Палеомагнитология, петромагнитология и геология (стр. 25 )

В результате палеомагнитного и петромагнитного изучения раннепротерозойских интрузивов показана принципиальная возможность получения непрерывной записи поведения геомагнитного поля, фиксируемой в процессе остывания габбро-пироксенитовых расслоенных интрузивов. Чтение палеомагнитной записи возможно в двух вариантах: а) детальный отбор образцов от контакта вглубь тела и б) в каждом отобранном образце детальная Т-чистка через 2-3° позволяет прочесть запись поведения геомагнитного поля в процессе остывания тела в точке отбора образца от точки Кюри присутствующих в нем магнитных минералов до той температуры блокирования, когда еще фиксируется в пределах измерений значимая доля термоостаточной намагниченности. На основании решения задачи Стефана и нестационарной задачи теплопроводности рассчитаны зависимости температуры от времени и скорости остывания интрузивов в разных точках разрезов от момента внедрения до 400-500°С. При медленном остывании интрузива температура блокирования (Tb) естественной термоостаточной намагниченности существенно отличается от температуры деблокирования (Td) естественной остаточной намагниченности в ходе лабораторного терморазмагничивания образцов. Для перевода температур деблокирования в ходе Т-чистки образцов (Td) в температуры остывания интрузива (Tb) используются зависимости Td и Tb от скорости остывания однодоменного магнетита (Dodson, McClelland-Brown, 1980). В магнитостратиграфическом плане запись характеризуется наличием хронов и субхронов разной полярности продолжительностью от сотен до нескольких десятков тысяч лет, экскурса продолжительностью менее 2 тысяч лет. В течение времени записи одни периоды палеовариаций исчезают, другие появляются, величина периода нередко меняется во времени, продолжительность периодов меняется от 1- колебаний до 10 и более. В общем, выделяются следующие моды (число колебаний не менее 5): 3.2; 4.4-4.7; 5; 5.5; 7.5; 8-10; 17.5-18.5; 30-40; 52-64 90-100 тысяч лет. Черты поведения геомагнитного поля в раннем протерозое принципиально не отличаются от характеристики геомагнитного поля в позднем кайнозое. Следовательно, к началу протерозоя жидкое ядро Земли, генерирующее геомагнитное поле, было сформировано и в дальнейшем изменялось несущественно. Из совокупности палеомагнитных данных следует, что амплитуда палеовековых вариаций в древние эпохи не отличалась от позднекайнозойских; в разные эпохи наблюдается как западный, так и восточный дрейф геомагнитного поля; спектр вариаций дискретен и меняется во времени.

См. вековые вариации геомагнитного поля.

Петрова, 1992; Dodson, McClelland-Brown, 1980; Pechersky et al.,2004.

ПАЛЕОМАГНЕТИЗМ – "ископаемый" магнетизм, древнее геомагнитное поле, запись которого сохранилась в естественной остаточной намагниченности горных пород. Изучением палеомагнетизма занимается палеомагнитология.

ПАЛЕОМАГНЕТИЗМ И РАСШИРЯЮЩАЯСЯ ЗЕМЛЯ. По палеомагнитным данным можно оценить возможное расширение (сжатие) Земли, если предположить, что континенты достаточно жесткие блоки литосферы (как в тектонике плит). Два метода расчета: способ палеомеридианов и минимальной дисперсии. 1) Если точки палеомагнитных определений находятся на одном палеомеридиане, то древний радиус Земли равен Ra=57,3L/(φ1- φ2), где L – современное расстояние между точками с палеомагнитными широтами φ1и φ2. 2) Вычисляется кучность палеомагнитных полюсов при разных расстояниях от точек наблюдений до полюса и находится максимум кучности; соответствующее ему расстояние равно Ra(90- φ)/ R, где R и Ra – соответственно, современный и древний радиусы Земли, φ – палеомагнитная широта в точке наблюдения Неоднократные расчеты показали, что за последние 400 млн. лет радиус Земли изменялся в пределах ±5% от современного значения, что в пределах погрешности палеомагнитных измерений.

Храмов и др., 1982.

ПАЛЕОМАГНИТНАЯ АНОМАЛИЯ – кратковременное палеомагнитное отклонение на 60-180° виртуального геомагнитного полюса, обнаруженное в геологическом разрезе. Временной аналог – экскурс. Термин «палеомагнитная аномалия» используется так же для обозначения любого короткого в масштабах изучаемого объекта аномального поведения естественной остаточной намагниченности строго не установленного происхождения, вероятнее всего, геомагнитного.

*ПАЛЕОМАГНИТНАЯ НАДЕЖНОСТЬ – набор необходимых и достаточных признаков (критериев), позволяющих оценить надежность (достоверность) палеомагнитных данных для решения поставленной задачи (последняя оговорка очень важна, т. к. для разных задач эти требования неодинаковы). Конечная цель палеомагнитных измерений – определить величину и направление геомагнитного поля в точке исследований, привязанное ко времени некоторого геологического события. Необходим комплекс, позволяющий в ой или иной мере однозначно определить элементы геомагнитного поля и время. Комплекс включает три группы признаков: геологические, геофизические и физические.

Геологические признаки – необходимое, но заведомо недостаточное условие палеомагнитной надежности. Это характеристика объекта: оценка его геологического возраста, генезиса, тектонического положения, оценка «свежести» материала, диагностика возможных носителей намагниченности немагнитными методами, оценка их происхождения. Прямой геологический признак палеомагнитной надежности и оценки палеомагнитного склонения – тест (метод) длинных частиц Печерского.

Геофизические (палеомагнитные) признаки – наиболее важная, необходимая и иногда достаточная группа признаков синхронной, метахронной компонент естественной остаточной намагниченности Jn, они включают выделение компонент, их статистический анализ, тесты и методы выделения древних компонент и первичной намагниченности (тест галек, складки, обжига, обращения и др.), корреляцию зон геомагнитной полярности от разреза к разрезу, сходимость направлений Jn, выделенных разными тестами и методами, как между собой, так и с направлениями первичной остаточной намагниченности образцов, для которых удалось доказать ориентационную или термическую природу Jn или ее компоненты (физические признаки).

Физические (петромагнитные) признаки – в сущности, это физические основы палеомагнетизма в приложении к решению конкретной палеомагнитной задачи, они не всегда необходимы и всегда недостаточны. Прежде всего, это оценка природы Jn и ее компонент, основанные на изучении носителей Jn, т. е. какие магнитные минералы присутствуют в породе, их происхождение, магнитоминералогическое изучение в сочетании с минералогическим, петрографическим и т. п. исследованиями, оценка доменной структуры, магнитного состояния, их значения в создании Jn (в сочетании с геофизическими признаками палеомагнитной надежности); определение видов Jn и ее компонент, оценка их сохранности.

Примеры достаточности геологических+геофизических признаков без физических: а) прослеживание на большие расстояния по латерали одной зоны магнитной полярности или других особенностей тонкой структуры геомагнитного поля; б) положительный тест складки, если время складчатости близко осадкообразованию или если для поставленной задачи достаточно определить доскладчатую компоненту Jn; в) положительный тест галек Грэхема для внутриформационных конгломератов и других обломочных пород и т. п.

См. индекс палеомагнитной надежности.

ПАЛЕОМАГНИТНАЯ СТАБИЛЬНОСТЬ – устойчивость (сохранность) величины и направления естественной остаточной намагниченности или ее компонент во времени. Оценка палеомагнитной стабильности – часть проблемы обоснования палеомагнитной надежности.

*ПАЛЕОМАГНИТНОЕ КАРТИРОВАНИЕ. Два основных палеомагнитных прикладных направления – магнитотектоника и магнитостратиграфия – объединяются в палеомагнитном картировании. Это площадные палеомагнитные работы, позволяющие проследить в районе определенные палеомагнитные уровни (границы магнитозон и другие магнитостратиграфические особенности), оконтуривать участки (блоки) с однородными направлениями естественной остаточной намагниченности и/или ее компонент, т. е. провести площадное стратиграфическое и тектоническое районирование и т. п. Сочетание первого и второго позволяет проследить поведение выделенных блоков во времени. Масштаб палеомагнитного картирования определяется задачей, масштабом геологического картирования и степенью обнаженности картируемой территории. Наиболее эффективно картирование, если вести палеомагнитные измерения непосредственно в поле. Полноценное палеомагнитное картирование можно вести и на закрытой территории – по керну из скважин, благодаря тому, что по вязкой остаточной намагниченности, возможно, восстановить ориентировку керна [Назарова, Печерский, 1976; Буров и др., 1986]

ПАЛЕОМАГНИТНОЕ ПОЛЕ – осредненное во времени геомагнитное поле; при этом исключаются в большой мере неоднородности поля, близкие к циклическим, как вековые вариации, вплоть до недипольного поля. В первом приближении палеомагнитное поле считается полем центрального осевого диполя.

См. главное магнитное поле Земли.

ПАЛЕОМАГНИТНЫЙ ПОЛЮС (ПМП) – средний виртуальный геомагнитный полюс, подсчитанный для некоторого геологического интервала времени, определенный палеомагнитным методом. Принимается, что положение палеомагнитного полюса совпадает с положением географического полюса. Сказанное относится к эпохам относительно стабильного состояния геомагнитного поля. Во времени ПМП меняет свое положение. Движения ПМП двух родов: 1) резкое хаотическое, во время геомагнитных инверсий и других палеомагнитных аномалий и 2) плавное, во время относительно стабильного состояния поля, оно включает истинные (собственные) движения географического полюса, т. е. изменения положения оси вращения Земли о времени, и кажущиеся движения полюса, связанные с движениями блоков литосферы. По различным оценкам [Andrews,1985; Kerr,1987; Sabadini, Yuen,1989 и др.] собственные плавные движения полюса за последние 200 млн. лет достигали 15-20° и носили циклический характер, кажущиеся движения полюса достигали сотен градусов. Соответственно, траектория кажущегося движения ПМП может служить для оценки возраста пород оценка тем точнее, чем сложнее детально построенная траектория ПМП конкретного блока литосферы. Построенные по отдельным блокам литосферы (кратонам) траектории ПМП за большие промежутки времени существенно отличаются друг от друга, что демонстрирует главенствующее значение в плавных движениях ПМП горизонтальных перемещений блоков литосферы. Количественная оценка таких движений разного масштаба является главным содержанием раздела палеомагнитологии – магнитотектоники.