Физика Земли, 2020, № 5, стр. 81-93

Магнитная стратиграфия опорного разреза верхнего Кембрия р. Чопко (северо-запад Сибирской платформы) и новые ограничения на частоту геомагнитных инверсий при приближении к суперхрону Мойеро

В. Э. Павлов 12*, Б. Г. Покровский 3, Д. В. Рудько 1, А. А. Колесникова 3

1 Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН
г. Москва, Россия

2 Казанский (Приволжский) федеральный университет
г. Казань, Россия

3 Геологический институт РАН
г. Москва, Россия

* E-mail: pavlov.ifz@gmail.com

Поступила в редакцию 19.09.2019
После доработки 24.12.2019
Принята к публикации 27.01.2020

Аннотация

В последние годы предложены различные модели геодинамо, по-разному описывающие процессы генерации геомагнитного поля и его эволюцию на протяжении геологической истории. Возможности тестирования этих моделей существенно ограничены, в частности, недостатком надежных магнитостратиграфических данных по палеозойскому и более древним этапам геологической истории и, особенно, по интервалам времени, предшествующим установлению суперхронов Киама и Мойеро. В настоящей работе представлены результаты магнитостратиграфических и геохимических исследований верхней части разреза верхнего кембрия долины р. Чопко (Норильский регион), являющегося одним из наиболее представительных опорных разрезов верхнего кембрия Сибирской платформы.В результате выполненных исследований показано, что в позднем кембрии существовал интервал обратной магнитной полярности, длительность которого была не менее 1.5 млн лет. Вместе с данными ранее полученными по верхнему кембрию р. Кулюмбэ и по раннему ордовику р. Котуй [Pavlov, Gallet, 1998; Павлов и др., 2017], наш результат означает, что между среднекембрийской эпохой крайне высокой частоты инверсий [Gallet et al., 2019] и ордовикским суперхроном обратной полярности Мойеро [Pavlov et al., 2005] существовало, по крайней мере, 2 интервала магнитной полярности (обратной и прямой), длительность которых составляла не менее 1 млн лет. Этот вывод вполне определенно указывает на низкую чистоту инверсий накануне ордовикского суперхрона и поддерживает представления, согласно которым на границе ядро и мантия происходит процесс, подготавливающий наступление суперхрона. Полученные нами данные поддерживают гипотезу о существовании трех режимов в работе геодинамо, с резкими (масштаба первых миллионов лет) переходами между ними [Галле, Павлов, 2016]. Между тем, в целом, качество и количество магнитостратиграфических данных, имеющихся на настоящий момент для домезозойского времени и, в частности, для палеозоя, все еще недостаточны для уверенного тестирования этой гипотезы.

Ключевые слова: обратная магнитная полярность, магнитостратиграфические и геохимические исследования, ордовикский суперхрон.

DOI: 10.31857/S0002333720050087

Список литературы

  1. Варламов А.И., Пак К.Л., Розова А.В. Стратиграфия и трилобиты верхнего кембрия разреза р. Чопко. Норильский район, Северо-Запад Сибирской платформы. 2005. Новосибирск: Наука. 84 с.

  2. Галле И., Павлов В.Э. Три режима работы геодинамо // Физика Земли. 2016. № 2. С. 148–163.

  3. Казанский А.Ю. Эволюция структур западного обрамления Сибирской платформы по палеомагнитным данным. Автореферат дисс. докт.геол.-мин. наук. Новосибирск. 2002. 40 с.

  4. Павлов В.Э.; Толмачева Т.Ю., Веселовский Р.В., Латышев А.В., Фетисова А.М., Бигун И.В. Магнитная стратиграфия ордовика нижнего течения р. Котуй: возраст Бысы-Юряхской толщи и частота геомагнитных инверсий накануне суперхрона // Физика Земли. 2017. № 5. С. 702–713.

  5. Пак К.Л. Биостратиграфия и трилобиты верхней части среднего и верхнего кембрия Норильского района (северо-запад Сибирской платформы). Автореф. дисс. соиск. уч. ст. канд. геол.-мин. наук. Новосибирск: СНИИГГиМС. 2007. 18 с.

  6. Храмов А.Н., Гончаров Г.И., Комиссарова Р.А. и др. Палеомагнитология. Л.: Недра. 1982. С. 312.

  7. Bosscher H.W. Schlager Accumulation rates of Carbonate platforms // J. Geology. 1993. V. 101. P. 345–355.

  8. Butler R.F. Paleomagnetism: Magnetic Domains to Geological Terranes. 1998. Electronic edition/ http://www.earth.rochester.edu/butlerbook/

  9. Driscoll P.E., Olson P.L. Superchron cycles driven by variable core heat flow. Geophys. Res. Lett. 2011. V. 38. № 9. P. L09304.

  10. Gallet Y., Hulot G. Stationary and nonstationary behavior within the geomagnetic polarity time scale // Geophys. Res. Lett. 1997. V. 24. № 15. P. 1875–1878.

  11. Gallet Y., Pavlov V., Korovnikov I. Extreme geomagnetic reversal frequency during the Middle Cambrian as revealed by the magnetostratigraphy of the Khorbusuonka section (North-Eastern Siberia) // Submitted to Earth and Planetary Science Letters. 2019.

  12. Geological time scale 2012 / Eds. Felix M. Gradstein, James G. Ogg, Mark D. Schmitz, Gabi M. Ogg. 2012. V. 1. 1139 p.

  13. Hulot G., Gallet Y. Do superchrons occur without any palaeomagnetic warning? // Earth and Planetary Science Letters. 2003. V. 210. P. 191–201.

  14. Kirschvink J.L. The least-square line and plane and the analysis of palemagnetic data // Geophys. J.R. Astron. Soc. 1980. V. 62. P. 699–718.

  15. Kouchinsky A., Bengtson S., Gallet Y., Korovnikov I., Pavlov V., Runnegar B., Shileds G., Veizer J., Young E., Ziegler K. The SPICE carbon isotope excursion in Siberia: a combined study of the upper Middle Cambrian-lowermost Ordovician Kulyumbe river section, northwestern Siberian platform // Geol. Mag. 2008. V. 145. P. 609–622.

  16. Lowrie W., Kent D. Geomagnetic polarity timescales and reversal frequency regimes. Timescale of the paleomagnetic field // Geophysical Monograph Series. 2004. V. 145. P. 117–129.

  17. McFadden P.L., McElhinny M. Classification of reversal test in paleomagnetism // Geophys. J. Int. 1990. V. 103. P. 725–729.

  18. McFadden P., Merrill R. Evolution of the geomagnetic reversal rate since 160 Ma: Is the process continuous? // J. Geophys. Res. 2000. V. 105. P. 28455–28460.

  19. Ogg J.G., Ogg G., Gradstein F.M. A concise geological time scale 2016. Elsevier Publ. 2016. 240 p.

  20. Pavlov V.E., Gallet Y. Upper Cambrian to Middle Ordovician magnetostratigraphy from the Kulumbe river section (northwestern Siberia) // Phys. Earth and Plan. Int. 1998. V. 108. P. 49–59.

  21. Pavlov V., Gallet Y. A third superchron during the Early Paleozoic // Episodes. 2005. V. 28. P. 78–84.

  22. Pavlov V.E., Frederic Fluteau, Anton V. Latyshev, Anna M. Fetisova, Linda T. Elkins-Tanton, Ben A. Black, Seth D. Burgess, Roman V. Veselovskiy . Geomagnetic Secular Variations at the Permian-Triassic Boundary and Pulsed Magmatism During Eruption of the Siberian Traps // Geochemistry, Geophysics, Geosystems. 2019. V. 20. № 2. P. 773–791.https://doi.org/10.1029/2018GC007950

  23. Shcherbakov V., Fabian K. The geodynamo as a random walker: A view on reversal statistics // J. Geophysical Research (Solid Earth). 2012. V. 117. № B3. P. B03101.https://doi.org/10.1029/2011JB008931

  24. Stokking L.B., Tauxe L. Multicomponent magnetization in synthetic hematite // Physics of the Earth and Planetary Interiors. 1990. V. 65. P. 109–124.

  25. Tauxe L. Essentials of Paleomagnetism. Univ of California Press. Mar 19. 2010. Science. 489 p.

  26. Watson J.S., Enkin R.J. The fold test in paleomagnetism as a parameter estimation problem // Geophys.Res.Lett.1993. V. 20. P. 2135–2137.

Дополнительные материалы отсутствуют.