Палеомагнитный метод

Палеомагнитология изучает явления палеомагнетизма, т. е. магнитное поле Земли геологического прошлого, закрепленное в своеобразных отпечатках этого поля – векторах естественной остаточной намагниченности горных пород. Исследуются распределение в пространстве и изменение во времени геомагнитного поля в геологическом прошлом, закономерности закрепления этого поля в горных породах и последующая история его отпечатков. Перспективы метода в решении различных геологических задач зависят прежде всего от разработки палеомагнитной (стратиграфической и хронологической) шкалы, основанной на истории геомагнитного поля.

Естественная остаточная намагниченность горной породы в общем случае включает ряд составляющих, возникших в разные моменты геологического бытия породы и в разной степени разрушенных к настоящему моменту. Намагниченность горной породы зависит не только от ее свойств и значения приложенного магнитного поля, но и от целого ряда факторов, таких как время, температура, механические напряжения, химические изме-

нения.

Среди перечисленных факторов общим для всех горных пород является время. Поэтому всеобщее распространение имеет процесс намагничивания, обусловленный магнитной вязкостью. Остаточная намагниченность, возникающая после длительной выдержки пород в магнитном поле, называется вязкой остаточной намагниченностью Jv.

Все ферромагнетики, будучи нагретыми выше температуры Кюри, теряют свои ферромагнитные свойства. Если затем охладить такое вещество до комнатной температуры, то оно приобретет остаточную намагниченность, направление которой совпадает с направлением внешнего магнитного поля. Эта намагниченность называется термоостаточной Jrt, ее приобретают все магматические породы в процессе остывания. Высокие значения, синхронность породе и стабильность к внешним воздействиям делают величину Jrt важным носителем палеомагнитной информации. Как во время формирования, так и в дальнейшем в горной породе образуются и преобразуются ферромагнитные минералы. Если это происходит при температуре ниже точки Кюри возникающего минерала, то в процессе роста его зерен появляется химическая остаточная намагниченность Jrc. Как химическая, так и термоостаточная намагниченность – характерные виды намагниченности метаморфических пород. При образовании осадочных пород на магнитные частицы в процессе осаждения оказывает ориентирующее действие геомагнитное поле; частицы стремятся расположиться таким образом, чтобы их векторы намагниченности оказались направленными по полю. При обезвоживании осадка полученная ориентация частиц закрепляется, и осадок приобретает ориентационную остаточную намагниченность Jro. Другие виды намагниченности, хотя и могут присутствовать в горных породах, играют меньшую роль в палеомагнетизме. Надежную информацию о древнем геомагнитном поле несет только та компонента Jn, возраст которой совпадает с возрастом породы, – первичная намагниченность Jn°. По происхождению она может быть термоостаточной, химической и ориентационной. Поэтому главная задача любого палеомагнитного исследования – выделить первичную намагниченность (определить направление и модуль вектора Jn). Решение этой задачи ведется геометрическими, статистическими и магнитными способами. При интерпретации полученных данных принимают модель, базирующуюся на трех основных гипотезах палеомагнетизма.

1. Горные породы при своем образовании намагничиваются по направлению геомагнитного поля времени и места их образования (гипотеза фиксации).

2. Приобретенная первичная намагниченность сохраняется (хотя бы частично) в породе в геологическом масштабе времени и может быть выделена (гипотеза сохранения).

3. Палеомагнитное поле является полем диполя, помещенного в центр Земли и ориентированного по ее оси вращения (гипотеза центрального осевого диполя).