АНОМАЛЬНОЕ МАГНИТНОЕ ПОЛЕ

(МАГНИТНЫЕ АНОМАЛИИ) – векторная разность между реально существующим на поверхности Земли и нормальным полями. Магнитное поле на поверхности Земли имеет сложную структуру: характерные размеры элементов этой структуры различаются на несколько порядков, от первых метров до тысяч километров. В пространственном спектре геомагнитного поля существует минимум между 400 и 4000км, разделяющий два главных источника поля: аномальная часть – литосфера ("магнитная" природа) и нормальное поле, включая мировые аномалии – ядро ("электротоковая" природа), т.е. магнитные аномалии – это отклонения от главного магнитного поля Земли, обусловленные источниками в литосфере и связанные главным образом с распределением магнитных минералов в литосфере и их намагниченностью. Магнитные аномалии в зависимости от их размера и глубины источника условно делятся на региональные и локальные. Разделение геомагнитного поля на аномальное и нормальное также условно и зависит от задачи. Ценность измерения и изучения аномального магнитного поля, как и других геофизических полей – в получении телеинформации о строении верхней части литосферы, прежде всего земной коры. Получаемая телеинформация однако весьма узкая – только о намагниченности среды, без дополнительной информации невозможно однозначно привязать аномальный эффект к конкретному объекту.

Региональные аномалии. Протяженность региональных аномалий составляет десятки и сотни километров, их интенсивность, как правило, на порядок меньше интенсивности мировых аномалий, но градиент интенсивности может достигать десятков и сотен нТ на километр, что на 2-3 порядка выше, чем у мировых аномалий. Региональные аномалии отражают строение земной коры и особенности магнитных свойств слагающих ее пород. Интенсивность аномалий определяется магнитной восприимчивостью и естественной остаточной намагниченностью горных пород, а также глубиной залегания магнитных пород. Направление магнитного поля Земли в любой точке на поверхности Земли составляет определенный угол с вертикалью, под таким же углом будет направлена намагниченность породы в современном магнитном поле, что скажется соответствующим образом на конфигурации аномального магнитного поля. Кроме того, ряд причин – остаточная намагниченность, образовавшаяся в древнем поле, направление которого отличалось от современного, размагничивающий фактор в случае сильно магнитных пород, анизотропия магнитной восприимчивости – могут привести к тому, что реальная магнитная аномалия будет отличаться от расчетной для однородно намагниченного тела. Это добавляет трудности при интерпретации аномального поля, т.е. определении глубины залегания, размеров и намагниченности залегающего тела, задачи, которая как известно из теории потенциала, и в простом случае не имеет однозначного решения. Изучение магнитных характеристик пород, слагающих район аномалии – их восприимчивости и естественной остаточной намагниченности, а также их возраста, по которому, основываясь на палеомагнитных данных, можно судить о направлении остаточной намагниченности – позволяет приблизить интерпретацию к реальной картине размещения залегающих тел. Конечным итогом изучения и интерпретации региональных магнитных аномалий является создание магнитной модели коры данного региона или коры данного типа (см. петромагнитная модель литосферы).

Локальные аномалии в принципе не отличаются от региональных. Граница между ними условна. К локальным аномалиям обычно относят аномалии протяженностью от метров до первых десятков километров. Они выделяются на фоне сглаженного регионального поля, их источники расположены на сравнительно небольших глубинах и этим определяется их практическая значимость. Интенсивность локальных аномалий может быть самой различной от значений, превышающих 10000 нТ, в случае магнетитовых руд до десятков нТ в случае осадочной толщи. Последние играют существенную роль при разведке на нефть и на газ. Наиболее сильная положительная магнитная аномалия – Курская- связана с железистыми кварцитами. Ее интенсивность вдвое превышает нормальное поле района. Отрицательные магнитные аномалии обусловлены обычно остаточной намагниченностью пород обратной полярности, т.е. имеющей "обратное" (по отношению к современному полю) направление.

Аномальное магнитное поле океанов резко отличается от региональных аномалий континентов своей линейной упорядоченностью. Линейные аномалии являются основной частью аномального поля всех океанов. Их особенности таковы: а) аномалии простираются на тысячи километров параллельно осевым зонам спрединга; б) вкрест их простирания картина – чередование положительных и отрицательных аномалий, их протяженность, изменение их интенсивности – близка симметричной относительно оси спрединга; в) самая интенсивная – положительная аномалия часто находится над осью спрединга, интенсивность аномалий довольно быстро уменьшается по мере удаления от рифта (первые 10 млн. лет, затем может вновь возрастать); г) линейное простирание аномалий нарушается трансформными разломами, при этом вся система аномалий сдвигается по отношению к соседним участкам, не утрачивая при этом свои закономерности. Ряд океанов имеют несколько систем линейных аномалий, связанных с древними осями спрединга. Было замечено, что поперечные размеры последовательных положительных и отрицательных аномалий пропорциональны длительности последовательного существования геомагнитного поля прямой и обратной полярности. Это послужило отправным пунктом для гипотезы Вайна и Мэтьюза о происхождении линейных магнитных аномалий. Часть аномального магнитного поля океанов связана с отдельными подводными горами вулканического происхождения.