диссертация (1097652), страница 26
Текст из файла (страница 26)
Образцы свежие и не содержат никаких следоввыветривания или гидротермальных изменений. При этом существует две генерациимагнитных кристаллов: первая генерация титаномагнетитов (табл. 3.3) и вторая генерация 128 магнетитов,встречающаясявнекоторыхлитологияхивыявленнаяметодаминизкотемпературной магнитометрии: наблюдается переход Вервея ~120K, характерныйдля магнетита [Jackson et al., 2011]. При этом зерна магнетит как правило не выявлялисьпри микрозондовом анализе, что, вероятно, связано с их субмикронным размером.«Нешокированныеобразцы»,использованныедлясравнениясударно-метаморфизированными агглютинат-подобными частицами, полученными в результатеударных экспериментов, представляют собой самые дальние края базальтовых цилиндровсо стороны, обратной к стороне прохождения ударной волны. Расстрояние в 10 см междуимпакт-кратерной зоной (зоной образования агглютинат-подобных частиц) и зоной отбора«нешокированныхобразцов»базальтовдаетобоснованиесчитатьотобранныебазальтовые образцы «нешокированными».
В самом деле, ранее было показано, чтоударная волна быстро затухает при прохождении базальтовой мишени [Berthe et al., 2011]. 3.3.2.2. Описание ударных экспериментов и оценки пиковых давлений ударной волныПлоско-волновые ударные эксперименты были проведены в Институте МеханикиМГУ им. М.В. Ломоносова при использовании легко-газовой пушки. Базальтовые мишенибыливыточенывциллиндрическиеблокиразмером~(10×10)см.Диаметрциллиндрических блоков примерно соответствовал диаметру импакт-кратеров, тогда какглубина ударных кратеров никогда не превышала высоты базальтовых блоков. Каждыйблок был закреплен при использовании камеры, что предотвращало разлет осколковбазальтовой мишени внутри газовой камеры. Перед каждым выстрелом камеравакуумировалась до давлений ~0.2 to 5.3 мПа. В экспериментах использовалисьсферические медные снаряды 5 мм диаметром, которые метались в базальтовые мишенисо скоростями порядка 6 км/с [Yakovlev et al., 1988] (рис.
3.12а, табл. 3.4). Примербазальтовоймишенипослепроведениямеханическогоударногоэкспериментапредставлен на рис. 3.12б (фото). Агглютинат-подобные частицы были подобраны послеударных экспериментов. Более детально экспериментальная процедура описана в работе[Yakovlev et al., 1988].Расчетные пиковые давления ударной волны на контакте мишень-снарядпредставлены в табл. 3.4. Пиковые давлений были рассчитаны при использованиигюгониотов для меди и для базальтов [Ahrens, 1992] в предположении, что разница междугюгониотами для базальтов, использованных в наших экспериментах и гюгониота изработы [Ahrens, 1992] является незначительной. Гюгониоты для базальтов с низкой и 129 высокой плотностями применялись к базальтам с плотностями 2.8 – 3.0 г/см3 и 3.2 г/см3,соответственно.
Основные параметры ударных экспериментов приведены в таблице 3.4.(a)(б)Рисунок 3.12. (a) Схема ударного эксперименты; (б) пример базальтой мишени после прохожденияударной волны и сферический медный снаряд (на белом листе бумаги).3.3.3. Результаты ударных экспериментов3.3.3.1 Текстура агглютинат-подобных частицПосле прохождения ударной волны базальтовые мишени раздробились на фрагменты отнескольких см до нескольким мм или меньше. Среды обломков были найдены небольшие(0.3-0.5 мм) агглютинат-подобные частицы (рис. 3.13) – эти частицы представляютосновной фокус исследований.
Частицы легко отличимы визуально ввиду их красноватогооттенка. На рис. 3.13а представлена агглютинат-подобная частица типичной формы. Каквидно из рис. 3.2а, частица прирудрена базальтовой пылью. Фотография с большимувеличением (рис.
3.13б) иллюстрирует детали поверхности.Агглютинат-подобные частицы состоят из фрагментов базальтовых блоков,сцементированных смесью стекла с материалом ударника (рис. 3.13.в-г). Размер медныхвключений варьируется от <1 мкм до ∼0.6 мм, со средним значением 10-80 мкм.Агглютинат-подобные частицы содержат два вида стекла (рис. 3.13г). Первый тип стекла(гомогенное) имеет многочисленные медные включения и химический состав, близкий кнепереплавленной базальтовой мишени. Второй тип стекла (гетерогенный) имеетленточную структуру с составами стекол сходными с составами плагиоклаза и пироксена.Области с фрагментами второго типа гетерогенного стекла часто сцементированны 130 первым типом гомогенного стекла.
Иногда частицы содержат достаточно крупные медныевключения игольчатой формы. За исключением выстрела 26, непереплавленныебазальтовые класты в составе агглютинат-подобных частиц характеризуются ударноиндуцированными изменениями в веществе: плагиоклаз превратился в диаплектовоестекло.(a)(б)(в)(г)Рисунок 3.13. (a) Агглютинат-подобная частица по вторичных электронах (выстрел 19, см. Табл. 3.2).Частица припудрена прилипшей базальтовой пылью; (б) Детали поверхности агглютинат-подобной частицыво вторичных электронах; (в) изображение агглютинат-подобной частицы 9-s2 из выстрела 9 в обратнорассеянных электронах (см. Табл. 3.2).
Частица состоит из непереплавленных или частично переплавленныхбазальтовых кластов (слева и в центре), гетерогенного стекла (справа от наибольшего базальтового класта),сцементированного стеклом с рассеянными медными включениями каплевидной и игольчатой формы(белые включения); (г) изображение фрагмента агглютинат-подобной частицы 26-s3 из выстрела 26 (см.Табл. 3.2) в обратно-рассеянных электронах. Фрагмент частицы в основном состоит из гомогенного стекла(с крошечными включениями вещества ударника, рассеянными внутри стекла) с зонами гетерогенногостекла (темное-серые зоны с разными градациями серого без медных включений). Черные и белые зоны нарис. (а-г) соответствуют порам и медным включениям, соответственно.3.3.3.2. Результаты термомагнитных анализов 131 Термомагнитные анализы используются для определения фазового составамагнитных минералов методом определения соответствующих температур Кюри (Тс).
Внатоящей работе были сняты термомагнитные кривые χ0(T) и Ms(T) для всех типовбазальтовых мишеней. Ранее сообщалось, что однодоменные (SD) магнитные зернавносят меньший вклад в χ0(T) по отношению к суперпарамагнитным (SP) имногодоменным зернам (MD) [Khakhalova and Feinberg, 2014]. Таким образом, оба типаэкспериментов необходимы для более надежной идентификации магнитных минераловгорных пород с ферримагнитными зернами разного состава и размера. Критическиеразмеры для SP и SD для магнетита (титаномагнетита Tmt60) составляют 25-30 нм (80 нм)и 50-84 нм (200-600 нм), соответственно [Dunlop and Özdemir, 1997].Кривые нагрева-охлаждения χ0-T and Ms-T, снятые для фрагментов каждой изчетырех базальтовых мишеней (табл.
3.5) представлены на рис. 3.14. (a)(б)(в)(г)132 (д)(е)(ж)(з)Рисунок 3.14. Зависимость намагниченности насыщения Ms и магнитной восприимчивости χ0 оттемпературы для (а)-(б): океанского базальта (1) (выстрел 9); (в)-(г): оливинового базальта (2) (выстрел 12);(д)-(е) глинозёмного базальта (3) (выстрел 18) и (ж)-(з) толеитового базальта (4) (выстрел 25). Сплошнаялиния отображает цикл нагрева, а пунктирная линия – цикл охлаждения (что также указаносоответствующими стрелками). См. Табл.3.1-3.3.Термомагнитные кривые χ0-T и Ms-T для разных образцов одного и того же типабазальта очень похожи, что позволяет сделать вывод об однородности материалабазальтовой мишени в каждом выстреле. Небольшие различия наблюдаются для одних итех же литологий, но разных выстрелов (см.
ниже).Точки Кюри титаномагнетитов, полученные при анализе термомагнитных кривыхχ0-T можно пересчитать в содержание титана х в титаномагнетитах, используя Табл.3 изработы [Lattard et al., 2006]. Первичные и вторичные точки Кюри были оценены «пиковымметодом» [Lattard et al., 2006], методом обратной восприимчивости [Petrovsky andKapicka, 2006] или по второй производной [Tauxe, 2014]. В случае титаномагнетитовгетерогенного состава (что, вероятно, имеет место в настоящей работе), «пиковый метод»подходитдляоценкисодержаниятитанадлянаиболеебогатыхтинаномтитаномагнетитов, то есть, xmax [Lattard et al., 2006].Точки Кюри титаномагнетитов оценивались при анализе термомагнитных кривыхMs-T (кривая нагрева) согласно методу [Grommé et al., 1969] или по второй производной 133 [Tauxe, 2014] (в случае выстрела 9), и конвертировались в х согласно уравнению,приведенному в работе [Bleil and Petersen, 1982], что давало оценку х для наиболее бедныхтитаном титаномагнетитов, то есть, xmin.Кривая χ0-T для нешокированного образца 9 из 1ой литологии (рис.
3.14б)характеризуется несколькими точками Кюри в диапазоне от 78ºC до 202ºC, чтосоответствует титаномагнетитам с x от 0.58 до 0.71. Вторичные точки Кюри 416ºC и 576ºCтакже наюлюдаются и могут отражать титаномагнетиты составов x∼0.25÷0.30 и x<0.1,соответственно. Таким образом, настоящий образец содержит несколько генерацийтитаномагнетитов. Основная точка Кюри, определенная по кривой нагрева Ms-T (Рис.3.3а) составляет 180ºC (x=0.59). Вторая производная этой кривой также указывает навторичные точки Кюри при температурах 70ºC (x∼0.74), 95ºC/118ºC (x∼0.68÷0.70) и 548ºC(x<0.1). Все термомагнитные данные указывают на содержание в образце разныхгенераций титаномагнетитов: как богатых, так и бедных титаном.
Магнетит без примеситинана не обнаружен, что согласуется с прямыми наблюдениями и данныминизкотемпературной магнитометрии (см. ниже).Кривые нагрева χ0-T для нешокированных образцов 12 (рис. 3.14г) и 13 второйлитологии характеризуются точками Кюри 540ºC и 532ºC, соответственно [Petrovsky andKapicka, 2006], что соответствует x∼0.10-0.13. Значение xmax, указанное выше, былооценено по Tc=372ºC для образца 12 и Tc=376ºC для образца 13 (точки Кюри оценены прииспользовании «пикового метода»). Кривые нагрева Ms-T для образцов 12 (рис. 3.14в) и 13характеризуются точками Кюри Tc=520ºC и Tc=518ºC, соответственно, что указывает наx=0.10.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
