Méthodes en magnétométrie aéroportée

Méthodes en magnétométrie aéroportée

Magnétisation des roches

Il existe plusieurs types d’interaction entre les matériaux rocheux et le champ magnétique dont les principaux sont le diamagnétisme, le paramagnétisme, le ferromagnétisme, l’antiferromagnétisme et le ferrimagnétisme. Le type d’aimantation le plus important pour l’interprétation des données magnétiques est le ferrimagnétisme; la magnétite étant le plus important minéral ferrimagnétique.

 Aimantation induite et rémanente

L’aimantation d’une roche a habituellement deux composantes (McGrath, 1996; Reynolds, 1997): une aimantation rémanente et une aimantation induite. Chacune de ces deux composantes peut être représentée par un vecteur qui indique à la fois une direction et une grandeur (figure 10). L’aimantation induite est produite par un champ appliqué. L’aimantation rémanente est une intensité d’aimantation mesurable, en l’absence d’un champ appliqué, et qui est entretenu par l’intensité du champ magnétique interne due à des particules magnétiques permanentes. On peut
facilement démontrer que les deux types d’aimantation diffèrent l’une de l’autre en faisant tourner une roche magnétique dans un champ magnétique. Le vecteur de l’aimantation rémanente se déplace avec la roche tandis que le vecteur de l’aimantation induite, en l’absence d’anisotropie, reste immobile. En effet le vecteur d’aimantation totale dans un corps isotopique peut être décrit sous la forme d’une somme vectorielle (Lelièvre et Oldenburg, 2009) :avec k , la susceptibilité magnétique etH, le champ magnétique terrestre. Le premier terme ( kH ) dans 1 ‘équation 3.1 est la composante induite de 1’ aimantation,] =kfi l (3.2) et 1, est la composante rémanente.
L’aimantation rémanente est une aimantation permanente obtenue dans le passé qui peut souvent être orientée dans une direction différente de celle du champ terrestre actuel (Lelièvre et al., 2009). Les deux composantes peuvent s’orienter dans des directions différentes.

Susceptibilité magnétique des roches et des minéraux

Dès lors qu’il est possible d’exprimer la relation entre l’induction magnétique (densité du flux magnétique) B et la force d’aimantation H, la susceptibilité magnétique K, qui est une propriété intrinsèque des minéraux et des roches (tableau 2), devient un paramètre de diagnostic géologique. La susceptibilité est en substance une mesure de la sensibilité d’un matériau à être magnétisé (Reynolds, 1997). La susceptibilité magnétique est une propriété extrêmement importante des roches, et est aux méthodes d’exploration magnétique ce que la densité est aux levés gravimétriques. Les roches qui ont une concentration significative de minéraux ferro et/ou ferrimagnétiques ont tendance à avoir les plus grandes susceptibilités. En conséquence, les roches basiques et ultrabasiques ont les plus fortes susceptibilités, les roches ignées acides et métamorphiques ont des valeurs intermédiaires à faibles, et les roches sédimentaires ont très peu de susceptibilité en général.

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Table des matières

Remerciements
Dédicaces
Liste des figures
Liste des tableaux
Liste des annexes
Résumé
Abstract
Liste des variables
CHAPITRE  1 Introduction
1.1 Contexte de 1′ étude
1.2 Problématique et cadre du mémoire
1.3 Objectifs de l’étude
1.4 Plan du mémoire
1.5 Localisation de la zone d’études
CHAPITRE 2 Mise en contexte géologique
2.1 Revue de littérature sur la cartographie géologique par les méthodes
géophysiques
2.2 La géologie générale du Québec
2.3 Les grandes provinces géologiques
2.4 La géologie des zones d’études
CHAPITRE 3 Méthodes en magnétométrie aéroportée
3.1 Modèle simplifié
3.1.1 Champ géomagnétique et anomalie magnétique
3.1.1 Système d’unités
3.2 Magnétisation des roches
3.2.1 Aimantation induite et rémanente
3.2.2 Susceptibilité magnétique des roches et des minéraux
3.3 Méthodologie de traitement des données magnétiques
3.3.1 Réduction au pôle
3.3.2 Prolongement vers le haut
3.3.3 Dérivations directionnelles
3.3.4 Inversions non contraintes
3.4 Workflow des traitements dans le cadre de cette maîtrise
3.5 Applications
CHAPITRE 4 Cartographie géologique
4.1 Sources de données et résolution
4.2 Justification du choix des zones d’études
4.3 Contraintes et difficultés
4.4 Traitement des données de levés aéromagnétiques
4.5 Méthode d’inversion
4. 5.1 Pondération en profondeur (Depth Weighting)
4.5.2 Fonction-objectif du modèle géophysique
4.5.3 Inadéquation des données (DataMisfit)
4.6 Interprétation géologique des résultats
4.6.1 Analyse des images 2D de la zone d’études !
4. 6. 2 Résultats de 1 ‘inversion non contrainte de la zone d’études 1
4.6.3 Analyse des images 2D de la zone d’études 2
4.6.4 Modélisation inverse de la zone d’études 2
4.6.5 Apport des données magnétiques
CHAPITRE 5 Essais sur le terrain en République togolaise
5.1 Introduction
5.2 Zones d’études et cadre géologique
5.2.1 Cadre géologique
5.2.2 Zones d’études
5.3 Méthodologie de collecte
5.3.1 Travaux de terrain
5.3.2 Inventaire des données collectées
5.3.3 Compilation des données
5.3.4 Quelques facteurs limitatifs
5.4 Traitement des données
5. 5 Analyse des données de susceptibilité
5. 5.1 Susceptibilité dans la zone nord-est
5.5.2 Susceptibilité dans la zone sud-ouest
5.6 Apport des données de susceptibilités magnétiques
CHAPITRE 6 Discussion et conclusion
6.1 Sommaire
6.2 Lien intrinsèque entre la géologie et le champ magnétique
6. 3 Possibilités de transposition de la méthode en zone intertropicale
Bibliographie
Annexes

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