диссертация (1097652), страница 22
Текст из файла (страница 22)
SRM была такжепошагово размагничена переменным магнитным полем. Поскольку лазерная ударнаятехника является механически неразрушающей, каждый образец подвергался повторнымударам и образованиям SRM, до 24 раз для образца 70215. В течении всего процесса(ударное воздействие и последующее размагничивание SRM), образец поелщался впластиковый держатель, дизайн которого позволял проводить лазерные выстрелы врежиме удержания и который помещался в спиннер-магнитометр JR5 производства Agicoс уровнем шума 5×10-11 Ам2 и размагничивающая установка Molspin tumbler AFdemagnetizer, которые были привезены в г.
Пуатье на время реализации серии лазерныхвыстрелов. Только SRM после последнего ударного эксперимента измерялась в лаб.CEREGE при использовании вышеописанного сквид-магнитометра.Вторая техника: Статическое давление на компактную немагнитную композитнуюкамеру высокого гидростатического давления прилагалось в немагнитной комнате 106 (напряженность магнитного поля составляет <400 нТл) при использовании пресса.Внутренний канал камеры составлял 8 мм, а максимально возможный объемциллиндрического образца составлял ø 7 мм × 20 мм длиной. При этом использовалоськольцо катушки, соединенное с блоком питания и смонтированная на алюминиевуюопору, предназначенную расположения вокруг камеры давления и откалиброванной спомощью flux-gate магнитометра MAG-01 производства Bartington. С такой катушкойможно сгенерить заданное магнитное поле вдоль длинной оси камеры.
Для статическихэкспериментов были использованы фрагменты лунных морских базальтов массой 50-150мг, то есть, три из четырех морских базалтов, использованных в ударных экспериментах, аименно образцы 14053, 15556 и 70215, а также две материковые породы анортозитовыхреголитовых брекчий в форме лунных метеоритов (NEA 001 and NWA5406, см. § 1.6 впервой главе). Для каждого образца был использован единый экспериментальныйпротокол. После размагничивания пемеренным магнитным полем с максимальнойамплитудой 150 мТл, образцы помещались в тефлоновую кювету в камеру давления какописано во всех экспериментах второй главы (см. § 2.2-2.7). После приложения заданногомагнитного поля (800 мкТл) вдоль длинной оси камеры, на образец налагается заданноедавление.
После выдерживания паузы в 1 минуту при максимальном давлении, давлениемедленно снимается в присутствии магнитного поля. Затем образец вынимается изкамеры давления, а его остаточная намагниченности измерялась и размагничивалась прииспользовании криогенного сквид-магнитометра в лаборатории CEREGE (Франция). Каки в случае ударных воздействий, эксперименты с использованием всестороннего сжатияявлялись неразрушающими и повторялись несколько раз на одних и тех же образцах прииспользовании разных заданных величин давления и напряженности внешнегомагнитного поля.Эксперименты были проведены на образцах лунного грунта Аполлон и лунныхметеоритов, содержащих подобные ферримагнитные минералы [Rochette et al., 2010].
Какуказывалось в § 1.6, использование лунных метеоритов обеспечивает доступ клитологиям, редким для коллекции фрагментов лунного грунта Аполлон (например,анортозитовые брекчии). Однако, в случае некоторых метеоритов, выветривание в земныхусловиях может стать проблемой и вривести к образованию таких продуктоввыветривания, как оксиды железа.3.2.4. Магнитная характеристика лунных образцов до приложения давлений3.2.4.1. Петромагнитные свойства образцов 107 Основные петромагнитные свойства изучаемых лунных образцов представлены втаблице 3.1. Петли гистерезиса всех изучаемых образцов лунного грунта Аполлонпредставлены в § 1.6, а петли гистерезиса использованных лунных метеоритовпредставленынарис.3.2.Представленныепетлигистерезисадемонстрируютдоминирование многодоменных металлических включений FeNi (что подтверждаетсяизгибом вплоть до 0.8 Тл ввиду сильного размагничивающего поля), что типично длялунного материала [Fuller and Cisowski, 1987].
Ударно-метаморфизированные образцы(брекчии NEA 001 и NWA 5406) более магнитны в результате метеоритной контаминации[Rochette et al., 2010]. Петля гистерезиса образца NEA 001 характеризуется значительнымраскрытием, что можно объяснить наличием продуктов земного выветривания в видеоксидов и оксигидроксидов.
m (г) SRM 14053 1.39 experimen15555 3.24 15556 2.49 ts 70215 3.23 PRM 14053 0.082 experimen15556 0.109 70215 0.054 ts NEA 001 0.158 NWA 5406 0.144 Mrs (Aм2/кг) 3.82E−04 4.53E−04 MDFi (мТл) 17 20 9.10E−03 5.11E−04 1.04E−03 5.06E−03 7.85E−03 Ms (Aм2/кг) Bcr (мТл) 1.02E−01 9.98E−02 4 22 27 55 28 30.8 37.1 1.19 9.62E−02 1.84E−01 8.33E−02 8.29E−01 Bc (мТл) ARM (Aм2/кг) 9.9 40.6 46 64 44 1.87E−03 7.71E−06 2.75E−05 4.21E−05 1.34 1.46 1.4 1.03 2 10.7 2.6 MDFARM 1.12E−05 8.44E−07 4.85E−07 7.62E−07 4.60E−07 1.14E−06 6 7 10 10 1.94E−03 2.64E−05 6.51E−05 3.68E−04 2.70E−04 χ (м3 кг−1) χp (м3 кг−1) 4 12 9 37 18 1.36E−05 8.01E−07 9.35E−07 7.55E−07 4.37E−06 5.23E−07 4.24E−07 4.22E−07 8.51E−08 1.74E−07 m – масса, Mrs и SIRM – изотермическая остаточная намагниченность насыщения, ARM – идеальнаяостаточная намагниченность, MDFSIRM и MDFARM – медианное поле разрушения SIRM и ARM,соответственно, Ms – намагниченность насыщения, Bc и Bcr – коэрцитивная сила и остаточная коэрцитивнаясила, соответственно, χ – магнитная восприимчивость, χp – магнитная восприимчивость в сильноммагнитном поле.Таблица 3.1.
Петромагнитные свойства лунных образцовРисунок 3.1. Петли гистерезиса лунных метеоритов (а) NWA 5406 и (б) NEA 001.Несмотря на сходные магнитные минералы лунных образцов (за исключениемобразца 14053), образцы характеризуются коэрцитивными спектрами медианного поляразрушения MDF ∈ [4; 55] мТл (рис.
3.3а). Первоначательные магнитные свойства этих 108 пород могли был изменены в результате сильных ударных воздействий (>∼5 ГПа) налунной поверхности [Gattacceca et al., 2007; Gilder and Le Goff, 2008; Louzada et al., 2010].Однако, поскольку шоковая остаточная намагниченность образуется после сбрасываниядавлений, значимыми магнитными свойствами являются пост-шоковые свойства (те,которые измеряются сегодня), а не первоначальные магнитные свойства.
Магнитныеминералы образца 14053 были детально изучены ранее [Nagata et al., 1972; Collinson et al.,1972]. Термомагнитные анализы, проведенные на этом образце демонстрируютдоминирующее металлическое железо с температурой Кюри 765°С [Nagata et al., 1972;Collinson et al., 1972]. Однако, температуры деблокирования NRM образца 14053 лежат восновном в диапазоне ниже 300°С [Dunn and Fuller, 1972; Collinson et al., 1972], что нельзяотнести к механизму образования парциальной TRM, который выявляется значительнойразницей между ходом терморазмагничивания NRM и TRM [Collinson et al., 1972].
Этозаставило авторов работы [Rochette et al., 2010] предположить, что образец содержиткогенит [(Fe,Ni)3C] или шрейберзит [(Fe, Ni)3P]. В настоящей работе было проведенотерморазмагничивание намагниченности насыщения SIRM образца 14053 (Рис. 3.1в).Спектр температур деброкирования лежит в диапазоне 215-230°С, с только 20% отпервоначальной SIRM при 280°С.
Это указывает на то, что остаточная намагниченность всамом деле может доминироваться чисто стехиометрическим когенитом с температуройКюри 215°С. В работе [Collinson et al., 1972] не наблюдается сигнала от когенита натемпературной зависимости намагниченности насыщения Ms. Принимая во вниманиеотносительные значения Ms для камасита (220 Ам2/кг) и когенита (140 Ам2/кг), такоеотсутствие означает максильманое отношение когенит : камасит около 3%. А принимая вовнимание очень низкое значение отношения Mrs/Ms для камасита в лунных морскихбазальтах (обычно 0.005, см. [Rochette et al., 2010]), 3% более магнито жесткого когенитаcо значением Mrs/Ms в несколько 0.1 было бы достаточно для объяснения тренда притерморазмагничивании остаточной намагниченности.До проведения ударных экспериментов, идеальная намагниченность ARM,образованная при одновременном приложении переменного магнитного поля 170 мТл ипостоянного магнитного поля 300 мкТл, была размагничена переменным магнитным полекак лабораторный аналог TRM (рис.
3.3б). ARM также создавалась и размагничиваласьпеременным магнитным полем после проведения ударных экспериментов: пред- и постударные измерения неотличимы между собой, что указывает на отсутствие изменений вкоэрцитивном спектре образцов после использовании в настоящей работе давлений <2ГПа, что и ожидается для пиковых давлений ниже 3-5 ГПа [Gattacceca et al., 2007; Louzadaet al., 2010].
109 3.2.4.2. Естественная остаточная намагниченность образцовДанные по размагничиванию NRM переменным магнитным полем и средниенаправления, полученные при использовании метода анализа [Kirschvink, 1980]представлены на рис. 3.3а-г. Данные были получены на тех же лунных образцах, которыебыли использованы в ударных и статических экспериментах. Образец 14053 имеетпрактически однонаправленную намагниченность, приходяющую в начало координат, иочень стабильное направление (максимальное угловое отклонение MAD составляет 3.9°),которое можно выделить между 5 и 25 мТл.(а)(б) 110 (в)Рисунок 3.3. Размагничивание переменным магнитным полем (a) нормированной SIRM всех изученныхобразцов; (б) нормированной ARM всех изученных образцов.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
