Современное состояние и проблемы построения магнитостратиграфической шкалы Камчатки эпохи Брюнес. Часть 1. Теоретический аспект
Институты и факультеты
Главная \ Наука \ Научные издания КФУ \ Ученые записки Казанского университета \ Ученые записки Казанского университета. Серия Естественные науки \ Архив

Современное состояние и проблемы построения магнитостратиграфической шкалы Камчатки эпохи Брюнес. Часть 1. Теоретический аспект

А.Г. Зубов

Институт вулканологии и сейсмологии ДВО РАН, г. Петропавловск-Камчатский, 683023, Россия

 

ОРИГИНАЛЬНАЯ СТАТЬЯ

Полный текст PDF

DOI: 10.26907/2542-064X.2022.4.633-669

Для цитирования: Зубов А.Г. Современное состояние и проблемы построения магнитостратиграфической шкалы Камчатки эпохи Брюнес. Часть 1. Теоретический аспект // Учен. зап. Казан. ун-та. Сер. Естеств. науки. – 2022. – Т. 164, кн. 4. – С. 633–669. – doi: 10.26907/2542-064X.2022.4.633-669.

For citation: Zubov A.G. Current status and problems of magnetostratigraphic scale development for Kamchatka in the Brunhes epoch. Part 1. Theoretical aspect. Uchenye Zapiski Kazanskogo Universiteta. Seriya Estestvennye Nauki, 2022, vol. 164, no. 4, pp. 633–669. doi: 10.26907/2542-064X.2022.4.633-669. (In Russian)

Аннотация

В настоящее время магнитостратиграфический метод оказывается все более востребованным в науках о Земле и все чаще применяется в различных регионах мира. В работе рассмотрены роль и место магнитостратиграфии как подразделения общей стратиграфии. Обсуждены задачи построения магнитостратиграфической шкалы эпохи Брюнес на сравнительно новой основе – с применением палеовариаций направления или напряженности геомагнитного поля. В последнее время эта методология активно развивается, и в статье затронуты некоторые ранее недостаточно проработанные в ней проблемы. Рассмотрен вопрос о размере области применимости локальной магнитостратиграфической шкалы на поверхности Земли. Предложено три способа разной точности для оценки размера области применимости. Проведен анализ возможных причин искажения палеомагнитной записи в лавовых потоках: подвижки носителя записи в процессе записи или позднее, наличие двух видов магнитной анизотропии породы, подмагничивание от разрядов молний, а также искажение локального геомагнитного поля из-за магнетизма неровной поверхности, магнетизма неравномерно остывающей лавы, магнетизма окружающих пород или магнитогидродинамических свойств текущей лавы. Предложена формула для оценки максимально возможного отклонения направления намагниченностей от направления внешнего магнитного поля при наличии текстурной магнитной анизотропии. Обсуждение всех затронутых проблем важно для повышения качества и надежности палеомагнитной информации.

Ключевые слова: Камчатка, геомагнитное поле, палеомагнетизм, палеовековые вариации, магнитостратиграфия, лавы, намагниченность

Литература

  1. Прозоровский В.А. Общая стратиграфия. – М.: Академия, 2010. – 208 с.
  2. Брайцева О.А., Мелекесцев И.В. Почвенно-пирокластический чехол – новый перспек­тивный объект для палеомагнитных исследований на Камчатке // Проблемы изучения палеовековых вариаций магнитного поля Земли. – Владивосток: ДВНЦ АН СССР, 1979. – С. 27–35.
  3. Печерский Д.М. Магнитостратиграфия // Большая российская энциклопедия. Т. 18. – М.: Бол. рос. энцикл., 2011. – С. 399.
  4. Молостовский Э.А., Храмов А.Н. Магнитостратиграфия и ее значение в геологии – Саратов: Изд-во Сарат. ун-та, 1997. – 180 с.
  5. Stoner J.S., St-Onge G. Magnetic stratigraphy in paleoceanography: Reversals, excursions, paleointensity, and secular variation // Dev. Mar. Geol. – 2007. – V. 1. – P. 99–138. – doi: 10.1016/S1572-5480(07)01008-1.
  6. Храмов А.Н., Гончаров Г.И., Комиссарова Р.А., Писаревский С.А., Погарская И.А., Ржевский Ю.С., Родионов В.П., Слауцитайс И.П. Палеомагнитология / Под ред. А.Н. Храмова. – Л.: Недра, 1982. – 312 с.
  7. Бахмутов В.Г. Палеовековые геомагнитные вариации. – Киев: Наукова думка, 2006. – 296 с.
  8. Yamazaki T. Long-term secular variation in geomagnetic field inclination during Brunhes Chron recorded in sediment cores from Ontong-Java Plateau // Phys. Earth Planet. Inter. – 2002. – V. 133, No 1–4. – P. 57–72. – doi: 10.1016/S0031-9201(02)00087-0.
  9. Бурлацкая С.П., Диденко А.Н. Краткая история лаборатории главного геомагнитного поля и петромагнетизма литосферы // Краткая история и современное состояние геомагнитных исследований в Институте физики Земли Российской академии наук: Сб. ст. / Под ред. С.П. Бурлацкой, А.Н. Диденко, З.В. Шароновой. – М.: ИФЗ РАН, 2004. – С. 7–12.
  10. Поспелова Г.А. О геомагнитных экскурсах // Физика Земли. – 2002. – № 5. – С. 30–41.
  11. Merrill R.T., McElhinny M.W., McFadden P.L. The Magnetic Field of the Earth. Paleo­magnetism, the Core, and the Deep Mantle. – San Diego: Acad. Press, 1996. – 531 p.
  12. Holcomb R.T., Champion D., McWilliams M. Dating recent Hawaiian lava flows using paleomagnetic secular variation // Geol. Soc. Am. Bull. – 1986. – V. 97, No 7. – P. 829–839. – doi: 10.1130/0016-7606(1986)97<829:DRHLFU>2.0.CO;2.
  13. Speranza F., Branca S., Coltelli M., Caracciolo F., Vigliotti L. How accurate is “paleo­magnetic dating”? New evidence from historical lavas from Mount Etna // J. Geophys. Res. – 2006. – V. 111, No B12. – Art. B12S33, P. 1–17. – doi: 10.1029/2006JB004496.
  14. Tanguy J.-C., Le Goff M., Principe C., Arrighi S., Chillemi V., Paiotti A., La Delfa S., Patanè G. Archeomagnetic dating of Mediterranean volcanics of the last 2100 years: Validity and limits // Earth Planet. Sci. Lett. – 2003. – V. 211, No 1–2. – P. 111–124. – doi: 10.1016/S0012-821X(03)00186-9.
  15. Мархинин Е.К., Пугач В.Б., Мархинина С.Н. Об естественной намагниченности пепло­вых слоев района Ключевской группы вулканов // Бюл. вулканол. станций. – 1962. – № 33. – С. 47–56.
  16. Вулканический центр: строение, динамика, вещество (Карымская структура) / Отв. ред. Ю.П. Масуренков. – М.: Наука, 1980. – 300 с.
  17. Аверьянов В.С., Штейнберг Г.С. Использование вариаций магнитного поля Земли для оценки возраста Авачинского вулкана // Проблемы изучения палеовековых вариа­ций магнитного поля Земли. – Владивосток: ДВНЦ АН СССР, 1979. – С. 61–67.
  18. Chaparro M.A.E., Böhnel H.N., Byrne R., Nowaczyk N.R., Molina-Garza R.S., Park J., Negendank J.F.W. Palaeomagnetic secular variation and rock-magnetic studies of Holocene sediments from a maar lake (Hoya de San Nicolas) in Central Mexico // Geophys. J. Int. – 2008. – V. 175, No 2. – P. 462–476. – doi: 10.1111/j.1365-246X.2008.03893.x.
  19. Яновский Б.М. Земной магнетизм. – Л.: Изд-во Ленингр. ун-та, 1978. – 592 с.
  20. Яворский Б.М., Детлаф А.А. Справочник по физике. – М.: Наука. 1985. – 512 с.
  21. Латышев А.В., Кушлевич Д.О., Пономарева В.В., Певзнер М.М., Федюкин И.В. Вековые вариации геомагнитного поля последних 4000 лет, записанные в лавах и пирокластике Северной группы вулканов Камчатки: новые данные // Физика Земли. – 2017. – № 5. – С. 139–148. – doi: 10.7868/S0002333717050088.
  22. Максимочкин В.И., Слепцова Ю.В., Некрасов А.Н. Палеонапряженность геомагнитного поля по изверженным породам вулканов Камчатки // Проблемы геокосмоса: Материалы 12-й междунар. шк.-конф. – СПб.: Изд-во ВВМ, 2018. – С. 159–166.
  23. Слепцова Ю.В. Возраст лавовых потоков Авачинского вулкана (Камчатка) по палео­магнитным данным // Учен. зап. физ. фак-та Моск. ун-та – 2020. – № 3. – С. 2030901-1–2030901-7.
  24. Яновский Б.М., Кругляков А.А. Влияние недипольной части магнитного поля Земли на положение виртуальных полюсов // Геомагнетизм и аэрономия. – 1968. – Т. 8, № 4. – С. 731–736.
  25. Пудовкин И.М., Колесова В.И., Валуева Г.Е. Представление геомагнитного поля на поверхности Земли и во внешнем пространстве с помощью дипольных моделей // Геомагнетизм и аэрономия. – 1968. – Т. 8, № 5. – С. 911–914.
  26. Демина И.М., Фарафонова Ю.Г., Сас-Ухрыновский А., Велкер Е. Мировые аномалии главного магнитного поля Земли и динамическая модель их источников // Геомагне­тизм и аэрономия. – 2006. – Т. 46, № 1. – С. 135–144.
  27. Алыпова О.М. Палеомагнетизм лав Ключевской группы вулканов и ее фундамента // Бюл. вулканол. станций. – 1967. – № 43. – С. 27–43.
  28. Tauxe L. Paleomagnetic Principles and Practice. – Dordrecht: Kluwer Acad. Publ., 1998. – 312 p.
  29. Tauxe L., Banerjee S.K., Butler R.F. van der Voo R. Essentials of Paleomagnetism, 5th Web Edition. – 2018. – URL: https://earthref.org/MagIC/books/Tauxe/Essentials/, свободный.
  30. Казанский А.Ю., Кунгурцев Л.В., Брагин В.Ю., Шевко А.Я. Изменения магнитных минералов в изверженных породах активных вулканических областей (на примере Курильских островов) // Палеомагнетизм и магнетизм горных пород: теория, практика, эксперимент: Материалы междунар. шк.-семинара по проблемам палеомагнетизма и магнетизма горных пород. – Казань: Казан. фед. ун-т, 2014. – С. 104–110.
  31. Коваленко Д.В., Чернов Е.Е., Алексютин М.В. Петромагнетизм перемагниченных толщ складчатого обрамления Охотского моря // Физика Земли. – 2005. – № 1. – С. 51–65.
  32. Алыпова О.М. Аномальное направление вектора In в некоторых четвертичных лавах Камчатки // Магнетизм горных пород и палеомагнетизм, 1968 г.: Сб. реферат. ст. – М.: Ин-т физики Земли АН СССР, 1969. – С. 140–141.
  33. Зубов А.Г. Предварительные результаты палеомагнитного изучения мегаплагиофи­ровых лав щитового вулкана Плоских сопок (Ключевская группа вулканов, Кам­чатка) // Вулканизм и связанные с ним процессы: Материалы конф., посвящ. Дню вулканолога. – Петропавловск-Камчатский: ИВиС ДВО РАН, 2008. – С. 90–99.
  34. Пийп Б.И. Ключевская сопка и ее извержения в 1944–1945 гг. и в прошлом. – М.: Изд-во АН СССР, 1956. – 304 с. (Тр. лаборатории вулканологии. Вып. 11)
  35. Сирин А.Н. О соотношении центрального и ареального вулканизма. – М.: Наука, 1968. – 196 с.
  36. Зубов А.Г. Внешнее проявление магнитогидродинамического эффекта в движущихся расплавах как возможная разновидность вулканомагнитного сигнала // Вулканизм и связанные с ним процессы: Материалы XXV ежегод. науч. конф., посвящ. Дню вулканолога. – Петропавловск-Камчатский: ИВиС ДВО РАН, 2022. – С. 42–45.
  37. Яворский Б.М., Детлаф А.А. Справочник по физике для инженеров и студентов вузов. – М.: Наука, 1974. – 944 с.
  38. Молния // Физический энциклопедический словарь: в 5 т. / Гл. ред. Б.А. Введенский. – М.: Сов. энцикл., 1963. – Т. 3. – С. 307–309.
  39. Нагата Т. Магнетизм горных пород. – М.: Мир, 1965. – 348 с.
  40. Jackson M.J. Magnetization, isothermal remanent // Encyclopedia of Geomagnetism and Paleomagnetism / Ed. by D. Gubbins, E. Herrero-Bervera. – Dordrecht: Springer, 2007. – P. 589–594. – doi: 10.1007/978-1-4020-4423-6_192.
  41. Ермаков В.И., Стожков Ю.И. Роль космических лучей в образовании молний // Физика грозовых облаков: Препринт. – М.: ФИАН, 2004. – С. 32–39.
  42. Шолпо Л.Е., Щекин М.Н., Русинов Б.Ш., Лузянина Э.Н. Метод коэрцитивных спектров // Использование магнетизма горных пород при геологической съемке / Под ред. Л.Е. Шолпо. – Л.: Недра, 1986. –С. 99–123.
  43. Tauxe L., Constable C., Johnson C.L., Koppers A.A.P., Miller W.R., Staudigel H. Paleomagnetism of the southwestern USA recorded by 0–5 Ma igneous rocks // Geochem. Geophys. Geosyst. – 2003. – V. 4, No 4. – Art. 8802, P. 1–29. – doi: 10.1029/2002GC000343.
  44. Sagnotti L. Magnetic anisotropy // Gupta H.K. (Ed.) Encyclopedia of Solid Earth Geophysics. – Dordrecht: Springer, 2011. – P. 717–729. – doi: 10.1007/978-90-481-8702-7_113.
  45. Игошин Л.А. Магнитная анизотропия горных пород // Использование магнетизма горных пород при геологической съемке / Под ред. Л.Е. Шолпо. – Л.: Недра, 1986. – С. 133–153.
  46. Tarling D.H., Hrouda F. The Magnetic Anisotropy of Rock. – London, Glasgow, New York, Tokyo, Melbourne, Madras: Chapman & Hall, 1993. – xi, 217 p.
  47. Encyclopedia of Geomagnetism and Paleomagnetism / Ed. by D. Gubbins, E. Herrero-Bervera. – Dordrecht: Springer, 2007. – XXVI, 1054 p. – doi: 10.1007/978-1-4020-4423-6.
  48. Hrouda F. Magnetic anisotropy of rocks and its application in geology and geophysics // Geophys. Surv. – 1982. – V. 5. – P. 37–82. – doi: 10.1007/BF01450244.
  49. Rochette P., Jackson M.J., Aubourg C. Rock magnetism and the interpretation of anisotropy of magnetic susceptibility // Rev. Geophys. – 1992. – V. 30, No 3. – P. 209–226. – doi: 10.1029/92RG00733.
  50. Латышев А.В., Ульяхина П.С., Веселовский Р.В. Реконструкция движения магмы в пермотриасовых интрузиях Ангаро-Тасеевской синеклизы (Сибирская платформа) по данным анизотропии магнитной восприимчивости // Геология и геофизика. – 2019. – Т. 60, № 4. – С. 472–488. – doi: 10.15372/GiG2019029.
  51. Jackson M.J., Tauxe L. Anisotropy of magnetic susceptibility and remanence: Developments in the characterization of tectonic, sedimentary, and igneous fabric // Rev. Geophys. – 1991. – V. 29, No S1. – P. 371–376. – doi: 10.1002/rog.1991.29.s1.371.
  52. Biedermann A.R. Magnetic anisotropy in single crystals: A review // Geosciences. – 2018. – V. 8, No 8. – Art. 302, P. 1–16. – doi: 10.3390/geosciences8080302.
  53. Biedermann A.R., Heidelbach F., Jackson M., Bilardello D., McEnroe S.A. Magnetic fabrics in the Bjerkreim Sokndal Layered Intrusion, Rogaland, southern Norway: Mineral sources and geological significance // Tectonophysics. – 2016. – V. 688. – P. 101–118. – doi: 10.1016/j.tecto.2016.09.019.
  54. Biedermann A.R., Jackson M., Bilardello D., McEnroe S.A. Effect of magnetic anisotropy on the natural remanent magnetization in the MCU IVe’ layer of the Bjerkreim Sokndal Layered Intrusion, Rogaland, Southern Norway // J. Geophys. Res. Solid Earth. – 2017. – V. 122, No 2. – P. 790–807. – doi: 10.1002/2016JB013506.
  55. Martı́n-Hernández F., Ferré E.C. Separation of paramagnetic and ferrimagnetic anisotropies: A review // J. Geophys. Res. – 2007. – V. 112, No B3. – Art. B03105, P. 1–16. – doi: 10.1029/2006JB004340.
  56. Beck M.E. Jr., Lindsley N.C. Paleomagnetism of the Beaver Bay complex, Minnesota // J. Geophys. Res. – 1969. – V. 74, No 8. – P. 2002–2013. – doi: 10.1029/JB074i008p02002.
  57. Hirt A.M. Magnetic remanence, anisotropy // Encyclopedia of Geomagnetism and Paleomagnetism / Ed. by D. Gubbins, E. Herrero-Bervera. – Dordrecht: Springer, 2007. – P. 535–540. – doi: 10.1007/978-1-4020-4423-6_182.
  58. Potter D.K., Stephenson A. Single-domain particles in rocks and magnetic fabric  analysis // Geophys. Res. Lett. – 1988. – V. 15, No 10. – P. 1097–1100. – doi: 10.1029/GL015i010p01097.
  59. Stephenson A. A gyroremanent magnetisation in anisotropic magnetic material // Nature. – 1980. – V. 284. – P. 49–51. – doi: 10.1038/284049a0.
  60. Stephenson A. Gyromagnetic remanence and anisotropy in single-domain particles, rocks, and magnetic recording tape // Philos. Mag. B. – 1981. – V. 44, No 6. – P. 635–664. – doi: 10.1080/01418638108223770.
  61. Snowball I.F. The detection of single-domain greigite (Fe3S4) using rotational remanent magnetization (RRM) and the effective gyro field (Bg): Mineral magnetic and palaeo­magnetic applications // Geophys. J. Int. – 1997. – V. 130, No 3. – P. 704–716. – doi: 10.1111/j.1365-246X.1997.tb01865.x.
  62. Попов В.В., Журавлев А.В. Использование анизотропии различных магнитных параметров для определения направления сноса материала при изучении турбидитных потоков // Нефтегазовая геология. Теория и практика. – 2012. – Т. 7, № 1. – С. 1–21.
  63. Borradaile G.J., Henry B. Tectonic applications of magnetic susceptibility and its ani­sotropy // Earth Sci. Rev. – 1997. – V. 42, No 1–2. – P. 49–93. – doi: 10.1016/S0012-8252(96)00044-X.
  64. Kapička A. Magnetic susceptibility anisotropy of deformed rocks // Stud. Geophys. Geod. – 1984. – V. 28, No 1. – P. 90–100. – doi: 10.1007/BF01587113.
  65. Clark D.A., Emerson D.W. Self-demagnetization // Preview. – 1999. – No 79. – P. 22–25.
  66. Кифер И.И. Испытания ферромагнитных материалов. – М.: Энергия, 1969. – 360 с.
  67. Чечерников В.И. Магнитные измерения. – М.: Изд-во Моск. ун-та, 1969. – 388 с.
  68. Coey J.M.D. Magnetism and Magnetic Materials. – Cambridge: Cambridge Univ. Press, 2010. – 628 p. – doi: 10.1017/CBO9780511845000.
  69. Говорков В.А. Электрические и магнитные поля. – М.: Энергия, 1968. – 488 с.
  70. Clark D.A. Methods for determining remanent and total magnetisations of magnetic sources – a review // Exploration Geophys. – 2014. – V. 45, No 4. – P. 271–304. – doi: 10.1071/EG14013.
  71. Храмов А.Н., Петрова Г.Н., Комаров А.Г., Кочегура В.В. Методика палеомагнитных исследований. – Л.: Гостоптехиздат, 1961. – 132 с.
  72. Collinson D.W. Methods in Rockmagnetism and Palaeomagnetism: Techniques and instru­mentation. – Dordrecht: Springer, 1983. – XIV, 503 p. – doi: 10.1007/978-94-015-3979-1.

Поступила в редакцию

11.03.2022

 

Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


Версия для печати Версия для печати
Ключевые слова: Зубов, Ученые записки
Вход в личный кабинет
Ваш логин
Ваш пароль
Забыли пароль? Регистрация