WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     || 2 | 3 |
МОСКОВСКИЙ ОРДЕНА ЛЕНИНА, ОРДЕНА ОКТЯБРЬСКОЙ РЕВОЛЮЦИИ, ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ М.В. ЛОМОНОСОВА ФИЗИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ

На правах рукописи

КУРОЧКИНА Евгения Сергеевна МАГНИТНЫЕ СВОЙСТВА ПОДВОДНЫХ БАЗАЛЬТОВ И ЭВОЛЮЦИЯ РИФТОВОЙ ЗОНЫ КРАСНОГО МОРЯ Специальность: 25.00.10. – геофизика, геофизические методы поиска полезных ископаемых

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание учёной степени кандидата физико-математических наук

Москва - 2007 2

Работа выполнена на кафедре физики Земли физического факультета Московского Государственного Университета имени М.В.Ломоносова НАУЧНЫЙ РУКОВОДИТЕЛЬ:

доктор физико-математических наук, профессор Трухин Владимир Ильич ОФИЦИАЛЬНЫЕ ОППОНЕНТЫ:

доктор физико-математических наук, профессор Прудников Валерий Николаевич доктор геолого-минералогических наук, профессор Булычев Андрей Александрович ВЕДУЩАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ:

ЯГТУ “Ярославский Государственный Технический Университет”

Защита состоится « » мая 2007г. в на заседании Диссертационного совета Д 501.001.63 в Московском Государственным Университете им. М.В. Ломоносова по адресу: 119992, Москва, Ленинские горы, МГУ, физический факультет, ауд..

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке физического факультета Московского Государственного Университета им. М.В. Ломоносова.

Автореферат разослан « 24 » апреля 2007г.

Ученый секретарь Диссертационного совета Д501.001.63 кандидат физико-математических наук В.Б.Смирнов 3

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

.

Актуальность проблемы.

Магнитное поле Земли играет важную роль в жизни нашей планеты.

Оно регулирует, в основном, солнечно-земные взаимодействия, защищает поверхность Земли от проникновения из космоса частиц высокой энергии, которые оказывают губительное действие на живую и неживую природу.

Природные ферримагнетики (самородные элементы, окислы железа, сульфиды железа) – важнейшие носители природной остаточной и индуктивной намагниченности горных пород. Ферримагнитные минералы, обладая замечательной особенностью – «магнитной памятью», могут дать сведения о направлении древних геомагнитных полей, температурах и давлениях, при которых проходило формирование того или иного участка литосферы.

Палеомагнитные исследования позволяют получать новые знания об эволюции магнитного поля Земли, процессе формирования дна и магнитоактивного слоя Мирового океана. Задача ученых состоит в том, чтобы расшифровать геофизическую, геологическую и минералогическую информацию, полученную на основе изучения ферримагнитных минералов. Решение этой задачи, как и любой обратной задачи, невозможно без привлечения дополнительных данных. Необходимо иметь информацию о минералах, входящих в состав пород земной коры, и их магнитных свойствах. Большое значение имеет изучение процессов намагничивания ферримагнитных минералов, содержащихся в горных породах, в геомагнитном поле, исследование роли термодинамических факторов и времени их воздействия на горную породу.

Очень важным для понимания развития земной коры является исследование рифтовых зон мирового океана. Изучение магнетизма горных пород рифтовых зон актуально для понимания проблем, связанных с тектоническими процессами сложнопостроенных участков океанской коры. В настоящее время накоплено немало информации о магнитных свойствах подводных океанских базальтов. Эти исследования необходимо продолжать, так как каждый регион имеет свою специфику термодинамического и тектонического происхождения, свои особенности формирования магнитоактивного слоя, формирования и динамики магнито-минералогических характеристик пород.

Согласно геологическому строению литосферы, Красное море находится на границе Африканской и Аравийской литосферных плит.

Изучавшиеся в работе базальты, были отобраны в районе рифтогенеза, имели сравнительно небольшой геологический возраст. Они являются хорошим материалом для моделирования различных физико-химических процессов, происходящих на дне океанов с течением времени.

Цель работы.

В данной работе была поставлена цель подробного комплексного исследования магнитных свойств подводных базальтов Красного моря, дно которого по сути своей является зоной молодого рифтообразования, а также анализ геолого-геофизических проблем эволюции рифтовой зоны Красного моря на основе полученных результатов.

Решались следующие задачи:

1. Измерение магнитных характеристик базальтов и установление особенностей их магнитных свойств и происхождения естественной остаточной намагниченности In.

2. Проведение детального термомагнитного анализа образцов базальтов и определение фазового состава магнитных зерен.

3. Анализ распределения магнитных характеристик базальтов в зависимости от их месторасположения.

4. Установление связи между магнитными свойствами базальтов и условиями их образования и эволюции.

5. Анализ геолого-геофизических проблем происхождения и палеотектоноки рифтовой зоны Красного моря на основе полученных результатов.

Научная новизна работы.

Впервые проведено подробное исследование магнитных свойств базальтов рифтовой зоны Красного моря в объеме, позволившем проследить корреляционные связи между их магнитными параметрами.

Выявлены закономерности распределения магнитных и минералогических характеристик базальтов в зависимости от месторасположения. Выявлены особенности условий формирования данного участка рифтовой зоны Красного моря.

Достоверность результатов.

Характеристики аппаратуры по пространственно-временному разрешению, стабильности параметров и калибровок измерительных систем, а также методики экспериментов, обработки и анализа данных обеспечивают надежность результатов измерений. Оценки погрешностей измерений свидетельствуют о достоверности и высокой степени обоснованности научных положений и выводов.

Практическая ценность.

Полученные результаты измерений, установленные особенности магнитных свойств подводных базальтов и выводы об условиях формирования рифтовой зоны Красного моря могут быть применены для дальнейшего изучения рифтовых зон Мирового океана и тектонических процессов, происходящих на границах литосферных плит.

Защищаемые положения.

1. Базальты Красного моря сильно различаются по степени однофазного окисления ферримагнитной фракции. Причиной данного явления является различный геологический возраст пород, а также особые условия дна Красного моря. Наличие признаков гетерофазного окисления ферримагнитной фракции на небольшой группе красноморских базальтов объясняется присутствием локальных термодинамических воздействий.

2. Большие значения величин In и фактора Кенигсбергера Qn определяют высокую палеоинформативность подводных базальтов Красного моря. Для базальтов, ферримагнитная фракция которых представлена титаномагнетитом, находящимся на стадии однофазного окисления, установлено, что высокие величины фактора Кенигсбергера Qn обусловлены преимущественно однодоменной структурой зерен титаномагнетита в этих базальтах.

3. Близкое расположение мест отбора образцов с различной степенью окисления ферримагнитной фракции, а также широкий спектр размеров ферримагнитных зерен в составе базальтов свидетельствуют о том, что рифтовая зона Красного моря имеет очень сложную палеотектоническую историю. Установлены отличительные магнитные свойства базальтов, отобранных из районов трансформных смещений.

Анализ их физико-химических свойств позволил сделать вывод, что отдельные локальные участки красноморского рифта характеризуются сложным процессом формирования – горные породы этих областей подвергались воздействию дополнительных термодинамических факторов.

Личный вклад автора.

Работая в лаборатории геомагнетизма кафедры физики Земли физического факультета МГУ, автор принимал непосредственное участие в экспериментальных исследованиях, проводившихся на коллекции подводных базальтов рифтовой зоны красного моря. Автором работы были внесены уточнения в существующие представления об эволюции данного региона. Автор принимал участие в обсуждении и подготовке публикаций полученных результатов, вошедших в диссертационную работу.

Апробация работы.

Материалы диссертационных исследований докладывались автором на научной конференции “Ломоносовские чтения (Секция физика)” (апрель 2005, 2006, 2007) и на международной научной конференции по магнетизму “Moscow International Symposium on Magnetism” (июнь 2005). Основные результаты работы опубликованы в сборниках тезисов докладов соотвествующих конференций и в научном журнале: “Физика Земли” (2004 г. и 2006 г.) (см. список публикаций автора).

Структура и объем диссертации.

Работа состоит из введения, 4 глав, заключения и выводов, изложенных на 100 стр. машинописного текста, и включает 29 рисунков, 7 таблиц и список литературы из 89 наименований.

Автор выражает глубокую благодарность своему научному руководителю, профессору Владимиру Ильичу Трухину, за постановку интересной задачи, за научное руководство, за плодотворные научные дискуссии и благожелательное отношение.

Большое спасибо коллективу лаборатории Геомагнетизма кафедры физики Земли физического факультета МГУ, на которой была выполнена настоящая работа, в особенности, зав. лабораторией профессору Валерию Ивановичу Максимочкину, чьими советами и консультациями автор пользовался на протяжении многих лет. Автор искренне признателен старшему научному сотруднику лаборатории Валерии Александровне Жиляевой за постоянную заботу и поддержку. Спасибо за поддержку Версан Татьяне Александровне, Наталии Сергеевне Безаевой, Сердюк Валентине Михайловне, Петрунину Геннадию Ивановичу, Ворониной Елене Викторовне и всем сотрудникам кафедры физики Земли.

Большое спасибо за постоянную поддержку Казаковой Надежде Николаевне, а также всем сотрудникам физического факультета МГУ им.

М.В. Ломоносова, которые помогали мне советами и рекомендациями.

Хочу выразить особую благодарность моим оппонентам – профессору Прудникову Валерию Николаевичу и профессору Булычеву Андрею Александровичу, а также оппонирующей организации – Ярославскому Государственному Техническому Университету.

Большое спасибо за понимание и поддержку моим родителям и друзьям.

Содержание работы.

Во введении сформулированы цель работы, ее актуальность, представлен объект исследования.

В главе 1 дан обзор геомагнитных исследований океанских базальтов различных регионов Мирового океана на основе опубликованных ранее в литературе работ. Описаны некоторые особенности океанской коры. Приведены основные представления о формировании океанской коры в рифтовых зонах в соответствии с концепцией тектоники литосферных плит. Показано, что информацию о древнем магнитном поле, а также об условиях формирования магнитных минералов (а, следовательно, и горных пород, в которых эти минералы встречаются), несет естественная остаточная намагниченность In. В этой главе дан обзор магнитных свойств подводных базальтов, ферримагнитная фракция которых представлена титаномагнетитом.

Отмечено, что основным видом магнитоминералогических изменений ферримагнитной фракции базальтов в условиях дна океана является низкотемпературное окисление. Большое влияние на изменение магнитных характеристик и, в первую очередь, на изменение In, оказывает первая стадия низкотемпературного окисления – однофазное окисление.

На основе анализа литературных данных показаны основные закономерности изменения магнитных характеристик базальтов.

Отмечено, что по мере однофазного окисления титаномагнетита происходит перестройка доменной структуры частиц, приводящая к уменьшению In и к росту, коэрцитивной силы и, соответственно, стабильности к различным разрушающим факторам (магнитные поля, повышенные температуры, химические воздействия).

Показано, что как распад титаномаггемита на обогащенную титаном фазу и магнетит, так и низкотемпературное окисление титаномаггемита, могут в некоторых случаях привести к самообращению остаточной намагниченности. Вкратце описано явление самообращения остаточной намагниченности, представлены основные возможные механизмы этого явления.

Применительно к базальтам рифтовой зоны Красного моря отмечено, что на этих объектах можно достаточно эффективно проводить лабораторное моделирование термоостаточной намагниченности (IrT) при последовательном нарастании степени однофазного окисления.

В главе 2 приведено описание района исследования и изученных образцов базальтов. Приведена карта мест отбора образцов и карта аномального геомагнитного поля исследуемого региона, представлены основные данные о тектоническом строении и эволюции рифтовой зоны Красного моря (на основе литературных данных).

Описание изученных образцов базальтов включает в себя краткое изложение результатов исследования минералогических и петрохимических характеристик подводных базальтов рифтовой зоны Красного моря (по литературным данным), а также особенностей магнитных свойств базальтов этого региона, установленных другими авторами.

В главе 2 также описана методика измерения различных магнитных характеристик исследуемых базальтов. Вкратце дано описание аппаратуры, на которой проводились измерения. Приведена оценка ошибок измерения магнитных параметров.

В главе 3 представлены результаты экспериментальных исследований коллекции базальтов Красного моря. В разделе 3.1 описаны результаты изотермических исследований подводных базальтов Красного моря. Приведены данные природных магнитных характеристик In, k0, Qn=In/k0HГ всех изученных образцов, представлены соотношения между их средними значениями. Показаны соотношения между некоторыми изотермическими характеристиками базальтов, такими как фактор Кенигсбергера Qn, параметр Irs/Is, характеризующий размеры ферримагнитных зерен (рис.1), параметры магнитной жесткости и величина поля половинного размагничивания.

0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,Irs/Is Рис.1 Зависимость фактора Кенигсбергера Qn от соотношения Irs/Is.

Кружком объединены образцы, ферримагнитная фракция которых находится на стадии гетерофазного окисления. У всех остальных базальтов ферримагнитная фракция находится на стадии однофазного окисления.

Pages:     || 2 | 3 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»