Физика Земли, 2020, № 3, стр. 134-146

Определение поля формирования искусственной CRM и pTRM методом Телье на различных стадиях окисления природного титаномагнетита

В. И. Максимочкин 1*, Р. А. Грачев 1, А. Н. Целебровский 1

1 МГУ имени М.В. Ломоносова, физический факультет
г. Москва, Россия

* E-mail: maxvi@physics.msu.ru

Поступила в редакцию 21.01.2019
После доработки 27.06.2019
Принята к публикации 30.12.2019

Аннотация

Изучена искусственная химическая остаточная намагниченность (CRM), полученная на базальтовой породе из рифтовой зоны Красного моря, содержащей в исходном состоянии титаномагнетит с температурой Кюри 203–208°С. CRM образовывалась путем отжига образцов при температуре 355°С в течение 4.5–350 ч в магнитном поле индукцией 100 мкТл. Термомагнитный анализ показал, что с ростом времени отжига протекает процесс однофазного окисления, степень которого нарастает и достигает максимального значения после 110 ч отжига. Выявлено, что последующий нагрев образцов до 600°С в среде аргона приводит к гомогенизации однофазно-окисленного титаномагнетита. При увеличении времени отжига до 350 ч начинается процесс его оксираспада. CRM, а также CRM и парциальная термоостаточная намагниченность (pTRM) исследованы с использованием процедуры Телье–Кое. Напряженность магнитного поля (Bcalc), расcчитанная в температурном интервале 355–475°С по химической намагниченности, образованной при временах отжига 4.5, 16.5 и 40.5 ч (CRM4.5, CRM16.5 и CRM40.5), оказалась занижена на 55, 48–52 и 16–34% соответственно. Разница между расчетным полем и истинным с ростом степени однофазного окисления уменьшается. Значения Bcalc, рассчитанные в температурном интервале 475–580°С по CRM40.5 и CRM110, соответствующих высокой степени однофазного окисления, оказались заниженными на 69–72 и 62–63%. Последний результат обусловлен минералогическими изменениями титаномаггемита при нагревах в Телье-экспериментах. Контроль минералогических изменений при определении палеонапряженности предлагается вести не только по chek-point, но и по разнице в разрушении остаточной намагниченности в Телье-экспериментах и при термочистке.

Ключевые слова: титаномагнетит, палеомагнетизм, метод Телье, химическая остаточная намагниченность, термоостаточная намагниченность.

DOI: 10.31857/S0002333720030047

Список литературы

  1. Грибов С.К., Долотов А.В., Щербаков В.П. Экспериментальное моделирование химической остаточной намагниченности и методики Телье на титаномагнетитсодержащих базальтах // Физика Земли. 2017. № 2. С. 109–128.

  2. Максимочкин В.И., Трухин В.И., Гарифуллин Н.М., Хасанов Н.А. Автоматизированный высокочувствительный вибрационный магнитометр // Приборы и техника эксперимента. М.: 2003. № 5. С. 1–5.

  3. Максимочкин В.И., Целебровский А.Н. Влияние химической намагниченности океанических базальтов на определение палеоинтенсивности геомагнитного поля методом Телье // Вестник Московского университета. Серия 3. Физика, астрономия. 2015. № 6. С. 136–143.

  4. Монин А.С., Богданов Ю.А., Зоненшайн Л.П. Подводные исследования с обитаемых аппаратов М.: Наука. 1985 г. С. 232.

  5. Щербаков В.П., Сычева Н.К., Грибов С.К. Экспериментальное и численное моделирование процесса образования химической остаточной намагниченности и методики Телье // Физика земли. 2017. № 5. С. 30–43.

  6. Coe R.S. The determination of paleointensities of the Earth’s magnetic field with special emphasize on mechanisms which could cause nonideal behavior in Thellier method // J. Geomag. Geoelectr. 1967. V. 19. № 3. P. 157–179.

  7. Coe R.S., Gromme C.S., Mankinen E.A. Geomagnetic paleointensities from radiocarbon-dated lava flows on Hawaii and the question of the Pacific nondipole low // J. Geophys. Res. 1978. V. 83. № B4. P. 1740–1756.

  8. Day R., Fuller M., Schmidt V.A. Hysteresis properties of titanomagnetites: Grain-size and compositional dependence // Physics of the Earth and Planetary Interiors 1977. V. 13. P. 260–266.

  9. Draeger U., Prévot M., Poidras T., Riisager J. Single-domain chemical, thermochemical and thermal remanences in a basaltic rock // Geophys. J. Int. 2006. V. 166. № 1 P. 12–32.

  10. Gribov S.K., Shcherbakov V.P., Aphinogenova N.A. Magnetic properties of artificial CRM created on titanomagnetite-bearing oceanic basalts. Recent Advances in Rock Magnetism, Environmental Magnetism and Paleomagnetism. Springer. 2018. P. 173–194.

  11. Johnson H.P., Merril R.T. Low-temperature oxidation of titanomagnetite and the implication for paleomagnetism // J. Geophys. Res. 1973. V. 78. № 23 P. 4938–4949.

  12. Nishitani T., Kono M. Grain size effects on the low-temperature oxidation of titanomagnetite // Journal of Geophysics. 1982. V. 50. P. 137–142.

  13. Nishitani T., Kono M. Effect of Low-Temperature Oxidation on the Remanence Properties of Titanomagnetites // J. Geomagn. Geoelectr. 1989. V. 41. № 1. P. 19–38.

  14. O’Reilly W., Banerjee S.K. The mechanism of oxidation in titanomagnetites: A magnetic study // Mineralogical Magazine. 1967. V. 36. P. 29–37.

  15. Özdemir Ö. Inversion of titanomaghemites // Physics of the Earth and Planetary Interiors, 1987. V. 46(1–3). P. 184–196.

  16. Richards J.C.W. O’Donovan J.B., Hauptman Z., O’Reilly W., Creer K.M. A magnetic study of titanomagnetite substituted by magnesium and aluminium // Physics of the Earth and Planetary Interiors, 1973. V. 7. № 4. P. 437–444.

  17. Selkin P.A., Tauxe L. Long-term variations in palaeointensity // Philos. Trans. R. Soc. London. 2000. V. 358. № 1768. P. 1065–1088.

Дополнительные материалы отсутствуют.