NO122081B - - Google Patents

Description

Fremgangsmåte for geofysisk søkning etter nyttige mineraler.

I norsk patent nr. 94839 er det beskrevet en fremgangsmåte for geofysisk søkning etter nyttige mineraler, der det for første gang gjøres bruk av de variasjoner eller svingninger som oppstår i jordens magnetfelt med tiden, og slike svingninger kalles tidsvandrebølger, og vil i det følgende bli betegnet som tidsvandrebølger. Disse tidsvandrebølger benyttes som kraftkilde for den energi som kreves til undersøkel-sene, og tidsvandrebølger av en valgt frekvens eller valgte frekvenser innenfor området 1—20,000 p/s måles eller påvises for å bestemme eller isolere variasjoner i de valgte tidsvandrebølger, hvilke variasjoner er uavhengig av tiden og frembringes av en påvirkende geofysisk masse eller malm-masse, mens de tilfeldige variasjoner som oppstår med tiden ikke blir tatt i betrakt-ning ved målingene.

Denne oppfinnelse tar sikte på en spe-siell fremgangsmåte og utstyr, der det gjø-res bruk av de prinsipper som er beskrevet i det nevnte patent, og som gir nye mulig-heter og større nøyaktighet ved lokalisering av underjordiske malmmasser som kan om-fatte elektriske ledende eller magnetisk påvirkbare masser.

Før den idé som går ut på å bruke magnetiske vandrebølger som kraftkilde ved

undersøkelsene fremkom, ble det alltid an-sett som nødvendig ved geofysisk elektromagnetisk søkning etter nyttige mineraler å anvende en sender for å sende et magnetfelt over hele det område som skulle under-søkes, og å benytte en detektor for påvisning av tilstedeværelse av ledende legemer ved retningsforandring som oppstod i det utsendte magnetfelt på grunn av de leden-

de legemer eller masser. Disse tidligere fremgangsmåter nødvendiggjør bruk av en tung, uhåndterlig magnetisk sender hvis størrelse ble meget stor for svært lave frekvenser, dvs. frekvenser på mindre enn 300 p/s, og slike fremgangsmåter er naturligvis ikke effektive for lokalisering av magnetiske masser.

Dybdefølsomheten er dessuten blitt funnet å synke i det minste med kvadratet av avstanden, og for små masser kan føl-somheten synke så hurtig som med 6 potens av dybden.

For å gi tilfredsstillende resultater har de tidligere fremgangsmåter krevet en nøy-aktig orientering av mottaker eller detektor i forhold til senderen, noe som nødvendig-gjør opptegning av linjenett over hele området, og en geografisk oppmåling av hver stasjon med en nøyaktighet på omtrent 3 m.

En annen ulempe ved de kjente fremgangsmåter er at de lett kan gi falske av-lesninger for dårlige ledere, som f. eks. våt leire, når en slik masse ligger i nærheten av senderspolen. Dette kommer delvis av den overordentlige store ujevnhet i det utsendte felt som på grunn av senderens natur er meget intenst nær senderspolen og avtar med tredje potens av avstanden fra sen-dere. I tillegg til dette er det til tross for at bare den horisontale komponent av det utsendte felt kan benyttes til påvisning av en ledende masse, umulig å frembringe et magnetfelt uten en vertikal komponent, hvis størrelse er like stor som den horisontale komponent særlig nær ved senderen.

Videre er resultatene av en oppmåling ved hjelp av tidligere kjente elektromagnetiske fremgangmåter meget avhengig av den valgte plasering av senderspolen i det område som skal måles. Hvis således to ledende masser ligger nær hverandre i et område og senderen plaseres i nærheten av den minste masse, vil resultatene av må-lingen være tilbøyelige til å overdrive vik-tigheten av den minste masse og å under-vurdere den større masse. Videre krever målinger med forskjellige frekvenser en egen sender for hver frekvens. Lavfrekven-te målinger er i og for seg umulige på grunn av den nødvendige størrelse og vekt av senderutstyret.

Det har vist seg at når de jordmagnet-iske tidsvandrebølger som ligger innenfor frekvensområdet 1 til 20.000 p-s, dvs. lav-frekvente geomagnetiske felter, nyttiggjø-res som energikilde for undersøkelsene, bortfaller de viktigste begrensninger ved de tidligere kjente elektromagnetiske fremgangsmåter. Det kreves da ingen sender og det er blitt funnet at magnetfeltene frembringes av kilder som kan betraktes som om de ligger uendelig langt borte i forhold til det område som skal undersøkes.

I henhold til foreliggende oppfinnelse nyttiggjøres derfor de magnetiske tidsvan-drebølger som utsendes fra uendelig fjerne kilder, som energifelter for undersøkelsene for å oppheve nødvendigheten av og be-grensningen ved selv å måtte frembringe et elektromagnetisk felt for undersøkelser. Styrken av magnetiske tidsvandrebølger av en valgt frekvens eller valgte frekvenser innenfor området 1 til omtrent 20.000 p/s, blir da målt ved et punkt innenfor det område som skal undersøkes, samtidig i to forskjellige retninger, og styrkene i de to retninger sammenliknes for å bestemme tilstedeværelse av eller for å utlede systema-tiske eller ordnede endringer i det magnetiske vandrebølgefelt som undersøkes, hvilke endringer frembringes av geofysiske masser som påvirker feltene, noe som er forskjellig fra de tilfeldige variasjoner i feltet som oppstår med tiden.

I henhold til en foretrukken utførelses-form for oppfinnelsen blir mer bestemt de magnetiske tidsvandrebølger målt i to per-pendikulære retninger av to mottakersystemer som har omtrent samme følsomhet og som omtrent ikke har noen sammenkop-ling, og utgangssignalene fra systemene utliknes mot hverandre, idet graden av utlikning angir den relative størrelse av de magnetiske vandrebølger i to slike perpendiku-lære retninger, hvilken relative størrelse er uavhengig av variasjonene eller endringene av de virkelige størrelser av det magnetiske vandrebølgefelt med tiden. På denne måte blir enhver ordnet ikke tilfeldig eller tids-uavhengig uregelmessighet i polarisasjonen av vandrebølgefeltet isolert fra de tilfeldige eller tidsavhengige virkninger. Isoleringen av slike ordnede eller ikke tilfeldige uregelmessigheter i vandrebølgefeltet danner, siden de i det hele tatt eksisterer, en påvisning av tilstedeværelse av en påvirkende geofysisk masse, og ved å isolere slike van-drebølgeuregelmessigheter ved et antall punkter og ved å sammenlikne disse, kan det gjøres et meget fullstendig anslag om størrelse, form utstrekning og natur av den påvirkede geofysiske masse, eller malm-masse.

Oppfinnelsen vil bli mer fullstendig forklart i den følgende beskrivelse under henvisning til tegningene der,

fig. 1 i perspektiv og delvis i snitt viser en detektorenhet som i henhold til oppfinnelsen anvendes for måling av de lav-frekvente magnetiske vandrebølgefelt.

Fig. 2 viser et blokkdiagram for de komplette detektorsystemer sammen med spolene som utgjør detektorenheten i fig. 1. Fig. 3 er en kurve som viser variasjonene med tiden i tidsvandrebølgene i jordens magnetfelt. Fig. 4 viser skjematisk spolesystemet i fig. 1, med en spole anbrakt vertikalt og den annen spole horisontalt. Fig. 5 viser en kurve for utgangssignalet fra den vertikale spole A med tiden. Fig. 6 viser en kurve for utgangssignalet fra den horisontale spole B med tiden. Fig. 7 viser en kurve av resultantsignalet når utgangsytelsen fra spolen B er trukket fra utgangsytelsen fra spolen A. Fig. 8—11 svarer til figurene 4—7, men

med spolene A og B dreiet 90°.

Fig. 12—15 svarer til fig. 4—7, men med spolene A og B dreiet til en stilling 45° fra stillingen i fig. 4. Fig. 16 viser en kurve over utstreknin-gen av de forstyrrelser som frembringes av en ledende masse på et magnetfelt ved forskjellige frekvenser. Fig. 17 og 18 viser skjematisk orien-teringen av spolene A og B ved maksimum utlikning av signalene i et eliptisk polarisert magnetisk vandrebølgefelt.

Det er blitt påvist at det ved jordens overflate finnes magnetiske vandrebølge-felter der vandrebølgene kan ha en frekvens opptil 20.000 p/s. eller høyere.

Det vil si at det ved enhver målestasjon finnes et magnetisk vandrebølgefelt, som i i det følgende kalles vandrefelt bestående av i pulser som er tilfeldige i forhold til tid, og

som når det ikke finnes noen ledende eller magnetisk masse i nærheten har omtrent i samme intensitet eller styrke i alle retninger på jordens overflate.

Selv om disse pulser eller vandrebølger har tilfeldige utgangsretninger har de vist seg å være hovedsakelig horisontalt polarisert.

Amplituden av felter er ved en første tilnærmelse omvendt proporsjonal med f re-kvensen. I tillegg til dette er amplituden ved enhver frekvens tilfeldig med hensyn til tid. Ved en hvilken som helst frekvens vil f eltpulser med samme azimut være iden-tisk i amplitude over betydelige avstander og vil bare være forskjellig på grunn av faseforskyvning.

Elektrisk ledende masser eller magnetiske masser i jordskorpen frembringer to typer lokale forstyrrelser i jordens van-drebølgefelter, dvs. en lokal endring i retningen av vandrebølgefeltet og en lokal endring i amplitude. Den sistnevnte forstyrrelse resulterer i en økning i styrke nær en elektrisk ledende masse eller nær en magnetisk masse. Felteksperimenter har vist at økningen i styrke kan være så meget som 10 ganger.

Den første type forstyrrelser resulterer

i en forandring i den horisontale polarisering av vandrebølgefeltene. Det vil si at vandrebølgefeltet er normalt horisontalt polarisert, men i nærheten av en ledende eller magnetisk masse vil vandrebølgefeltet få tilbøyelighet til å bli vertikalt polarisert.

I tillegg til at den frembringer en inklinasjon eller innfører en vertikal komponent i vandrebølgefeltet, vil en godt ledende masse eller en magnetiske masse og-så medføre en retningspolarisasjon av feltet perpendikulært på retningen for den ledende sone.

Selv om vandrebølgefeltet kan måles med en enkel spole for å påvise endringer i styrken eller den vertikale polarisasjon på grunn av tilstedeværelse av et elektrisk ledende legeme eller en magnetisk masse, er slike målinger vanskelige på grunn av den voldsomt svingende karakter av feltene som vist i fig. 3, der 1 betegner en representativ kurve for styrken av det horisontalt polariserte vandrebølgefelt i frekvensområdet på 500 p/s og tegnet med hensyn på tid. De tilfeldige intensitetstopper i det fluktuerende felt vil således by på vanskeligheter ved påvisning av mindre endringer som skyldes en påvirkende masse av hovedstyrken for vandrebølgefeltet, og følsomheten for den-ie påvisning er begrenset.

I henhold til foreliggende oppfinnelse sr et par detektorspoler A og B anordnet i en bestemt innbyrdes orientering, fortrinnsvis i rett vinkel på hverandre som vist i fig. 1, og disse spoler anvendes for i betydelig grad å øke følsomheten ved påvisning av uregelmessigheter i konsentra-sjonen eller polariseringen av vandrebølge-feltene for å lokalisere en påvirkende, ledende eller magnetisk (geofysisk) masse, slik det vil bli beskrevet mer uttømmende i det følgende.

Som vist er ved den spesielle detektorenhet som er vist på fig. 1 hver av spolene A og B viklet i to seksjoner på en form som er bygget opp av jernblikk 2 og distanse-stykker 3 av tre, idet seksjonene av spolen A er antydet ved a, og seksjonene av spolen B er antydet ved b. Spolene er på sine former slik anordnet at de står i rett vinkel på hverandre, og slik at hver av spolene skjærer hverandre innbyrdes. Spolene danner således en detektor eller mottaker-spoleenhet, og denne enhet er dreibart lag-ret på en aksel 4 hvis akse står perpendikulært på aksen for spolene A og B og skjærer aksene ved deres skjæringspunkt.

Akselen 4 bæres av en hensiktsmessig arm 5 med en klemme på en støtte 6 i form av en stolpe eller stang, slik at akselen 4 kan stilles opp eller ned langs støtten 6.

Hver av spolene A og B er tilsluttet en passende avstemningskondensator 7, fig. 2 som kan være variabel for innstilling av resonansfrekvensen for kombinasjonen av spole og kondensator. Utgangssignalet fra spolen A mates til en første forsterker 8a, og gjennom forsterkeren til en dempekrets 9a, en neste forsterker 10a til et filter lia. Utgangsytelsen fra filteret mates til en likeretter 12a og fortrinnsvis gjennom en integrerende krets 13a til en differensial-detektor 14. Utgangssignalet fra spolen B mates gjennom tilsvarende enheter 8b til 13b, til differensialdetektoren 14 og det resulterende signal mates til en indikator-anordning som f. eks. et måleapparat 15.

Det er meget ønskelig at der er så liten kopling som mulig mellom de to detektorsystemer som omfatter spolen A og kom-ponentene 8a til 13a, og spolen B og kom-ponentene 8b til 13b, og for å forbedre av-koplingen mellom de to systemer eller ka-naler kan spolen A med sitt system være innrettet til å føre frem signaler av en frekvens, mens det annet system kan være innrettet til å føre frem et signal av en noe avvikende frekvens. F. eks. kan spolen A være avstemt på å være i resonans ved vandrebølgesignaler på 450 p/s, og filtret lia kan være innrettet til å slippe gjennom et tilsvarende frekvensbånd. Spolen B kan være avstemt for å bringe i resonans med vandrebølgesignaler på 500 p/s, og filteret 11b kan være innrettet til å slippe gjennom et tilsvarende frekvensbånd.

For å illustrere virkningen av de dobbelte spoler A og B og de dobbelte detektorsystemer, skal det vises til fig. 4—15. Hvis en forutsetter at vandrebølgefeltet er ufor-styrret og det ikke er noen lokale påvirkende geofysiske masser i nærheten, kan feltene representeres av horisontale piler 16 som antyder den horisontale polarisering a\ feltet som er tilfeldig i retning. Motta-kerspoleenheten orienteres med aksene for spolene A og B i et vertikalplan, og rota-sjonsaksen 4 for spolene horisontalt, slik at når spolen A har sin akse horisontalt vil spolen B ha sin akse vertikalt som vist i fig. 4.

Det signal som genereres i spolen A av det horisontalt polariserte vandrebølgefelt er vist som kurven 17 i fig. 5, og som viser en endring av amplituden med tiden i over-ensstemmelse med tidsvariasjonene i van-drebølgefeltet. Signalet som er represen-tert av kurven 17, mates gjennom motta-kersystemet som er tilkoblet spolen A til den differensierende detektor 14. Aksen for spolen B står imidlertid omtrent perpendikulært på det horisontalt polariserte vandrebølgefelt, og denne spole vil omtrent ikke generere noe signal som vist på kurven 18 i fig. 6.

Differensialdetektoren 14 er innrettet til å subtrahere det signal som innmates fra detektorsystemet som omfatter spolen B fra detektorsystemet som omfatter spolen A, og utgangsytelsen fra differensialdetektoren er vist som kurven 19 i fig. 7. Måleapparatet 15 vil således vise en fluktuerende avlesning som svarer til kurven 19.

Når spolene A og B dreies 90° oppnås den motsatte virkning som vist på kurvene 17', 18' og 19', idet kurven 19' har et fortegn som er motsatt fortegnet for kurven 19 når det signal som kommer fra spolen B, trek-kes fra det signal som kommer fra spolen A, slik at det fremgår av figurene 9, 10, 11. Når spolene dreies til den stilling som er vist i fig. 12, vil hver spole ha sin akse i en vinkel på 45° i forhold til det horisontale, polariserte vandrebølgefelt, og signalene som fremkommer i spolene A og B, og som kommer til differensialdetektoren 14 er hovedsakelig identiske som antydet ved kurvene 20 og 21 i fig. 13 og 14. Ved sub-traksjon vil derfor signalene 20 og 21 utlikne hverandre, og resultere i et lite signal som hovedsakelig er null som antydet ved 22 i fig. 15.

Ved rotasjon av spolene A og B på aksen eller akselen 4 og ved nedtegning av vinkelstillingen av spolene ved hjelp av en passende helningsmåler 23 anbrakt på mottakerenheten, kan således vinkelen for polarisasjonen av vandrebølgefeltet bestemmes. Som vist på fig. 4—15 vil minimum signal bli avlest på måleapparatet 15 med spolene i den stilling som er vist i fig.

12, siden vandrebølgefeltet er horisontalt

polarisert og til tross for at retningen er tilfeldig.

Hvis spolene må dreies til en annen stilling, anvist på inklinometret 23 (fig. 1) for å få det minste eller intet signal på måleapparatet 15, vil den person som be-tjener apparatet vite at vandrebølgefeltet

har en inklinasjonsvinkel som tyder på

tilstedeværelse av en påvirkende geofysisk masse. Ved å notere inklinasjonen på et antall målestasjoner kan massen lokalise-res og skisseres.

Selv om polarisasjonsvinkelen kan bestemmes med en enkel spole og detektor,

betyr det dobbelte spole- og detektorsystem

på flere overordentlig viktige fordeler. Med det dobbelte spolesystem fordobles følsom-heten eller nøyaktigheten ved måling av polarisas j ons vinkelen.

Med en enkel spole hersker følgende forhold:

ds

der -— endring av et utgangssignal dø

ved rotasjon av en enkel spole fra nullstil - ling av spolens akse perpendikulært på vandrebølgefeltet, og 8 er polarisasjonsvinkelen.

For den dobbelte spoleenhet er forholdet:

ds

= 2 cosinus 0,

dø

I tillegg til dette kan med en enkel spole nullstillingen bare bestemmes ut fra forandringen i middelsignalet når spolen dreies. Med den dobbelte spole og det dobbelte mottakersystem vil ved nullstillingen på grunn av utlikning av signalene i differensialdetektoren, graden av utlikning være uavhengig av amplitudeendringer i signalene fordi signalene varierer samtidig. Signalene vil således utlikne hverandre enten utlikningen finner sted ved en topp-verdi eller en minsteverdi, og systemet er så godt som immunt mot uheldige virkninger på grunn av den meget tilfeldige natur av vandrebølgefeltet. I virkeligheten vil således forbedringen i signal/støyforholdet når en benytter det dobbelte system i ste-det for det enkle spole- og detektorsystem, være forskjellen mellom middelverdien av vandrebølgen og toppverdien av vandre-bølgen. I praksis er denne forbedring av en størrelsesorden på 2 til 5 ganger.

Med andre ord blir med foreliggende oppfinnelse følsomheten ved påvisning av polarisasjon av vandrebølgefeltet økt fra omtrent 2 til 5 ganger ved sammenlikning eller måling av den relative styrke av vandrebølgefeltet målt samtidig i to forskjellige retninger og med en vesentlig eli-minasjon av de forstyrrende virkninger av tilfeldige svingninger i styrken, hvilke svingninger ofte kan være svært store.

Det skal påpekes at hvis spolen A og B dreies 360° får man fire minimumsverdier, men uklarheten om vandrebølgefeltet er horisontalt eller vertikalt polarisert, elimi-neres ved retningen av resultantsignalet A—B med spolene i den stilling som er vist på fig. 4 eller 8.

Det brukbare frekvensområde for un-dersøkelsen av ledende og magnetiske masser strekker seg fra et par svingninger pr. sekund til noen 1000 p/s, selv om det i noen tilfelle kan være ønskelig som energikilde for undersøkelsene å benytte et vandre-bølgefelt med en frekvens ned til omtrent 1 svingning pr. sekund eller opp til omtrent 20.000 p/s.

Graden av forstyrrelse som frembringes av en ledende masse i eteksisterende magnetfelt ved forskjellige frekvenser er vist i diagrammet fig. 16. Som illustrert ved kurven 24 er forstyrrelsen fra en ledende masse liten ved meget lave frekvenser, men øker med økende frekvens. Videre er som vist med den strekede kurve 25 virkningen av den ledende masse 90°faseforskjø-vet i forhold til det opprinnelige felt. Ved høyere frekvenser blir virkningen av en leder større og ikke lenger avhengig av frekvensen, og virkningen vil være i fase med det opprinnelige felt. For godt ledende sulfidavleiringer vil den frekvens der størst virkning oppnås, være bare noen få svingninger pr. sekund, mens masser med lav ledningsevne gir størst avlesning bare ved frekvenser på atskillig 1000 p/s.

Forstyrrelse som frembringes av en magnetisk masse kan påvises innenfor et stort frekvensområde, men hvis massen er elektrisk ledende så vel som magnetisk, vil de magnetiske og ledende påvirkninger motvirke hverandre. Som følge herav er de magnetiske virkninger bare målbare ved meget lave frekvenser, der den ledende virkning er liten som vist i fig. 16 ved kurven 24.

Det er blitt funnet at amplituden for vandrebølgene i det minste over det ønske-de frekvensområde, er tilnærmet omvendt proporsjonal med frekvensen og at den induserte spenning i spolene A og B fra vandrebølgen er proporsjonal med det effektive areal av spolene, og deres viklings-tall samt av frekvensen.

Da de minste brukelige signaler som påvises av spolene A og B er de signaler som er større enn den termiske støyspen-ning som oppstår i spolene og som har en amplitude som er proporsjonal med kva-dratroten av motstandskomponenten i spolens impedans, og som er omvendt proporsjonal med vekten av det kopper som anvendes, velges størrelsen og vekten av spolene slik at man får et passende forhold mellom vandrebølgesignal og termisk støy, f. eks. omtrent 10 : 1. Spoler A og B som skal arbeide over et frekvensområde på 20— 2000 p/s, bygges f. eks. opp slik at de får følgende egenskaper: Effektiv diameter — Omtrent 60 cm Vekt — Omtrent 5 kg kopper,

Avstemt impedans — Omtrent 500.000 ohm. Båndbredde — Omtrent 20 p/s.

Med en slik spole vil vandrebølgesig-naler som normalt måles være av en stør-relse på 5 mikrovolt, og den termiske bak-grunnsstøy være omtrent 1/2 mikrovolt. Viklingen av spolene på jernblikkene 2 til-veiebringer den effektive diameter samtidig med at spolenes hoveddimensjoner kan gjø-res mindre. Det skal påpekes at den prak-tiske utførelsesform og konstruksjon av spolene lett kan endres etter ønske av fag-folk.

Da utgangsytelsen fra spolesystemene for spolen A og spolen B skal være identiske med spolene innstilt i forhold til van-drebølgefeltet som vist i fig. 12, må de relative følsomheter for de to systemer hol-des konstant. En 10 pst. usymmetri i forsterkningsgraden i systemene fører til en vinkelfeil på 2y2 grad og forsterkningsgraden for begge systemer bør derfor kon-trolleres med jevne mellomrom.

Som vist på fig. 16 ved kurven 25 be-høver virkningen av en ledende masse ikke være i fase med det påvirkende vandre-bølgefelt, og også for å eliminere kopling behøver detektorsystemet for spolen A og det tilsvarende system for spolen B ikke være avstemt på nøyaktig samme frekvens. For å oppnå skarpe nullstillinger med spolene i den stilling som er vist i fig. 12 i forhold til vandrebølgefeltet er det ønskelig at signalene fra spolene likerettes separat slik det er mulig med likeretterne 12a og 12b og integreres over et antall svingninger slik det er mulig med integrasjonskret-sene 13a og 13b, før amplitudene subtra-heres i den differensierende detektor 14.

Det skal påpekes at forsterkersystemene for de to mottakersystemer til spolen A og spolen B ikke bør ha større inn-vendig støy enn den termiske støy i mot-takerspolene. I denne forbindelse bør im-pedansen for hver av mottaker- eller detek-torspolene A og B velges adskillige ganger større enn den støy ekvivalente motstand i de resp. forsterkersystemer, og båndbredden for forsterkersystemene, slik denne bestemmes av filtrene lia og 11b, bør ikke være større enn båndbredden for spolene A og B.

Når målinger utføres over en dårlig leder vil forstyrrelsene fra lederen være ute av fase med de opprinnelige vandre-bølgefelter. I dette tilfelle blir resultant-feltet elliptisk polarisert som vist skjematisk ved 26 i fig. 17. I denne figur repre-senterer pilen 27 det roterende resultant-felt for vandrebølgen, og ellipsen 26 repre-senterer det geometriske sted for denne re-sultantvektor. Med det dobbelte spolear-rangement i fig. 1 med spolen 4 dreiet slik at dens plan står perpendikulært på hoved-aksen for polarisasjonsellipsen vil et kraf-tig signal (som er proporsjonalt med den store akse) bli indusert i spolen A. Forskjellen i signalene fra spolene A og B i differensialdetektoren 14 vil være stor. Når spolesystemet står symmetrisk i forhold til polarisasjonsellipsen, vist i fig. 17, vil den samme amplitude av signalet men med forskjellig fase, bli indusert i de to spolesy-stemer, slik at forskjellen etter likeretting og integrasjon hovedsakelig vil være null.

Fig. 18 svarer til fig. 17, men viser til-standen når polarisasjonsellipsen nærmer seg en polarisasjonssirkel. I dette tilfelle vil signalene fra de to systemer fremdeles utlikne hverandre når spolen A og spolen B står symmetrisk i forhold til polarisasjonsellipsen. Selv når spolen A svinges perpendikulært på ellipsens hovedakse som tidligere, vil forskjellen mellom signalene fra spolene A og B i differensialdetektoren aldri bli stor.

i det tilfelle en har en polarisasjonssirkel vil signalforskj ellen A, B overalt være

null, og det kan ikke påvises noen stilling for minimum signal. Over en slik leder må frekvensen for driften av spolesystemene økes for å måle vinkelen for polariseringen, og denne økning kan utføres ved justering av kondensatorene 7.

Under henvisning til figurene 17 og 18 skal det påpekes at der det opprinnelige vandrebølgefelt er horisontalt vil en virkning som er i fase, og som frembringes av en leder, svinge ellipsens store akse ut fra det horisontale plan, og komponenten som er ute av fase øker den lille akse i polarisasjonsellipsen. Det vil derfor forstås at ledningsevnen for en ledende masse kan måles enten i form av endringer i polarisasjonsvinkelen i forhold til frekvensen eller som størrelse av den lille akse av polarisasjonsellipsen ved en hvilken som helst frekvens.

På denne måte kan de ledende egenskaper av massen bestemmes.

Ved en foretrukken fremgangsmåte for bruk av det dobbelte spolesystem settes de to detektorspoler A og B opp med rota-sjonsaksen loddrett, og i denne stilling dreies spolene til en stilling som gir de minste signaler. Den vinkel som fremkommer hvis minimumssignaler avleses, er retningsvinkelen for det polariserte vandre-bølgefelt. Det faktum at det finnes en polarisasjon i horisontalplanet er i seg selv en indikasjon om at det finnes en påvirkende geofysisk masse i nærheten.

Etter at retningsvinkelen for vandre-bølgefeltet er fremkommet dreies den dobbelte spoleenhet med spolenes rotasjons-akse horisontalt og perpendikulært til den målte retning. Spolene dreies igjen for å gi minimum signal. Den resulterende vinkel er inklinasjonsvinkel for vandrebølge-feltet. I hver av disse målinger kan usik-kerheten vedrørende de 90° oppheves ved å bestemme i hvilken retning hver av spolene må dreies for å gi en økning i signalet i de resp. detektorsystemer. Det faktum at det måles en inklinasjon antyder igjen nærvær av en påvirkende geofysisk masse, og størrelsen av inklinasjonsvinke-len vil være et mål på massens størrelse. For å kunne skissere massen, utføres de ovenfor beskrevne målinger ved et antall punkter over hele området, og inklinasjons-vinklene nedtegnes, og fra disse notater kan beliggenheten av massen bestemmes.

For å skille mellom ledende og magnetiske masser kan virkningene avleses ved

forskjellige frekvenser. I denne forbindelse

skal det fremheves at for ledende masser vil virkningene øke med frekvensen, mens

virkningene for magnetiske masser vil avta

med frekvensen. Når således både magnetiske og ledende materialer finnes sammen, vil den magnetiske virkning være den

overveiende ved lave frekvenser, og den

ledende virkning ved de høyere frekvenser.

Det skal fremheves at en variasjon i

den horisontale polarisasjon av vandre-bølgefeltet kan bestemmes uten at en på

forhånd bestemmer strøket for vandre-bølgefeltet, og dette arbeid kan om det øn-skes utelates.

I tillegg til den bruksmåte for den

dobbelte spoledetektor som er beskrevet i

detalj ovenfor kan den dobbelte spolede-tektorenhet plaseres i forhold til vandre-bølgefeltene som vist i fig. 4, og forholdet

mellom forsterkningsgraden for de to forsterkersystemer innstilles slik at de utlik-ner de individuelt påviste felter, idet en-dringen av den relative forsterkningsgrad

kan betraktes som en indikasjon av et

vandrebølgefelt med inklinasjon, eller for-sterkersystemet kunne på liknende måte

settes opp for å utlikne for et hvilket som

helst forhold i vandrebølgefeltet og hele

detektorsystemet kunne beveges over jordens overflate, idet enhver ubalanse da

ville tjene til å angi en forandring i retning eller inklinasjon av vandrebølgefeltet.

Det vil forståes at forskjellige andre

modifikasjoner i utførelsesmåten ved søkning etter elektrisk ledende og magnetisk

påvirkbare masser ved bruk av de prinsipper som er beskrevet ovenfor er mulige, og

at forskjellige modifikasjoner i detaljene

ved utstyret kan gjøres uten at dette vil

falle utenfor oppfinnelsens ramme.

Claims (7)

1. Fremgangsmåte til geofysisk søkning

etter nyttige mineraler, karakterisert ved at man på et antall steder innenfor et område som skal undersøkes, måler intensi-teten av magnetiske tidsvandrebølger i jordens magnetfelt innenfor frekvensområdet 1 til 20.000 p/s., hvilke vandrebølger måles på hvert av de nevnte steder samtidig i to forskjellige retninger, som står i et bestemt forhold til hverandre, for å påvise mulig polarisasjon av slike vandrebølger og ved at eventuell polarisasjon av vandre-bølgene på de nevnte steder sammenliknes for å bestemme beliggenheten av en påvirkende geofysisk masse.

2. Fremgangsmåte som angitt i på-stand 1, karakterisert ved at de magnetiske tidsvandrebølger som samtidig måles i to forskjellige retninger på hvert av de nevnte steder er vandrebølger med i det minste tilnærmet samme frekvens.

3. Fremgangsmåte som angitt i på-stand 2, karakterisert ved at et antall slike samtidige målinger utføres ved et antall forskjellige frekvenser.

4. Fremgangsmåte som angitt i en hvilken som helst av de foregående påstander, karakterisert ved at de to retninger hvori de samtidige målinger av magnetiske tids-vandrebølger utføres, er ortogonale retninger.

5. Fremgangsmåte som angitt i en hvilken som helst av de foregående påstander, karakterisert ved at et antall slike samtidige målinger utføres mens retningene målingene foretas i, roteres.

6. Fremgangsmåte som angitt i en hvilken som helst av de foregående påstander, karakterisert ved at den samtidige måling av de magnetiske tidsvandrebølger i de nevnte to forskjellige retninger, utføres ved hjelp av to detektorspoler som danner en del av to detektorsystemer med i det ve-sentlige lik følsomhet der utgangsytelsene fra det ene detektorsystem utliknes mot det annet, mens graden av utlikning måles for å bestemme de øyeblikkelige relative amplituder av de målte vandrebølger.

7. Fremgangsmåte som angitt i på-stand 6, karakterisert ved at utgangsytelsen fra de to detektorspoler integreres før de utliknes, for derved å eliminere enhver fasevariasjon.