РОЗДІЛ 2
МЕТОДИКА ТА ТЕХНОЛОГІЯ ПРОВЕДЕННЯ ПЕДОМАГНІТНИХ ДОСЛІДЖЕНЬ
Основою технології педомагнітних досліджень ґрунтів стали відповідні теоретичні
засади магнетизму гірських порід, головним чином інформація про слабкомагнітні
сполуки, що присутні в ґрунтах, а також методики мікромагнітних зйомок та
принципи високоточної магнітометрії [139, 140]. Комплексні методики
педомагнітних робіт розроблялися виходячи з наявної бази технологічного
устаткування і, безумовно, із врахуванням низької магнітності об’єкта
досліджень. Крім того, для розробки методики педомагнітних досліджень широко
застосовувалися і адаптувалися методики магніторозвідки та магнетизму гірських
порід [141, 142]. На основі набутого експериментального досвіду є можливість
створювати більш інтенсивний комплекс проведення педомагнітних досліджень
ґрунтового покриву. Зокрема, сюди мають увійти дослідження магнітних
властивостей ґрунтів в русі. Фактично, проблема методології педомагнітних
досліджень є новою галуззю навіть у світовій практиці [143]. Тому для
дослідників відкривається широке поле для модернізації та отримання більш
ефективного комплексу проведення робіт.
2.1. Магнітні параметри в педомагнетизмі
Процес виконання педомагнітних досліджень, хоча й відрізняється в багатьох
аспектах від класичних рок-магнітних робіт за рахунок специфіки самого об’єкту
дослідження, а отже, і набору методичних та експериментальних підходів, проте в
своїй основі зберігає певний вихідний скелет, що прийнятий в методиці
магнетизму гірських порід і лише адаптується до нових умов застосування. Таким
чином, стає очевидною необхідність коротко сформулювати коло основних
використаних магнітних параметрів та зробити акценти на особливостях їх
застосування у педомагнетизмі.
Найкраще вивченим у світі, найбільш зручним для вимірювання, експресним для
характеристики та масово залученим нами магнітним параметром для класифікації
магнетизму ґрунтового покриву стала магнітна сприйнятливість (ч, MS –
застосовується за кордоном). В даній роботі в більшості випадків використана
питома магнітна сприйнятливість, лише у випадках приведення результатів
польових вимірювань користуємось об’ємною магнітною сприйнятливістю.
На формування локального аномального магнітного поля визначальним чином впливає
намагніченість [144, 145]. Ми будемо розрізняти намагніченість сумарну (JS) та
ефективну (Jef).
Ефективна намагніченість – це різниця сумарних намагніченостей
аномалієутворюючого тіла та вміщуючого середовища.
Сумарна намагніченість – це векторна сума природної залишкової намагніченості
(Jn, NRM – застосовується за кордоном) та індуктивної намагніченості (Jі)
[146-148].
JS=Ji+Jn
Індуктивна намагніченість Jі – це намагніченість речовини, що виникає під дією
зовнішнього магнітного поля [149, 150], що спостерігається в момент досліду і
намагнічує природне середовище, або його зразок.
Природна залишкова намагніченість гірських порід може містити декілька різних
компонентів залишкової намагніченості [151-153], які досить суттєво
відрізняються одна від одної за своєю природою, часом виникнення, напрямком та
складом магнітних мінералів [154, 155]. Зокрема, при педомагнітних дослідженнях
важливою є в’язка залишкова намагніченість Jrv, яка виникає під впливом
зовнішнього магнітного поля протягом певного часу. Її характерною властивістю є
зміна в часі – збільшення в присутності зовнішнього магнітного поля і зменшення
при його відсутності.
Величина модуля вектора Jn характеризувалася за фактором Кенінгсбергера
(параметр Q).
Крім того, для переходу від власне магнетизму ґрунтового покриву до його
взаємозв’язків з аномальними магнітними полями досліджувалися магнітометричні
параметри: повний вектор локального магнітного поля Т, а також його вертикальні
градієнти grad T. Причому останні у ряді випадків при дослідженні
педомагнетизму навіть більш інформативні від значень самого магнітного поля.
У рамках даної дисертаційної роботи нами розроблений перший варіант методики
обчислення ефективної намагніченості ґрунтового покриву та застосування цієї
інформації при розв’язанні задач про внесок ґрунтового покриву у формування
локального аномального магнітного поля.
Ми користувалися наступною схемою обчислення Jef для ґрунтів. Усі спостережені
нами варіанти будови генетичних горизонтів ґрунтових профілів, а відтак і
можливі розподіли сумарноїё намагніченості з глибиною, можна охарактеризувати 4
типами (рис. 2.1).
Тип 1 – характеризується монотонним спаданням величини JS з глибиною, будова
ґрунтового розрізу проста, включає малопотужний верхній гумусний горизонт та
однорідний перехід до підстилаючої породи. Такою будовою характеризуються
дернові, алювіальні ґрунти. Тип 2 – більш складний порівняно з типом 1,
характеризується нерівномірним спаданням величини JS з глибиною, строкатою
будовою ґрунтових генетичних горизонтів. Потужним гумусним профілем.
Характерний для чорноземних відмін ґрунтового покриву України. Тип 3 – головною
особливістю є наявний на певній глибині максимум JS. Найчастіше він відповідає
ілювіальному горизонту, а даний варіант реалізується, наприклад, в
дерново-підзолистих ґрунтах. Тип 4 – JS зростає з глибиною. Така ситуація
притаманна ґрунтам, що залягають у місцях виходу на поверхню кристалічного
фундаменту, в яких магнетизм має переважно літогенний характер. Такий тип
ґрунтового покриву спостережений нами на території Західного Лісостепу –
Побужжя та в Приазов’ї – Собача Балка.
1 2 3 4
Рис. 2.1. Характерні типи зміни сумарної намагніченості по вертикалі
Найпростішим є процес обраху