Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему

Методика и результаты реконструкции условий формирования отложений Верхней Перми Востока русской плиты по палеомагнитным данным

ВАК РФ 04.00.12, Геофизические методы поисков и разведки месторождений полезных ископаемых

Автореферат диссертации по теме "Методика и результаты реконструкции условий формирования отложений Верхней Перми Востока русской плиты по палеомагнитным данным"

КАЗАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

РГ6—^-—--

У ';.•;.;•'.} На правах рукописи

ХАСАНОВ Дамир Ирегсович

МЕТОДИКА И РЕЗУЛЬТАТЫ РЕКОНСТРУКЦИИ

УСЛОВИЙ ФОРМИРОВАНИЯ ОТЛОЖЕНИЙ ВЕРХНЕЙ ПЕРМИ ВОСТОКА РУССКОЙ ПЛИТЫ ПО ПАЛЕОМАГНИТНЫМ ДАННЫМ

04.00.12. - геофизические методы поисков и разведки месторождений полезных ископаемых

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук

КАЗАНЬ - 1994

Работа выполнена в Казанском государственном университете.

Научный руководитель: кандидат геолого-минералогических

наук, доцент Д.К.Нургалиев

Официальные оппоненты: доктор физико-математических наук,

главный научный сотрудник ГИН РАН, Гурарий Г.З., г. Москва

кандидат геолого-минералогических наук, доцент КГУ Балабанов Ю.П., г. Казань

Ведущая организация: Институт физики Земли АН России,

г.Москва

Защита состоится "_"_1994 г. в _ час

на заседании Специализированного совета К 053.29.21 присуждению ученой степени кандидата геолого-минералогичес наук при Казанском государственном университете по адресу: 420008, г. Казань,, ул. Ленина, 4/5.

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке Казанского государственного унивеситета.

Автореферат разослан "_"_1994 г.

Ученый секретарь Специализированного совета, кандидат геолого-минералогических наук,доцент Д-К Нурга;

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Изучение динамики развития, истории морфологии магнитного поля Земли дает нам важную информацию о оцессах, происходящих во внутренних областях Земли. Комплекс просов, для решения которых необходимо проведение подобных следований, чрезвычайно широк. В их числе вопросы охронологии и стратиграфии, тектоники и климатологии, делирования и прогноза поведения геомагнитного поля и т.д.

Большая часть данных о геомагнитном поле, накопленных к стоящему времени, относится к последним 100000 лет. Подобное ложение обусловлено целым рядом трудностей, с которыми иходится сталкиваться исследователям при изучении древнего омагнитного поля. Особенно остро ощущается недостаток данных тонкой структуре палеополя. Тем более, что подобные данные ляются, пожалуй, единственным источником информации о зико-химических параметрах ядра Земли и его эволюции, временное состояние теоретических исследований в области □магнетизма настоятельно требует расширения временного тервала, для которого имеется информация о магнитном поле или .

В последнее время появились новые данные о взаимосвязи □магнитных и климатических изменений. Решение этого вопроса еет важное значение для развития теоретических аспектов иматологии и прогноза климата.

Несмотря на то, что к настоящему времени разработаны сятки методов определения абсолютного возраста пород, вопрос времени образования отдельных геологических тел, особенно евних ( старше 100 000 лет ), остается открытым. Это связано к с несовершенством самих методов, так и с отсутствием статочного количества объектов, удовлетворяющих требованиям, торые предъявляют к ним существующие методики. Значимость формации о скоростях осадконакопления ( СОН ), в указанном нтексте, не вызывает сомнения. Любая информация о древних СОН едставляет несомненный интерес и может быть использована для шения теоретических и прикладных задач в геохронологии,

Работа выполнена в рамках научно-исследовательских работ

-3-

лаборатории палеомагнетизма Казанского государствен: университета по теме " Разработка методов исследования эвол геосфер по палеогеофизическим ( палеомагнитным, палеоклим ческим и др. ) данным ".программы ГНТП N 18 "Глобальные и нения природной среды и климата" по темам 1.8.4. 1.2. " Ге гнитное пале во время инверсий и его связь с изменениями мата, вулканической активностью и т.д.", 1.8.4.1.3. " Вари ■и экскурсы геомагнитного поля, их связь с изменениями клима использование их в качестве основы для точной корреляции и нений природной среды". В настоящее время продолжается ра по теме "Геомагнитные вариации и солнечная активность: мод ция климатической изменчивости в геологическом прошлом", на полнение которой выделен грант Российским фондом фундамент ных исследований.

Цель и задачи работы. Целью данной работы являлось рев .следующих задач:

1. Определение генезиса слоистости и восстановление, основе этого, скоростей накопления осадочных г обнажений "лингуловые? глины и "Сухона".

2. Изучение спектра и морфологии палеовековых вар1 (РБУ), зафиксированных в тонкослоистых породах обнаг "лингуловые" глины и "Сухона".

3. Изучение спектра палеовековых вариаций ,зг которых обнаружена в породах обнажений "Рвачи", "Юрпаловс "Медвежий Взвоз", на основе сравнительного анализа с веке вариациями, зафиксированными в обнажениях "лингуловые" пи "Сухона".

4. Восстановление скоростей накопления пород обнги "Рвачи", "Юрпалово" и "Медвежий Взвоз", используя в кач< временного репера палеовековые вариации.

5. Изучение корреляционных связей между климатически; геомагнитными параметрами.

Фактический материал. Для палеомагнитных и магнитно-ралогических исследований было отобрано около 4500 образцо 5 обнажений.

Методы исследования. Магнитно-минералогические иссле ния включали в себя: Дифференциальный термомагнитный а

-4-

А) по индуцированной намагниченности ( 100 образцов ), ДТМА статочной намагниченности насыщения ( 100 образцов ), эние диаграмм Прейзаха-Нееля и коэрцитивных спектров ( 75 зцов ). Палеомагнитные исследования заключались в получении нтерпретации диаграмм Зийдервельда-Вилсона и данных ературных магнитных чисток ( 4000 ). Литолого-геохимические ые были получены в результате детальных исследований стости ( измерение мощностей годовых слойков с помощью оскопа - 6000 измерений ), количественного спектрального иза ( 112 образцов ), химического анализа ( 100 образцов ), иза спектров электронного парамагнитного резонанса ( 90 зцсв ), реятгеноструктурного анализа ( 25 образцов ), иза данных гранулометрии ( 70 образцов ). Научная новизна. Получены новые данные о спектре и элогии вариаций элементов геомагнитного поля в аепермское время. Детальные исследования ниднеказанских. ц ( обнажение "лингуловые" глины ) позволили получить эмацию о короткопериодных вариациях ( 60-летние вариации ) эхней перми. Опробована методика определения скоростей «накопления (СОН) по вариациям геомагнитного поля. На зе СОН определены временные масштабы геомагнитных событий эемя одной позднепермской инверсии ( п^Р - г^ Р, обна-; "Медвежий Взвоз" ). Обнаружены тесные корреляционные I между климатическими и геомагнитными параметрами. Практическая ценность. Полученные данные о спектре и >логии вековых вариаций магнитного поля Земли представляют )ес с точки зрения развития теоретических представлений о шке и механизме геодинамо. Информация о скоростях сонакопления и методика определения СОН по вариациям [гнитного поля, а также данные о взаимосвязи между 1тическими и геомагнитными параметрами могут найти свое ¡нение при решении целого ряда вопросов геохронологии, ■аграфии и климатологии. Основные защищаемые положения работы.

1.Спектр вариаций элементов геомагнитного поля в поздне-кое время близок по своим характеристикам спектру вариаций менного магнитного поля Земли.

-5-

2.Существует принципиальная возможность на осно изучения магнитных свойств горных пород определения скорост осадконакопления древних отложений.

3.Получены данные, свидетельствующие о существовав взаимосвязи между изменениями геомагнитных и климагическ параметров.

Апробация работы. Основные положения и отдельные резу; таты работы докладывались на Всероссийском семинаре по физи1 ским основам палеомагнетизма (Ворок,1993), на семинаре рабо1 группы "Тонкая структура поля" ( Звенигород, 1991 ), на Всесоюзном съезде по геомагнетизму ( Владимир-Суздаль,1991 на международном Конгрессе по Пермской Системе Мира ( Пер1 1991).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 5 печат! работ"!

Объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти гл заключения и списка литературы. Работа содержит 77 стра машинописного текста, 58 рисунков, 3 таблицы. Список литерат включает 126 наименований.

Автор выражает глубокую признательность кандид геол.-мин. наук, доценту Нургалиеву Д.К. за науч руководство, кандидатам геол.-мин. наук, доцентам Ясон П.Г.,Борисову A.C., Ибрагимову Ш.З., а также докт геол.-мин.наук, профессору Бурову Б.В. за предоставлен коллекции позднепермских пород и результаты ранее проведе* ими палеомагнитных исследований, ценные советы и замечания.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Глава 1. Спектр вековых вариаций. В главе производ] краткий обзор опубликованных работ, касающихся изучена анализа PSV. Отмечается, что несомненным преимуществом да; магнитных обсерваторий является непрерывность и выс точность наблюдений. К сожалению, количество обсерват с непрерывными рядами наблюдений ограничено. Наиб полные ряды охватывают временной интервал немногим более лет. Поведение отдельных элементов геомагнитного поля м

-6-

:ледить на более длинных временных интервалах с привлечением шх отдельных магнитных измерений и исторических центов. Но даже в этом случае будет охвачен период не более лет. Изучение временных рядов данных за последние 60-80 с применением математических методов позволило выделить в <тре вековых вариаций следующие периоды 60-70, 30-40, 25, 10-12 лет, менее 10 лет .

Археомагнитные данные в настояще.е время позволяют прос-1ть историю геомагнитного поля за последние 10 000 лет. Од-з, наиболее надежные и информативные данные относятся к 1едним 2-3 тысячелетиям.

По мировым археомагнитным данным выделяются колебания с юдами 300-400, 600, 900, 1200, 1800-2000 лет и менее эенно 2700-3000, 4600-5000 и 8500-летние вариации.

Одним из главных факторов, сдерживающих широкое «енение палеомагнетизма, при изучении тонкой структуры I, является отсутствие надежных методов определения эаста горных пород. Поэтому основная и наиболее надежная гь палеомагнитных данных относится к четвертичному юду,где возможно применение радиоуглеродных и

гаологических методов датировки ( в основном к последним 104 ). В первую очередь, это данные, полученные при изучении эеменных озерных и морских осадков. Разрешающая способность эда определяется скоростью осадконакопления, которая может пировать в широких пределах ( от сотен долей миллиметра :антиметров в год ). Исследования озерных и морских эжений, проведенные в различных регионах земного шара позво-л обнаружить следующие периоды в спектре вековых вариаций -, 500-700, 900, 1000-1200,. 1500-2000, 2700-3000, 5000-6000, лет и более.

Глава 2.Скорости осадконакопления. В главе производится гкий обзор литературы, посвященной исследованию скоростей цконакопления как современных, так и древних отложений. :мотрены современные методы абсолютной геохронологии, их гоинства и недостатки. Сделан вывод о том, что наиболее говерная информация о скоростях осадконакопления может быть ^чена при использовании метода определения СОН по "сезонной"

-7-

слоистости. Приведены данные о вариациях СОН и факторах оказывающих влияние на формирование ритмичности в разреза варв.

Глава 3.Краткая характеристика объектов исследования.

В стратиграфическом отношении объекты^ исследовавшиеся данной работе, относятся к отложениям верхнего отдела пермскс системы ( казанский и татарский ярусы ) . На палеомагнитнс шкале, в основу которой легли работы, проведеннь А.Н.Храмовым,И.П. Слауцитайс, С.С. Фаустовым, Г.М. Авчано» Э.А. Молостовским, В.П. Ворониным, Б.В. Буровым , казанские нижняя часть татарских отложений объединяются в гиперзо! обратной полярности Киама, а верхняя часть татарского ярусг где выделено несколько чередующихся по полярности зо1 объединена в единую гиперзону N-R Иллавара .

Многими исследователями неоднократно подчеркивалось, 41 верхнепермские отложения, и в особенности татарские отложен] востока Русской платформы, представляют собой чрезвычай] сложное геологическое образование, что обусловлено богат« событиями геологической историей данного региона.

Породы, известные под названием "лингуловые глины", широ] распространены в Волго-Уральской нефтегазоносной провинци; Стратиграфически данная толща приурочена к нижнему горизон1 нижнеказанских отложений казанского яруса ( возраст ~ 255 мл лет, гиперзона Киама ). Ранее проведенными исследованиями бы выявлено,что носителями естественной остаточной намагниченное являются гематит, маггемит и магнетит. Получены данные о то что:

- современная компонента намагниченности полност снимается после прогрева образцов при температуре 250 гр дусов в течение 2 часов,

- в данной колонке наблюдаются вариации наклонения склонения длительностью ~ 75, ~ 275, ~ 550, ~ 1150, ~ 3600 ле

Обнажение 2 расположено в нижнем течении реки Сухов вблизи населенного пункта Полдарса . Данные отложе* относят к озерно-морским образованиям в эпиконтиненталы бассейне седиментации . Часть обнажения, из которой отбирал1 образцы для палеомагнитного анализа, стратиграфически относит

-8-

северодвинскому горизонту верхнетатарского подъяруса грхней перми.( зона ^Р гиперзоны Ил'лавара ). Предшествующими ^следованиями выявлено присутствие в данных породах ассоциации 1ггемит-магнетит, магнетита и гематита.

Обнажение 3 расположено на правом берегу реки Вятка у горда Слободской. Стратиграфически относится к северодвинскому эризонту верхнетатарского подъяруса ( отрицательная зона ИгР шерзоны Иллавара). Предшествующими магнитно-минералогическими ^следованиями обнаружено присутствие в образцах магнетита, ге-1тита, ассоциаци маггемит-магнетит, в целом указывалось на здирующее положение гематита.

Обнажение 4 расположено на реке Вятка в Котельническом разве у деревни Рвачи. Стратиграфически оно приурочено к верхне-гтарскому подъярусу (зона ИгР гиперзоны Иллавара). Предыдущие ^следования выявили в составе ферромагнитного комплекса аггемит, магнетит, маггемит-магнетитовую ассоциацию, гематит, элученная траектория изменения вектора 1° по разрезу

п

видетельствует о петлеобразном характере колебаний. Движение роисходит как по часовой, так и против часовой грелки.

Обнажение 5 расположено на реке Юг и стратиграфически риурочено к верхней половине . вятского горизонта ерхнетатарского подъяруса. Палеомагнитными исследованиями, роведенными в разные годы, выявлено,что в данной колонке аписана инверсия п^Р - г2К3Р .Ферромагнитную фракцию в анных породах представляют маггемит-магнетитовая ассоциация, аггемит, магнетит, гематит. Получены данные, свидетельствующие дискретном характере вариаций склонения и наклонения. Для ценки изменений палеонапряженности использовались параметры о, Д1°п/ I и Д1°п/ Обнаружено,что во время инверсии

роисходит уменьшение палеонапряженности в 2 - 5 раз.

Глава 4. Методика палеомагнитных, магнитно-минералогичес-их и литолого-геохимических исследований.

Штуфы из обнажений, по возможности, отбирались таким бразом, чтобы все штуфы, целиком или частично, перекрывались ежду собой. При распиловке одна из сторон штуфа оставлялась еликом для литолого-геохимических исследований. Из оставшейся

-9-

части выпиливались кубики 24 х 24 мм. Уровни отбора образцов штуфов выбирались так, чтобы кубики из каждого отдельного шт оказались смещены относительно друг друга на 0.5 - 1 см. Каж уровень был представлен минимум 3 образца

Магнитно-минералогические исследования включали в себя:

1. дифференциальный термомагнитный анализ по индуцирован намагниченности,

2. дифференциальный термомагнитный анализ по остаточ намагниченности насыщения,

3. изучение диаграмм Прейзаха-Не_еля и коэрцитивных спектров. Аппаратура, использованная для данных видов исследований, б ранее создана в палеомагнитной лаборатории Казанского госуд ственного университета .

С целью выбора оптимальных режимов и видов магнитных ч ток, а также для определения компонентного состава намагнич ности, были получены диаграммы Зийдервельда - Вилсона.

Температурная чистка проводилась в специальной безгра ентной печи с внутренней принудительной циркуляцией нагрет воздуха. Отсутствие магнитного поля внутри печи обеспечивал размещением последней в кольцах Гельмгольца и применением г малоевых экранов. Измерения направления и модуля вектора тественной остаточной намагниченности и магнитной воспрг чивости выполнялись в полуавтоматическом режиме на магнит измерительном комплексе, включающем в себя спин-магнито» Л1-4, каппа-мост К1,У-1, микро-ЭВМ БК-0010 и печатающее уст{ ство. Комплекс размещен внутри колец Гельмгольца для I лю.чения влияния лабораторной вязкой намагниченности на зультаты измерений .

Литолого-геохимические исследования включали в себя:

- детальные исследования слоистости,

- количественный спектральный анализ,

- химический анализ,

- анализ спектров электронного парамагнитного резонанса,

- рентгеноструктурный анализ,

- гранулометрию.

Для более четкого выявления слоистости половинки шт; пришлифовывались вручную, в ряде случаев использова

-10-

;етодика пропитывания маслами . Подсчет я измерение мощности лойков проводились при помощи бинокулярного микроскопа, снащенного специальными линзами с измерительной линейкой, очность измерений составила + 0.01 мм. Подобные исследования ыли проведены по разрезам двух обнажений - "лингуловые" глины "Сухона". Химический , количественный спектральный анализы и ранулометрия ( метод Сабанина ) были проведены в лаборатории НИИ ГЕОЛНЕРУД и лабораториях геологического факультета азанского университета с целью изучения общих закономерностей аспределения элементного и вещественного состава пород по азрезам обнажений. Анализы были проведены по общепринятым тандартным методикам .

Метод ЭПР использовался для изучения спектров примесных онов Мп2* в позициях Са2*" и Mg2ч" в структуре кальцита и оломита, а также спектров ЭПР свободных радикалов рганического вещества терригенных, карбонатных пород и их мешанных разностей.

Методика проведения рентгено-структурного анализа заключа-ась в следующем.Образец, представляющий собой пластину,одна из торон которой предварительно была отшлифована, устанавливался а подвижную каретку, обеспечивающую продвижение образца с остоянной скоростью относительно неподвижного источника ентгеновского излучения. Изучение характеристик рассеивания озволило получить непрерывную запись содержания Са и вдоль зучаемого профиля. Установка была создана в Казанском осударственном университете профессором Б.В.Буровым.

Глава 5. Результаты лабораторных исследований.

В результате литолого-геохимических исследований было поучено детальное представление об особенностях тонкой слоистос-и пород слагающих обнажение "лингуловые" глины:

1. Мощности элементарных ритмов по разрезу колеблются в ределах от 0.63 мм до 1.5 мм. Светлые слойки тоньше темных римерно в'2 - 5 раз. Средняя мощность элементарного ритма ~ .95 мм. Всего было обнаружено 4593 ритма.

2. Слоистость по всему разрезу горизонтальная, араллельная, правильная. Мощность слойков в пределах штуфа одержана ( изменение мощности отдельных слойков в пределах

-11-

штуфа колеблется в пределах первых процентов ).

3. Светлые слойки ( по данным рентгеноструктурного анал* и ЭПР ) состоят из карбонатного материала ( в основном калы та ), темные.выполнены, большей частью, глинистыми минералами повышенным содержанием органики.

4. В разрезе также обнаруживаются слои, объединяющие себе от 1 до 10 элементарных ритмов и отличающиеся цветом, буровато-желтого до красного. Границы этих слоев размыты, Ц] от серого до буровато-желтого, красного меняется постепенно, пределах 2-5 элементарных ритмов. Аномальные слои мо; наблюдать по всему разрезу, интересно, что распределе] аномальных слоев в колонке подчинено некоторой закономерноси число элементарных ритмов, разделяющих аномальные слои, среднем, кратно одиннадцати. Содержание Са в разр "лингуловых" глин в среднем составляет 5.85 %, - 2.93% .

Тщательное изучение и измерение мощностей слойков позво ло получить непрерывный ряд значений толщин элементарных рит Это позволило применить для изучения закономерностей данн ряда спектральные методы анализа ( метод максимальной энтро и Фурье-анализ ). В изучаемом ряду обнаружены вариации изменении мощности элементарных ритмов с периодами ~ 27 700-900, 300-500, 200, 1Ь0, 80-85. 50-60, 33.3, 20-25, 17-17 10-14, 5-5.5, 3-3.5, 2.3-2.6. Анализ распределения аномал! слоев в обнажении позволил получить распределение количеств слойков, разделяющих аномальные слои. На полученной гистогрг выделяются моды в области 3.5, 12.5, 23, 33.5, 48.5. слойков.

Подобный анализ был также проведен для разреза суз ских отложений. На основании измерения 1200 элементарных ри' и данных рентгеноструктурного анализа были получены следу! данные:

1. Слоистость образована чередованием светлых и те] слойков. Цвета слойков обусловлены вещественным сост последних ( в светлых доминирует карбонатный материал, в те глинистые минералы + органика ).

2. Средняя мощность элементарного ритма ( светлый + те слойки ) составила 1 мм.

На основании проведенных исследований был сделан вывод о что обнаруженная слоистость имеет сезонную природу и может использована в качестве временного репера. Из обнажения "Медвежий Взвоз" для полуколичественного трального и химического анализов было отобрано 162 зца. В них было определено содержание 24 элементов. Отбор зводился таким образом, чтобы различные участки переходной были представлены статистически значимым количеством зцов.

Для магнитно-минералогических исследований были отобраны екции образцов, включающие в себя все виды пород каждого ретного разреза, отличающиеся как по текстурным, так и труктурным признакам. На основании полученных в рез-ате магнитно-минералогических исследований данных, в зцах из обнажения "лингуловые" глины было диагностировано утствие гематита, магнетита, маггемита, маггемит-магнети-й ассоциации, гетита, анкерита. В образцах из остальных жений ферромагнитная фракция представлена гематитом, магне-м, маггемитом,маггемит-магнетитовой ассоциацией. Проведенное сопоставление диаграмм Вилсона со спектрами ушения намагниченности позволило установить, что носителями ильной компоненты • намагниченности являются магнетит и тит, что характерно для образцов из всех обнажений. На диаграммах Вилсона, полученных по образцам всех обнаже-хорошо выделяются две компоненты естественной остаточной гниченности, одна из которых, низкотемпературная, предпо-тельно вязкой природы, полностью снимается при прогреве зцов до 200 - 250 градусов.

Данные, полученные в результате температурных чисток, были едены в соответствие с временным масштабом и сглажены иус осреднения 5 точек, степень осреднения 2) в случае об-ний "лингуловые" глины и "Сухона" и интерполированы на рав-рную шкалу и осреднены ( характеристики сглаживания те же ) учае обнажений "Юрпалово","Рвачи" и "Медвежий Взвоз".

"Лингуловые" глины. На стереопроекции общий вид движения opa Ir» представляет собой незаконченную гипотрохоиду. При альном наблюдении обнаруживаются петлеобразные движения

-13-

вектора длительностью ~ 600 лет и " 1200 лет . Движение происходит против часовой стрелки, амплитуда колебаний угловых характеристик поля для 600-летних вариаций ~ 8 градусов, для 1200-летних вариаций порядка ~ 10 градусов. На спектрах MEM л Фурье значимые пики соответствуют периодам в склонении ~ 3070, 1560, 1290 ,910, 660 лет наклонении ~ 4000, 1890, 1020, 850, 770 лет.

Обнажение "Сухона". На стереопроекции выделяются участк! траектории вектора, имеющие петлеобразный вид i продолжительность около 1200 лет. Спектральный анализ ( MEM i Фурье ) показал присутствие в рядах D и J вариаций с периодам] в >3000, 2660,1910,1220,860-910, 630-730 и 280-320 лет Амплитуда колебаний D и J для выделенных 1200-летних вариаци! примерно 10-12 градусов (движение против часовой стрелки ) Так же как и в предыдущем случае, центры 1200-летних вариаци смещаются по часовой стрелке.

Обнажение "Юрпалово". На стереопроекции выделяете петлеобразная часть траектории вектора In длительностью 14 условных единиц , осложненной вариацией длительностью ~ 70 у.е Период двух незамкнутых петель приближенно удалось оценить п тренду MEM и Фурье ( ~ 130-150 у.е.). Движение центре вариаций длительностью 130-150 у.е. происходит по часовс стрелке, в то время как движение вектора In внутри пете; происходит,против часовой стрелки. Вариация длительностью rt у.е. характеризуется движением вектора In по часовс стрелке.Амплитуда вариаций 130-150 у.е. ~ 7-8 градусо! вариации 70 у.е. ~ 6-7 градусов. На спектрах MEM выделяют« пики, соответствующие периодам >240, 142-141, 74-76 у.е.

Обнажение "Рвачи". На стереопроекции выделяются четы петли длительностью 51 -75 у.е. . Одна из вариац характеризуется движением вектора по часовой стрелке,остальн против часовой стрелки. Движение центров данных вариац происходит по часовой стрелке. Также обнаружена одна пет длительностью 130 у.е., внутри которой вектор In движет против часовой стрелки. Амплитуды колебаний длительностью 50-у.е. " 7-10 градусов ( по D и J ), а вариации 130 у.е. градусов по J и " 10 градусов по D. На спектрах MEM выделяют

-14-

ки, соответствующие периодам >320, 213, 138-140, 52-76 у.е.

Принимая во внимание особенности выделенных вариаций и временные представления о механизме геодинамо, вариации 50-70 е. были сопоставлены с 600-летними, а вариации 100-130 у.е. с 00-летними вариациями. Используя выделенные вариации как еменной репер, была сделана попытка определить скорость адконакопления в колонках "Рвачи" и "Юрпалово". Для колонки вачи" были получены следующие значения скорости адконакопления 0.83-1.17 мм/год по . 600-летним вариациям и 08 мм/год по 1200-летней вариации. Породы в колонке |рпалово" отлагались со скоростью 1.17 мм/год ( по 00-летней вариации) - 1 мм/год ( по 600-летней вариации).

Обнажение "Медвежий Взвоз". Недостаточная изученность ханизма инверсий й спектров вариаций во время инверсии еличивает неоднозначность идентификации выделенных вариаций. 1исутствие карбонатных разностей пород в разрезе указывает на юлне вероятное изменение СОН. Принимая во внимание выше :азанное, автор условно выделил в разрезе три участка, каждый

которых характеризуется определенным литологическим >мплексом пород и включает в себя определенную часть геомагнитной записи, а именно:

1 участок - включает в себя всю нижнюю часть разреза, »едставленную темно-коричневыми глинами, известковистыми [инами, до знакопеременной зоны.На спектрах МЕМ, полученных по щам склонения и наклонения, выделяются пики, соответствующие фиодам 106, 54 у.е в склонении и 192, 50 у.е. в наклонении. I стереопроекции движения вектора Е0Н обнаруживаются две ¡тли продолжительностью 58 у.е. с движением вектора по 1Совой стрелке и одна петля ( ~ 54 у.е.) с движением вектора ютив часовой стрелки Автор сопоставил вариации гательностью 54-58 у.е.с 600-летними вариациями. СОН, >лученная при этом, составила 0.83 - 0.88 мм/год. Амплитуда Ю-летних вариаций ~ 7-8 градусов.

2 участок - захватывает полностью знакопеременную зону, вставленную светло-серыми мергелями и известковистыми ганами ( от светло-серых до светло-коричневых ).В пределах тетка выявлено два колебания по В и J , на стереопроекции

-15-

представляющих собой две петли ( 77 у.е.). Движение вектора происходит по часовой стрелке. Вариации "1-2" были сопоставлены с 600-летними вариациями. По-видимому, неустойчивое состояние дипольных источников поля обуславливает увеличение амплитуды 600-летних вариаций ( до 50 градусов ). Полученное значение СОН составило 1.3 мм/год.

3 участок - представляет собой послеинверсионную зону. Породы, слагающие его, идентичны породам 1 участка. На стереопроекции видны вариации длительностью " 107 у.е. (движение вектора происходит против часовой стрелки ) и длительностью 57 у.е. (по часовой стрелке ). Движение центров вариаций происходит по часовой стрелке. Амплитуды колебаний 107 у.е.- 10-16 градусов, 57 у.е. - 8-10 градусов. Вариации "107 у.е." соответствуют по мнению автора 1200-летним вариациям, а "57 у.е." 600-летним вариациям. СОН в этом случае получается 0.89 - 0.95 мм/год. С учетом всех данных инверсия происходила следующим образом:

Примерно за 1400 лет до начала переполюсовки падаеа напряженность магнитного поля ( ~ 5 раз ), при этом дипольные источники поля продолжают играть лидирующую роль. Начале переполюсовки характеризуется резким изменением знака поля, переход произошел ( по оценкам СОН ) менее чем за 5 лет. Возможно, что при более детальных исследованиях данный интерва; времени значительно сократится. На фоне резких флуктуаций пол; доминирующее значение приобретают недипольные источники поля, их амплитуда возрастает ~ в 4-6 раз. Подобное поведение поль продолжается ~ 1300 лет, после чего оно занимает стабильно« отрицательное значение. Через ~ 1200 лет напряженность пол) принимает свое нормальное значение.

Для изучения короткопериодных вариаций из колонки "лингу-ловых" глин было отобрано 5 коллекций образцов. Требована предъявляемые к этим коллекциям при отборе заключались в следующем :

1.Каждый уровень отбора должен быть представлен минимум образцами.

2.Центры отбираемых уровней должны быть смещены огносительн друг друга не более чем на 4 мм.

-16-

.Внутри отобранного интервала не должно быть аномальных слоев.

Полученные таким образом колонки были подвергнуты полному алеомагнитному анализу. В трех из них были обнаружены вариации периодом ~ 60 лет.

Ввиду того, что большие оси эллипсов оказались близки по воему направлению, погрешность в определении источника 0-летних вариаций оказалась слишком велика. С достаточной олей уверенности можно говорить лишь о том, что источник аходился в районе экватора на долготе ~ 160-170 градусов ( в овременной системе координат ).

Глава 6.Геомагнитное поле и климатическая изменчивость.

Обнаружена отчетливая связь между изменением карбонатности ород обнажения "лингуловые" глины (дСО) и отклонениями алеополюса от его среднего значения (д°) за счет вековых ариаций элементов геомагнитного поля.Полученная корреляция казывает на потепление климата ( увеличение карбонатности азреза ) при перемещении полюса в область более низких широт.

спектрах MEM выделяются следующие периоды в ряду дСО -40,1250,2800, и в ряду д° - 770, 1170, 3200 лет. Наиболее тчетливо, в обоих случаях, выделяется пик 1200 лет. По разрезу бнажения "Медвежий Взвоз" было получено распределение 23 цементов , включая органическое вещество. С учетом данных о коростях осадконакопления полученные результаты были ривязаны к относительной временной шкале.

Анализ содержания 23 элементов по разрезу с помощью метода павных компонент позволил выделить три основных фактора, гсисывающих более половины всей дисперсии .

Совместная интерпретация факторов, с некоторыми эпущениями, позволила получить следующие выводы:

После уменьшения напряженности магнитного поля начинается эвольно быстрое потепление, которое достигает своего максимума э второй половине инверсионного периода. К этому интервалу ремени относится резкое увеличение глубины бассейна, его элености и угнетение фауны. Затем происходит постепенное знижение температуры, бассейн становится более мелким и менее эленым. Таким образом мы наблюдаем, что на фоне инверсии гомагнитного поля происходит значительное изменение

-17-

климатического я тектонического палеорежимов.

В настоящее время невозможно дать однозначный ответ вопрос о случайности обнаруженного факта.

До и после начала инверсии отмечается локальное повыше! значений In и к . Геохимические исследования образцов, ; которых характерны повышенные значения In и к, не обнаруж! значимых отличий в их элементном составе от элементного состг других образцов. Магнитно-минералогические исследова! показали, что данные образцы обогащены магнетитом. Прйч! приведших к накоплению магнетита, может быть несколько.

В рамках данных исследований более определенную информа] получить не удалось. Тем не менее, по отношению к дан; инверсии, можно сделать вывод о том, что "всплески" In и к, видимому, обусловлены причинами не геофизической природы.

Заключение.Основные результаты, полученные автором выполнении данной работы, заключаются в следующем:

1. Исследована тонкая слоистость позднепермских пород двум обнажениям ( "лингуловые" глины и сухонские отложения Доказано сезонное происхождение слоистости, обнаруженной указанных породах. В изменчивости толщин элементарных рит обнаружены вариации более высокого порядка. В том числе 11-, и 33-летние вариации, обязанные, по-видимому, et происхождением флуктуациям солнечной активности. Пoлy^ данные о скорости накопления пород и изменчивости C0I пределах исследуемых интервалов.

2. Используя данные о СОН, определен спектр палеовек< вариаций угловых характеристик геомагнитного п< зафиксированных в породах обнажений "лингуловые" глины "Сухона". Изучена морфология обнаруженных PSV.

3. Исследован спектр и морфология PSV, запись кот обнаружена в породах обнажений "Рвачи" , "Юрпалово" и "Медв Взвоз". Используя данные о морфологии и соотношении выделе вариаций, а также принимая во внимание резуль палеомагнитных исследований пород обнажений "лингуловые" г и "Сухона" мировые данные о спектре PSV и совреме представления о механизме генерации PSV, определен спектр зафиксированных в породах указанных обнажений.

-18-

4. Используя в качестве временного репера PSV, определены эрости накопления пород обнажений "Рвачи", "Юрпалово", эдвежий Взвоз" и продолжительность геомагнитных событий во эмя инверсии N^P - raR3P ( обнажение "Медвежий Взвоз" ).

5. Выявлена и исследована взаимосвязь совместных изменений яматических и геомагнитных параметров во время накопления эод, слагающих обнажения "лингуловые" глины и "Медвежий зоз ".

ПУБЛИКАЦИИ

1.Буров Б.В., Хасанов Д.И. Детальные геохимические :ледования пород из переходных зон // Тез. докл. 4 ^союзного съезда по геомагнетизму. Часть 3. 1димир-Суздаль, 1991. - с. 74.

2.Буров Б.В., Нургалиев Д.К., Хасанов Д.И., Ясонов П.Г. алогические эффекты геомагнитных инверсий // Тез. докл. 4 ^союзного съезда по геомагнетизму. Часть 3. - Владимир -5даль, 1991. - с. 74.

3.Nurgaliev D.K., Khasanov D.I., Yasonov P.G. Recording Lmatic and solar aktivity change in Permian sedimetary rock Abstracts of the International Congress " Permian sistem of з Globe", USSR, Sverdlovsk, 1991. - p. 14.

4.Burov B.V., Borisov A.S., Nurgaliev D.K., Khasanov [., Yasonov P.G. Permian geomagnetic reversals: geological Eects and interrelation of geoprocesses // Abstracts

the International Congress " Permian sistem of the Globe", 3R, Sverdlovsk, 1991. - p. 31.

5.Нургалиев Д.К., Хасанов Д.И. Запись солнечных циклов в зднепермских осадочных породах // Солнечные данные, 1992. -. - с.82-85.