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古地磁取樣鉆機(jī)巖心定向法的基本原理與測試技術(shù)
更新時間：2021-07-15 瀏覽次數(shù)：2171
該方法是通過古地磁取樣鉆機(jī)取樣分離巖心內(nèi)一種或某幾種穩(wěn)定剩磁方向來確定相應(yīng)剩磁形成時期內(nèi)的地磁場方向的。這種方法最早由Lyntan（1938）提出，后由Fuller（1969）改進(jìn)，但開始應(yīng)用時，僅局限于磁性相對強(qiáng)的火山巖上，因為當(dāng)時用于古地磁測量的磁力儀靈敏度較低。近年來，許多學(xué)者（KaDana，1984；Shbuya等，1991；Hauluwod等，1995；Ralroh等，1995；孟小紅等，1997）介紹了沉積巖地層巖心的古地磁定向方法。這是因為現(xiàn)代高靈敏磁力儀，特別是超導(dǎo)磁力儀的出現(xiàn)，滿足了分析弱磁性及極弱磁性的要求，使該法對各類磁性的巖石進(jìn)行定向成為可能。
1.定向原理
在古地磁定向法中，利用古地磁取樣鉆機(jī)現(xiàn)代磁場下形成的粘滯剩磁進(jìn)行巖心定向，具有如下優(yōu)點：①無需考慮原生剩磁形成及年代，即適合于各地史時期形成的巖石。②第四紀(jì)約73萬年以來，即地球磁場最后一次倒轉(zhuǎn)后，構(gòu)造形變較弱，與之前的構(gòu)造形變相比*可以忽略，因此第四紀(jì)的構(gòu)造形變不會造成第四紀(jì)形成的粘滯剩磁矢量的畸變，即該方法也可用于構(gòu)造-巖漿巖活動復(fù)雜地區(qū)的巖石定向。
2.巖心樣品采集與加工方法
根據(jù)地質(zhì)任務(wù)，確定采樣井別、儲蓋層位、深度等工作目標(biāo)。采樣時，應(yīng)了解巖心的頂?shù)追较?。然后在巖心上畫標(biāo)志線，這可以按地質(zhì)任務(wù)的要求畫，如要確定地層的傾向或斷層面的傾向，那么可以直接畫出傾向方向的標(biāo)志線及在巖心壁上的延長線。當(dāng)然亦可任意畫一條與巖心柱一致的方向線。
在巖心上取樣，一般有兩種方法：一是將巖心恢復(fù)直立，以巖心柱面上的標(biāo)志線為一端點在巖心橫截面上畫標(biāo)志線（或平線），作為待定方位的標(biāo)志線（X軸），建立坐標(biāo)系，鉆取6～8塊小圓柱體樣品。二是直接將巖心柱面上的標(biāo)志線作為直徑，鉆取樣品6～8塊，然后將樣品直立起來，向下標(biāo)志線為Z軸，圓柱相當(dāng)X軸，Y⊥X⊥Z建立標(biāo)本坐標(biāo)系，以X軸為待定方向的標(biāo)志線（圖3-54）。在后一種情況下，實際測量時，先測得樣品相對于Z軸的剩磁方向，通過坐標(biāo)轉(zhuǎn)換求得相對于X軸的結(jié)果。
一般圓柱樣品的直徑為25mm，長為22mm，每一個樣品上都有一條統(tǒng)一方向的標(biāo)線。
3.測試分析方法
為獲取某一時代穩(wěn)定的剩磁矢量，有必要對樣品進(jìn)行逐步熱退磁或交變磁場退磁。以獲得現(xiàn)代地磁場下形成的粘滯剩磁而言，熱退磁的溫度一般在100～300℃，按20～40℃分段，然后把退磁數(shù)據(jù)繪制在正交矢量投影坐標(biāo)上，并確定水平（矢量偏角）和垂直（矢量傾角）兩個分向量，通過傾角可挑選出現(xiàn)代地磁場下形成的粘滯剩磁。
圖3-54巖心樣品的取樣方法
4.古地磁定向的數(shù)據(jù)可靠性檢驗
理論上，一個采點上的幾件古地磁取樣鉆機(jī)樣品應(yīng)反映同一剩磁矢量。但在實際工作中，由于樣品采集、加工、運(yùn)輸、測試等環(huán)節(jié)帶來一定的定向誤差，造成同一采點上的幾件樣品對同一剩磁矢量的響應(yīng)存在一定的差異，這種差異在古地磁學(xué)上常用精度參數(shù)k和置信圓半頂角α95來表示：
基巖潛山油氣藏儲集空間分布規(guī)律和評價方法
式中：N——參與統(tǒng)一的樣品個數(shù)，R——合成矢量長度。精度參數(shù)k的物理意義為一組分量圍繞其平均方向分布的聚集程度，如果精度參數(shù)k為0，表示各分量在空間均勻地隨機(jī)分布，越大則表示各分量越接近于平均方向。
基巖潛山油氣藏儲集空間分布規(guī)律和評價方法
置信圓半頂角α95的物理意義為平均方向落在α95范圍外的概率為5%，越小表示各分量越集中。
一般同時用精度參數(shù)k和置信圓半頂角α95來表示古地磁數(shù)據(jù)的可靠性，最高的可靠程度對應(yīng)最大的精度參數(shù)k和最小的置信圓半頂角α95。