Палеомагнитный метод в стратиграфии реферат

Обновлено: 25.06.2024

Магнитостратиграфия (палеомагнитный метод). В основе метода лежит выделение подразделений на основе выявленных в породах магнитных параметров, отражающих, прежде всего, характеристики изменения полярности магнитного поля. Магнитная полярность геологических объектов определяется первичной составляющей их естественной остаточной намагниченности.

Магнитостратиграфический метод основан на естественной остаточной намагниченности пород, фиксирующей магнитное поле времени и места ее образования. Явление остаточной намагниченности объясняется тем, что ферромагнитные частицы при застывании лав и при осаждении осадков намагничиваются и ориентируются в магнитном поле Земли. В процессе диагенеза и даже при довольно сильных тектонических деформациях эта ориентировка не нарушается. Перемагничивание происходит только при нагреве до точки Кюри. В магнитостратиграфическом методе используется факт многократных инверсий магнитного поля.

В истории Земли наблюдается чередования интервалов времени с постоянными положением магнитных полюсов и эпох многократных инверсий. Геомагнитные инверсии – это мгновенные события глобального масштаба, которые положены в основу магнитохронологической шкалы.

Открытие обращений полярности геомагнитного поля было окончательно подтверждено в 1963-1968 гг. (А. Кокс, Р. Доэлл, Г. Далримпл. На основе сопоставления знаков намагниченности образцов нормально и обратно намагниченных лав из различных районов мира и абсолютными возрастами этих лав было установлено, что в прошлом происходило чередование эпох обратной и нормальной полярности геомагнитного поля. В последние 4,5 млн. лет сменились 4 эпохи нормальной и обратной полярности, которые названы по именам ученых-магнитологов: Брюнес (н), Матуяма (о), Гаусс (н), Гилберт (0). Возраст границ между ними составляет: Брюнес-Матуяма – 0,69; Матуяма-Гаусс – 2,43; Гаусс-Гилберт – 3,32 млн. лет. Внутри эпох полярности открыты на порядок более короткие всплески противоположной полярности геомагнитного поля – события, названные по местностям, где они обнаружены: в эпохе Брюнес – событие Лашамп (о); в эпохе Матуяма – события Яромилло (н), Гилса (н) и двойное событие Олдувэй (н); в эпохе Гаусс – события Каена (о) и Маммот (о); в эпохе Гилберт – события Кочити (н) и Нунивак (н).

Данные о направленности намагниченности пород показывают, что обращения полярности геомагнитного поля происходили и в более древние времена. Обобщив данные по территории СССР А.Н. Храмов и Л.Е. Шолпо (1967) предложили первую ориентировочную палеомагнитную шкалу для всего фанерозоя. Согласно этой шкале почти во всем мезозое и в период О 2 -S 1 преобладала нормальная полярность. В периоды E 1 , О 1 , D 2 -C 1 , C 2 -P 2 и в палеоцене преобладала обратная полярность. В периоды Е 2 -Е 3 , S 2 -D 1 , C 1 -C 2 , P 2 -T 1 , также в течение большей части кайнозоя происходили частые, каждые 0,5-5 млн. лет инверсии полярности геомагнитного поля.

Детальная палеомагнитная шкала, состоящая из эпох нормальной и обратной полярности, 10° лет с эпизодами 10 5 лет разработана для мела и кайнозоя. Для более древних периодов шкала гораздо менее детальна. Пионерами магнитостратиграфии были Б. Брунес и М. Матуяма. Шкала состоит из спокойных (с редкими инверсиями) и нарушенных интервалов, причем полярность спокойного интервала, как правило, совпадает с полярностью следующего нарушенного интервала. Вместе они составляют геомагнитную зону (около 10 8 лет). По современным представлениям, инверсии геомагнитного диполя объясняются кумулятивным влиянием недипольных полей, возникающих в результате возмущений на контакте ядра и мантии.

На основе такой палеомагнитной шкалы и возможны датировка и корреляция отложений.

По массовым палеомагнитным измерениями можно: 1) расчленить разрез и провести корреляцию разрезов; 2) установить положение данной точки относительно магнитных полюсов; 3) установить ориентацию поля относительно современного и т.д.

Магнитостратиграфические подразделения — это совокупности горных пород в их первоначальной последовательности, объединенные своими магнитными характеристиками, отличающими их от подстилающих и перекрывающих слоев. Среди магнитостратиграфических подразделений по принципу обоснования различают магнитополярные и магнитные.

Магнитополярные (палеомагнитные) подразделения основаны на магнитных параметрах, отражающих характеристики изменения геомагнитного поля во времени: изменения (обращения) полярности поля (инверсии, экскурсы), его напряженности, координат палеомагнитных полюсов и др. При этом главной характеристикой и основным критерием выделения является полярность геомагнитного поля. Среди магнитополярных подразделений различают общие, региональные и местные.

Магнитные подразделения не имеют в своей основе изменений геомагнитного поля и выделяются по совокупности численных магнитных характеристик (по значениям магнитной восприимчивости, остаточной намагниченности, по параметрам магнитного насыщения и др.). Магнитные подразделения относятся к региональным и местным.

Магнитополярными подразделениями являются магнитозоны полярности (магнитозоны, зоны полярности) — совокупности геологических тел в первичной последовательности залегания, объединенных присущей им магнитной полярностью, отличающей их от подстилающих и перекрывающих слоев.

Магнитная полярность геологических тел определяется первичной составляющей их естественной остаточной намагниченности, совпадающей с полярностью палеомагнитного поля.

При выделении магнитозон полярности исходят из представления о дипольном состоянии палеомагнитного поля. Полярность намагниченности, которая совпадает с полярностью современного геомагнитного поля, именуют прямой и обозначают латинской буквой N или п; полярность, противоположную современному полю, называют обратной и обозначают латинской буквой R или г. Переменную (смешанную, чередующуюся по разрезу) полярность обозначают сочетаниями букв в

зависимости от примерного равенства или преобладания прямой или обратной полярности — NR, Nr, Rn. Аномальную полярность (соответствует значительному отклонению направления геомагнитного поля от направления поля прямой и обратной полярности) обозначают вышеуказанными символами, перед которыми ставится буква а.

Магнитостратиграфическая шкала полярности строится путем сопоставления опорных магнитостратиграфических разрезов с подразделениями Общей стратиграфической шкалы. Идентификацией общего стратиграфического подразделения по его палеомагнитным характеристикам является последовательность магнитозон (колонка магнитной полярности), наблюдаемая в его стратотипическом разрезе. В эталонной колонке магнитной полярности должна быть запечатлена вся последовательность изменений магнитной полярности в пределах стратиграфического объема подразделения и на его границах. При малой палеомагнитной информативности стратотипа эталонная колонка магнитной полярности строится по другим представительным разрезам стратона.

По материалам эталонных колонок магнитной полярности общих стратиграфических подразделений выбираются стратотипы магнитозон, входящих в его состав. Стратотип магнитозоны должен включать также стратотипы границ, т. е. стратотипы инверсионных уровней. Нижняя и верхняя границы магнитозон устанавливаются по инверсионным переходам, которые представляют собой границы раздела (тонкие слои в разрезе), маркирующие положение моментов изменения полярности геомагнитного поля (геомагнитных инверсий) в стратиграфической последовательности. Такие границы называются инверсионными (маркирующими) уровнями.

Ранг магнитостратиграфического подразделения (магнитозоны) определяется длительностью и значимостью соответствующего ему этапа в истории геомагнитного поля. Эмпирически этот ранг устанавливается по стратиграфическим объемам отложений, которым отвечает данное подразделение, или же с помощью изотопно-геохронометрических данных.

Магнитополярные подразделения по своей природе планетарно изохронны, но обладают слабой индивидуальностью. Поэтому для их опознавания необходимо привлекать данные любых других стратиграфических и изотопных методов, а также характеристики магнитных подразделений.

Таксономическая шкала общих магнитополярных подразделений (магнитозон) состоит из следующих соподчиненных единиц, которым соответствуют таксономические единицы магнитохронологической шкалы по стратиграфическому кодексу России (2006):

1. Магнитополярные подразделения: Мегазона; Гиперзона; Суперзона; Ортозона; Субзона; Микрозона.

2. Магнитохронологические подразделения: Мегахрон; Гиперхрон; Суперхрон; Ортохрон; Субхрон; Микрохрон

В настоящее время приведенная терминология магнитостратиграфической шкалы полярности может быть использована только для фанерозоя и венда. Для рифея и венда возможно использование крупных таксонов — мега- и гиперзон.

Вследствие специфики эволюции геомагнитного поля в магнитостратиграфической шкале полярности возможны нарушения непрерывной последовательности и соподчиненности ее подразделений. В частности, известны гиперзоны без соподчиненных супер- и ортозон; некоторые суб- и ортозоны могут входить непосредственно в гипер- и суперзоны, минуя промежуточные подразделения.

Мегазона — магнитостратиграфическое подразделение, фиксирующее наиболее значительные этапы эволюции геомагнитного поля; по объему примерно сопоставима с эратемой фанерозоя.

Гиперзона — магнитостратиграфическое подразделение, которое выделяется по особенностям распределения магнитной полярности в значительных интервалах разреза; сопоставима с системой. Гиперзоне присваивают географическое название с указанием полярности и стратиграфического положения.

Суперзона — магнитостратиграфическое подразделение, которое выделяется по тем же критериям, что и гиперзона, но охватывает меньший стратиграфический объем; сопоставима с несколькими ярусами или отделом. Суперзоне присваивают географическое название с указанием полярности и стратиграфического положения.

Ортозона — основное подразделение магнитостратиграфической шкалы, представляющее собой монополярный интервал разреза или сочетание разнополярных субзон. Чаще всего это интервал преимущественной полярности с единичными реперными субзонами противоположной полярности. По объему сопоставима с ярусом или его частью. Ортозоны нумеруют отдельно по полярности. Допускается сохранение ранее введенных собственных названий для глобально идентифицированных ортозон.

Субзона — элементарная единица магнитостратиграфической шкалы, представляющая собой сравнительно узкий монополярный интервал разреза. Субзоны нумеруют снизу вверх в пределах ортозоны с указанием индекса полярности.

Микрозона — наименьшая единица магнитостратиграфической шкалы, фиксирующая элементы тонкой временной структуры геомагнитного поля: экскурсы, аномальные отклонения и др. Микрозоны могут выступать также в качестве реперных уровней внутри единиц более высокого ранга.

Региональные и местные магнитостратиграфические подразделения — это магнитополярные и магнитные подразделения, опознаваемые лишь в пределах конкретных регионов или структурно-фациальных зон. Независимо от принципа обоснования региональные и местные подразделения выделяются на основе стратотипов региональных или местных стратонов.

Э. А. Новиков (Ин-т соц эконом проблем ан ссср)

. с помощью комплекса методов исследования палеомагнетизма. При этом принимается, что палеомагнитное поле в каждый . палеомагнитологов круг объектов исследования расширяется. Магнитостратиграфия успешно используется сейчас для расчленения .

ПАЛЕОМАГНИТНЫЙ МЕТОД - метод изучения естественной остаточной намагниченности горных пород, а также археологических объектов с целью датирования геологических комплексов и памятников археологии, их возрастной корреляции, а также реконструкций положения континентов, континентальных блоков и литосферных плит; позволяет восстанавливать историю геомагнитного поля.

Основан на следующих предположениях: 1) горная порода или объект археологии приобретает намагниченность по направлению магнитного поля Земли, имевшегося в момент их образования; 2) эта намагниченность сохраняется в дальнейшем без существенных изменений; 3) геомагнитное поле, осреднённое за промежутки времени порядка 100 тыс. лет, является полем магнитного диполя, помещённого в центр Земли и ориентированного по её оси вращения.

Естественная остаточная намагниченность бывает разных типов (термоостаточная, химическая, ориентационная и др.); наиболее велика и стабильна термоостаточная намагниченность, которую приобретает горячий, но остывающий ферромагнетик в момент перехода его температуры через Кюри точку. Термоостаточную намагниченность приобретают, например, ферриты в остывающих лавах либо изделия из глины, обожжённые до температуры выше точки Кюри.

При практическом применении палеомагнитного метода пробы горных пород или археологических объектов, отобранные таким образом, чтобы ориентировка их сторон была известна относительно вектора напряжённости современного геомагнитного поля в точке отбора, направляются в лабораторию, где подвергаются магнитной чистке - температурной или переменным магнитным полем, цель которой - выделение первичной остаточной намагниченности. Затем образцы исследуются с помощью магнитометров; чаще применяется рок-генератор, позволяющий измерять величину и направление вектора естественной остаточной намагниченности даже слабомагнитных образцов, которые, как правило, используются при палеомагнитных исследованиях.

При обработке полученных измерений производится расчёт положения древнего дипольного геомагнитного поля в современной системе координат - виртуального полюса. По направлению горизонтальной составляющей вектора остаточной намагниченности устанавливается направление магнитного меридиана, а по наклону этого вектора к вертикали в месте взятия породы - палеомагнитная широта (удалённость от магнитного экватора). В силу множества проводимых измерений вектора древнего геомагнитного поля для определения среднего положения полюса и повышения достоверности результатов используется т. н. статистика Фишера.

В археологии палеомагнитный метод, называемый также археомагнитным методом, применяется для датирования в основном глинобитных сооружений (печи, очажные ямы и т. п.), почв и непотревоженных изделий из глины. Начиная с 1970-х годов метод использовался для определения возраста археологических памятников от неолита до Средневековья; с конца XX века чаще применяется для датирования культуросодержащих отложений памятников раннего палеолита.

ГОСТ

Суть палеомагнитного метода

Палеомагнитным называется метод определения возраста горных пород и глины с помощью остаточной намагниченности.

Так как расположение полюсов и интенсивность магнитного поля постоянно меняется, то это обстоятельство и служит их датировке.

Это значит, что в основе определения возраста горных пород палеомагнитным методом, лежит остаточная их намагниченность. Остаточная намагниченность горных пород дает возможность оценить положение геомагнитного полюса во время её образования.

Данное положение характеризуют две величины:

магнитное склонение, которое указывает направление на прежнее положение магнитного полюса;
магнитное наклонение, которое показывает расстояние до него.

В определении возраста палеомагнитным способом дополнительную помощь оказывают инверсии геомагнитного поля.

Ученые установили, что северный и южный магнитные полюса менялись местами. Поэтому в истории Земли выделяются эпохи прямой и обратной полярности.

Специалисты разработали палеомагнитные шкалы, показывающие чередование этих эпох и их продолжительность. Такие шкалы используются для изучения возраста отложений, формирование которых происходило в условиях непрерывного осадконакопления.

Палеомагнитные исследования требуют ориентированных образцов. Для этого берется ориентированный керн из скважин или выбуривается из обнажений.

Затем образцы подвергаются чистке при которой убирается эффект вторичных изменений намагниченности породы.

Первые результаты были парадоксальными и показывали, что их ориентировка расходится с ориентировкой современного магнитного поля.

Готовые работы на аналогичную тему

Чем древнее были породы, тем больше было расхождение. Образцы пород одного возраста, но взятые на разных континентах, указывали на разное положение полюса.

Таким образом, стало известно, что это движутся материки, а не магнитные полюса.

За последние десятилетия палеомагнитные исследования получили широкое развитие. Исследования охватили геологическое время с раннего протерозоя до современности, а это 2,5 млрд. лет. Остаточная намагниченность обнаружена у пород архейского возраста, но достоверными считаются данные для фанерозоя. В общем надо сказать, что палеомагнитные данные позволяют определить относительное положение континентальных блоков с точностью до 500 км.

Палеомагнитные исследования участвуют в решении проблемы строения и развития Земли, тектонического строения отдельных районов, корреляции одновозрастных пород и др.

Палеомагнитный метод в археологии

В основе метода лежит палеомагматизм, что и позволяет использовать его в археологии.

Самая распространенная находка у археологов – это керамика. Датируется она с точностью до десятков лет.

При этом можно определить время обжига, и даже последнее растапливание в печи. Выяснить эти данные позволяет палеомагнитный метод, в основе которого лежит изменчивость магнитного поля планеты.

При высоких температурах материалы имеют свойство намагничиваться.

Впервые этот метод применил Роберт Дюбуа в 1960 г.

Археологи используют этот метод для того, чтобы датировать археологические объекты, геологические комплексы, памятники археологии. Применяется он в основном для датирования глинобитных сооружений – это могут быть печи, очажные ямы, почва, непотревоженные изделия из глины и др. Археологи называют этот метод археомагнитным.

Использование его началось с 1970 г. для определения возраста археологических памятников, начиная от неолита до средневековья.

Самым известным случаем применения палеомагнитного метода датирования в археологии было определение возраста континентов планеты, возраста останков геменидов, заселявших Азию. Остаточная намагниченность мельчайших металлических частиц горных пород, взятых в местах захоронения, показала возраст 1,7 млн. лет. Палеомагнитный метод археологи называют археомагнитным.

Использование метода в геологии

Палеомагнитные методы исследования в геологии были проведены и реализованы на практике более 20-ти лет назад.

В СССР палеомагнитные съемки проводили на Камчатке, Приморском крае, Закарпатье – это области активного неогенового вулканизма.

Как правило, работы ведутся поэтапно:

составление опорного палеомагнитного разреза;
проводится набор точек площади;
строится площадная схема магнитной зональности.

С помощью палеомагнитного метода решаются многие задачи тектоники, которые делятся на локальные, региональные, глобальные.

Чтобы ту или иную задачу отнести к одной из данных категорий, необходимо учитывать признаки:

Вы можете изучить и скачать доклад-презентацию на тему Магнитостратиграфия (палеомагнитный метод) Магнитостратиграфия – один из. Презентация на заданную тему содержит 10 слайдов. Для просмотра воспользуйтесь проигрывателем, если материал оказался полезным для Вас - поделитесь им с друзьями с помощью социальных кнопок и добавьте наш сайт презентаций в закладки!

Магнитостратиграфия (палеомагнитный метод) Магнитостратиграфия – один из недавно разработанных методов, способствующих развитию четвертичной геологии и стратиграфии и играет заметную роль в морской геологии. Во время отложения осадков или охлаждения расплавленных пород магнитные минералы окислов железа ориентируются по направлению существующего магнитного поля. Преимущественная ориентация намагниченных зерен (остаточная намагниченность) действует как регистратор геомагнитного поля. Магнитная стратиграфия основана на геологически частых инверсиях северного и южного магнитных полюсов Земли. Например современная полярность (называемая прямой полярностью) установилась около 700 тыс. лет назад, а примерно за 1.5 млн. лет до этого расположение полюсов было противоположным (обратная полярность), за исключением нескольких коротких эпизодов прямой полярности.

В 1906 г. француз геофизик Б. Брюнес обнаружил, что некоторые древние вулканические В 1906 г. француз геофизик Б. Брюнес обнаружил, что некоторые древние вулканические породы намагничены в направлении, прямо противоположном современному магнитному полю. Дальнейшие работы показали, что магнитное поле Земли имеет два стабильных состояния: его северный полюс находится либо вблизи Северного географического полюса, либо вблизи Южного, как в настоящее время. Таким образом, инверсии – это смены направлений остаточной намагниченности, а палеомагнитные инверсии – смены направлений магнитного поля в прошлом.. Поэтому метод магнитостратиграфии часто называют палеомагнитным методом. В истории Земли неоднократно происходило обращение полюсов от одного из них к другому. Надо отметить, что еще в начале 60-х годов дискутировался вопрос о том, менялось ли вообще направление магнитного поля. Методы датирования относительно молодых пород (с помощью неравновесных методов уранового ряда или по С-14) в то время не позволяли определить возраст палеомагнитных инверсий. И только когда технические усовершенствования коснулись К-Ar метода, то с помощью К-Ar удалось достаточно точно датировать наземные лавовые потоки.

Хронологическая шкала палеомагнитных инверсий. Магнитостратиграфия стала развиваться с начала 60-х годов, как я уже упоминал. Всего за 5 лет была установлена последовательность инверсий магнитного поля. Это было результатом совместного изучения палеомагнетизма и хронологии молодых разрезов вулканогенных пород. Магнитостратиграфия была затем распространена на разрезы глубоководных осадков. Развитие хронологической шкалы палеомагнитных инверсий основывалась на применении двух различных методов: 1 - на определении остаточной намагниченности пород с целью установления палеомагнитной полярности; 2 - на радиологическом датировании К-Ar методом. Такой подход к стратиграфии важен по двум причинам: 1 – обращения магнитного поля представляют собой синхронные глобальные явления. Другие синхронные события, такие как разнос ветром вулканического пепла и накопления его в осадках, также относятся к полезным стратиграфическим индикаторам, но они в гораздо большей степени ограничены по площади, чтобы из можно было использовать для широкомасштабной корреляции; 2 – магнитостратиграфия по крайней мере для последних 6 млн лет была разработана при помощи радиологического датирования последовательности наземных лавовых потоков. Она дала стратиграфам точную хронологическую привязку.

Номенклатура. Номенклатура. Как любая область стратиграфии, магнитостратиграфия нуждалась в наборе терминов для сведения к минимуму возможных двусмысленностей, возникающих вследствие проведения исследований разными учеными. Я даю принятую у нас терминологию: 1 - палеомагнитные эпохи (хроны) продолжительностью 100 тыс – 1 млн лет являются крупнейшими единицами изменения полярности и получили свое название по именам первых исследователей в этой области; 2 - эпизоды (события, субхроны) продолжительностью от 10 тыс до 100 тыс лет получили свои названия по той местности, где они впервые устанавливались; 3 – короткие эпизоды или экскурсии полярности именуются также по местности, они имеют продолжительность от 100 лет до 110 лет и определяются как изменения положения истинных геомагнитных полюсов, которые могут смещаться на короткое время в средние широты, а затем возвращаться к исходному положению. Примеры палеомагнитных или магнитостратиграфических шкал приведены на рис.

Магнитостратиграфия глубоководных осадков. Магнитостратиграфия глубоководных осадков. Как выяснилось большую ценность для палеомагнитных исследований представляют озерные, озерно-ледниковые и морские глубоководные осадки, в накоплении которых происходила свободная ротация ферромагнитных зерен в водной среде, ориентировка их по направлению геомагнитеого поля и устойчивое закрепление их в осадках. Т.о., глубоководные осадки обладают относительно стабильной остаточной намагниченностью, а колонки осадков могут обеспечить прекрасную возможность изучения сравнительно полных разрезов, формировавшихся в течение нескольких миллионов лет. Интенсивные магнитостратиграфические исследования во всех океанах подтвердили хронологическую шкалу палеомагнитных инверсий, установленную по наземным последовательностям вулканических пород. Магнито́метр - прибор для измерения характеристик магнитного поля и магнитных свойств материалов. В зависимости от измеряемой величины различают приборы для измерения напряжённости поля (эрстедметры), направления поля (инклинаторы и деклинаторы).

Магнитостратиграфия глубоководных и мелководных морских осадков, а также наземных последовательностей стала мощным инструментом для решения проблем стратиграфии и исторической геологии. Результаты ее применения в морской геологии следующие: 1 – проведено датирования пепловых прослоев и уточнена их корреляция. Это обеспечивает надежную хронологию проявлений эксплозивного вулканизма в различных районах; 2 – датированы биостратиграфические схемы по разным группам микрофоссилий и определена синхронность или диахронность микропалеонтологических событий, таких как появление или вымирание, особенно между различными водными массам (показать рисунок); 3 – датирована история накопления материала ледового разноса и биологической продуктивности; 4 – были закартированы возрасты отложений на больших площадях дна океанов и построены карты по данным определения палеомагнитных инверсий; 5 – изменились представления о геологических процессах. После установления жестких хронологических рамок позднекайнозойских морских последовательностей выяснилось, что возраст ископаемых организмов, использовавшихся ранее для определения границы между миоценом и плиоценом, всего лишь 5 млн. лет и что эта граница расположена в основании эпохи Гильберт. До появления магнитостратиграфии возраст этой границы по радиологическим данным оценивался в 9 млн. лет.