью и универсальностью, позволяющая вести аэромагнитные съемки с любых типов легких летательных аппаратов со средней грузоподъемностью.

Электроника упакована в полностью автономную систему, которая состоит из:

устройства сбора данных;
двух внутренних миниатюрных MFAM-магнитометров;
GPS блока, датчика IMU и литий-полимерного аккумулятора.

Все это интегрировано в небольшую аэродинамичную капсулу, которая весит один килограмм и имеет длину 1 метр. Частота дискретизации в 1000 Гц синхронизируется с встроенным GPS-ом, что позволяет системе работать независимо от БПЛА. С такой высокой частотой дискретизации прибор может выполнять съемки через каждые 1 см отрезка маршрута при заданной скорости 10 м/с.

Отдельно стоит выделить повышенную надежность, которая достигается с помощью полетного контроллера А3 Pro. Это усовершенствованная модель, которая состоит из трех GPS блоков и трех инерциальных измерительных блоков. Она позволяет обеспечить контроль системы за счет сравнения полетных данных каждого блока в режиме реального времени.

Благодаря системе управления полетом А3 Pro имеет возможность использования таких режимов полета как Wey Point c созданием маршрута полета и обтеканием рельефа местности. Применение технологии Light bridge 2 позволяет проводить мониторинг полета с борта мультикоптера. При этом задержка трансляции высококачественного видеосигнала в формате HD минимальна.

Силовая установка отличается надежностью и продолжительностью функционирования. Все это делает полет максимально безопасным, что немаловажно при выполнении уникальных задач аэромагниторазведки.

Величина магнитной восприимчивости в различных видах пород

изверженные — с высокими показателями магнитной восприимчивости: ультраосновные, основные породы, слабомагнитные или умеренномагнитные кислые породы;
метаморфические — имеют, как правило, невысокие параметры по сравнению с изверженными;
осадочные породы немагнитны, но в этой категории есть и исключения — это некоторые виды песчаника и глина;
горные, из которых слагается геологическая структура Земли, располагаются среди вмещающих пород и по этой причине у них измеряется не абсолютное значение параметров изучаемой структуры, а лишь их изменения (проще говоря, измеряется эффективная магнитная восприимчивость, оцениваемая по формуле: Δχ= χстр – χ0, где под χ0 следует понимать магнитную восприимчивость вмещающих пород).

Значение Δχ бывает положительным и отрицательным, варьируются в достаточно широком диапазоне, но никогда не бывает равным нулю. И именно благодаря этому и появляются магнитные аномалии, фиксируемые чувствительной аппаратурой. Значение Δχ зависит от имеющейся геологической ситуации.

Магниторазведка: все, начиная с основ метода

Ферромагнетики и горные породы, в состав которых они входят, — лидеры среди веществ, создающих аномалии в магнитных полях. Так как магнитная восприимчивость горной породы может изменяться в миллионы раз, что является достаточно высоким пределом показателей, вместе с ней изменяется и интенсивность аномалий, варьируясь в диапазоне от доли до сотни тысяч нанотесл. Чтобы зарегистрировать такое поле, необходимо использовать специализированные высокочувствительные приборы, способные работать в широком динамическом диапазоне измерений.

Методика магниторазведки и гравиразведки — это комплекс мероприятий, включающих в себя выбор оптимального для исследования метода и приборов для проведения съемки, а также систем наблюдения, вычисления погрешностей и формы подготовки результатов. Основная цель методики — получить кондиционный материал, на основании которого можно судить о расположении аномалий в магнитном поле выбранного участка территории и выполнять геологические задачи.

Интерпретация результатов магниторазведки

Расшифровка полученных данных включает в себя геофизическую интерпретацию и геологическое истолкование. Эти 2 исследования тесно связаны между собой.

Этапы выполнения работ:

Трактовка аномалий магнитного поля. Морфология результатов дает возможность определять расположение структурных или геологических элементов на плане местности, а также устанавливать их природу, зная магнитные свойства горной породы и ее геолого-структурное строение.
Количественная интерпретация или решение обратной задачи магниторазведки. Задача этого этапа — определить количественный параметр исследуемого объекта.

Геологическая интерпретация магнитной аномалии схожа с гравиразведкой.

Качественная интерпретация позволяет обнаружить:

региональные крупные по размеру аномалии, которые связаны со структурно-тектоническим строением проверяемого района;
локальные аномалии, приуроченные к местам нахождения магнитных руд и отдельных слоев, имеющих высокие магнитные свойства.

Количественная (расчетная) интерпретация направлена на:

определение глубины и размеров, точного расположения полезного ископаемого;
вычисление угла падения геологического тела, которое создало магнитную аномалию

Посредством полученных данных и решается обратная задача магниторазведки.

image_2021-05-28_15-47-10

Комплексные исследования территорий

Продуманный спектр мероприятий, включающий в себя магниторазведку, гравиразведку и иные геофизическими методами, выбранными под геолого-геофизическую особенность проверяемого района, позволяет точно и достоверно проводить геологические толкования полученных данных.

Магниторазведку в комплексе с сейсморазведкой и гравиразведкой используют, чтобы провести геотектоническое районирование — картирование различных региональных структур:;

антиклинорий и синклинорий;
межгорных прогибов, зон разломов;
сводов и впадин кристаллического фундамента.

Магниторазведка также способствует оценке физических свойств, строения и состава горной породы, картированию нефтегазоносных объектов и районов солянокупольной тектоники.

Аэромагниторазведка используется при необходимости провести мелко- или среднемасштабное геологическое картирование. Посредством наземных магнитных наблюдений осуществляются картировочнопоисковые, разведочные и поисково-разведочные съемки. Ориентируясь на карты аномалий в геомагнитном поле изучаемого района, можно определить форму, местонахождение породы и ее магнитные свойства. Осадочные и магматические породы под наносами, глубинные разломы дают самые четкие сигналы. Это обусловлено наличием магнитных пород, железорудных месторождений крупного размера, интрузий различного состава, эффузивных комплексов. Данные со съемок необходимы как основа рациональной постановки поисковых и геолого-съемочных работ.

Поиск и разведка железорудных полезных ископаемых

Такую задачу лучше всего решает магниторазведка. Исследование проводится в несколько этапов:

Аэромагнитная съемка — помогает обнаружить аномалии, которые интенсивно образуют железорудные месторождения. Интенсивность аномалий зачастую исчисляется сотнями и тысячами нанотесл.
Наземная съемка. Ее задача — детализировать аномалии, обнаруженные при аэромагнитной съемке. Проводится как качественная, так и количественная интерпретация результатов.

Магнетитовые руды обнаруживаются в разы проще, чем гематитовые месторождения, так как окружены более интенсивными аномалиями.

Магниторазведка дает отличные результаты в поиске следующих полезных ископаемых:

полиметаллические сульфидные, марганцевые и медно-никелевые залежи;
марганцевые руды, платина, молибден, боксит, месторождения золота россыпью и др.