диссертация (1097652), страница 17
Текст из файла (страница 17)
табл. 2.3) с идентичнымэкспериментальным протоколом. Идентичные кривые размагничивания дополнительноподтверждают повторяемость проводимых экспериментов.Как указывалось выше, в настоящем параграфе использовался восьмишаговыйэкспериментальный протокол в диапазоне давлений от 0 до 1.24 ГПа (рис. 2.10). 78 Рисунок 2.10. (а)-(е) Зависимость остаточной намагниченности (нормированной на SIRM) отгидростатического давления и (ж)-(м) зависимость приведенной SIRM от переменного магнитного поля.Каждая кривая соответствует отдельному образцу. (а),(ж) пирротин и грейгит-содержащие образцы; (б),(з) (а)-(е) гематит и гетит-содержащие образцы; (в),(и) – Fe0 и FeNi- содержащие образцы; (г),(к)титаномагнетит-содержащие образцы; (д)-(е),(л)-(м) – магнетит-содержащие образцы.
Надписи на рисунке:“pressure (GPa)” – давление в ГПа, “normalized IRM” - IRM нормирована на величину SIRM до началаэксперимента; “alternating field” – переменное магнитное поле; “Pyrrhotite and greigite” – пирротин и грейгит,“Hematite and goethite” – гематит и гётит, “Iron and nickel iron” – железо и никелистое железо,“Titanomagnetite” – титаномагнетит, “Magnetite” – магнетит. На рис.
указаны названия образцов,соответствующие табл. 2.3-2.4. 79 Были проведены отдельные эксперименты с целью проверки возможного влияниявыбранного экспериментального протокола (количества шагов по давление вплоть до 1.24ГПа) на интегральный эффект размагничивания давлением.
На рис. 2.11 представленыодношаговые кривые размагничивания давлением микродиорита при приложениидавлений to 0.31 ГПа, 0.62 ГПа, 0.93 ГПа и восьмишаговая (стандартная) криваяразмагничивания давлением микродиорита до 1.24 ГПа.
Каждая кривая соответствуетотдельному фрагменту образца.Рисунок 2.11. Зависимость остаточной намагниченности (нормированной на SIRM) от гидростатическогодавления. Каждая кривая соответствует отдельному образцу микродиорита из единого родительскогофрагмента. Надписи на рисунке: “pressure (GPa)” – давление в ГПа, “normalized IRM” - IRM нормирована навеличину SIRM до начала эксперимента.Как видно из рис. 2.11, степень размагничивания давлением при заданной величинедавления не зависит от шага по давлению до заданной величины. Это указывает нааддитивность эффекта размагничивания давлением, что согласуется с предыдущимиработами [Pearce and Karson, 1981].Длятого,чтобыпоказать,чтовпроведенныхэкспериментахэффектразмагничивания давлением не зависит от длительности приложения давления, былпроведен следующий эксперимент на образце базальта ba (см.
табл. 2.3). На образце была 80 создана SIRM, после чего по стандартной схеме (см. выше) было приложено давление0.93 ГПа, которое привело к размагничиванию SIRM на 48%. После этого образецоставался под давлением в течении восьми дней; при этом никакого дальнейшегоразмагничивания не наблюдалось. Таким образом, эффективность размагничиваниядавлением не зависит от времени.Большая часть экспериментов по размагничиванию давлением была проведена наSIRM. Известно, что IRM не является эквивалентной NRM или лабораторноиндуцированной TRM точки зрения коэрцитивного спектра [Dunlop and Özdemir, 1997].Поэтому эти виды остаточной намагниченности могут иметь разную чувствительность квоздействию гидростатических давлений.
Ожидается, что NRM обладает большейустойчивостью к воздействию давлений, чем IRM и TRM, поскольку она обычно ужечастично размагничена в результате вязких процессов. Были проведены эксперименты поразмагничиванию давлением на IRM, NRM и лабораторно-индуцированной TRM набазальтах (ba и bb), по результатам которых получено экспериментальное подтверждение,что NRM характеризуется наибольшей устойчивостью к воздействию гидростатическихдавлений (рис.
2.12, образец bb).Рисунок 2.12. Зависимость остаточной намагниченности (нормированной на SIRM, NRM или TRM доначала эксперимента) от гидростатического давления. Каждая кривая соответствует отдельному образцу. Вскобках напротив названия образца указан вид остаточной намагниченности: SIRM, NRM, TRM. Надписи нарисунке: “pressure (GPa)” – давление в ГПа, “normalized IRM” - IRM нормирована на величину SIRM доначала эксперимента. 81 Результаты экспериментов также показали, что в некоторых случаях IRMразмагничивается гидростатическим давлением легче, чем TRM (рис.
2.12, образец ba),что согласуется с [Avchyan, 1967], хотя это нельзя считать общим результатом (см. рис.2.12, образец bb и работу [Pohl et al., 1975]). Приложение гидростатического давления 1.24ГПа не изменяет способность образцов к перемагничиванию и образованию SIRM.Например, для образца гранита bf9804 кривые размагничивания SIRM переменныммагнитным полем перед приложением давления и после приложения давления ипоследующего насыщения образца идентичны (рис. 2.13).Рисунок 2.13. Зависимость остаточной намагниченности IRMp (обозначенная как “residual SIRM afterdecompression”), SIRM до и после приложения давления (обозначенные как “initial (pre-compressed) SIRM” и“post-compressed SIRM”, соответственно) от переменного магнитного поля.
Надписи на рисунке: “alternatingfield (mT)” – переменное магнитное поле в мТл, “IRM (Am2/kg)” - IRM в Ам2/кг.Приложение гидростатических давлений до 1.24 ГПа не привело к необратимымизменениям внутренних магнитных свойств образцов (параметры гистерезиса, остаточнаякоэрцитивная сила Bcr, магнитная восприимчивость χ0), ввиду того, что такие измененияимеют место при давлениях выше нескольких ГПа [Gattacceca et al., 2007a; Louzada et al.,2007; Nishioka et al., 2007]. Таким образом, зерна не были подвержены необратимымизменениям вкристаллическойструктуре.82 Поэтомунаблюдаемыйэффектразмагничивания давлением наиболее вероятно обусловлен движением доменных стенок(необратимым после декомпрессии). В таком случае, движением доменных стенокявляется обратимыми в результате перемагничивания образца (создания SIRM), ввидучего наблюдаются идентичные значения SIRM до приложения давлений и после снятиядавления и перемагничивания образца в поле насыщения.2.4.3.2.
Эффект размагничивания давлением и его механизмНа рис. 2.10 (а-е) представлены кривые размагничивания давлением IRM,нормированную на SIRM, всех исследованных образцов для давлений вплоть до 1.24 ГПа.Соответствующие кривые размагничивания SIRM переменным магнитным полем для техже образцов также представлены на рис. 2.10 (ж-м). Как было указано выше в случаемарсианских метеоритов (§ 2.3), чувствительно к воздействию гидростатических давленийв первую очередь зависит от доминирующего магнитного минерала образца.
Поэтомукривые размагничивания давлением на рис. 2.10 сгруппированы по магнитным минераламбез учета литологии и природы образца (природный или синтетический, земного иливнеземного происхождения и др.). Эффект необратимого размагничивания давлением(уменьшение остаточной намагниченности) наблюдается на всех кривых зависимостиостаточной намагниченности от давления, за исключением образца гётита, которыйсохранил 100% SIRM под давлением 1.24 ГПа (Рис.
2.10б), на был размагничен на 2% врезультате декомпрессии. Это согласуется с высоким значением Bcr этого образца (>9 Tлсогласно работе [Rochette et al., 2005b]. С другой стороны наибольшее значение степениразмагничивания давлением наблюдается для многодоменного магнетит-содержащегомикродиорита, который потерял 84% от SIRM под давлением 1.24 ГПа (образец est, см.табл. 2.4, где степень размагничивания давлением обозначена как Δ).ОбразецКамера давленияSIRM10.0343IRMp20.0433Δ−IRMPR−МетеоритыLos Angeles11.99.11233.08NWA 106825.321.11719.8NWA 9987.977.4766.25Bensour-6a1.361.10191.01Bensour-i6.816.6036.49Bensour-j32.030.7430.6Pultusk15.310.2339.89Saratov20.319.6318.5NWA 7537.807.05106.94Горные породы и минералы земного происхожденияba6.783.12543.56ba(2)5.523.6434– 83 δ−SIRM2−MDS−α−ε1−3.13.2−0.4−3.72.1−0.900.51.39.2024.67.361.576.2832.016.0–7.652.53.79.53.122.413.31.818.96.51.30.81.10.81.31.01.30.81.021(67)36(20)69(15)80(36)–46(4)98(38)20(16)44(9)12.510.96.13–1.071.71.71.029(42)–bb-a48.324.94825.71.952.5bb-a(2)2.121.11481.635.152.5bb-b(3)1.620.96400.919.12.12be-3a74.932.15736.96.871.7pd6-2-112.18.51308.913.912.1pd6-2-418.511.14010.62.219.1au1b13.17.55427.620.312.7cug1b5.623.04462.62−6.95.92osb10b5.643.89314.225.75.91spi330119.113.23110.4−7.316.5ona1210.48.91148.720.210.4spi390318.112.43112.11.718.3mtd5b38.033.01337.5−3.937.2iro86.376.0555.73−0.26.20rb7a0.550.40270.448.90.60radiol-117.911.93411.70.018.7radiol-213.28.53359.458.113.5bf07039.478.22137.80−2.58.47bf32012.760.95660.75−4.62.72bf98041.410.77460.73−3.91.54bf87034.143.9253.79−1.74.13est8.091.32840.98−0.58.17sb3a15.512.22211.85.820.3jas24.316.93018.26.623.9kil-24620.15629.319.347.39808031.318.04218.92.931.912703720.416.42014.82.919.9goethite1.201.2001.12−2.01.35greig-tw133.424.82625.43.947.7greig-it142.638.51029.4055.9Синетические образцы порошков, диспергированных в эпоксидной смолеpyr-a35.025.72727.06.937.4pyr-b26.819.02918.17.825.7magna4.772.05572.144.24.82magn6a94.243.35445.22.8103magn6c6.442.6858–5.06.45magn6d3.201.33581.33−0.23.20iron-212.82.18831.36−6.011.9MD hem2.330.97581.033.42.52SD hem3.922.43382.769.33.731.261.261.51.082.61.61.41.292.61.94.22.75.112.42.12.32.04.70.541.511.90.193.72.10.771.282.8–6.316.871.41.51.0–1.51.41.31.21.61.31.11.61.40.81.21.71.71.11.81.71.22.40.91.41.70.20.9–1.90.995(51)4(97)72(57)91(48)99(26)97(45)–88(56)59(29)81(37)89(16)75(34)75(19)88(8)14(27)3(38)6(30)–65(73)66(53)61(8)43(88)25(42)5(23)63(38)–––4(47)–(48)2.93.20.960.980.840.880.221.101.671.61.81.81.9––2.21.31.0683(28)83(30)78(56)83(56)––20(89)12(59)14(26)Таблица 2.4.
Результаты экспериментов по размагничиванию гидростатичеким давлением.Соответствие степени размагничивания давлением Δ магнитной жесткостиобразцов Bcr приведено в табл. 2.4. Как видно из рис. 2.10, наблюдается несколько видовповедения остаточной намагниченности при приложении давления. Для характеристикиразных форм кривых размагничивания давлением был введен следующий коэффициент:α = [(SIRM0 − IRMp1)/(SIRM0 − IRMp2)] / [p1/p2](2),где SIRM0 – начальное значение SIRM образца в камере давления до приложениягидростатических давлений, IRMp1 - значение IRM под давлением p1 = 0.46 ГПа, IRMp2 значение IRM под давлением p2 = 1.24 ГПа.
Кривая размагничивания давлением являетсявогнутой при α > 1, выпуклой при α < 1 и линейной при α ~ 1. Как следует из табл. 2.4 ирис. 2.10, кривые размагничивания давлением для магнетит- и титаномагнетит 84 содержащих образцов имеют в основном линейную или вогнутую форму (длятитаномагнетитов и магнетитосреднее среднее α = 1.4 и α = 1.5, соответственно), тогдакак пирротинов (за исключением образцов pyr-a и pyr-b) форма кривых является слегкавыпуклой из-за наличия фазового превращения при давлении 2.8 ГПа [Rochette et al.,2003].
Кривые размагничивания давлением для FeNi-содержащих метеоритов имеют каквыпуклые, так и вогнутые формы, ктогда как соответствующие кривые в случае гематитсодержащих образцов имеют в основном вогнутую или линейную форму (со среднимзначением α = 1.4). Для Fe0 переход из ферромагнитного в парамагнитное состояние,индуцированный давлением, имеет место при 13 ГПа [Dickinson and Wasilewski, 2000].При этом давлении α-Fe (с объемо-центрированной кубической решеткой) переходит в εFe (с гексагональной плотно упакованной решеткой). В настоящей работе криваяразмагничивания давлением синтетического образца железа имеет строго вогнутуюформу и теряет до 83% от SIRM под давлением 1.24 ГПа. Таким образцом, этот образец,вероятно, размагнитится на 100% до 13 ГПа без прохождения через индуцированныйдавлением фазовый переход.2.4.4. Приложение результатовДля проверки эффекта повторного нагружения (до одинакового уровня давления)на остаточную намагниченность на нескольких образцах было проведено несколькоциклов 0 – 1.24 ГПа (см.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
