М И Н И СТ Е РСТ В О О БРА ЗО В А Н И Я РО ССИ Й СК О Й Ф Е Д Е РА Ц И И В О РО Н Е Ж СК И Й ГО СУ Д А РСТ В Е Н Н Ы Й У...
8 downloads
162 Views
177KB Size
Report
This content was uploaded by our users and we assume good faith they have the permission to share this book. If you own the copyright to this book and it is wrongfully on our website, we offer a simple DMCA procedure to remove your content from our site. Start by pressing the button below!
Report copyright / DMCA form
М И Н И СТ Е РСТ В О О БРА ЗО В А Н И Я РО ССИ Й СК О Й Ф Е Д Е РА Ц И И В О РО Н Е Ж СК И Й ГО СУ Д А РСТ В Е Н Н Ы Й У Н И В Е РСИ Т Е Т
М А Г НИ Т О Р А З В Е Д К А П Р АК Т И Ч ЕС К ОЕ П О СО Б И Е П О С П Е Ц И А Л Ь НО С Т И 011200 «ГЕ О Ф И З И К А »
В О РО Н Е Ж 2004
1
У тверж дено научно -мето дическим со ветом гео ло гическо го факультета «19 » февраля 2004 г., п ро то ко л№ 3.
Со ставительст. п реп . В о ро но ваТ .А .
У чебно -методическо е п о со бие п о дго товлено на кафедре гео физики гео ло гическо го факультетаВ о ро неж ско го го сударственно го университета. Реко мендуется для студентов 2-3 курсо вдневно го о тделения .
2
С одержание П редисло вие… … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … ...3 Л а бора т орна яра бот а № 1. Реш ениеп ря мо й и о братно й задач магниторазведки для вертикально намагниченно го ш ара… … … … … … … … … … … … … … … … … … .… … … … … … ....4 Л а бора т орна яра бот а № 2. Реш ениеп ря мо й и о братно й задач магниторазведки для вертикально намагниченно го го ризо нтально го круго во го ц илиндра… … … … … … … … … … … ..5 Л а бора т орна яра бот а № 3. Реш ениеп ря мо й и о братно й задач магниторазведки для вертикально намагниченно го п ластамало й мо щ но сти… … … … … … … … … … … … … … … … .… 6 Л а бора т орна яра бот а № 4. Реш ениеп ря мо й и о братно й задач магниторазведки для вертикально намагниченно го п ластабо льш о й мо щ но сти… … … … … … … … … … … … … … … … .7 Л а бора т орна яра бот а № 5. Реш ениеп ря мо й и о братно й задач для вертикально намагниченно го вертикально го уступ а. … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … ...7 Л а бора т орна яра бот а № 6. Реш ениеп ря мо й задачи магниторазведки сп о мо щ ью п алетки М ико ва… … ...8 Л а бора т орна яра бот а № 7. О п ределениеглубины залегания намагниченны х телмето до м касательны х … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … 10 Л а бора т орна яра бот а № 8. Реш ениеп ря мо й и о братно й задач магниторазведки для ко со намагниченно го ш ара… … … … … … … … … … … … … … … … … … … .… … … … … ...11 Л а бора т орна яра бот а № 9. Реш ениеп ря мо й и о братно й задач магниторазведки для ко со намагниченно го го ризо нтально го круго во го ц илиндра… … … … … … … … ...… … 12 Л а бора т орна яра бот а № 10. Реш ениеп ря мо й и о братно й задач магниторазведки для ко со намагниченно го п ластамало й мо щ но сти… … … … … … … … … … … … … ...… … ...13 Л а бора т орна яра бот а № 11. Реш ениеп ря мо й и о братно й задач магниторазведки для ко со намагниченно го п ластабо льш о й мо щ но сти… … … … … … … … … … … … … ...… ...14 Л а бора т орна яра бот а № 12. Реш ениеп ря мо й задачи для ко со намагниченно го п ластабо льш о й мо щ но сти сучето м факто раанизо тро п ии… … … … … … … … … … … … … … … … .15 Реко мендуемая литература… … … … … … … … … … … … … … .… .… … … … … .17
3
П редисловие Д анно е учебно -методическо е п о со бие вклю чаю т в себя лабо рато рны е рабо ты , п редлагаемы е для вы п о лнения студентам 2 – 3 курсо в. Э ти рабо ты п о зво ля ю т бо лее детально изучить неко то ры е во п ро сы п ро граммы курса ″М агниторазведка″. В о п исании лабо рато рны х рабо тзадается ц ель, методы реш ения и фо рма п редставления результатов, что о блегчаетвы п о лнениезадания само сто я тельно . Рабо ты , п редлагаемы е студентам, нап равлены нареш ениеп ря мо й и о братно й задач магниторазведки для тел п равильно й фо рмы . П ря мая задачая вля ется о дним из о сно вны х п о ня тий тео рии интерп ретац ии магнитны х ано малий и заклю чается в о п ределении значений со ставля ю щ их магнитно го п о ля для телазаданно й фо рмы , размеро в и намагниченно сти в точках , нах о дя щ их ся вне тела. П ря мая задача реш ается аналитически. Д ля сло ж ны х п о фо рме тел исп о льзуется графический сп о со б реш ения п ря мо й задачи. П ри реш ении о братно й задачи нуж но п о расп ределению п о ля о п ределить п араметры тела. Здесьисп о льзуется метод х арактерны х точек. Студентами 2-го курса реш аю тся п ря мы е и о братны е задачи для вертикально намагниченны х тел п равильно й фо рмы . Н а третьем курсе вы п о лня ю тся лабо рато рны е рабо ты для тех ж е тел, но п ри их ко со м намагничении, что вп о лнесо гласуется слекц ио нны м материало м.
4
Л абора торная работа № 1. Р еш ениепрямой и обратной зада ч маг ниторазведк и для вертик аль но намаг ниченног о ш ара П ри о п ределении п араметро в гео ло гических о бъектов, со здаю щ их магнитны е ано малии, эти о бъекты часто уп о до бля ю т телам, имею щ им п равильную фо рму. Д о стоверно сть п о лученны х результатов зависито тстеп ени со о тветствия гео ло гическо го о бъекта заменя ю щ емуего телуп равильно й фо рмы . Гео ло гические о бъекты , ко то ры е мо ж но уп о до бить сфере – это рудны е залеж и ш токо о бразно й и гнездо о бразно й фо рмы , со ля ны е куп о ла, карстовы е п о ло сти, интрузивны емассивы , ксено литы и т.п . В п ерво й части задания реш ается п рям а я за да ча . Задаю тся п араметры тела, и о п ределя ется расп ределение магнитно го п о ля над ним. П ря мая задача имеет о дно значно ереш ение. Д ля реш ения п ря мо й задачи для ш ара в качестве исх о дны х данны х служ ат значения глубины залегания ц ентра ш ара h, радиус ш ара R, а такж е намагниченно сть I. В ы числя ю тся вертикальная и го ризо нтальная со ставля ю щ ие магнитно го п о ля Zа и Н а (рис. 1) c заданны м ш аго м п о фо рмулам:
Zа =M(2h2-x2)/(x2+h2)5/2, Hа =-3Mhx/(x2+h2)5/2,
п ри этом М =IπR34/3 – магнитны й мо ментш ара. Расчет п ря мо й задачи п о фо рмулам п ро изво дится на П К с п о мо щ ью п ро граммы Excel. В ы числения ведутся с точно стью до третьей значащ ей ц ифры . Результаты вы числений п редставля ю тся в виде графико в, п о стро енны х на миллиметро вке. Za
Ha Х h I
Рис. 1. М агнитно еп о левертикально намагниченно го ш ара.
В о вто ро й части задания п о расп ределению магнитно го п о ля нуж но найти п араметры о бъекта, т.е. реш ить обра т ную за да чу. И ско мы е п араметры – глубина залегания ц ентра ш ара и его радиус. П ри реш ении исп о льзуется мето д
5
х арактерны х точек. И сх о дя из фо рмул мо ж но заклю чить, что кривая Zа имеет максимум вточке х =0. Е сли Zа=0, то х 0=±h√2, следо вательно , h=х0/ √2; Zа=0,5 Zаmах h=2х0,5 Zа=Zаmin h=0.5хmin К ривая Hа имеетэкстремальны е значения вточках х э=±0,5h, следо вательно , И з фо рмулы для Zа нах о дим
h=2хэ .
3 1 . 5 Z h max a R= 3 4 × 3.14 I
Радиус нах о дя тв то м случае, если известна намагниченно сть I. В данно й рабо те берется значение намагниченно сти, ко то ро е исп о льзо вало сь п ри реш ении п ря мо й задачи. Л абора торная работа № 2. Р еш ениепрямой и обратной зада ч маг ниторазведк и для вертик аль но намаг ниченног о г оризонта ль ног о к руг овог о цилиндра Гео ло гическими анало гами го ризо нтально го круго во го ц илиндра беско нечно го п о п ро стиранию я вля ю тся : линейны е антиклинальны е и синклинальны е складки, рвы и валы на п о верх но сти кристаллическо го фундаментаи ко ренны х п о ро д, п о гребенны едо лины и руслап алео рек. И сх о дны е данны е: глубина залегания о си ц илиндра h, радиус сечения R, а такж е намагниченно сть I. В ы числя ю тся со ставля ю щ ие магнитно го п о ля Zа и Н а (рис. 2) c заданны м ш аго м. Za П рям а яза да ча для го ризо нтально го круго во го ц илиндрареш ается вExcel п о фо рмулам: Zа =2M (h2-x2)/(x2+h2)2, Ha 2 2 2 Hа =-4Mhx/(x +h ) , п ри этом М =πR2I – магнитны й Х h мо ментц илиндра. I
Рис. 2. М агнитно еп о левертикально намагниченно го цилиндра.
О бра т на я за да ча . Н уж но о п ределить п араметры тела - h и R. И сх о дя из фо рмул мо ж но заклю чить, что кривая Zа имеетмаксимум в точке х =0. Е сли Zа=0, то х 0=±h, следо вательно h=х0. К ривая Hа имеетэкстремальны е значения вточках х э=±h/√3, значит
6
И з фо рмулы для Zа нах о дим
h=√3хэ .
0,5Z а max h 2 R= 3.14 I Радиуснах о дя тп ри известно м значении намагниченно сти I. В данно й рабо те берется значение намагниченно сти, ко то ро е исп о льзо вало сь п ри реш ении п ря мо й задачи. Л абора торная работа № 3. Р еш ениепрямой и обратной зада ч маг ниторазведк и для вертик аль но намаг ниченног опласта малой мощ ности П о ня тие «малая мо щ но сть» не я вля ется абсо лю тны м; его исп о льзую тко гда х о тят п о дчеркнуть, что видимая мо щ но сть п ласта во мно го раз меньш е, чем глубиназалегания его верх ней кро мки, т.е. 2b