Магнитная релаксация в горных породах по данным магнитной гранулометрии и электромагнитного зондирования: 2018 г. Этап 1

Проект: исполнение гранта/договораисполнение этапа гранта/договора

Сведения о проекте

описание

Целью проекта является совершенствование методов определения размеров ферричастиц по их магнитным характеристикам, определяемым в лабораторных и полевых условиях с применением метода переходных процессов, и получение новых данных о магнитных свойствах и структурно-фазовых характеристиках импактитов астроблемы Жаманшин.








основные результаты по этапу (подробно)

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ
 Установлено, что низкое удельное электрическое сопротивление глинистых отложений верхней части разреза препятствует проявлениям СПМ при электромагнитных зондированиях в кратере Жаманшин.
 Влияние магнитной вязкости пород верхней части разреза выявлено при зондированиях с петлями разного размера в области распространения зювитов на восточном борту кратера. Получена предварительная оценка статической магнитной восприимчивости пород в слое, содержащем СПМ частицы, (κ=2·10-4), и концентрации СПМ зерен в породе (10-6).
 Получены импульсные переходные характеристики образцов зювитов и жаманшинитов некоторых типов, демонстрирующие степенной закон спада, близкий к 1/t, что характерно для проявления магнитной вязкости. Отличие коэффициента степенной зависимости от единицы свидетельствует об отличии распределений времен релаксации в образцах от распределения Фрелиха.
 Для дальнейшего выполнения проекта желателен дополнительный отбор образцов зювитов и жаманшинитов (как наиболее перспективных пород для обнаружения суперпарамагнетизма электромагнитными методами), проведение магниторазведочных работ с целью уточнения ареала распространения зювитов в астроблеме и проведение электромагнитных зондирований методом переходных процессов в этих областях.
 Примерно 5-6 % иргизитов составляют особую группу («аномальные»). Это проявляется в их магнитных свойствах и в структурно-фазовом составе. Они содержат ферримагнитный компонент в виде кристаллических фаз микронных и субмикронных размеров.
 В магнитной фракции «нормальных» иргизитов (95 % всех образцов) преобладают суперпарамагнитные частицы с очень малыми временами релаксации. Эти иргизиты, вероятно, образовались во время ударно-взрывного события при распылении сильно перегретого ударного расплава с начальной температурой до 2500-3000 °C, претерпевшего очень быстрое охлаждение со скоростью до 200°/с.
 Между магнитными свойствами и условиями образования жаманшинитов существует генетическая связь. Все изученные нами жаманшиниты могут быть выстроены в последовательность от образцов, которые содержат очень мало или вовсе не содержат суперпарамагнитных частиц, до образцов, где эти последние играют доминирующую роль в магнитных свойствах. Таким образом, введенное нами разделение жаманшинитов на три группы, по-видимому, отражает начальные температуры и скорости охлаждения фрагментов импактного расплава. Соответственно, доля суперпарамагнитного материала в составе ферримагнитной фракции может служить индикатором начальной температуры и скорости охлаждения импактного расплава. Образцы, содержащие в основном суперпарамагнитные частицы с малыми временами релаксации и весьма однородными магнитными свойствами, образовались, вероятно, из перегретого импактного расплава при чрезвычайно высоких скоростях охлаждения.
 На примере антропогенных объектов (кирпичи), содержащих суперпарамагнитные частицы, предложена методика теоретико-экспериментального анализа магнитных свойств исследуемых объектов. В образцах наблюдается сильная частотная зависимость магнитной восприимчивости при температурах от 20 до 300 К, и, вероятно, выше. При помощи частотного анализа восприимчивости выяснилось, что содержание суперпарамагнитных частиц в магнитной фазе во всех типах объектов изменяется в пределах 5-7%. Также во всех образцах обнаружено наличие
30
высококоэрцитивной фазы. Анализ гистерезисных свойств показывает существенное увеличение коэрцитивной силы внешней части современного кирпича (до 1000 Э) при сохранении достаточно большой величины намагниченности насыщения, что указывает на присутствие как минимум двух «сильномагнитных» фаз. Адаптация модели магнитостатически взаимодействующих частиц размером порядка десятков нанометров, распределенных в образцах в виде кластеров размером порядка нескольких микрометров, к изучаемым объектам позволила непротиворечиво объяснить магнитные состояния (малодоменность) и гистерезисные характеристики (намагниченность насыщения, остаточная намагниченность насыщения, коэрцитивность и т.д.). Для последующего удобства работы с адаптированной моделью она была перенесена в программную среду LabView.
Короткий заголовок__
АкронимRFBR_a_2018 - 1
СтатусЗавершено
Действительная дата начала/окончания26/03/1815/12/18