Палеомагнетизм подводных базальтов и континентальных траппов (1104371), страница 2
Текст из файла (страница 2)
Приводятся некоторые литературные данные, согласно которым была определена палеонапряженность геомагнитного поля для разных периодов времени с использованием метода Телье. Например, было определена палеонапряженность геомагнитного поля на вулканических породах западной Мексики возрастом (67.4 ± 1.2) млн. лет. Это соответствует концу мелового периода, для него палеонапряженность лежит в пределах от (19.9±4.2) до (44.3±3.6) мкTл, а виртуальные дипольные моменты ВДМ полученные при исследовании большинства образцов, составляли примерно (4.9±0.6)*1022А*м2, что на 63% меньше значения современного ВДМ=7.8*1022А*м2.
В данной главе также описываются магнитные свойства базальтов и траппов, известные из литературы, и рассматриваются критерии применимости образцов горных пород для решения палеомагнитных задач. Основным ферримагнитным компонентом, носителем палеомагнитной информации в подводных базальтах является титаномагнетит. Титаномагнетиты - это минералы, являющиеся членами ряда твердых растворов магнетит – ульвошпинель с общей химической формулой xFe2TiO4*(1-x) Fe3O4, где х – содержание ульвошпинели в твердом растворе.
Отмечается, что базальты рифтовой зоны Красного моря сравнительно молодые (менее 0.5 млн. лет) и поэтому титаномагнетиты в них находятся на ранней стадии однофазного окисления. Известно, что в условиях дна океана титаномагнетиты подводных базальтов могут окисляться до катионодефицитной шпинели – титаномаггемита. Титаномаггемизация характеризуется ростом точки Кюри, параметра решетки и уменьшением спонтанной намагниченности ферримагнитной фракции, что приводит к уменьшению первичной термоостаточной намагниченности базальтов и частичной потери палеомагнитной информации. В базальтах, имеющих ферримагнитную фазу с точкой Кюри Т>4000С вероятнее всего in situ происходили процессы гетерофазного окисления.
Таким образом, для оценки палеоинформативности In подводных базальтов, необходимо прежде всего решать вопрос о сохранности первичного титаномагнетита, степени однофазного окисления или наличия гетерофазного окисления.
Для решения задач палеомагнетизма, помимо подводных океанских базальтов, являющихся эффузивными породами с мелкими магнитными зернами, часто используются интрузивные породы, имеющие в основном многодоменные зерна.
Сибирские траппы для задач палеомагнетизма начали изучаться с 1963г. Были определены физические свойства и возраст траппов, так как данная проблема интересовала компании алмазной разведки. К настоящему времени накоплен опыт разделения траппов на петромагнитные комплексы (ПМК). Для их выделения использовались первичные магнитные характеристики (ӕо, In, Qn), а также сведения об их петрохимии. Такие работы проведены на примере траппов Мало-Ботуобинского района Якутии. Магнитоминералогические свойства траппов каждой из пяти групп определяются различной степенью измененности их ферримагнитных зерен под действием факторов, характеризующих среду формирования траппов.
Изучение процесса размагничивания In траппов Сибирской платформы позволило выдвинуть гипотезу о том, что первичной намагниченностью обладают пермо-триасовые траппы (250 миллионов лет). Было показано, что низкотемпературную компоненту, которая встречалась в основной части из изученных образцов, можно интерпретировать либо как результат воздействия более позднего ГМП, или влиянием поздних прогревов. Было определено среднее направление геомагнитного диполя для пермо-триасовых траппов (50.8ºN, 149.6ºE).
В процессе изучения магнитных свойств траппов, было обнаружено самообращение In и TRM0. Явление самообращения является одной из основных проблем магнетизма горных пород, вносящее неоднозначность интерпретации обратной намагниченности горных пород.
В разделе 1.3 описаны особенности намагничивания ферримагнетиков, а также основные механизмы самообращения. Особое внимание обращается на механизм самообращения N-типа Неля, согласно которому самообращение происходит при достижении равенства магнитных моментов в двух соседних подрешетках при определенной температуре (точка компенсация), или при диффузии металлических ионов между подрешетками, но уже при высоких температурах.
В главе 2 приведено описание исследованных образцов подводных базальтов юга САХ (30-18, 31-37, и 51-3) и Красного моря (53-4, 57, 62-3, 65-1, 66-4, 68-2, 71-3, 72-5, 65-3,65-2, 61-1, 67 и 70-2) и континентальных траппов (Пи-10, К-4, 334-5, К-6, 315-13, Ки-2, 331-2, 299-2, 315-11, 334-24, 332-4, 326-3), а также координат места их отбора. Подводные базальты Красного моря имеют особо высокие значения In по сравнению с базальтами юга САХ, что и объясняет выбор этих двух коллекций для исследований.
В данной главе также приведена информация об аппаратуре которая была использована в работе: ротационный магнитометр JR-6 для измерении намагниченностей образцов, прибор ИМВО-М для определения магнитной восприимчивости, вибрационные магнитометры ВМА-1 и ВМА-2, с помощью которых проводились термомагнитные анализы и определялись коэрцитивные параметры образцов а также проводилось моделирование TRM в лаборатории. Приведена также оценка ошибок измерения магнитных параметров.
В главе 3 представлены результаты экспериментальных исследований коллекции подводных базальтов Красного моря и юга САХ, а также континентальных траппов Мало-Ботуобинского района.
В разделе 3.1 представлены свойства естественной остаточной намагниченности подводных базальтов, оценены фазовое и структурное состояния ферримагнитных зерен изучаемых образцов, и определена величина палеонапряженности геомагнитного поля ГМП образования Inо в районах Красного моря и юга САХ.
Характеристики образцов подводных базальтов представлены в табл.1. Максимальная температура блокирования (Tb max) базальтов Красного моря, определенная по разрушению In при нагреве образцов в отсутствие магнитного поля, изменяется от 320°C до 570°C (таб. 1). Исследованные образцы имеют довольно высокие величины естественной остаточной намагниченности (In= 6.4-107.8 А/м) и параметра Кенигсбергера (Qn=105-794). Образцы базальтов юга САХ имеют меньшие величины In = (4.6-28.9) А/м, Qn= 12.5-104 и Tb<290°C, чем базальты Красного моря. Они также характеризуются меньшей стабильностью In при терморазмагничивании образцов. Действительно, температура при которой размагничивается 50% In базальтов САХ колеблется примерно в пределах (160-200)°С, тогда как данная температура для базальтов Красного моря изменялась от 205 до 420°С (таб. 1). Данный факт объясняется тем, что базальты САХ относительно моложе (возраст 0.1-0.3 миллионов лет), чем базальты Красного моря (0.5 миллионов лет) и благодаря этому имеют меньшую степень однофазного окисления в условиях дна океана.
Таблица 1.
Магнитные характеристики базальтов дна юга Атлантики и дна Красного моря.
| образец | In, А/м | ӕ0 ×10-2 ед.СИ | Qn | Irs/Is | Hc, мТл | Hcr/ Hc | Тс, °С | Т (50%In) | Tbmax, ºC | Ндр, А/м | Возраст, млн. лет |
| 30-18(2) 1) | 4.6 | 1.3 | 12.5 | - | - | 160 | 174 | 22 | 0.1 | ||
| 31-37(2) 1) | 17. 8 | 0.89 | 70 | 14.5 | 1.38 | 175 | 270 | 32 | 0.2 | ||
| 51-3(1) 2) | 28.9 | 0.98 | 104 | 29.3 | 1.29 | 200 | 291 | 33 | 0.3 | ||
| 53-4 3) | 47 | 0.39 | 392 | 56 | 1.34 | 347 | 470 | Не более 0.5 млн лет | |||
| 57 3) | 39.9 | 0.4 | 325 | 44 | 1.27 | 346 | 477 | 89 | |||
| 62-3(5) 3) | 66.5 | 0.45 | 481 | 75 | 1.67 | 375 | 360 | ||||
| 65-1(3) 3) | 53.6 | 0.22 | 794 | 45.2 | 1.54 | 345 | 570 | 76 | |||
| 66-4(4) 3) | 107.8 | 1.32 | 266 | 0.35 -0.5 | 24 | 1.23 | 280 470 580 | 280 | 362 | ||
| 68-2(6) 3) | 70.3 | 1.22 | 188 | 20 | 1.25 | 260 | 361 | ||||
| 71-3(5) 3) | 52 | 1.61 | 105 | 0.35 | 16 | 1.25 | 250 | 250 | 350 | 79 | |
| 72-5(5) 3) | 64.7 | 1.9 | 111 | 0.29 | 14 | 1.28 | 205 | 240 | 320 | ||
| 65-3(1) 3) | 23 | 0.38 | 223 | 0.22 | 34 | 1.35 | |||||
| 65-3(8) 3) | 55.7 | 0.64 | 318 | 0.28 | |||||||
| 65-2 3) | 9.1 | 1.58 | 213 | 0.19 | 24.7 | 2.1 | 480 580 | 420 | 540 | 77.5 | |
| 61-1 3) | 18.3 | 0.25 | 273 | 230 | 205 | 350 | |||||
| 67 3) | 6.35 | 0.22 | 109 | 410 | 520 | ||||||
| 70-2 3) | 76.9 | 0.40 | 709 | 350 | 460 |
Для определения палеонапряженности геомагнитного поля (Ндр) по остаточной намагниченности базальтов рифтовой зоны Красного моря и юга Срединного Атлантического хребта САХ были отобраны образцы, естественная намагниченность (In) которых была в основном однокомпонентной.
При исследовании образцов базальтов Красного моря были обнаружены образцы как с низкими точками Кюри Тс (образцы №№ 72-5, 71-3, 61-1, Тс= 225-250ºС), так и с высокими Тс (образцы №№65-2, 66-4, Тс= 470-580 ºС). Согласно электронно-зондовому анализу, магнитные свойства исследованных базальтов Красного моря обусловлены титаномагнетитовыми зернами. Содержание TiO2 колебалось от 11.63% до 17.66%. В отдельных пробах было обнаружено небольшое содержание MgO (0.43%) и MnO (0.46%). Содержание ульвошпинели (х) в предположении, что зерна состоят из титаномагнетитов стехиометрического состава хFe2TiO4*(1-х)Fe3O4, колебалось от х=0.34 до х=0.55.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
