Палеомагнитология, петромагнитология и геология (стр. 33 )

Главный недостаток Т-чистки по сравнению, например, с Н-чисткой: изменение имеющихся и/или образование новых магнитных минералов в процессе нагрева образцов. Для экспресс-контроля параллельно с измерениями остаточной намагниченности после каждого нагрева измеряется восприимчивость, для более строгого контроля – трудоемкие термомагнитные и другие исследования.

*ТЕРМИЧЕСКАЯ ОСТАТОЧНАЯ (ТЕРМООСТАТОЧНАЯ) НАМАГНИЧЕННОСТЬ (Jrt, TRM) – остаточная намагниченность, созданная при остывании магнитного материала от его точки Кюри до некоторой температуры в постоянном магнитном поле. Jrt в малых полях прямо пропорциональна величине напряженности постоянного поля ее создания, зависит от начальной и конечной температур, в интервале которых создавалась Jrt. Если начальная температура создания не ниже точки Кюри, а конечная равна 0 К, то это полное термонамагничивание, соответственно образуется полная термоостаточная намагниченность. В петромагнитной и палеомагнитной практике (и в природе) обычно создается Jrt до температуры, близкой комнатной и ее называют полной. Однозначного универсального диагностического признака Jrt пока не существует. Наиболее распространен признак, необходимый, но не достаточный – сходство зависимостей Jn(T) и созданной на том же образце в лаборатории Jrt(T). Признак недостаточен, т. к. с Jrt(T) может быть сходно поведение и кристаллизационной, и химической остаточных намагниченностей. Примеры других признаков: а) сравнение поведения в переменном магнитном поле Jn и Jrt c Jrs, созданной на том же исходном образце и после его нагрева при создании Jrt; б) сравнение Jn/Jri c Jrt/Jri (среднее отношение Jrt/Jri, созданных в одном постоянном магнитном поле, равно 2,8, в случае преобладания многодоменных зерен и заметно взаимодействующих однодоменных); резкое занижение по сравнению с ожидаемым отношения Jn/Jri стабильной компоненты после Т-чистки – Jnt/Jrit в случае изверженных или обожженных пород может означать, что Jn или Jnt не является полной термической; в) безнагревный тест природы Jn как возможной Jrt – по коэрцитивным спектрам (Nt-тест Шолпо-Лузяниной): Nt0,25 означает, что исследуемая остаточная намагниченность является Jrt.

В случае однодоменных зерен Jrt имеет термоактивационную природу, из чего вытекает справедливость законов Телье о независимости и аддитивности парциальных термонамагниченностей. Для многодоменных зерен закон независимости нарушается, так как намагничивание идет путем смещения границ доменов. Взаимодействие зерен начинает сказываться с содержания магнитных минералов выше 1%. На соблюдении закона аддитивности парциальных термонамагниченностей в случае однодоменных зерен и его нарушении в случае многодоменных зерен построен термомагнитный тест Большакова-Щербаковой доменной структуры магнитных зерен в образце.

см. остаточная намагниченность, диаграмма Араи-Нагаты и др.

ТЕРМОВЯЗКАЯ НАМАГНИЧЕННОСТЬ – образуется при действии постоянного магнитного поля с течением времени и одновременном увеличении температуры.

ТЕРМОДИНАМИЧЕСКОЕ РАВНОВЕСИЕ – состояние системы, в которой ее макроскопические параметры не меняются со временем. В таком состоянии системы отсутствуют процессы, сопровождающиеся рассеянием энергии, например, потоки тепла или химические реакции. С микроскопической точки зрения термодинамическое равновесие представляет собой состояние динамического или подвижного равновесия, так что равновесные значения термодинамических параметров – это статистические средние величины (флуктуации малы по сравнению со средними). Термодинамическое равновесие обладает свойством устойчивости, т. е. система, помещенная в неизменные внешние условия, самопроизвольно не может выйти из состояния равновесия. Отсутствие движений в равновесной системе говорит о постоянстве (равенстве) во всех ее частях давления и температуры.

ТЕРМОДИФФУЗИЯ – диффузия, обусловленная градиентом температуры в среде. Термодиффузия нарушает однородность системы: концентрация компонентов в областях с повышенной и пониженной температурами становится различной.

*ТЕРМОМАГНИТНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ – исследования магнитных свойств вещества в зависимости от термического воздействия. Наиболее распространены, помимо термомагнитного анализа, следующие варианты термомагнитных исследований: 1) изучение поведения намагниченности насыщения, коэрцитивной силы, остаточной коэрцитивной силы, восприимчивости и др. после последовательных ступенчатых нагревов и охлаждений до 20С, т. е. характера изменений магнитных минералов в результате нагревов; 2) термообработка образцов при температурах, близких солидусу пород (около 1000С), в нейтральной среде или вакууме с целью регомогенизации первичных магнитных минералов, последующий термомагнитный анализ и измерение других магнитных свойств для получения их магнитных характеристик. Согласно диаграммам состояния твердых растворов в области их стабильного однофазного существования распавшиеся твердые растворы должны гомогенизироваться (например, титаномагнетит выше 550С). При гетерофазном окислении температура распада не зависит от диаграммы состояния твердого раствора, а определяется лишь неравновесной летучестью кислорода при данной температуре. Соответственно гомогенизация таких распавшихся твердых растворов будет происходить при температуре не ниже температуры гетерофазного окисления. Это позволяет восстанавливать состав первичного твердого раствора путем его гомогенизации, а также оценивать температуру распада. Если твердые растворы – магнитные минералы, то после их регомогенизации по данным термомагнитного анализа и изучения коэрцитивных спектров можно оценить степень гомогенности магнитных минералов в породе, а по точке Кюри определить состав. Для контроля необходимо оценить состав зерен и другим независимым методом. Гомогенизация как способ восстановления состава первичного твердого раствора может не быть эффективной из-за, во-первых, изменений пород, сопровождающихся привносом-выносом материала зерна, во-вторых, изменений магнитных минералов в процессе лабораторной термообработки, в-третьих, несоответствия режима гомогенизации режиму кристаллизации первичного твердого раствора. Нужен оптимальный режим лабораторной обработки – достаточно высокая температура (но не плавление!), чтобы термообработка была короткой, тогда несоответствие режимов доводится до минимума.

Совокупность термомагнитных исследований в сочетании с электронной микроскопией, микрозондированием и другими методами исследований вещества позволяет надежно диагностировать магнитные минералы, восстанавливать состав и другие особенности первичных магнитных минералов, оценивать условия их образования.

На базе термомагнитных исследований создана серия магнитных геотермометров, т. е. способов оценки температуры кристаллизации, перекристаллизации магнитных минералов или температуры приобретения ими остаточной намагниченности. Все они в основном используются как предельные: оценивается температура образования выше или ниже точки Кюри присутствующих в породе магнитных минералов.

*ТЕРМОМАГНИТНЫЙ АНАЛИЗ – исследование температурной зависимости намагниченности, остаточной намагниченности, восприимчивости, определение точек Кюри, температур фазовых переходов и других изменений магнитных минералов в ходе нагрева. Данные термомагнитного анализа важны для диагностики минералов непосредственно в породе. Для наиболее распространенных в природе магнитных минералов – титаномагнетитов, пирротина характерны Q и Р-типы зависимости Js(T) Нееля. Парамагнетики имеют гиперболическую (H) форму Js(T). Главное достоинство термомагнитного анализа по сравнению с другими методами исследования вещества – очень высокая чувствительность (достаточно присутствия в породе менее 0,01% магнетита и т. п. минералов).

ТЕРМОМАГНИТНЫЙ ТЕСТ БОЛЬШАКОВА-ЩЕРБАКОВОЙ – тест доменной структуры магнитных зерен в образце. Тест построен на соблюдении закона аддитивности парциальных термонамагниченностей в случае однодоменных зерен и его нарушении в случае многодоменных зерен. При охлаждении образца от температуры выше точки Кюри до некоторой температуры Та без магнитного поля, а ниже Та в постоянном поле, создается парциальная термоостаточная намагниченность Jrpt. В случае однодоменных зерен такой образец при нагреве в нулевом магнитном поле размагнитится при температуре Та, в случае псевдооднодоменных зерен температура размагничивания выше Та, в случае многодоменных зерен J(T) не зависит от Та и заканчивается в точке Кюри образца. Тест имеет два недостатка: 1) при нагреве возможны минералогические изменения материала, 2) анализируется не весь спектр магнитных зерен образца, а лишь те, на которых создается Jrpt.

ТЕРМОНАМАГНИЧИВАНИЕ – намагничивание магнитного материала за счет уменьшения температуры от его точки Кюри до некоторой температуры при действии постоянного магнитного поля. См. термическая остаточная намагниченность.

ТЕРРАСА – выровненная действием воды площадка на склоне в сочетании с поднятием участка, климатическими колебаниями и эвстатическими перемещениями уровня бассейна (реки, озера, моря).

ТЕСТ ГАЛЕК ГРЭХЕМА – способ оценки палеомагнитной стабильности по степени хаотичности распределений векторов естественной остаточной намагниченности и ее компонент в обломках (гальках) из конгломератов, брекчий, туфов и т. п. пород. Для применения теста галек Грэхема выбираются обломки (гальки) пород, переотложенные в конгломератах и других обломочных породах, аналогичных изучаемому объекту, по 20-30 галек для каждого типа породы. Чем ближе по времени и месту переотложения конгломераты и находящиеся в них обломки (гальки), тем надежнее тест галек. В случае внутриформационных галечников или брекчий тест галек может стать прямым методом обоснования первичной остаточной намагниченности. При наличии в Jn нехаотической (вторичной) компоненты можно выяснить вид и режим чистки для выделения такой компоненты. По среднему направлению нехаотичной компоненты Jn можно судить о времени перемагничивания галек. Таких нехаотичных компонент Jn в ходе чистки может быть выделено несколько, при этом они могут по разному проявляться в разных группах пород и по отношению к складчатости, и характеризовать процессы, приведшие к изменениям пород, образующих конгломераты, и их время. Применяя тест галек Грэхема к разным типам пород, можно выбрать наиболее надежные из них для решения поставленной задачи и рациональный комплекс их чистки.