Применение аэромагнитной съемки при мелкомасштабном геологическом картировании

15.01.2017

В настоящее время почти вся территория России покрыта воздушной магнитной съемкой масштаба 1 : 200 000, за исключением некоторых северных районов, где съемка производилась в масштабах 1 : 1 000 000. Первые опыты воздушной магнитной съемки на крупных площадях показали, что в границах любого листа геологической карты отмечаются магнитные аномалии, несомненно связанные с неоднородностью геологического строения. Правильнее сказать, после исключения «нормального магнитного поля» на каждом листе остается сумма магнитных полей различных геологических образований, иногда очень сложная, иногда относительно простая, но во всех случаях полезная для заключений о геологическом строении исследуемой территории.
При сравнении геологических карт с картами аномального магнитного поля одновременно обнаруживается как сходство, так и различие между ними. Это вполне естественно, так как даже при отсутствии глубинных источников аномалий, не находящих отражения на геологических картах, контуры магнитных аномалий будут повторять контуры поверхностных магнитных пород лишь в случае крутого их погружения. При пологом падении намагниченных пород, выходящих на поверхность, при отсутствии обнажений пород различной намагниченности, а также в случае аномалий глубинного происхождения сходство будет отмечаться только между некоторыми элементами двух рассматриваемых карт. Магнитные аномалии, не находящие объяснения по имеющимся геологическим данным, служат материалом для познания глубинного геологического строения данной территории.
При неглубоком залегании пород с различной намагниченностью масштаб съемки 1 : 200 000 является слишком мелким для возможного детального решения некоторых задач геологического картирования, доступных для магнитного метода. Поэтому почти все геологические регионы с относительно неглубоким залеганием коренных пород покрыты съемкой в масштабах 1 : 100 000 и 1 : 50 000, а особо перспективные площади — в масштабе 1 : 25 000. На расширение объема аэромагнитной съемки крупных масштабов решающее влияние оказало усовершенствование аппаратуры, обеспечившей увеличение точности магнитных измерений и привязки пройденных маршрутов к местности. Применение аэромагнитометра АМ-13 и АММ-13 на ранее исследованных площадях подтвердило значительное увеличение разрешающей способности магнитного метода в смысле более подробного и более точного установления геологических границ, контуров геологических образований и их положения в пространстве.
Применение аэромагнитной съемки при мелкомасштабном геологическом картировании

Результаты аэромагнитной съемки на большой площади представляются графически в масштабе съемки или в более мелком масштабе на обзорных картах крупных территорий. В этом случае возникает наглядное представление об особенностях магнитного поля платформенных и геосинклинальных областей, территорий глубокого погружения или выхода на поверхность кристаллического фундамента, крупных зон разломов, проявлений магматизма и т. д.
Приведем несколько примеров.
На рис. 100 изображено магнитное поле ΔТ по съемке масштаба 1 : 500 000 над Тиманским кряжем на широте приблизительно 64—65°. Западная граница кряжа отмечается линией максимальных градиентов поля AT при переходе от отрицательных к положительным значениям ΔT. В кристаллическом фундаменте платформы залегают магнитные породы на глубине не менее 5 км.
Для более определенного заключения о глубине намагниченных пород автор не располагает необходимыми данными, характеризующими обоснованность выбора нормального поля, точность измерений, степень сглаженности кривых ΔT. Ho независимо от того, какова действительная глубина залегания магнитных пород, рассматриваемая выкопировка хорошо иллюстрирует большую амплитуду относительного поднятия Тиманского кряжа с резко выраженной границей. Отрицательное поле над кряжем является естественной составной частью аномалии, созданной глубоко залегающими магнитными породами, контуры которых рисуются положительной частью аномалии. На фоне отрицательной аномалии отмечаются сравнительно мелкие аномалии северо-западного простирания, вызванные породами, выходящими на поверхность Тиманского кряжа.
На рассматриваемом примере хорошо видно существенное различие между аномалиями глубинного и поверхностного происхождения; подтверждается также высказанное выше замечание о почти повсеместном распространении магнитных аномалий. В данном случае на полосе длиной более 250 км магнитные породы, выходящие на поверхность, имеют относительно небольшое распространение, Тиманский кряж на рассматриваемом участке в основном сложен практически немагнитными породами. И все же в границах распространения практически немагнитных пород мы не наблюдаем вполне однородного магнитного поля, оно нарушено магнитными породами, входящими в состав кристаллического фундамента за пределами кряжа.
Похожая картина магнитного поля наблюдается при переходе с Западно-Сибирской низменности к Енисейскому кряжу (рис. 101). Здесь также в кристаллическом фундаменте низменности на большой глубине залегают магнитные породы, в пределах же Енисейского кряжа наблюдаются относительно мелкие аномалии, вызванные породами или выходящими на поверхность, или залегающими на небольшой глубине. Две рассматриваемые выкопировки отличаются по относительной величине и площади распространения отрицательного поля, что может быть следствием различного подхода к выбору нормального поля. Представляется вероятным, что на выкопировке поля Тиманского кряжа после ΔT следует несколько поднять. Меньшая протяженность отрицательного поля над Енисейским кряжем может быть объяснена большим распространением магнитных пород на этом кряже.
Применение аэромагнитной съемки при мелкомасштабном геологическом картировании

Положительные магнитные аномалии на площадях развития осадочных пород очень большой мощности — явление весьма распространенное. На рис. 102 изображено поле ΔT над Кузнецкой кой впадиной. Приближенный контур Кузнецкого угольного бассейна довольно хорошо совпадает с контуром относительно спокойного повышенного магнитного поля, окаймленного меняющимися значениями ΔT над окружающими складчатыми сооружениями. Плавные изменения поля ΔT указывают на большую глубину залегания пород, создающих магнитную аномалию, откуда следует, что под мощными осадочными отложениями Кузнецкой впадины на глубине порядка 10 км залегают кристаллические породы, обладающие значительной намагниченностью. Изменяющиеся значения ΔT за пределами впадины объясняются изменением состава пород неглубокого залегания Кузнецкого Алатау и Салаирского кряжа.
Приведенные иллюстрации не сопровождаются ни вычислениями глубин, ни какими-либо суждениями о геологическом строении рассматриваемых участков. Они даются по материалам старой съемки мелкого масштаба только для характеристики магнитного поля на границах крупных структурно-тектонических элементов. На тех же площадях произведена или производится аэромагнитная съемка крупных масштабов, результаты которой используются при геологическом картировании соответствующего масштаба и для поисков полезных ископаемых.
Основные структурные элементы изученной аэромагнитной съемкой территории находят различное отражение в магнитном поле. Приведенные выше иллюстрации относятся к частным случаям. Далеко не на всем протяжении границы между Западно-Сибирской низменностью и Восточно-Сибирской платформой наблюдается та же картина магнитного поля, какая изображена на небольшой выкопировке; на некоторых участках большая положительная аномалия исчезает, но отмечаются новые признаки, позволяющие проследить описываемую границу.
Применение аэромагнитной съемки при мелкомасштабном геологическом картировании

Также не на всем протяжении границ Тиманского кряжа мы видим такое изменение магнитного поля, которое изображено на выкопировке. Например, контуры Уральской складчатости с востока от Тимана отчетливо рисуются не столько изменением напряженности поля, сколько строго определенным простиранием осей магнитных аномалий. Уральская складчатая область, хорошо отражаемая на карте магнитного поля с отчетливо выраженной границей на западе, продолжается далеко на восток за пределы видимого Урала под осадочными отложениями Западно-Сибирской низменности. Границы этой складчатости на востоке по магнитным данным устанавливаются недостаточно определенно.
На рис. 103 изображено магнитное поле краевой части Восточно-Сибирской платформы. В пределах платформы сильно развиты пластовые и секущие интрузии траппов основного состава, наличие которых создает неоднородное быстро меняющееся поле ΔT. По каждому маршруту в северной части, при движении с запада на восток, по мере приближения к зоне регионального разлома отмечается плавное понижение поля ΔT. Поле резко возрастает на границе перехода с карбонатных пород нижнего палеозоя в область развития траппов среди пород более молодого возраста. Четкое изменение поля ΔT в установленной геологическими наблюдениями зоне разлома дает основание продолжить линию разлома по идентичным изменениям поля на последующих маршрутах и проследить западную границу платформы почти на всем ее протяжении.
Применение аэромагнитной съемки при мелкомасштабном геологическом картировании

Ознакомление с результатами мелкомасштабной аэромагнитной съемки крупных территорий приводит к заключению о большом практическом значении карт аномального магнитного поля, ввиду чего действующие инструкции по геологической съемке мелкого масштаба предусматривают производство аэромагнитной съемки того же или более крупного масштабов в сроки, опережающие геологическую съемку не менее чем на один год.