WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 || 3 |

Из рис.1 видно, для однофазно-окисленных базальтов наблюдается Qn с увеличением Irs/Is. Для некоторых базальтов тенденция роста параметр Irs/Is близок к величине, характерной для ансамбля однодоменных зерен (Irs/Is=0,5 для одноосных магнитных зерен). Можно утверждать, что ферримагнитная фракция таких базальтов представлена зернами малого размера, близкими по структуре к однодоменным.

В этом же разделе описаны результаты экспериментов по исследованию стабильности естественной остаточной намагниченности по отношению к размагничивающему переменному полю.

В разделе 3.2. приведены результаты комплексного термомагнитного анализа образцов. На образцах базальтов исследовалась температурная зависимость намагниченности насыщения Is и остаточной намагниченности насыщения Irs. Учитывая эти результаты, была сделана оценка степени окисления титаномагнетитовых зерен исследованных базальтов. Анализ экспериментальных данных показал, что все образцы можно разделить на три группы (табл.1).

В 1-ю группу были выделены образцы с TC0 2200С и достаточно низкими величинами Hc 20 мТл и Hcr25 мТл. Во 2-ю группу вошли n Q образцы с точками Кюри 2133200С и высокими величинами магнитной жесткости: Hc=(3975)мТл, Hcr=(47125)мТл. Образцы 3-ей группы характеризовались наличием двух магнитных фаз: точка Кюри низкотемпературной фазы колебалась от 3250С до 3840С, а высокотемпературной фазы - от 4500С до 5100С. Образцы 3-й группы имели также, как и образцы 2-ой группы, высокие величины Hc=(3042)мТл и Hcr=(4258)мТл.

Таблица 1. Магнитные характеристики базальтов дна южной части Красного моря до и после нагрева образцов до 6000С.

k0, Образец In, Irs0, Hc0, Hcr0, TC, TB, Irs0/ IsT/ HcT/ *10-0 A/м А/м мТл мТл C C Is0 Is0 Hcед.СИ 1 группа П 62-1(2) 68,6 16,6 1100 19 24 203 225 0,36 1,31 1,П 61-1(2) 73,5 16,2 959 16 21 206 220 0,30 1,29 1,П 72-5(4) 46,4 17 821 14 18 203 230 0,30 1,4 1,П 68-2(4) 78,8 10,6 1123 20 25 195 230 0,41 1,57 1,П 70-4(5) 80,8 16,8 913 15 20 221 220 0,27 1,49 2,П 72-3(5) 23 27,3 650 9 14 209 0,18 1,38 1,П 71-3(6) 50,2 16,4 847 16 20 172 210 0,35 1,85 1,2 группа П 57(3) 84,9 5,7 895 44 56 257 290 0,68 1,39 0,П 66-1(3) 34,5 3,89 923 52 62 253 320 0,51 1,27 0,П 66-4(3) 88,2 7,3 1123 39 47 213 240 0,50 1,45 0,П 59-2(3) 25,8 2,6 303 47 62 282 320 0,30 1,29 0,П 53(4) 13 4,1 207 56 75 323 320 0,34 1,16 0,П67(2) 15,6 3,8 323 48 75 350 300 0,31 1,3 0,П 62-3(3) 51,6 3,4 700 75 125 315 310 0,51 1,35 0,3 группа П 65-1(4) 44 3,05 274 30 42 384 470/ 0,29 1,13 0,П 65-1(1) 40,7 3,12 375 42 58 325 330/ 0,38 1,12 0,П 65-4(5) 68,5 8 478 38 49 325 350/ 0,39 1,21 1,Для исследованных образцов были рассчитаны спектры блокирующих температур, которые позволяют определять долю ферримагнетика, разблокировавшегося в каком-либо интервале температур. Спектр блокирующих температур большинства образцов размыт. Это может свидетельствовать о том, что в образцах присутствует титаномагнетит с различной степенью окисления.

В таблице 1 представлены основные магнитные характеристики базальтов дна южной части Красного моря до и после нагрева образцов до 6000С.

По результатам термомагнитного анализа определены зависимости различных магнитных параметров базальтов от величин их точек Кюри:

параметров магнитной жесткости, относительного изменения намагниченности насыщения Is образцов после нагрева до 6000С, параметра In/Irs, характеризующего степень сохранности палеомагнитной информации.

По магнитным данным были определены особенности строения рифтовой зоны Красного моря.

На основе анализа особенностей характера распределения изодинам геомагнитного поля в рифтовой зоне Красного моря были выделены области трансформных смещений. Было показано, что магнитные свойства базальтов, отобранных из областей трансформных смещений, сильно отличаются от магнитных свойств остальных базальтов. Близкое расположение мест отбора образцов с различной степенью окисления ферримагнитных зерен свидетельствует о локальном характере воздействия природных факторов. На основе данных о магнитных свойствах изученных образцов базальтов было проведено уточнение положения одного из отрезков оси рифта, расположенного в северной части полигона.

Для установления особенностей формирования рифтовой зоны Красного моря проводилось сравнение магнитных свойств базальтов Красного моря и океанских базальтов из других рифтовых зон Мирового океана: хребтов Буве, Шписс, Рейкъянес и трансформного разлома Романш (перечисленные объекты расположены в разных частях Атлантического океана). Показано, что образцы Красного моря выделяются высокой остаточной намагниченностью In и фактором Кенигсбергера Qn, при этом средняя величина магнитной восприимчивости k не сильно отличается от значений k для других регионов. Показано, что аномально высокие величины фактора Кенигсбергера Qn базальтов Красного моря с высокой степенью однофазного окисления объясняются преобладанием в ферримагнитной фракции образцов мелких однодоменных зерен.

Низкая степень корреляции между магнитными характеристиками образцов базальтов Красного моря свидетельствует о высокой дисперсности магнитных свойств базальтов, связанной, вероятно, с различной измененностью исходных титаномагнетитовых зерен, обусловленной либо различными термодинамическими воздействиями, либо существенным различием в возрасте пород.

Чтобы уточнить данные о составе зерен ферримагнитной фракции базальтов, был проведен микрозондовый анализ образцов. По результатам этого анализа (в силу особенностей прибора, на котором проводился анализ) обоснованные выводы удалось сделать только для образцов базальтов 1-ой группы. На рис.2 представлено изображение поверхности образца из первой группы (П72-5), полученное в отраженных электронах с помощью сканирующего электронного микроскопа высокого разрешения Supra 50 VP.

Анализ химического состава ферримагнитных зерен образца П72-5, проведенный с помощью сканирующего микроскопа, показал, что содержание ульвошпинели в титаномагнетитовых зернах в данном образце составляет x=0,53.

Рис.2. изображение поверхности образца П72-5, полученное в отраженных электронах с помощью сканирующего электронного микроскопа высокого разрешения Supra 50 VP По диаграмме зависимости точек Кюри от параметра окисления и содержания титана расчетная точка Кюри образца П72-5 равна примерно 2000С, что хорошо согласуется с экспериментальными данными.

На двух образцах коллекции было проведено моделирование процесса однофазного окисления в морской воде.

Эксперименты показали, что:

1. На обоих образцах наблюдался рост ТВ* после временных выдержек при повышенных температурах. При этом, согласно зависимости IrT(T) ферримагнитная фракция оставалась однофазной.

Таким образом, проведение экспериментов в воде позволило локализовать именно процесс однофазного окисления титаномагнетита, исключив возможность гетерофазного окисления.

2. Величины IrT, полученные на образцах после нагрева и выдержки в воде, в основном, больше, чем IrT, полученные от той же температуры на воздухе после того, как образцы прошли все циклы прогревов. Это можно объяснить смещением спектра блокирующих температур в сторону больших температур.

3. IrT полученная на образцах непосредственно после выдержек в воде больше, чем аналогичная IrT, полученная в результате нагрева до той же температуры на воздухе. Бльшая величина IrT образующаяся в результате отжига в воде может объясняться протеканием термовязких процессов диффузионной природы, протекающих под действием магнитного поля и температуры при температурах меньше точки Кюри.

В главе 4 проводится обсуждение полученных результатов.

Раздел 4.1 посвящен анализу особенностей магнитных свойств подводных базальтов Красного моря.

Комплексное исследование магнитных характеристик подводных базальтов рифтовой зоны Красного моря позволило выявить ряд особенностей, характерных для данного региона.

Было установлено, что фазовый состав ферримагнитной фракции базальтов, определенный по результатам термомагнитного анализа, различен. Среди образцов встречаются как базальты, титаномагнетитовые включения которых находятся на ранней стадии однофазного окисления, так и те, в которых титаномагнетит находится на стадии гетерофазного окисления.

Для базальтов с признаками однофазного окисления ферримагнитных зерен наблюдается явная зависимость увеличения Qn с ростом параметра Irs/Is.

Параметр Irs/Is, зависящий от размеров ферримагнитных зерен, для базальтов второй группы, за исключением взятых из зон трансформных разломов, близок к величине, характерной для ансамбля однодоменных ферримагнитных зерен. Можно утверждать, что ферримагнитная фракция таких базальтов представлена зернами малого размера, близкими по структуре к однодоменным. Мелкие размеры ферримагнитных зерен, как правило, обусловлены большой скоростью охлаждения магмы при формировании базальтов. Согласно термомагнитному анализу, титаномагнетит в составе этих базальтов находится на поздней стадии однофазного окисления. С точки зрения кинетики магнитоминералогических процессов данное явление закономерно, т.к.

более мелкие ферримагнитные зерна легче подвергаются окислению под действием подводного выветривания.

У образцов третьей группы параметр In/Irs, характеризующий степень сохранности палеомагнитной информации, заметно выше, чем у образцов первой и второй групп. Этот факт можно объяснить тем, что титаномагнетит этих базальтов подвергся in situ гетерофазному окислению в результате вторичного разогрева до температуры выше точки Кюри их исходной фазы, в результате чего образовалась вторичная термоостаточная намагниченность на гетерофазно-окисленной фазе с ТС=450-5100С. Титанистый магнетит, который образуется в результате гетерофазного окисления титаномагнетита имеет большую спонтанную намагниченность, чем Is исходного титаномагнетита. Поэтому, если природная термоостаточная намагниченность сформировалась на уже гетерофазно-окисленном титаномагнетите, In таких образцов должна быть больше чем In базальтов, титаномагнетитовые зерна которых находятся на стадии однофазного окисления.

Проведенные эксперименты по моделированию процесса низкотемпературного окисления, происходящего в естественных условиях, позволили установить, что большая величина IrT образующаяся в результате отжига в воде может объясняться протеканием термовязких процессов диффузионной природы, протекающих под действием магнитного поля и температуры при температурах меньше точки Кюри.

Возможно наличие очень больших величин In (до 108 А/м) и Qn (до 2700), полученных для дублей тех же образцов, что и в данной работе, но на более «свежих» базальтах (20 лет назад) другими авторами, было обусловлено наличием термовязкой компоненты диффузионной природы исходной намагниченности.

Для оценки относительной скорости протекания окислительных процессов в базальтах Красного моря были привлечены литературные данные о величине энергии активации при однофазном окислении. Было показано, что окислительные процессы в базальтах в условиях Красного моря, температура воды на дне которого значительно выше, чем в других океанах, могут идти в несколько раз быстрее, чем в других регионах Мирового океана. Возможно, это является одной из причин того, что в рифтовой зоне Красного моря обнаружены образцы базальтов, сильно различающиеся по степени однофазного окисления, которые были отобраны на достаточно близком расстоянии друг от друга.

Раздел 4.2. посвящен геофизическим аспектам полученных результатов.

Установлено, что характер распределения магнитных характеристик образцов не дает явного подтверждения применимости теории раздвига литосферных плит к данному региону. Характер геодинамических процессов и строение рифтовой зоны Красного моря представляется нам значительно более сложным, нежели для большинства описанных в литературе рифтовых зон Мирового океана.

Анализ распределения магнитных и минералогических характеристик базальтов в зависимости от их месторасположения показал, что образцы, ферримагнитная фракция которых находится на стадии гетерофазного окисления, наблюдаются в зонах так называемых трансформных смещений. При этом значения In и Qn этих базальтов очень высокие. Среди базальтов, ферримагнитные зерна которых находятся на стадии однофазного окисления, образцы имеют большой разброс по степени окисления. Такое распределение магнитных характеристик базальтов и отсутствие единой картины линейного распределения магнитных аномалий свидетельствует о том, что эволюция дна Красного моря представляет собой очень сложный процесс.

Допустимо сделать вывод, что базальты коллекции сильно различаются по возрасту. Принимая во внимание высокие значения In и Qn базальтов, титаномагнетитовые зерна которых находятся на стадии гетерофазного окисления, можно сказать, что окисление их ферримагнитной фракции произошло на стадии формирования базальтов.

Эти исследовани позволили выделить области дна, испытавшие дополнительное воздействие термодинамических факторов.

Таким образом, область рифтовой зоны Красного моря по характеру формирования отличается от других областей молодого рифтообразования Мирового океана. Причина этого явления, в данном случае, это особый характер геотектонических процессов, протекающих на границе Африканской и Аравийской литосферных плит.

В заключении подведены итоги комплексного исследования магнитных свойств базальтов Красного моря. Выделены основные особенности условий формирования горных пород и эволюции рифтовой зоны Красного моря.

На основе проведенных исследований сделаны следующие выводы.

Физические выводы.

1. Значительный разброс величин магнитных параметров (In, Qn, TC, Irs/Is) базальтов Красного моря свидетельствует о широком спектре размеров зерен титаномагнетита, входящего в состав базальтов, разнообразии концентрации ферримагнитных включений и степени их окисления. Отличие в корреляционных связях между магнитными параметрами красноморских базальтов по сравнению с базальтами других регионов позволило утверждать, что для базальтов Красного моря наблюдается наличие вторичных изменений.

2. Данные о величинах Irs/Is базальтов, стабильности In к воздействию переменного магнитного поля, микрозондовый анализ образцов, а также сравнительный анализ магнитных характеристик красноморских базальтов и базальтов других регионов Мирового океана позволили утверждать, что аномально высокие величины фактора Кенигсбергера Qn базальтов Красного моря, ферримагнитная фракция которых находится на стадии однофазного окисления, обусловлены мелкими размерами зерен титаномагнетита в этих базальтах.

Pages:     | 1 || 3 |






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