Магниторазведку применяют для проведения общей магнитной съемки всей Земли и палеомагнитных исследований; решения задач региональной структурной геологии; геологического картирования разных масштабов; поисков и разведки полезных ископаемых; изучения геолого-геофизических особенностей и трещиноватости пород. Благоприятными условиями для применения магниторазведки являются:
- изменение намагниченности горных пород в горизонтальном направлении, происходящее на вертикальных или субвертикальных боковых границах геологических структур;
- наличие дополнительной геолого-геофизической и петрофизической информации о структурах для проведения более однозначной интерпретации;
- возможность решения поставленных геологических задач с имеющейся аппаратурой и выбранной рациональной системой наблюдений, а также достаточное превышение амплитуд аномалий над уровнем помех.
Сушу и океаны Земли покрывают общими, как правило, аэро- и морскими съемками разных масштабов. По данным съемок строят карты аномалий магнитного поля крупных регионов и всей Земли. Основное назначение общих магнитных съемок — тектоническое районирование, позволяющее определить контуры крупных структурных элементов земной коры: платформ, геосинклинальных областей, отдельных блоков, глубинных разломов и тектонически активных областей. Решение этих задач проводят в комплексе с гравиразведкой и уточняют сейсморазведкой. Общие магнитные съемки позволяют решать задачи, связанные со строением земной коры и литосферы, а также служат для решения теоретических задач геологии, таких как происхождение и развитие Земли и ее структурных элементов, изучение характера магнитного поля на поверхности и пр. Так, например, в результате магнитных съемок океанов выявлен специфический линейный знакопеременный характер аномалий магнитного поля океанического дна вдоль срединно-океанических хребтов. Такой характер геомагнитного поля связан со спредингом — новообразованием океанской литосферы в осевых зонах срединно-океанических хребтов и ее раздвижением в стороны от хребта со скоростью несколько сантиметров в год.
Палеомагнитные исследования (определение магнитного поля Земли в ранние эпохи) основаны на изучении остаточного намагничивания пород. Выше отмечалось, что породы, содержащие ферромагнитные минералы, намагнитившись в магнитном поле Земли в момент своего образования, способны сохранять магнитные свойства долгое время, несмотря на последующее изменение интенсивности и даже знака вектора напряженности магнитного поля. В результате палеомагнитных исследований получены принципиальные данные о миграции и инверсии магнитных полюсов Земли и дрейфе континентов.
Региональные работы и структурная геология. В комплексе с гравиразведкой магниторазведку применяют для целей геотектонического районирования, т.е. картирования таких региональных структур, как краевые межгорные прогибы, антиклинории и синклинории, зоны разломов, своды и впадины кристаллического фундамента. Магнитные аномалии от фундамента несут информацию об его рельефе и петрографическом составе, однако разделить эти эффекты не всегда возможно из-за широкого предела изменчивости магнитной восприимчивости изверженных пород. Характерна тесная качественная связь магнитных и гравитационных аномалий: местоположение, простирание и общая форма этих аномалий чаще всего совпадают. Однако, в отличие от гравитационных, магнитные аномалии в большей степени зависят от магнитных свойств и состава пород, чем от глубины залегания и формы структур.
Что касается возможностей магниторазведки для изучения внутреннего строения осадочной толщи, к которой приурочены залежи нефти и газа, то из-за чрезвычайно низких значений магнитной восприимчивости осадочных пород ее возможности ограничены. Однако если в пологих складках имеются слои с повышенной намагниченностью, то над такими антиклинальными складками имеются положительные аномалии, уменьшающиеся к крыльям складок. При благоприятных условиях, отрицательные магнитные аномалии наблюдаются над рифовыми телами, которые менее магнитны, чем окружающие породы.
Возможности магниторазведки при поисках залежей углеводородов. Возможность обнаружения и выделения аномалий малой интенсивности появилась из-за существенного повышения точности аппаратуры, а также из-за накопления новых данных о магнитных свойствах пород осадочной толщи, вмещающих залежи нефти и газа. И хотя четкие физические представления о механизме образования магнитных аномалий над залежами пока отсутствуют, несомненно, что важная роль в появлении локальных магнитных аномалий над залежами обусловлена вторичным образованием магнитных минералов при восстановительных и окислительных процессах в зонах залежей.
Процессы в зоне восстановления приводят к уменьшению в ней магнитной восприимчивости пород по сравнению с породами вне зоны восстановления. Из-за этого зона восстановления может вызывать относительные отрицательные магнитные аномалии до десятков нанотесл. В зоне окисления железистые соединения мигрируют слабо, поэтому значение магнитной восприимчивости здесь выше, чем в зоне восстановления. В последние годы также установлено, что в областях, находящихся над залежами углеводородов, накапливается вторичный магнетит, образование которого связывают с микробиологическими процессами, происходящими над залежами. У нас и за рубежом отмечены случаи успешного картирования магнитных аномалий небольшой интенсивности над известными залежами УВ высокоточными аэромагнитными съемками на малой высоте (100-120 м).
Геологическое картирование, поиск и разведка рудных ископаемых и другие задачи. При мелко- и среднемасштабном геологическом картировании широко применяют аэромагниторазведку. С помощью наземных магнитных наблюдений ведут картировочно-поисковые, поисково-разведочные и разведочные съемки. Особенно четко выявляются контакты осадочных и магматических пород (под наносами), глубинные разломы, с которыми часто связано внедрение магнитных пород, местоположения интрузий разного состава и эффузивные комплексы. Материалы магнитных съемок используют в качестве основы для постановки геолого-съемочных и поисковых работ.
Лучше всего решается магниторазведкой задача поисков и разведки железорудных месторождений, они выделяются интенсивными аномалиями в сотни и тысячи нанотесл. Магниторазведку применяют при поисках полиметаллических руд (медно-никелевых, марганцевых руд, бокситов, россыпных месторождений золота, платины, вольфрама, молибдена и др.). Это оказывается возможным, поскольку в рудах в качестве примесей содержатся ферромагнитные минералы или же они сами обладают повышенной магнитной восприимчивостью. Хорошие результаты иногда получают при разведке алмазоносных кимберлитовых трубок.
Микромагнитную съемку проводят для изучения трещиноватости горных пород. Построение так называемых роз изодинам при разной ориентации, которые совпадают с розами трещиноватости, позволяет оценить текстуру и сланцеватость магматических пород. Это связано с воздействием тектонических напряжений на намагниченность пород. Магниторазведку применяют так же в некоторых инженерно-геологических изысканиях. Высокоточные детальные съемки используются в археологии для обнаружения стен, фундаментов, рвов, каналов, древних захоронений и пр.