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古地磁取样钻机岩心定向法的基本原理与测试技术

更新时间:2021-07-15 浏览次数:1209

   该方法是通过古地磁取样钻机取样分离岩心内一种或某几种稳定剩磁方向来确定相应剩磁形成时期内的地磁场方向的。这种方法最早由Lyntan(1938)提出,后由Fuller(1969)改进,但开始应用时,仅局限于磁性相对强的火山岩上,因为当时用于古地磁测量的磁力仪灵敏度较低。近年来,许多学者(KaDana,1984;Shbuya等,1991;Hauluwod等,1995;Ralroh等,1995;孟小红等,1997)介绍了沉积岩地层岩心的古地磁定向方法。这是因为现代高灵敏磁力仪,特别是超导磁力仪的出现,满足了分析弱磁性及极弱磁性的要求,使该法对各类磁性的岩石进行定向成为可能。
  1.定向原理
  在古地磁定向法中,利用古地磁取样钻机现代磁场下形成的粘滞剩磁进行岩心定向,具有如下优点:①无需考虑原生剩磁形成及年代,即适合于各地史时期形成的岩石。②第四纪约73万年以来,即地球磁场最后一次倒转后,构造形变较弱,与之前的构造形变相比*可以忽略,因此第四纪的构造形变不会造成第四纪形成的粘滞剩磁矢量的畸变,即该方法也可用于构造-岩浆岩活动复杂地区的岩石定向。
  2.岩心样品采集与加工方法
  根据地质任务,确定采样井别、储盖层位、深度等工作目标。采样时,应了解岩心的顶底方向。然后在岩心上画标志线,这可以按地质任务的要求画,如要确定地层的倾向或断层面的倾向,那么可以直接画出倾向方向的标志线及在岩心壁上的延长线。当然亦可任意画一条与岩心柱一致的方向线。
  在岩心上取样,一般有两种方法:一是将岩心恢复直立,以岩心柱面上的标志线为一端点在岩心横截面上画标志线(或平线),作为待定方位的标志线(X轴),建立坐标系,钻取6~8块小圆柱体样品。二是直接将岩心柱面上的标志线作为直径,钻取样品6~8块,然后将样品直立起来,向下标志线为Z轴,圆柱相当X轴,Y⊥X⊥Z建立标本坐标系,以X轴为待定方向的标志线(图3-54)。在后一种情况下,实际测量时,先测得样品相对于Z轴的剩磁方向,通过坐标转换求得相对于X轴的结果。
  一般圆柱样品的直径为25mm,长为22mm,每一个样品上都有一条统一方向的标线。
  3.测试分析方法
  为获取某一时代稳定的剩磁矢量,有必要对样品进行逐步热退磁或交变磁场退磁。以获得现代地磁场下形成的粘滞剩磁而言,热退磁的温度一般在100~300℃,按20~40℃分段,然后把退磁数据绘制在正交矢量投影坐标上,并确定水平(矢量偏角)和垂直(矢量倾角)两个分向量,通过倾角可挑选出现代地磁场下形成的粘滞剩磁。
  图3-54岩心样品的取样方法
  4.古地磁定向的数据可靠性检验
  理论上,一个采点上的几件古地磁取样钻机样品应反映同一剩磁矢量。但在实际工作中,由于样品采集、加工、运输、测试等环节带来一定的定向误差,造成同一采点上的几件样品对同一剩磁矢量的响应存在一定的差异,这种差异在古地磁学上常用精度参数k和置信圆半顶角α95来表示:
  基岩潜山油气藏储集空间分布规律和评价方法
  式中:N——参与统一的样品个数,R——合成矢量长度。精度参数k的物理意义为一组分量围绕其平均方向分布的聚集程度,如果精度参数k为0,表示各分量在空间均匀地随机分布,越大则表示各分量越接近于平均方向。
  基岩潜山油气藏储集空间分布规律和评价方法
  置信圆半顶角α95的物理意义为平均方向落在α95范围外的概率为5%,越小表示各分量越集中。
  一般同时用精度参数k和置信圆半顶角α95来表示古地磁数据的可靠性,最高的可靠程度对应最大的精度参数k和最小的置信圆半顶角α95。
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