Анализ магнитных характеристик серпентинидов океанической коры Попов, Константин Владимирович

Введение к работе

Актуальность работы определяется тем, что аномальное магнитное эле океана является одним из главных источников информации о гео-эгическом строении океанической коры. Вместе с тем вопрос о при-эде аномального магнитного поля и его связи с основными слоями кеанической коры представляется сложным, поскольку нижние слои эры труднодоступны для непосредственного изучения. Настоящая ра-эта направлена на частичное заполнение этого пробела, поскольку эсвящена магнитным характеристикам серпентинизированных ульт-ібазитов, являющихся нижним слоем океанической коры. Направлене, величина и другие свойства намагниченности в серпентинитах свя-іньї с геологическими условиями, в которых происходят процессы сер-гнтинизации. Следовательно, изучение магнитных свойств серпенти-итов из различных регионов Мирового океана может помочь получить знную информацию о формировании и геологической истории как LMoro серпентинитового слоя, так и океанической коры в целом, а ікже выявить связь процессов серпентинизации с тектонической эво-оцией океанической литосферы.

ель работы

Изучение и сравнительный анализ магнитных характеристик сер-2Нтинизированных ультрабазитов, сформировавшихся в различных ологических условиях. Выявление особенностей распределения маг-етньгх свойств серпентинитов и определение основных факторов, обус-шивших эти особенности. Оценка возможного вклада серпентинизи-эванных ультрабазитов в аномальное магнитное поле океанов.

ідачи исследования.

1. Сравнительное исследование магнитных характеристик серпен-[нитов океанической коры из различных регионов Мирового океана, рактеризующихся разной тектонической обстановкой. Выяснение связи ;жду магнитными свойствами серпентинитов^ вещественным составом условиями серпентинизации, а также их геологическим возрастом.

2. Палеомагнитное изучение образцов серпентинитов, отобранных >и бурении на подводном хребте Горриндж (северная Атлантика), для іяснения особенностей геодинамической эволюции региона.

3. Изучение связи аномального магнитного поля с серпентинито вым слоем океанической коры на основе комплексных геолого-геофи зических исследований и магнитного моделирования.

4. Модернизация обобщенной петромагнитной модели океаничес кой коры на основе полученных данных.

Научная новизна работы

1. Впервые проведено петромагнитное изучение серпентинитов тран сформного разлома Кларион, подводного хребта Горриндж, трансфер много разлома Сан-Паулу, Лигурийских офиолитов и серпентинито гидротермального района Снейк-Пит в рифтовой долине Срединно Атлантического хребта.

2. Получены новые палеомагнитные данные о серпентинитах хребт Горриндж (северо-восточная Атлантика).

3. Проведено обобщение и сравнительный анализ магнитных харак теристик серпентинитов, сформировавшихся на дне океанов в различ ных тектонических условиях.

4. Уточнена обобщенная петромагнитная модель с использование! новых данных о магнитных свойствах пород из различных слоев океа нической коры.

Практическая ценность

5. Показано, что на основе изучения магнитных свойств серпенти низированных ультрабазитов можно делать выводы о гєологическоі обстановке и процессах формирования серпентинитового слоя океани ческой коры, что расширяет возможности геологического прогноза.

6. Выявлен вклад серпентинитового слоя в формирование аномаль ного магнитного поля Мирового океана.

Материалы, использованные в работе

В основу работы легли:

а) материалы лабораторного петромагнитного исследования коллек
ций образцов пород серпентинитов, отобранных в различных района
Мирового океана в результате драгирования, бурения или с помощь*
подводных аппаратов;

б) опубликованные материалы по магнитным свойствам океаничес
ких пород.

Вклад автора

Автор принимал непосредственное участие в экспедиционных рабо-ах по сбору и анализу каменного материала; в измерениях магнитных арактеристик; в работах по микрорентгеноспектральному анализу об-шцов пород на анализаторе "Камебакс".

Основные защищаемые положения

7. Серпентинизированные ультрабазиты низов океанической коры )бладают достаточной магнитной стабильностью, высокими значениями естественной остаточной намагниченности In, фактора Кенигсберга Qn, чтобы быть источниками аномалий магнитного поля в океане.

8. Магнитные свойства ферримагнитных минералов в серпентини-іированньїх ультрабазитах определяются следующими факторами:

стадийностью процессов серпентинизации: на лизардит-хризати-
ювой стадии прогрессивной серпентинизации, проходящей при темпе-
>атуре 100—200С и давлении не более 4 кбр, образуются мелкие одно
сменные и псевдооднодоменные зерна магнетита^ при этом их кон-
іентрация не превышает (1—1,5)%. В более продвинутую прогрессив-
іую антигоритовую стадию, проходящую при температурах (250—460)'С,
гаряду с мелкими образуются и более крупные зерна магнетита, а кон-
іентрация ферримагнетика увеличивается до (3—4)%. Антигоритовые
ерпентиниты обладают меньшей магнитной жесткостью по сравнению

і лизардитовыми;

спецификой серпентинизации в кумулятивных (стратиформных)
'льтрабазитах. Здесь серпентинизация всегда накладывается на уже ох-
[ажденные ультрабазиты, являясь результатом аллометаморфизма. Зер-
іа магнетита, образующиеся в ходе серпентинизации кумулятивных
льтрабазитов, имеют псевдооднодоменную структуру и являются от-
юсительно магнитомягкими. Довольно высока здесь и концентрация
эерримагнетиков (» 2%);

3. Величина естественной остаточной намагниченности обусловле-
га концентрацией и степенью окисления ферримагнетиков. В то же
іремя она мало зависит от коэрцитивной силы Н_с. Таким образом,
стественная остаточная намагниченность серпентинитов связана, глав-
[ым образом, с жесткой компонентой намагниченности

Ц.. Величина естественной остаточной намагниченности, структура, [ концентрация магнетита в серпентинитах не зависят от первоначаль-гаго химического состава ультрабазитов и, в частности, от содержания них железа.

Диссертационная работа выполнена автором в ходе геомагнитны: исследований дна океана в Институте Океанологии РАН. Измерение магнитных характеристик проводились в Геофизической Обсерватори! "Борок" ОИФЗ РАН. Основные результаты докладывались на 2 и 3-л международных тектонических совещаниях (Звенигород 1989, 1990), н; Всероссийской конференции по магнетизму горных пород (Борок 1996) на совместном коллоквиуме отдела тектоники литосферных плит и лаборатории геомагнитных исследований Института Океанологии РАН По теме диссертации опубликовано 9 статей и 8 тезисов докладов.

Публикации

9. Магнитные характеристики пород океанической коры в зоне трансформного разлома Кларион. Бюлл. Моск. о-ва испытателей природы. Отд. Геол. 1989. Т. 64, вьш.З. С.34—44. (в соавторстве с Щербаковым В.П., Городницким А.М., Назаровой Е.А.)

10. Магнитные свойства серпентинитов хребта Горриндж (северо-восточная Атлантика). Океанология, 1995, том 35, 5, с.755—764 (в соавторстве с Матвеенковым В.В., Горшковым А.Г., Сафрошкиным В.Ю.}

11. Магнитные свойства серпентинитов, поднятых со дна океана. В кни-

ге: Петромагнитная модель литосферы. Киев, 1994, с. 19—23 (в соавторстве с Щербаковым В.П.).

4. Mid-Oceanic Ridges and Deep Basins AMF structure. In: Anomalous Magnetic Field of the World Ocean, CRC Press, 1995, p.67-144 (в соавторстве с Глебовским В.Ю., Мащенковым СП., Городницким A.M., Беляевым И.И., Филиным A.M., Меркурьевым С.А., СочевановоМ Н.А., Лукьяновым СВ., Поповым Э.А.).

5. Обобщенная петромагнитная модель океанской литосферы. Океанология, 1993, том 33, 1, с.139-143 (в соавторстве с В.М. Гординым, Е.А. Назаровой).

6. Geomagnetic studies of the TAG and SNAKE Pit hydrothermal field. Fall

MEETING 1993 American Geophysical Union. Published as a Supplement to EOS, October 26, 1993, p.216. (в соавторстве с Бочаровой Н.Ю., Назаровой Е.А.).

7. Петромагнитные характеристики пород океанической коры (Серпен-

тиниты). В книге "Природа магнитных аномалий и строение океанической коры" Москва, ВНИРО, стр.82—132 (в соавторстве с Щербаковым В.П.).

8. Геомагнитные характеристики подводного хребта Горриндж (Север
ная Атлантика). Океанология, 1988, т. 33, вып.5, с.814—818 (в соав-

торстве с А.М. Городницким, И.И. Беляевым, Ю.В. Брусиловским, В.П. Щербаковым). і. Сравнительный анализ магнитных характеристик базальтов средин-но-атлантического хребта и хребта Хуан-де-Фука. Океанология, 1995, том 35, 3, с.451—462 (в соавторстве с А.К. Гапеевым, В.П. Щербаковым, А.Г. Горшковым).

)бъем и структура работы

Диссертация состоит из введения, пяти глав и заключения. Объем ;иссертации (^страниц основного текста, из них 2 f рисунков, 9 таблиц, ' фотографий.

Автор считает своим приятным долгом выразить благодарность, преж-;е всего, научным руководителям:доктору геол.-мин. наук А.М. Город-шцкому и доктору физ.-мат. наук В.П. Щербакову, а также сотрудни-;ам института океанолопіи РАН: доктору геол.-мин. наук О.Г. Сорох-ину, доктору геол.-мин. наук Г.Л. Кашинцеву и сотрудникам инсти-ута Физики Земли РАН: кандидату химических наук А. К. Гапееву, кан-вдату геол.-мин. Наук Г.М. Солодовникову.