3.6 Палеомагнітна характеристика гірських порід

Вивчення магнетизму гірських порід набуло особливо великого значення для геології і геофізики в зв'язку з відкриттям і дослідженням явищ палеомагнетизму. Ці явища складають предмет галузі геофізики, що розвивається швидко в даний час - палеомагнітологіі, яка вивчає геологічне минуле магнітного поля Землі завдяки «відбитку» цього поля в гірських породах - векторам природної залишкової намагніченості J_n,. В даний час найбільший розвиток одержав вивчення історії змін спрямування магнітного поля Землі, що відбивається в напрямкахJ_nгірських порід різного віку.

Природна залишкова намагніченість гірських порід складається з ряду намагніченостей, що виникнули в різний час і в різній мірі зруйнованих до теперішнього моменту. Збурюючи фактори, (анізотропія, взаємодія магнітних частинок, рух лави, що застигає, і осадка, що формується, і т.п.) викликають відхилення вектора намагніченості порід від земного магнітного поля. Зміна цього поля зумовлює різноманіття і складність розподілів напрямків J_n у тих або інших групах гірських порід. Проте ці розподіли в багатьох випадках можна інтерпретувати як результат складання двох векторів- первинної намагніченостіJ_n^o, вік якої збігається з віком породи, і повторної намагніченостіJ_n^h, що виникла нещодавно і збігається за напрямком сучасного земного магнітного поля у точці спостереження. Значно рідше зустрічаються хаотичні розподіли, зумовлені наявністю трьох або більше компонентівJ_nрізного віку, неоднорідністю розподілу магнітних мінералів у породі або специфікою процесу намагнічування (наприклад, при ударі блискавки).

Основи палеомагнітного методу.Надійну інформацію про древнє земне магнітне поле несе тільки первинна намагніченість гірських порід (термозалишкова, орієнтована або хімічна), тому що час її виникнення здебільшого точно відомо. Тому головною задачею будь-якого палеомагнітного дослідження є виділення первинної намагніченостіJ_n^o,визначення її напрямків і величини, установлення її відповідності віку породи. Закономірності розподілу напрямківJ_nгірських порід показують, що для рішення цієї задачі потрібно застосувати статистичні і різноманітні засоби магнітного чищення з метою видалення менше стабільних компонентівJ_n,що часто мають повторне походження (в’язкі, нормальні, динамічні, хімічна намагніченості). Для доказу синхронностіJкрім статистичних методів застосовують мінералогічні і магнітні дослідження, що дозволяють зв'язатиJ_nіз певними мінералами і показати їхню первинність. Тому основні дані, на які спирається будь-яке палеомагнітне визначення, являють собою сукупність багатьох напрямківJ_n^o,заміряних в орієнтованих зразках гірських порід.

Осадові і вулканогенні породи, не змінені або слабко змінені процесами метаморфізму і епігенезу, можуть бути об'єктом палеомагнітних досліджень.

Орієнтовані зразки відбирають за допомогою гірського компасу підвищеної точності або сонячного компасу. Протягом геологічної історії магнітне поле Землі перетерпіло низку змін полярності. Зміна координат палеомагнітних полюсів є віддзеркаленнямруху літосферних плит щодо осі обертання Землі. При цьому для кожної плити може бути побудована своя траєкторія руху полюса.

Міграція палеомагнітних полюсів при зберіганні дипольності поля і багатократні геомагнітні інверсії призвели до того, що розріз осадових і вулканогенних товщ виявилися розчленованими на зони прямої n, що чергуються, і оберненоїrнамагніченостей. Кожна зона відповідає проміжку часу порядку 10⁶(рідко 10⁷) років. Усередині зон часто виділяються інтервали протилежної полярності - субзони (10⁵років). Палеомагнітні зони групуються в суперзони (10⁷років) і гіперзони (510⁷-І0⁸років) із певними характеристиками: співвідношеннямn-зон іr-зон і середніми координатами палеомагнітних полюсів. За цими даними зіставляють розрізи, а при наявності опорних даних - визначають геологічний вік порід.