Палеомагнетизм и магнитостратиграфия - Геология, гидрология и геодезия курсовая работа

Главная

Геология, гидрология и геодезия
Палеомагнетизм и магнитостратиграфия

Свойства геомагнитного поля. Магнитные свойства горных пород. Графическое представление палеомагнитных данных. Основные методы отбора образцов, выделения и датирования компонент намагниченности. Приложение палеомагнетизма в стратиграфии и тектонике.


посмотреть текст работы


скачать работу можно здесь


полная информация о работе


весь список подобных работ


Нужна помощь с учёбой? Наши эксперты готовы помочь!
Нажимая на кнопку, вы соглашаетесь с
политикой обработки персональных данных

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
НОВОСИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
КАФЕДРА ОБЩЕЙ И РЕГИОНАЛЬНОЙ ГЕОЛОГИИ
ПАЛЕОМАГНЕТИЗМ И МАГНИТОСТРАТИГРАФИЯ
В данной работе рассмотрены основные понятия палеомагнетизма и магнитостратиграфии. Описаны этапы изучения магнитного поля Земли и магнитные свойства пород, приведены современные знания в данной теме. Перечислены и охарактеризованы основные методы отбора образцов, выделения и датирования компонент намагниченности. Показаны приложения палеомагнетизма в стратиграфии и тектонике. Отражена связь палеомагнетизма с другими науками, его место в деятельности НГУ и института нефтегазовой геологии и геофизики СО РАН.
Ключевые слова: геомагнитное поле, магнитная чистка, магнитостратиграфия, палеомагнетизм, гистерезис.
In this work the basic concepts of paleomagnetism and a magnetostratigraphy are considered. Stages of studying of a magnetic field of Earth and magnetic properties of breeds are described, given the modern knowledge of this subject. The main methods of sampling, allocation and dating a magnetization component are listed and characterized. Paleomagnetism appendices in a stratigraphy and a plate tectonic are shown. Communication of paleomagnetism with other sciences, its place in activity of NSU and institute of oil and gas geology and geophysics of the Siberian Branch of the Russian Academy of Science was shown.
Keywords: geomagnetic field, magnetic cleaning, magnetostratigraphy, paleomagnetism, hysteresis.
Рис. 4 Палеомагнитная шкала миоценовых и четвертичных отложений северных областей Тихого океана. Чёрные и белые полосы - эпохи прямой и обратной полярности соответственно (по Kuizumi, 1992; фрагмент)
С помощью палеомагнитного метода возможно решение разнообразных стратиграфических задач, основные из которых перечислены ниже (Шипунов, 1994).
1. Расчленение или стратификация геологических разрезов на основе разнополярных зон.
2. Корреляция одновозрастных геологических разрезов, точная корреляция некоторых уровней (границ палеомагнитных зон). В этом случае при совпадении палеомагнитных зон можно говорить о возможной корреляции разрезов, а при их несовпадении - о том, что эти разрезы разновозрастные.
3. Привязка геологического разреза к магнитостратиграфической шкале района и региональная корреляция разрезов.
4. Привязка магнитостратиграфической шкалы к магнитохронологической, точное определение возраста границ палеомагнитных зон и межрегиональная и глобальная корреляции разрезов.
Глава 3. Современные знания, методы и средства исследований
В первом приближении геомагнитное поле можно считать полем центрального магнитного диполя, т.е. небольшого по сравнению с диаметром Земли магнита, находящегося в ее центре (рис. 5).
Рис. 5 Модель геоцентрического осевого диполя: g- угол между магнитным и географическим полюсом (Кузнецов, 2012)
Если бы геомагнитное поле действительно было полем наклонного диполя, то геомагнитные полюсы точно совпали бы с магнитными полюсами. Факт, что эти полюсы не совпадают, указывает, что геомагнитное поле более сложно, чем поле диполя, расположенного в центре Земли. Хотя наклонный геоцентральный диполь объясняет ~90% поля на земной поверхности.
Характеристикой магнитного поля Земли служит вектор напряжённости геомагнитного поля Н т , который определяет направление поля и его силу. К основным элементам вектора напряжённости геомагнитного поля Н т на земной поверхности относятся его направление, определяемое склонением D и наклонением l, и величина вектора H (рис. 6). Склонение характеризует отклонение проекции вектора H от направления на географический северный полюс, наклонение - угол между горизонтальной плоскостью и вектором напряжённости Н т .
Рис. 6 Элементы земного магнетизма. (Шипунов, 1994)
Направление и величина поверхностного геомагнитного поля изменяются со временем. Об изменениях с периодами в десятки, сотни или тысячи лет говорят как о вековых вариациях.
Источники геомагнитной вековой вариации могут быть грубо разделены на два типа (Butler, 1992):
1. Недипольные изменения, в которых преобладают вариации с более короткими периодами
2. Изменения дипольного поля с более длинными периодами.
В изменениях недипольного поля доминируют периодичности меньше чем 3000 лет. Особенности недиполного вклада возникают, распадаются и деформируются с временами жизни порядка ~103 лет. В течение исторического времени, недипольное поле подвергается западному дрейфу, т. е. смещению на запад приблизительно по 24 минуты долготы в год. Другие особенности недипольного поля, кажется, постоянны. Дипольная часть геомагнитного поля также изменяет направление и величину.
Чтобы разделить изменения дипольной и недипольной частей поля, были проанализированы исторические, археомагнитные и палеомагнитные записи вековой вариации. Восемь регионов земного шара были изучены, для каждого средние направления поля были определены внутри 100-летних интервалов. Положения магнитных полюсов, определенные по этим региональным средним направлениям, были затем усреднены. И для каждого 100-летнего интервала за последние 2000 лет был выделен глобальный средний геомагнитный полюс. Результаты приведены на рис. 7.
Рис. 7. Положение северного геомагнитного полюса в течение последних 2000 лет. Каждая точка данных - средний геомагнитный полюс за 100-летний интервал. Числа указывают дату в годах нашей эры лет. Круги возле геомагнитных полюсов в 900, 1300 и 1700 годы нашей эры являются кругами доверия (с вероятность б = 95 %) для этих геомагнитных полюсов, среднее положение полюса в течение всех 2000 лет показано зачерненным квадратом доверия (б = 95%) (Merrill, McElhinny, 1983).
Вековые вариации характерны не только для направления поля, но и для его величины (рис. 8).
Рис. 8. Величина момента геомагнитного диполя за последние 10 000 лет. Средние значения по 500-летним интервалам приведены для последних 4000 лет; 1000-летние средние - для диапазона времени от 4000 до 10 000 лет; полоски ошибок - интервал доверия при б = 95%. (Молостовский, Храмов, 1997)
На основе наблюдения вековых вариаций земного магнитного поля установлено, что геомагнитный полюс перемещается вокруг географического таким образом, что в среднем его положение совпадает с географическим полюсом.
В более длительных масштабах времени геомагнитное поле претерпевает еще и изменения полярности. Геомагнитное поле сначала начинает уменьшаться за несколько тысячелетий до инверсии. Затем, вектор поля начинает поворачиваться так, что соответствующие ему геомагнитные полюса пересекают экватор и достигают противоположного полюса. Во время этого движения напряженность поля падает до значений, составляющих 20% и менее от стабильного состояния поля. Затем поле восстанавливается, принимая нормальное значение. Весь процесс занимает, по разным оценкам, от 5000 до 100000 лет (Merrill, МсЕ1hinnу, 1983)
Полярность, соответствующую современному положению геомагнитных полюсов называют прямой, противоположную ей -- обратной. На протяжении последних 160 лет произошло около 300 инверсий геомагнитного поля. Последняя из них отмечена около 0.73 млн. лет назад.
Носителями палеомагнитной информации в горных породах являются зерна минералов, относящихся к группе ферромагнетиков - веществ, в которых атомные магнитные моменты располагаются упорядоченно. В зависимости от вида упорядочения ферромагнетики разделяются на четыре класса (рис. 9). Образцы пород содержащие зёрна ферромагнетиков извлекают из породы, чтобы потом определить в них направление, характер и, реже, величину вектора остаточной намагниченности.
Рис. 9. Направления магнитных моментов атомов: а- ферромагнетики, б- антиферромагнетики, в- ферримагнетики, г- слабые ферромагнетики (Молостовский, Храмов, 1997)
Намагниченность ферромагнетиков описывается доменной структурой; объем ферромагнетика разбивается на домены - области с разными направлениями намагниченности. В отсутствие внешнего поля магнитные моменты доменов взаимно скомпенсированы. В процессе намагничивания тела в слабых полях, сначала происходит смещение доменных границ: домены, направление намагниченности которых ближе к направлению внешнего поля, растут за счет остальных. В более сильных полях, когда образец достигает однодоменного состояния, начинается поворот векторов намагниченности к направлению внешнего поля, пока все они не станут ему параллельными; поле, в котором это достигается, называется полем насыщения. Намагниченность вещества в этом состоянии называется намагниченностью насыщения Is. Если теперь уменьшать внешнее поле, то кривая размагничивания пойдет выше кривой намагничивания (рис. 10) и когда поле полностью исчезнет, намагниченность окажется не равной нулю - получим остаточную намагниченность насыщения Irs.
Рис. 10. Петля магнитного гистерезиса. (Молостовский, Храмов, 1997)
Чтобы намагниченность стала равной нулю, необходимо приложить поле противоположного направления - это поле называется коэрцитивной силой Hc. Если увеличивать поле в этом направлении, опять наступит насыщение. Аналогично процесс пойдет и в обратном направлении. Цикл этот называется магнитным гистерезисом, а его изображение (рис. 13) - петлей магнитного гистерезиса. Если поле слабее, чем поле насыщения то получаются частные петли магнитного гистерезиса. Возникающая при этом намагниченность называется нормальной или изотермической, а ее часть после снятия поля - нормальной остаточной намагниченностью Ir. (Молостовский, Храмов, 1997)
Естественная намагниченность горной породы во многом определяется магнитным полем Земли. Различают индуктивную и остаточную намагниченность. Индуктивная, в отличие от остаточной, существует только в присутствии магнитного поля. Суммарная намагниченность определяется по формуле:
где k - магнитная восприимчивость; Jr - остаточная намагниченность; H - величина напряжённости магнитного поля. В геологических приложениях палеомагнитологии используют, как правила, остаточную намагниченность Jr.
Самые распространённые из магнитных минералов: 1)Магнетит (температура Кюри 580° С) 2)Гематит (температура Кюри 675° С) 3)Титаномагнетит (температура Кюри зависит от содержания титана и железа и изменяется от низких температур до 580° С)
При нагревании магнитного минерала выше точки Кюри остаточная намагниченность в нём исчезает. С другой стороны, при остывании магнитных минералов ниже точки Кюри в них в присутствии внешнего магнитного поля возникает термоостаточная намагниченность.
Существуют и другие виды остаточной намагниченности: Ориентационная (осадочная) намагниченность возникает при образовании осадочных горных пород -- при осаждении частиц магнитных минералов или при перемещении в ещё жидком осадке. Под воздействием геомагнитного поля эти частицы ориентируются подобно магнитным стрелкам.
Химическая (кристаллизационная) намагниченность возникает во внешнем магнитном поле при химическом изменении магнитного или первоначально немагнитного минерала, например при окислении магнетита до гематита, когда вместе с исчезновением магнетита исчезает связанная с ним намагниченность и возникает химическая намагниченность гематита.
Вязкая остаточная намагниченность образуется при длительном воздействии внешнего магнитного поля. Она постепенно усиливается в присутствии и ослабевает в отсутствии внешнего магнитного поля.
Идеальная остаточная намагниченность возникает, если ферромагнитное вещество подвергается воздействию переменного поля одновременно с наложением постоянного поля. Эта намагниченность параллельна и пропорциональна постоянному полю. Идеальную остаточную намагниченность естественного происхождения можно встретить лишь у пород подвергавшихся удару молнии, которая порождает не только большие постоянные, но и переменные поля.
При низкой температуре после воздействия сильного постоянного поля горная порода приобретает нормальную остаточную намагниченность.
Намагниченность любого рода, в горных породах, носит статический характер. Это значит, что при образовании, например, ориентационной намагниченности отдельные зёрна не обязательно строго ориентируются соответственно магнитному полю, что объясняется присутствием дезориентирующих факторов, таких как броуновское движение, подводные течения и др. Различия в намагниченности разных образцов одного стратиграфического уровня может достигать десятков градусов.
В качестве параметра, характеризующего рассеяние, используют кучность векторов намагниченности, которая характеризует разброс векторов вокруг некоторого среднего направления. Среднее направление для однокомпонентной намагниченности будет приближённо совпадать с направлением геомагнитного поля в момент образования этой компоненты намагниченности. (Шипунов, 1994)
Чем больше разброс векторов, тем меньше величина кучности. Так, например, для совокупности векторов с кучностью равной 30 (Табл. 1) основное количество векторов (95%) будет располагаться в конусе с углом при вершине около 50°. Кучность, как правило, выше для магматических и ниже для осадочных пород.
Таблица 1. Разброс совокупности векторов (в градусах) для различных значений кучности. (Шипунов, 1994)
Возникающая в горных породах намагниченность может содержать несколько разных компонент - различных по своей природе, времени образования, направлению и составу магнитных минералов. Такая суммарная намагниченность называется естественной остаточной намагниченностью.
В настоящее время известно о самообращении остаточной намагниченности в горных породах, что не согласуется с основным принципом палеомагнетизма -- соответствию вектора остаточной намагниченности направлению геомагнитного поля, существовавшему во время намагничивания горной породы. Явление частичного самообращения возможно в быстро остывающих с геологической точки зрения породах и может приводить как к аномально низким значениям, так и к появлению компоненты, намагниченной противоположно геомагнитному полю времени намагничивания. (Марков и др., 2010)
Геомагнитное поле испытывает вековые вариации. Среднее направление, как ожидается, будет полем геоцентрического осевого диполя, и многие палеомагнитные исследования проводятся именно с тем, чтобы определить это среднее направление. Поскольку геомагнитная вековая вариация должна быть соответственно усреднена, интервал времени, представленный коллекцией палеомагнитных образцов, должен быть не менее 105 лет. (Butler, 1992)
Всегда желательно производить отбор образцов в нескольких далеко друг от друга отстоящих местах (возможно, разделенных даже несколькими сотнями километров). Это позволяет избежать зависимости результатов от особенностей поля в том или ином месте. При отборе в единственном месте можно столкнуться с неустановленными тектоническими проявлениями или геохимическими процессами, которые изменили ферромагнитные минералы, в то время как для больших регионов систематическое влияние подобных проблем менее вероятно. Также рекомендуется отбирать образцы невыветрелых пород, т.к. естественная остаточная намагниченность в них с меньшей вероятностью повреждена химическим воздействием. Искусственные обнажения (типа дорожных срезов), таким образом, предпочтительны как места отбора, а быстро размытые ущелья являются лучшими естественными обнажениями.
Порядок обобщенной палеомагнитной схемы отбора образцов показан на рис. 11.
Рис. 11 Общая схема палеомагнитного отбора образцов. (Butler, 1992)
Образцами становятся индивидуально ориентированные куски горной породы. Обычно из слоя отбирают от шести до восьми независимо ориентируемых образцов в пределах от 5 до 10м обнажения. Сравнение направлений естественной остаточной намагниченности образцов в пределах участка позволяет оценить её однородность.
В качестве рабочих образцов выбираются части образцов (штуфов) заданного размера, на которых производятся измерения. Из каждого штуфа можно изготовить несколько образцов, что может обеспечить дополнительную проверку однородности остаточной намагниченности. Часто из штуфа вырезают только один образец, и изготовлять больше, чем три образца, обычно не имеет большого смысла. Типичный рабочий образец имеет объем ~10 см 3 . Обычно палеомагнитный образец отбирается с использованием бензинового портативного бура с алмазной режущей головкой с водяным охлаждением (рис. 12, a). Диаметр керна обычно ~2.5 см. После бурения обнажения на глубину от 6 до 12 см (рис. 12, b), образец ориентируется, пока он еще не отделён от породы в месте выбуривания (рис. 12, c). Ориентационное устройство позволяет производить определение и определение азимута основной оси керна с помощью магнитного или солнечного компаса (или обоих компасов). Точность ориентации такими методами - приблизительно ±2°. После ориентации, керн выламывают из обнажения, маркируют для ориентации и идентификации (рис. 12, d) и отправляют в лабораторию. (Butler, 1992)
В некоторых местах отбора или в местах, которые невозможно бурить, приходится отбирать образцы в виде блоков, ориентированных как целое. Недостатком такого метода является ограниченная точность ориентации, необходимость работать с большим объём материала, чем это реально необходимо.
Многочисленные устройства были разработаны для получения образцов в виде керна с озерного или морского дна. Диаметры этих "трубок" обычно ~10 см и они могут быть круглого или квадратного сечения. Глубина проникновения обычно не превышает 20 м.
Рис. 12 Процедура отбора образцов бурением. (a) Портативный бензиновый бур с алмазной режущей головкой; насос используется для усиления охлаждения головки. (b) Рабочий, высверливающий керн. (c) Ориентационное устройство, помещенное над выбуренным керном. Магнитный компас находится под плексиглассовой пластиной; белое кольцо на плексиглассовой пластине используется, чтобы измерить азимут тени, брошенной тонким прутом, перпендикулярным к пластине. (d) Керновый образец с маркировками ориентации. (Butler, 1992)
Любая техника палеомагнитных измерений предполагает, что намагниченность
образца создаёт вне образца магнитное поле, которое может быть аппроксимировано полем магнитного диполя, помещённого в центр образца. Так как распределение ферромагнетиков в образце, а, следовательно, и его намагниченность заведомо неоднородны, процедура магнитного измерения должна быть такой, чтобы максимально снизить влияние этой неоднородности. Для этого выбирают последовательность положений образца относительно чувствительного элемента прибора и систему обработки результатов измерений таким образом, чтобы влияние нецентрального диполя свести к минимуму. При палеомагнитных измерениях необходимо подавлять или исключать влияние индуктивной намагниченности. Для повышения точности измерений весь прибор (вместе с оператором) помещают в большие кольца Гельмгольца, компенсирующие земное магнитное поле или же ведут измерения в полностью экранированном помещении.
Для того, чтобы выделить отдельные компоненты естественной остаточной намагниченности применяют магнитную чистку. Магнитная чистка состоит в постепенном размагничивании образца горной породы при всё большем размагничивающем воздействии.
Возможность разделения компонент остаточной намагниченности посредством магнитной чистки обусловлена тем, что ансамбли разных размеров и представленных разными минералами имеют различные коэрцитивные спектры и спектры блокирующих температур Т б .
Коэрцитивный спектр ансамбля зерен выявляется полностью только в случае размагничивания образца из состояния магнитного насыщения (Молостовский, Храмов, 1997). При размагничивании образца из другого состояния спектры получаются неполными, так как в формировании таких намагниченностей, особенно в малых полях порядка земного, участвуют магнитные моменты только тех зерен, энергетические барьеры которых преодолеваются данным воздействием. Поэтому один и тот же образец характеризуется разными спектрами размагничивания, в зависимости от того, намагниченность какого вида разрушается переменным полем. Следовательно, если в образце сформированы намагниченности нескольких видов, при его размагничивании выявится сложный спектр.
Блокирующей называют температуру, начиная с которой при остывании зерна магнитных минералов данного размера способны сохранять свою остаточную намагниченность длительное время, а при нагреве теряют ее. Блокирующая температура Т б зависит, от размеров, формы и состава ферромагнитных частиц породы. Поэтому реальные горные породы обладают неким спектром блокирующих температур, распределенных в некотором интервале ниже точек Кюри ферромагнетиков, содержащихся в данной породе.
Приступая к палеомагнитному исследованию коллекции, полезно оценить вклад вязкой намагниченности, которая иногда является единственной вторичной компонентой естественной остаточной намагниченности. Собственно, временная чистка состоит в помещении образцов в магнитный вакуум на некоторое время, чтобы значительно снизить вязкую компоненту.
Магнитная чистка применяется в двух вариантах - непрерывного или ступенчатого размагничивания. В первом - магнитное поле (или температура) постепенно повышается и ведется непрерывное измерение величины, и направления оставшейся части намагниченности. Этот способ применяется редко из-за технической трудности измерения малых магнитных моментов в более мощных магнитных полях и при высоких температурах. Поэтому обычно используют вариант ступенчатого размагничивания: образец нагревают последовательно до различных температур, каждый раз охлаждая до комнатной температуры (снимая переменное поле) в нулевом поле и измеряя величину и направление остатка намагниченности.
Чистка переменным магнитным полем основана на том, что в ферромагнетике под влиянием переменного магнитного поля с убывающей амплитудой уменьшаются частные гистерезисные циклы, что приводит к снижению остаточной намагниченности. Причём, чем выше начальная амплитуда переменного поля размагничивания, тем значительней снижение.
Разные виды намагниченности не одинаково устойчивы к переменному магнитному полю (рис. 13).
Рис. 13. Кривые размагничивания переменным магнитным полем для разных видов остаточной намагниченности при одинаковом исходном значении (Храмов, Шолпо, 1967): 1- термоостаточная, 2- идеальная, 3- вязкая, 4 - динамическая, 3- нормальная остаточная намагниченности
Основным элементом установок размагничивания переменным полем является соленоид - однослойная катушка цилиндрической формы. В его центр, совмещенный с центром экранируемого объема, помещают испытуемый образец. Контур соленоида настроен в резонанс с помощью конденсатора. Для достижения эффекта размагничивания переменное поле равномерно понижают от выбранной амплитуды до нуля на каждом шаге размагничивания.
Температурная чистка. Так как скорость размагничивания сильно зависит от температуры, то при нагреве образца до значений Т, перекрывающих нижнюю часть спектра блокирующих температур Т б , намагниченность частиц с Т б <Т исчезнет. Если затем охлаждать образец в нулевом поле, эти частицы останутся не намагниченными. Поэтому последовательное размагничивание образца до все более высоких температур будет оставлять в образце намагниченность, характеризующуюся большей Т б . Таким путем термоостаточная и химическая компоненты остаточной намагниченности с высокими Т б , отделяются от парциальной термоостаточной, термовязкой и вязкой, значения Т б которых ниже.
Магнетит при некоторой низкой температуре, называемой изотропной точкой (для магнетита она равна -143°С), теряет свою намагниченность, а затем при нагреве в отсутствии магнитного поля восстанавливает намагниченность на 80-90%, если она термоостаточная. Намагниченности других видов при этом восстанавливаются в меньшей степени.
Химическая чистка. При палеомагнитных исследованиях красноцветов, в которых вместе с ориентационной намагниченностью нередко сосуществуют химическая, используется химическая чистка. Образец подвергается воздействию 8-10% раствора соляной или щавелевой кислоты, в результате зёрна магнитных минералов на поверхности образца - растворяются, переходя в парамагнитные соли. Таким образом, компоненты, связанная с химической намагниченностью исчезает, и остается компонента связанная с обломочными зернами, несущими ориентационную намагниченность.
В палеомагнитной практике применяются также и комбинированные чистки, состоящие в последовательном применении нескольких (обычно двух) видов. Так, например, образцы пород, отобранных из выступающих частей рельефа, необходимо перед термочисткой подвергнуть размагничиванию переменным полем: наведенная разрядом молнии намагниченность легко снимается действием небольшого (1-2 кА/м) переменного поля, но "тянется" почти до точки Кюри магнетита. (Молостовский, Храмов, 1997)
При измерении намагниченности на магнитометре получают компоненты вектора намагниченности в декартовых координатах, которые затем пересчитываются в сферические координаты. Склонение намагниченности (направление горизонтальной составляющей) принимает значения от 0 до 360°, наклонение (угол между вектором намагниченности и горизонтальной плоскостью) -- от -90° до 90°.
В палеомагнитных исследованиях часто применяются два вида представления векторных данных. Это ортогональные диаграммы Зийдервельда и стереограммы (Шипунов, 1994).
Диаграмма Зийдервельда используется для изображения векторов намагниченности в декартовых координатах, стереограмма - в сферических. В первом случае отражаются все три декартовы координаты вектора намагниченности, во втором - только две сферические координаты: склонение и наклонение.
Изображение на диаграмме Зийдервельда представляет собой изображение вектора намагниченности в проекции на две плоскости, которые располагаются на одном рисунке, например плоскости xy и xz (рис. 14). При этом одному вектору намагниченности соответствуют две точки на диаграмме Зийдервельда. При изображении результатов магнитной чистки одного палеомагнитного образца на диаграмме Зийдервельда каждая плоскость будет представлена последовательностью точек соединённых линиями, и рядом с каждой точкой может быть обозначена величина размагничивающего воздействия, например температура нагрева.
Рис. 14. Диаграмма Зийдервельда результатов магнитной чистки однокомпонентной (а) и двухкомпонентной (б) намагниченности (Шипунов, 1994)
Стереограмма представляет собой проекцию сферы на плоскость. Различают полярную и экваториальную проекции.
Полярная проекция, представленная на рис. 15, аналогична распространенным изображениям полярных областей земного шара (Арктики и Антарктики). Экваториальная проекция подобна обычному изображению двух земных полушарий (западного и восточного).
Все векторы, изображаемые на стереограммах, имеют единичную длину. Обычно векторы намагниченности, наклонение которых положительно, изображают на стереограммах в виде закрашенных кружков, векторы с отрицательным наклонением - не закрашенных кружков (рис. 15).
Рис.15. Примеры распределений палеомагнитных векторов с различной кучностью на равнопромежуточной полярной проекции. 1, 2, 3 - кучность векторов 200, 50 и 30 соответственно (Шипунов,1994).
На диаграмме Зийдервельда, показывающей разрушение вектора намагниченности в процессе магнитной чистки, в этом случае в каждой плоскости будет наблюдаться приблизительно прямая линия (возможно, осложненная ошибками измерений), проходящая через начало координат при полном разрушении вектора намагниченности при температуре Кюри (рис. 14). На стереограмме этому соответствуют одна или несколько близко расположенных точек (рис. 16).
Рис. 16. Стереограмма результатов магнитной чистки однокомпонентной (а) и днухкомпонентной (б) намагниченности (Шипунов, 1994).
Если в ходе магнитной чистки разрушается сначала одна компонента, а затем другая, то на диаграмме Зийдервельда (в каждой плоскости) будут наблюдаться две последовательные прямые линии, которые определяют направление последовательно разрушаемых в процессе магнитной чистки компонент намагниченности. Вторая из них будет проходить через начало координат.
Если происходит поочередное разрушение нескольких различных компонент намагниченности, то на диаграмме Зийдервельда возникнут последовательные прямые, характеризующие направления последовательно разрушаемых в процессе магнитной чистки компонент намагниченности. В противном случае, когда разрушение нескольких компонент происходит одновременно, наблюдаемая картина может оказаться значительно запутанней, и тогда требуется довольно кропотливая работа по выделению компонент намагниченности и определению их направления.
В результате проведения ступенчатых магнитных чисток палеомагнитолог получает данные, которые становятся основой для выделения различных компонент намагниченности. Для этого применяют численные методы с использованием компьютеров, а графические представления играют вспомогательную роль.
Компонентный анализ основан на различиях физических свойств различных компонент намагниченности к размагничивающим воздействиям. Только в атом случае возможно (но не всегда) разделение компонент намагниченности. Если таких различий нет, то наблюдается кажущаяся однокомпонентностъ, и направление, полученное для такого вектора не отражает реального направления геомагнитного поля.
Если на стереограмме векторы не меняют своего направления в ходе чистки; на диаграмме Зийдервельда видна одна приблизительно прямая линия, спадающая по мере разрушения вектора намагниченности в начало координат, то можно утверждать, что намагниченность однокомпонентная.
В этом случае можно (Шипунов, 1994):
1. вычислить аппроксимирующую прямую и определить для нее направление;
2. выделить среднее направление для намагниченности на разных этапах чистки;
3. выбрать практически любую величину размагничивающего воздействия и определить для нее направление намагниченности;
В случае выявления двух и более компонент намагниченности можно:
1. вычислить аппроксимирующие прямые для всех прямолинейных участков и определить для них направления;
2. вычислить среднее направление для наиболее стабильной компоненты намагниченности (например, высокотемпературной) по измеренным векторам на разных этапах чистки для конечного (однокомпонентного) участка;
3. вычислить средние направления для менее стабильных компонент нам
Палеомагнетизм и магнитостратиграфия курсовая работа. Геология, гидрология и геодезия.
Дипломная работа по теме Усовершенствование гидравлической системы самолета 'Ил-76'
Реферат по теме Концепция сознания вне основного вопроса философии
Эссе На Тему Смысл Человеческой Жизни
Сочинение по теме Синклер Льюис. Бэббит
Реферат На Тему Озена
Реферат по теме Социально-экономические и политические последствия революции 1905-1907 гг. Россия и Первая мировая в...
Реферат: Приемы товарной обработки плодов
Курсовая работа: Я - концепция младшего школьника
Задания Контрольных Работ 2 Класс
Практическое задание по теме Экологическое право
Курсовая работа: Метод проектов как способ развития социальной компетентности школьников
Шопоголизм Как Вредная Привычка Реферат
Реферат: Social Conflict Theory Essay Research Paper History
Окружающий Мир 2 Класс Реферат Правильное Питание
Реферат: Методы обучения во вспомогательной школе их классификация
Курсовая Работа На Тему Основания
Реферат На Тему Кровотечение
Реферат: Классификация гостиниц 4
Курсовая работа: Австрийская школа и ее представители
Правовое Регулирование Общественных Отношений Курсовая
Проблемы и особенности корректировки таможенной стоимости товаров - Бухгалтерский учет и аудит курсовая работа
Система учета затрат "Директ-костинг" - Бухгалтерский учет и аудит курсовая работа
Биохимия жидкостей полости рта - Биология и естествознание презентация