диссертация (1097652), страница 10
Текст из файла (страница 10)
1.7. Анизотропия магнитнойвосприимчивости несколько выше для светлой литологии, но в среднем составляет 25%,что согласуется с ранее опубликованными результатами для LL хондритов со степеньюударного метаморфизма S3 (29% ± 15% [Gattacceca et al., 2005]). 38 НазваниеmобразцаСветлая литология4-913.8210-44.6911-195.5011-187.207-84.7810-1233.50среднее-lgχ0PT4.584.774.584.524.394.444.551.3921.2881.3431.2331.2331.0631.2590.6260.6500.6060.2270.5720.6320.552Темная литология10-365.8210-2010.6410-164.834-725.4910-955.9010-1267.8010-1365.60среднее-4.834.654.654.764.684.564.714.691.1971.2811.2241.2211.2581.1971.3191.2420.0240.5440.5390.1740.9150.2640.6100.439m - масса (в граммах); χ0 –магнитная восприимчивость (в 10-9м3/кг); P и T степень анизотропии магнитнойвосприимчивости (AMS) и параметр формы AMS,соответственно.Таблица 1.7.
Анизотропия магнитной восприимчивости образцов хондрита ЧелябинскДанные по магнитной восприимчивости позволяют оценить среднее содержаниеметалла. Так, согласно рис.1 из работы [Rochette et al., 2009] (на котором представленадиаграмма зависимости χ0 от мас.% металлического железа), получаем следующуюоценку для светлой компоненты: 6.4 мас.%. Такая оценка явно завышена. Действительно,в работе [Rochette et al., 2009] отмечается, что оценка доли металла в образце по величинеχ0 дает верхний предел содержания металлического железа в образце и даже может бытьнесколько завышенной в связи с целым рядом причин: неизометричная формаметаллических зерен, их взаимодействие, неидеальное распределение металлическихзерен в образце, а также наличие суперпарамагнитных зерен в образце, хотя последняяпричина в нашем случае исключается.
Более точную оценку среднего содержания металламожно получить по измерениям намагниченности насыщения Ms.1.4.3.2. Термомагнитный анализ и оценка доли металла в веществе по Ms Для характеристики доминирующей магнитной минералогии был проведентермомагнитный анализ образцов темной и светлой компонент в температурном диапазонеот 20ºС до 700ºС и измерены кривые Ms(T) в атмосфере аргона (см. рис. 1.6 а-б). Интересноотметить, что при 700ºС сохраняется 29% от Ms(20ºС) (рис. 1.6а) для светлой компонентыи 15% от Ms(20ºС) (рис. 1.6б) для темной компоненты. Парамагнитный вклад Ms* в Ms 39 ударно-расплавнойбрекчии,оцененныйнаоснованиизначениймагнитнойвосприимчивости в сильных магнитных полях χhf при 20ºС (табл. 1) и 700ºС какпроизведение χhf(700ºС) и напряженности намагничивающего поля (1.5Тл), составляет неболее 2-3% (из 15%); вклад Ms* в Ms светлой фазы составляет не более 4-7% (из 29%).Учитывая вышесказанное и информацию о химическом составе Fe-Ni металла в хондритеЧелябинск, такие высокие значения Ms при 700ºС, вероятно, связаны с tc камасита: 740770ºС [Sugiura et al., 1988], выходящей за пределы исследованного температурногодиапазона.Из рис.
6 (а-б) видно, что материал ударно-расплавной брекчии более устойчив ктерморазмагничиванию, чем материал светлой компоненты. Возможно, металлическаякомпонента темного материала была обогащена камаситом и, возможно, мартенситом врезультате процессов ударного метаморфизма, что сделало все вещество темнойкомпоненты более устойчивым к воздействию температур. После циклов нагревохлаждение вещество практически возвращается в исходное состояние (см. значения Msпри комнатной температуре на кривой охлаждения), что указывает на отсутствиесущественных изменений в магнитной минералогии образцов с связи с нагревом до 700ºС.ПроанализируемболееподробнокривыеMs(Т).Визуализацияпервыхпроизводных dMs/dТ дает следующие пики на кривых нагрева Ms(Т): 512ºС (светлаякомпонента) и 541ºС и 650ºС (темная компонента).
Эти пики указывают на Тcдоминирующих фаз и, вероятно, связаны с тэнитом (точки 512ºС и 541ºС), что такжеподтверждается и характерной для тэнита формой кривых Ms(Т). При этом Тc=650ºСможет указывать на камасит [Sugiura et al., 1988]. На кривых охлаждения наблюдаютсяпики, связанные с мартенситовым переходом в процессе охлаждения. Для перепроверкинастоящих предположение был проведен повторный термомагнитный анализ до 800ºС(нагрев в воздухе при использовании термомагнитометра в ИФЗ РАН дизайна АносоваВиноградова) (рис. 1.7а-б). Сравнение кривых первого нагрева на рис.
1.6 и 1.7 указываетна отсутствие химических или фазовых превращений материала при быстром нагреве ввоздухе (рис. 1.7). 40 Рисунок 1.6. Кривые температурной зависимости намагниченности насыщения Ms (термомагнитные кривые)для (а) светлой компоненты метеорита Челябинск, (б) для темной компоненты метеорита Челябинск.
Накаждом графике представлены циклы нагрев-охлаждение, при этом соответствующее направление изменениятемпературы указано стрелкой. 41 Рисунок 1.7. Кривые температурной зависимости намагниченности насыщения Ms (термомагнитные кривые)для (а) светлой компоненты метеорита Челябинск, (б) для темной компоненты метеорита Челябинск. Накаждом графике представлены два повторных цикла нагрев-охлаждение, при этом соответствующеенаправление изменения температуры указано стрелкой.Таким образцом, магнетизм хондрита Челябинск при комнатной температуре восновном определяется камаситом и тэнитом.
На отсутствие тетратэнита указывают 42 несколько факторов, включая форму термомагнитных кривых (отсуствие характерногоперехода тетратэнит – тэнит при температуре 550ºС) и относительно низкие значениямагнитной жесткости - остаточной коэрцитивной силы Bcr (табл. 1.6).Выше приведены оценки среднего процентного содержания металлическогожелеза для светлой и темной компонент, полученные из анализа значений χ0. Такие оценкитакже можно провести методом сравнения измеренной намагниченности насыщения Msобразцов (табл.
1.6) и справочных величин Ms для камасита (220 Ам2/кг [Sugiura andStrangway, 1988]) и тэнита (150 Ам2/кг [Sugiura and Strangway, 1988]). Выше указывалось,что доли камасита и тэнита в металле хондрита Челябинск составляют 20 мас.% и 80мас.%, соответственно. Значит, Ms металлической фазы Челябинска составляет 164Ам2/кг. Таким образцом, средняя доля металлического железа в светлой составляющейполучается равной 3.7 мас.%, а в ударно-расплавной брекчии – 4.1 мас.% (для расчетовиспользованы средние значения Ms светлой и темной составляющих для образцов без корыплавления, табл.1.6).
Сравнение оценок содержания металла для хондрита Челябинск идругих обыкновенных хондритов приведено на рис. 1.8.Рисунок 1.8. Зависимость содержания металла (в мас.%) от десятичного логарифма магнитнойвосприимчивости lg(χ0) для разных групп обыкновенных хонритов (LL, L/LL, L, H). Данные lg(χ0) взяты изработы [Rochette et al., 2003], а данные по содержанию металла взяты из работ [Jarosewich, 1990; Dunn et al.,2010]. Светлая (LV) и темная (DV) литологии хондрита Челябинск указаны черными квадратом итреугольником. Пунктирной линией показано среднее значение для 43 LL хондритов и соответствующеесреднеквадратичное отклонение: 2.94±1.51 [Gattacceca et al., 2014].
Единственная точка L/LL соответствуетметеориту Knyahinya (L/LL5).1.4.3.3. Магнитный гистерезис и остаточная намагниченность График зависимости Mrs/Ms от Bcr/Bc (так называемый график Дэя [Dunlop andOzdemir, 1997]), позволяющий получить информацию о доменном состоянии и,следовательно, размере зерен металла, представлен на рис. 1.9. Как известно, критерийоднодоменностиметаллическогожелеза(минимальныйразмер,прикоторомметаллические зерна являются однодоменными) составляет <0.1 мкм (0.023 мкм согласноэкспериментальному определению [Kneller et al., 1963]).Рисунок 1.9.
График зависимости Mrs/Ms от Brc/Bc (график Дэя), характеризующий доменное состояниемагнитных включений. Ms – намагниченность насыщения, Mrs – остаточная намагниченность насыщения, Bc –коэрцитивная сила, Bcr - остаточная коэрцитивная сила. LV – светлая компонента, DV – ударно-расплавнаябрекчия хондрита Челябинск.
Металлические зерна являются многодоменными. Данные для другиххондритов взяты из работы [Gattacceca et al., 2014]. Хондриты LL4: Benares, Savtschenskoe, Soko-Banja.Хондриты LL5: Alta’ameem, Guidder, Konevo, Nyirabrany, Olivenza, Siena, Tuxtuac. Хондриты LL6: AppleyBridge, Benguerir, Bensour, Douar Mghila, Dhurmsala, Jelica, Kilabo, Manbhoom, Oued el Hadjar, Saint-Severin,Vavilovka. Mrs – остаточная намагниченность насыщения, Ms – намагниченность насыщения, Bcr –остаточное коэрцитивное поле, Bc – коэрцитивное поле.
Образцы хондрита Челябинск являютсямногодоменными и отличаются от других хондритов LL5 более низкими значениями Mrs/Ms соотношений. Вотличие от Челябинска, другие хондриты типа LL5 имеют в своем составе тетратэнит и, соответственно,характеризуются гораздо более высокими значениями Bc и Bcr. 44 Из табл. 1.6 и рис. 1.9 видно, что металлические включения (зерна) метеоритаЧелябинск являются многодоменными (для образцов светлой фазы без коры плавлениясреднее Mrs/Ms=0.002, а Bcr/Bc=39.6), но при этом металлические зерна светлой компонентыкрупнее металлических зерен темной компоненты (для образцов темной компоненты безкоры плавления средние значения Mrs/Ms=0.008, а Bcr/Bc=9).
Изученные образцы (при 20ºC)характеризуются низкими значениями Вс (Bc=0.6 мТл для образцов светлой компоненты и1.7 мТл для образцов темной компоненты, табл. 1) и Bcr (23 мТл для светлой компоненты и15 мТл для темной компоненты, см. табл. 1.6). Для сравнения в табл. 1.6 приведеныпараметры петель гистерезиса и значения Bcr для образцов с корой плавления. Видно, чтоэти параметры отличаются в связи с наличием в коре плавления минералов,образовавшихся в результате окисления в атмосфере (например, магнетита).В табл. 1.6 приведены также значения NRM и SIRM для всех исследованныхобразов. Интересно отметить, что эти значения систематически выше для образцов темнойкомпоненты по сравнению со светлой компонентой, а также для образцов с коройплавления по сравнению с образцами без коры плавления.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
