Применение магниторазведки при среднем и крупномасштабном геологическом картировании

Действующие инструкции по геологической съемке масштабов 1 : 200 000 и 1 : 100 000 предусматривают проведение аэромагнитной съемки того же или более крупного масштаба до производства наземной геологической съемки той жe территории.
Это требование включено в инструкции на основе большого опыта, подтверждающего высокую ценность результатов аэромагнитной съемки. Карты аномального магнитного поля в большинстве случаев хорошо отражают зоны разломов, относительные поднятия и погружения крупных блоков, сдвиги; часто удается вычислить амплитуды вертикальных и горизонтальных перемещений. С различной яркостью определяются контуры пород, отличающихся от вмещающих по намагниченности; зоны контактов, обогащенных ферромагнитными минералами; во многих случаях вычисляются глубина и элементы залегания намагниченных тел (мощность, угол падения, распространение тел в глубину); при благоприятных условиях иногда даются прямые указания на наличие месторождений полезных ископаемых, представленных сильно магнитными рудами.
Среди горных пород различного состава и возраста много одинаковых по намагниченности, вследствие чего линия контакта между такими породами на карте магнитного поля не найдет отражения. Точно так же не все тектонические линии будут отмечены изменениями магнитного поля. Ho несмотря на это геолог-съемщик будет иметь определенное представление о простирании пород, о контурах магнитных пород, о важнейших тектонических нарушениях; некоторые сведения о составе пород на основе вычисленных значений намагниченности, косвенные (а иногда и прямые) указания на местоположение участков, перспективных на определенные полезные ископаемые. Эти данные приобретают исключительно важное значение в районах, закрытых рыхлыми отложениями, затрудняющими геологическую документацию. Кроме того, на основе карты магнитного поля возникает представление о распространении картируемых пород на глубину и вообще о глубинном строении района исследований. Подробность и надежность геологических выводов по результатам магнитной съемки зависит от масштаба съемки, точности измерений напряженности магнитного поля и привязки маршрутов к местности. Непрерывное повышение качества аэромагнитной съемки привело к тому, что в настоящее время магнитная съемка масштабов 1 : 200 000 и 1 : 100 000 выполняется только с самолета. Съемки более крупных масштабов — 1 : 50 000 и 1 : 25 000, ранее выполнявшиеся наземными магниторазведочными партиями, почти полностью заменены также воздушной съемкой. На долю наземных работ остались только съемки масштабов 1 : 10 000 и крупнее.

Рассмотрим несколько примеров. На рис. 108 изображены результаты наземной магнитной съемки по сети 0,2х1 км на Южном Урале. Под наносами значительной мощности устанавливается почти круговой контур гранитной интрузии, создающей слабое магнитное поле. Эта зона окаймляется сильными магнитными аномалиями, несомненно связанными с магнетитовым оруденением. На основе последующих более детальных магниторазведочных работ буровыми скважинами вскрыты магнетитовые руды. Эти наземные работы выполнялись в то время, когда основным аэромагнитометром был недостаточно чувствительный индукционный Z-аэромагнитометр. При современной технике аэромагнитной съемки на рассматриваемой площади можно получить более точные результаты путем съемки с самолета в значительно более короткий срок и дешевле.

На рис. 109 изображены результаты аэромагнитной съемки, решающей такую же задачу: граниты рапакиви на восточном берегу Ладожского озера создают относительно спокойное магнитное поле, которое резко меняется за пределами контура массива. Как и в предыдущем случае, контуры интрузивного массива отмечаются по аномалиям над вмещающими породами, а не над массивом. Уместно заметить, что при одновременных измерениях с самолета магнитного поля и гамма-активности гранитный массив отмечается повышенным гамма-излучением, что обеспечивает картирование массива даже в том случае, когда отсутствуют заметные изменения магнитного поля при пересечении линии контакта.

На рис. 110 по тем же признакам выделяется контур спокойного поля, окруженный резко выраженными изменениями поля ΔT. В данном случае на карте отражается локальное поднятие пород синийского и кембрийского возрастов, представленных в основном алевролитами, песчаниками, глинистыми сланцами. Резко переменное поле вызвано интрузиями траппов основного состава. Линия контакта в значительной части закрыта рыхлыми отложениями, но она отчетливо прослеживается по изменениям магнитного поля.
Очень хорошо определяется местоположение и контуры интрузий, представленных магнитными породами, на фоне немагнитных вмещающих пород. На рис. 111 изображена магнитная аномалия над массивом граносиенитов из опыта работ Казахского геофизического треста. В данном случае по магнитному полю устанавливается почти вертикальное распространение магнитного тела в глубину. Появление отрицательного поля с северной стороны вполне соответствует теоретическим выводам о поле ΔT над намагниченным телом при его вертикальном падении.

Зоны разломов отмечаются на картах аномального магнитного поля различно. Линейно вытянутые аномалии положительного знака всегда дают повод для предположений о наличии разлома, если есть основания считать наблюдаемые аномалии связанными с породами магматического происхождения. Естественно, что каналом для проникновения этих пород являлись трещины разлома, отмечаемые в настоящее время осевыми линиями аномалий.
Труднее объяснимы зоны разломов, контролируемые линейно вытянутыми отрицательными аномалиями, наблюдаемыми на фоне повышенного аномального поля. Причинами таких аномалий могут быть также внедрившиеся по трещинам разлома интрузивные породы, но представлеппые немагнитными разностями, или же дробление пород по плоскостям скольжения, в результате чего раздробленные и истертые породы в целом утратили остаточную намагниченность, свойственную породам в первичном залегании. В таком случае отрицательное поле создается не породами, заполняющими зону разлома, а является естественной частью общей аномалии, вызванной магнитными породами. Пример такой тектонической линии представлен на рис. 112. Видимая здесь линия разлома установлена геологическими наблюдениями, она хорошо отмечается линейно вытянутой зоной отрицательных значений. Эта тектоническая зона могла бы быть отмечена и без полосы отрицательных значений по вполне заметному общему изменению поля к северу и к югу от зоны разлома: спокойное повышенное поле на севере сильно отлично от переменного повышенного поля на юге. По общему виду напряженности поля можно предполагать, что южная часть приподнята относительно северной.

Такой же линейно вытянутой зоной отрицательных значений на общем повышенном поле отмечается зона разлома на территории Восточной Сибири (рис. 113). Район закрыт четвертичными отложениями; предполагается, что на западе распространены лавы аянской свиты (х = 7*10в-3 СГС), на востоке — туфы сыверминской свиты (х = 4*10в-3 СГС).
Известны случаи, когда тектонические линии отмечаются линейными отрицательными аномалиями на фоне нормального магнитного поля. Причины этого явления неясны, но оно используется в качестве прямого указания на наличие тектонических линий.
На основе опыта аэромагнитной съемки Восточной Сибири установлено, что в результате динамометаморфизма возможно обогащение катаклазированных и милонитизированных пород ферромагнитными минералами (магнетитом), в результате чего над зонами катаклаза и милонитизации возникают положительные аномалии на фоне спокойного поля над слабо магнитными архейскими гнейсами (рис. 114).

Сбросы и сдвиги, не сопровождающиеся внедрением магматических пород и изменением вещества в зоне нарушения, хорошо отмечаются магнитным полем в тех случаях, когда смещению подвергаются сильно вытянутые тела, обладающие значительной намагниченностью. Если линия нарушения пересекает такое тело под углом, близким к прямому, то амплитуда сдвига определяется по смещению оси аномалии, а амплитуда сброса — по разности глубин залегания магнитных пород. Наличие сброса легко определяется по скачкообразному уменьшению максимума и расширению зоны положительных значений напряженности ноля над сброшенной частью намагниченного тела.
Круг геологических задач, решаемых магнитным методом при крупномасштабных наземных работах, весьма широк, особенно в плохо обнаженных районах. Метод успешно применяется для обнаружения и прослеживания контактов пород с различной намагниченностью, оконтуривания и расчленения сложных интрузий, отыскания углов падения магнитных пород, определения мощности наносов по аномалиям над породами, выходящими под наносы, для поисков и разведки многих полезных ископаемых. Примеры из опыта наземной магниторазведки приводятся в параграфах, где рассматривается применение метода при поисках месторождений полезных ископаемых.