Автореферат (1097651), страница 4
Текст из файла (страница 4)
1-2).Показано, что согласно международной магнитной классификации[Rochette et al., 2003], метеорит Челябинск соответствует обыкновеннымхондритам LL5 с содержанием металла многократно выше среднего значениядля LL5: средние значения χ0 для светлой и темной литологий, соответственно,в три и четыре раза выше соответствующих средних значений для хондритовLL5. Однако, они близки к соответствующим значениям для подгруппыхондритов LL5, богатых металлом (метеориты Paragould, Aldsworth, Bawku,Richmond) и L/LL5 (Glanerbrug, Княгиня, Qidong).На двух образцах темной литологии с массами m1 = 3.7 г и m2 = 4.6 гизмеренные значения χ0 в 4÷7 раз превышают среднее значение для LL, чтотипично для Н-хондритов (рис. 1): lgχ0 = 5.24 и lgχ0 = 5.47, соответственно(χ0 в 10-9 м3 кг-1).
Одна из обнаруженных аномалий связана с локальнымобогащением образца металлическим железом в виде крупного включения~ несколько миллиметров, что и обусловило повышенную χ0 образца.Такое локальное обогащение металлическим железом могло иметь местов результате процессов ударного метаморфизма на родительском теле. Другиханомалий в коллекции не обнаружено. Зависимость χ0 от частоты переменногомагнитного поля (использовались три рабочие частоты: 1, 10 и 100 Гц) былаисследована в температурном диапазоне от 2.1 до 300 К для одного образцасветлой компоненты и одного образца ударного расплава.
Дисперсия χ0 восновном не превышает 0.25%, что свидетельствует об отсутствии илипренебрежимо малом количестве суперпарамагнитных зерен металла схарактерным размером при комнатной температуре <20 нм [Rochette et al.,2009].12Рисунок 1. Диаграмма распределения значений десятичного логарифма магнитнойвосприимчивости χ0 для разных петрологических типов обыкновенных хондритов (по данным[Rochette et al., 2003]) и хондрита Челябинск (настоящая работа). Чел (СЛ) - светлая литологияметеорита Челябинск, Чел (ТЛ) - темная литология - ударно-расплавная брекчия метеоритаЧелябинск; LL5* - богатые металлом хондриты LL5 (см.
текст).Показано, что металлические включения в метеорите являютсямногодоменными с низкими значениями коэрцитивной силы Bc: <1 мТл длясветлой компоненты и 1.7 мТл для ударно-расплавной брекчии, и остаточнойкоэрцитивной силы Bcr: 23 мТл для светлой компоненты и 15 мТл для ударнорасплавной брекчии. Термомагнитный анализ образцов в соответствии сминералогическими данными, показывает, что основными носителямимагнитных свойств метеорита Челябинск в температурном диапазоне >75 Кявляются Fe-Ni cплавы - тэнит и камасит, тетратэнит в образцах отсутствует.При температуре ~75 K хромит железа FeCr2O4 хондрита Челябинскпереходит из парамагнитного в ферримагнитное состояние (фазовый переход IIрода) и, ниже 75 К, становится доминирующим магнитным минералом носителем остаточной намагниченности, что хорошо согласуется с ранееопубликованными данными для обыкновенных хондритов [Gattacceca et al.,2011].
Магнитная жесткость Bcr хромита максимальна при температуре 10K исоставляет 606 мТл для основной фазы и 157 мТл для ударно-расплавнойбрекчии.13Рисунок 2. Гистограммы распределения lgχ0 (×10-9 м3 кг-1) для (а) светлой литологии и (б)темной литологии обыкновенного хондрита Челябинск. Интервал гистограмм составляет 0.025и 0.05 для светлой и темной литологий, соответственно.14Анализы намагниченности насыщения и сравнение с соответствующимисправочными величинами Ms для камасита (220 Ам2/кг) и тэнита (150 Ам2/кг)[Sugiura and Strangway, 1988], позволили оценить содержание металла в светлыхи темных литологиях как 3.7 мас.% и 4.1 мас.%, соответственно (рис. 3).Рисунок 3.
Зависимость содержания металла (в мас.%) от десятичного логарифма магнитнойвосприимчивости lg(χ0) для разных групп обыкновенных хонритов (LL, L/LL, L, H). Данныеlg(χ0) взяты из работы [Rochette et al., 2003], а данные по содержанию металла взяты из работ[Jarosewich, 1990; Dunn et al., 2010]. Светлая (СЛ) и темная (ТЛ) литологии хондритаЧелябинск указаны черными кружком и треугольником, соответственно. Пунктирной линиейпоказано среднее значение для LL хондритов и соответствующее среднеквадратичноеотклонение: (2.94±1.51) мас.% [Gattacceca et al., 2014].
Единственная точка L/LL соответствуетметеориту Княгиня (L/LL5).В § 1.5 изложены результаты исследований магнитных свойств лунноговещества, представленного лунными метеоритами и образцами лунного грунтаЛуна. Изучена магнитная восприимчивость χ0 78 образцов 58 лунныхметеоритов, из которых 37 – непарные, и 88 проб из колонок лунного грунта,доставленных советскими автоматическими станциями “Луна-16”, “Луна-20” и“Луна-24” из Моря Изобилия, материкового района Луны и Моря Кризисов,соответственно, и хранящихся в Лунной коллекции ГЕОХИ РАН (рис.
4).Показано, что лунные метеориты имеют тот же диапазон магнитныхсвойств, что и образцы лунного грунта. Основной носитель магнетизма лунныхпород – металлическое железо Fe0 и Fe-Ni (Ni < 5 мас.%). Более частовстречающиеся низкие значения χ0 лунных метеоритов согласуются с большейраспространенностью в них материковых пород. В то же время материковые15породы также относятся и к наиболее магнитным лунным породам, что,вероятно, связано с их метеоритной контаминацией – привнесениемметеоритного железа в результате метеоритной бомбардировки поверхностиЛуны. Это также подтверждается уменьшением количества металлическогожелеза с глубиной для данного размера фракции пробы колонки “Луна-24”(рис.
4). Материковые породы и брекчии, как правило, более магнитные поотношению к морским базальтам.В §1.6. приведены выводы главы 1.4.672 см и 92 см118 смlgχ04.4Размеры фракций проб Луна 16 и 20:<80 мкм80-130 мкмЛуна 16130-200 мкм200-450 мкмЛуна 244.272 см и 92 смЛуна 204.0<7070-9072 см118 см90-200200-370размер фракции (мкм)Рисунок 4. Зависимость десятичного логарифма магнитной восприимчивости χ0 от размерафракции пробы лунного грунта приповерхностного слоя колонок лунного грунта “Луна-16”,“Луна-20” и “Луна-24”. На оси абсцисс указаны размеры фракций для проб лунного грунта“Луна 24”.
Данные для глубин 72 см и 92 см совпадают. χ0 в 10-9 м3 кг-1.Во второй главе “Магнитные свойства метеоритов и аналогов привоздействии статических давлений” на обширном материале образцовисследованы в условиях всестороннего статического сжатия, а также последекомпрессии такие магнитные эффекты, как размагничивание давлением (P)остаточной намагниченности марсианских метеоритов, обыкновенныххондритов, других метеоритов и аналогов – горных пород, синтетических исинтезированных образцов. В качестве статических давлений использоваласьгидростатика с целью избежания образования осей анизотропии и разрушенияобразцов.
Для этой цели использовалось специально сконструированное новоефизическое оборудование – камеры давления (рис. 5, также см. ниже).16121534145(а)61371289111016!1718(б)64.01936.020ø 6.0ø 30.0!Рисунок 5. Схема камеры давления в поперечном разрезе с (а) манганиновымдатчикомдавления (обтюратором) и (б) без обтюратора. Все размеры камеры указаны в мм. 1 – провода,2 и 16 - внешний толкатель, 3 – верхняя фиксирующая гайка, 4 – обтюратор, 5 и 19 –антиэкструзионные кольца, 6 – манганиновый датчик, 7 – тефлоновая кювета, 8 – жидкость,передающая гидростатическое давление (ПЭС-1), 9 – образец; 10 – фиксирующая тефлоноваяспираль; 11 – нижняя фиксирующая гайка; 12 и 17 – поддержка поршня; 13 и 18 – внутреннийпоршень, 14 – внутренняя вставка из “русского сплава” (Ni0.57Cr0.40Al0.3), 15 – внешняя частьиз титанового сплава; 20 – тефлоновая пробка.
Элементы 2, 4, 12-13, 16-18 и 3, 11 изготовленыиз “русского сплава” и титанового сплава, соответственно.17В § 2.1 приведен обзор литературы по проблеме влияния гидростатическихдавлений на магнитные свойства внеземного вещества и аналогов, и показананеобходимость расширения диапазона гидростатических давлений, достижимых вэксперименте (до недавнего времени эксперименты по измерению остаточнойнамагниченности под давлением ограничивались диапазоном гидростатическихдавлений ≤0.2 ГПа (например, [Podrouzkova and Kapicka, 1982])). В § 2.2 описаноновое экспериментальное оборудование, разработанное и реализованноесовместно с Институтом физики высоких давлений РАН и Институтом ядерныхисследований РАН (Р.А.
Садыков) для реализации экспериментальныхисследований, описанных во второй главе: три компактные немагнитныекомпозитные камеры высокого гидростатического давления типа поршеньцилиндр, которые позволили поднять уровень гидростатических давленийпоследовательно до 1.2 ГПа (рис. 5), 1.8 ГПа и 2.0 ГПа, соответственно.Конструкция разработанных камер позволяет измерять при комнатнойтемпературе остаточный магнитный момент Mr достаточно крупных фрагментовметеоритов и горных пород (без необходимости прибегать к магнитной сепарации,несмотря на использование слабомагнитных материалов) на криогенном (сквид)магнитометре производства 2G Enterprises как непосредственно при воздействиигидростатических давлений, так и после декомпрессии.Mr каждой камеры давления составляет не более 10% от измеряемого Mrизучаемых образцов.
Контроль P внутри камеры давления осуществляетсянепосредственно во время эксперимента при использовании специальногоманганинового датчика сопротивления (рис. 5). При разработке камер высокогогидростатического давления был решен ряд физико-технических проблем, такихкак: подбор материалов сплавов, которые имеют одновременно необходимуютвердость и минимальную остаточную намагниченность; созданиегеометрической конструкции камер давления в соответствии с размеромотверстия в сквид-магнитометре и необходимостью изучать достаточнокрупные объекты, что накладывало ограничения на минимальный размервнутреннего канала камер, и другие.В § 2.3 изложены результаты исследования изотермической остаточнойнамагниченности насыщения ряда метеоритов SNC (предположительно сМарса) при воздействии гидростатических давлений до 1.24 ГПа.
Такиеэксперименты представляют единственную возможность оценить в первомприближении чувствительность коры Марса к воздействию давлений, так какпроведение разрушающих ударных экспериментов на материале марсианскойкоры невозможно ввиду его редкости и уникальности. Показано, чтовоздействие гидростатических давлений до 1.24 ГПа приводит кразмагничиванию остаточной намагниченности марсианских метеоритов на6÷23%. При этом Fe7S8- и (Fe3O4)1-x(Fe2TiO4)x-содержащие базальтовыешерготтиты более чувствительны к размагничиванию давлением, чем наклиты (рис.
6).18Учитывая, что степень ударного метаморфизма для всех марсианскихметеоритов составляет >15 ГПа [Nyquist et al., 2001], естественная остаточнаянамагниченность NRM марсианских метеоритов не является первичной и,вероятно, была перемагничена в результате метеоритной бомбардировкимарсианской поверхности.Однако, в свете представленных новых данных и ввиду того, что градиентдавления на Марсе составляет 1.5 ГПа на 100 км, а носителем намагниченностив коре считается достаточно толстый коровой слой – до 50 км [Langlais et al.,2004], размагничивание глубоко залегающих пород in situ в коре Марса являетсянезначительным и составляет не более 5÷15% (рис. 6).Рисунок 6.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
