Магнитные свойства эффузивных пород

Особенности состава и условий формирования магматических очагов, и особенно различие условий их кристаллизации (скорость остывания и мощность лав) определили магнитные свойства эффузивных образований.

Эти факторы привели

1. к изменению в широком диапазоне магнитных свойств пород даже в одном массиве эффузивов (интрузивные породы в одном массиве однороднее);

2. к высоким значениям Q-фактора в молодых образованиях, уменьшаю-щимся с возрастом;

3. к развитию прямой и обратной полярности остаточной намагниченности: так J _n в неоген – четвертичных лавах, когда чаще стала происходить смена полюсов (инверсия) магнитного поля.

Магнитная восприимчивость

Состав эффузивных массивов такой же как и интрузивных, но эффузивные массивы кристаллизуются в различных условиях, а кроме того эффузивных пород заметно изменяется с возрастом. Это отличает магнитные свойства пород эффузивных массивов от интрузивных. В эффузивных породах присутствуют как ферромагнетики, так и ферро - парамагнетики.

Быстрое и неравномерное остывание эффузивных массивов сказывается на характере содержащихся в них ферромагнетиков. Быстрое остывание формирует магнетит и титаномагнетит, особенно в основных эффузивах, в виде мелких зерен.

Средняя пород эффузивных массивов меньше , чем у пород интрузий.

Различные для покровной, пирокластической и экструзивной фаций определяются скоростями их кристаллизации.

Для покровной фации характерно постоянство химического и минералогического составов, стабильна, ее величина зависит от состава эффузивных пород.

Для пирокластической фации, состоящей из вулканических конгломератов, брекчий, агломератов, туфов и пепла типичен большой разброс (дисперсия) магнитной восприимчивости и содержания ферромагнетиков, особенно вблизи эруптивного аппарата .

У экструзивных тел (извержения вязкой лавы) отмечается меньшая дисперсия; для извержения центрального типа типичны высокие по сравнению с покровными аналогами.

Игнимбриты кислого состава – риолиты и дациты – имеют высокие значения = (100-700) • 10^-3 ед. СИ. Это выпавшие из облака продукты извержения вулканов на большой территории липариты, снизу рыхлая пемза, выше лавы, еще выше туфы.

В более древних эффузивах стабильнее и более низкая.

Ориентация намагничения и ее полярность широко меняются.

Мелкие кристаллы ферромагнетиков с высокой коэрцитивной силой Н_с перемагничиваются слабо. В молодых неоген-четвертичных вулканических породах часто встречаются высокие переменные значения = (1100-1800) • 10^-5 ед. СИ. Так, например, в кайнозойских образованиях Армении и Кам-чатки часто наблюдается как прямое, так и обратное намагничивание разновозрастных лав. В древних эффузивных массивах значения ниже и реже встречается разноориентированное намагничивание, т.к. в древние эпохи смена полюсов магнитного поля происходила реже.

Общий характер намагниченности эффузивных пород: фактор Q колеб- лется от 0 до 20 и более. Все виды эффузивных пород по этому фактору можно разделить на:

1. на слабомагнитные Q = J _n / J _i = 0 - 0,3, т. е. J _n < J _i ;

2. на ферромагнитные Q = J _n / J _i = 0,1- 0,5, т.е. J _n < J _i ;

3. на палеозойские покровы с Q = 1 – 3, т.е. J _n ³ J _i ;

4. на молодые покровы основного состава с Q=1–20, т.е. J _n ³ J _i .

5. Остаточная намагниченность J _n здесь чаще значительно больше, чем индуктивная J _i.

Ультраосновные эффузивные породы образуются чаще всего в платформен-ных областях и имеют щелочной состав и отличаются высокой , доходя-щей до 1000•10^-5 ед. СИ и большой остаточной намагниченностью J _n, иногда до нескольких ед. СИ. Кимберлиты имеют высокие и J _n.

Эффузивные породы основного и среднего состава :

1. базальты и андезиты имеют J_n >J_i при знакопеременной остаточной намагниченности J _n ;

2. диабазы, порфириты, альбитофиры и кератофиры ферромагнитны. В них в одном массиве стабильное Q и широко меняется . Низкая на-блюдается при окислении и разложении магнетита и титаномагнетита;

3. платформенные эффузивы основного состава имеют высокие и J _n .

Кислые эффузивные породы: риолиты ферро-пара-магнитны; кварцевые порфиры и дациты ферро-пара-магнитны и ферромагнитны с широким диапазоном и J_n. На поздних стадиях складкообразования и стадиях тектонической активности эти породы ферромагнитны.

Метаморфические породы

Метаморфические породы могут быть от диамагнитных (мрамор) до сильномагнитных (железистые кварциты). Часто встречаются сланцы, гнейсы и амфоболиты с малым диапазоном и J_n и Q < 1 (кроме мета- соматитов).

Магнитные свойства метаморфических пород зависят от их состава. Метаморфизованные осадочные породы ферро-парамагнитны; метамор-физованные изверженные породы ферро-парамагнитны и ферромагнитны.

Метаморфизм вулканогенов и интрузивов уменьшает их и J_n.

При метаморфизме биотит - амфиболитовых сланцев, гнейсов, амфибо-лов и гранулитов при низком окислительном потенциале их и J_n увеличиваются.

В случае ультраметаморфизма (разогрев вплоть до расплава) и чарнокитизации основных пород понижаются их и J_n. У габбро – диорит- чарнокитовых метаморфических пород = (1000-3000)• 10^-5 ед. СИ, J_n = (500-1000)•10^-3 А/м.

При гранитизации пород происходит разложение железосодержащих силикатов с образованием магнетита, что увеличивает и J_n.

При автометаморфизме (процессе, сопровождающим остывание магм) происходит серпентизация гипербазитов с выделением вторичного магнетита, что контрастно повышает и J_n; лиственизация и карбонатизация уменьшают и J_n.

Динамометаморфизм и контактный метаморфизм создают резко различные магнитные свойства (например роговики –низкие значения и J_n, (1-1000)•10^-5 ед.СИ, для скарнов-высокие J_n = (1000)•10^-3 А/м.

В пределах и вблизи рудных месторождений наблюдаются высокие и J_n.

Гидротермально-метасоматические процессы: грейзенизация, аргиллити-зация, серпентинизация, хлоритизация уменьшают и J_n и увеличивают Q до 2-3, т.к. при этом происходит вынос магнетита.

Околорудные и надрудные зоны по-разному, но всегда отмечаются в магнитном поле. Поэтому необходимо изучать магнитные свойства вмещающих рудные тела пород и руд в каждом случае.

Гипергенные изменения (выветривание и другие поверхностные процессы) вызывают снижение и J_n метаморфических пород т.к. на глубине 10-20 метров происходит превращение магнетита и титаномагнетита в слабые ферромагнетики (гематит и др.). При выветривании также происходит вынос ферромагнетиков.

Осадочные породы

Слабомагнитные осадочные породы содержат диа-, пара- и ферро-пара-магнитные вещества. Их магнитные свойства зависят от литологии, возраста, тектоники и различны в различных регионах.

В составе осадочных пород более всего диамагнетиков. Это кварц, полевые шпаты и ангидрит. Повышение магнитных свойств осадочных пород наблюдаются в случае присутствия в них примесей, реликтов и новообразований с железо-оксидными минералами.

Магнитная восприимчивость песчаников и глин в среднем < 10^-5 ед. СИ. Минимальная магнитная восприимчивость наблюдается у карбонатов и гидрохимических осадков. Примесь глины в песках и карбонатах повышает их магнитные свойства. Шире пределы магнитных свойств осадочных пород в складчатых районах, особенно в рудных районах. Здесь в результате окислительно–восстановительных процессов происходит образование магне-тита из гидрооксидов железа. На платформах магнитные свойства осадочных пород ( ) повышаются с приближением к источникам сноса.

Естественная остаточная намагниченность слабая:

J_n < (10^-2–10^-3) А/м. При этом J_n < Н, Q < 1.

Магнитные свойства осадочных пород складываются из их термоостаточной, химической остаточной, ориентационной (у глин) и вязкой индуктивной намагниченностей. Намагниченные частицы дробятся. Мелкие частицы однодоменные. Крупные (многодоменные) частицы сохраняют термоостаточную J_rt и химическую J _rc намагниченности исходного (до дроб-ления) материала.

Ориентация намагниченных частиц вдоль магнитного поля Земли при оса-ждении характерна для глин, остальным частицам мешает ориентироваться при осадконакоплении в воде рельеф дна, течение, движения воды и пр. Ориентационная намагниченность обозначается буквой J_{r 0} . У осадочных

пород может образовываться также химическая (кристаллизационная) намаг-ниченность J_{r c} . Самые высокие магнитные свойства среди осадочных пород принадлежат новообразованиям окислов железа, а также формируются в результате дегидратации соединения железа в хемогенных карбонатных породах, в древних почвах – латеритах, в бокситах и в осадочных железных рудах (болотные и озерные). Со временем остаточная намагниченность уме-ньшается, но под длительным действием магнитного поля Земли возникает вязкая индукционная намагниченность J _{n v} . В терригенных породах часто не наблюдается связи величины остаточной намагниченности с литологией: песчаники и глины намагничиваются одинаково. Намагниченность больше зависит от содержания окислов железа определяющего красную окраску породы. Красноцветы имеют Н_с=2-16 •10^/3 А/м и Q = 1-50.

Ориентировка остаточной намагниченности направлена вдоль современ-ного магнитного поля Земле в результате перемагничивания пород и потери первичной ориентировки.

ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ

8. Определения напряженности и магнитной индукции магнитного поля. Параметры описывающие магнитные свойства вещества и пространства (вакуума). Связь между этими параметрами.

9. Источники магнитного поля веществ и особенности их распределения в атомах.

10. Особенности строения атомов диамагнетиков, их магнитные свойства. Минералы – диамагнетики.

11. Особенности строения атомов парамагнетиков, их магнитные свойства. Минералы – парамагнетики.

12. Виды ферромагнетиков, минералы – ферромагнетики и их магнитные свойства.

13. Петля гистерезиса, процесс намагничивания ферромагнетиков и вытекающие из него параметры намагниченности ферромагнетиков.

14. Магнитные свойства интрузивных пород и процессы их намагничивания. Геологические причины, определяющие эти магнитные свойства.

15. Разновидности интрузивных пород и геологические причины, определяющие их магнитные свойства.

16. Геологические причины, определяющие магнитные свойства различных типов интрузивных пород.

17. Факторы и геологические процессы, влияющие на магнитные свойства метаморфических пород.

18. Магнитные свойства осадочных пород и определяющие их факторы.

19. Использование закономерности формирования магнитных свойств в породах для поисков рудных тел и скоплений углеводородов.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: