Введение к работе
:-'^
Актуальность темы. Проблема глубинной намагниченности является одной из ключевых при интерпретации как континентальных, так и океанических региональных магнитных аномалий. Ее решение, т.е. выяснение распределения естественной намагниченности по толщине земной коры тесно связано с исследованием физических механизмов намагничивания и перемагничивания ферримагнитных зерен горных пород при высоких термодинамических параметрах. В атом плане представляет интерес гипотеза о равновесной намагниченности как предельном значении вязкой намагниченности. Предполагается, что именно она определяет, в'основном, величину и направление намагниченности глубинных зон земной коры: Однако, эта гипотеза как с экспериментальной, так и теоретической стороны пока еще недостаточно обоснована.
Кроме того, известно, что спектр размеров ферримагнитных зерен в горных породах весьма широк, причем, достаточно крупные, так называемые многодшэнныэ'зерна, играют существенную роль в создании намагниченности большинства интрузивных пород глубинных слоев земной коры. Очевидно, что свойства этих зерен определяются, в основном, поведением доменной структуры (ДО) при различных температурах и давлениях. Проведенные в последние годы эксперименты показали, что пра различных РТ-условиях доменная структура испытывает значительные перестройки, связанные с изменением ее типа и параметров. Однако для понимания язлекий, связанных с процессами перестройки доменной структуры, недостаточно только экспериментальных исследований непосредственно ДС либо косвенно связанных с ними аффектов (например, нулевого и абсолютно нулевого состояний ферромагнетиков и т.п.). Возникает необходимость теоретического описания процесса перестроек ДС. Такой теоретический анализ свойств доменной структуры многодомэкпых зерен в магнетизме горных пород практически не проводился и является предметом настоящей работы.
Основные репавше задачи.
I. Теоретический ензлкз домэяпой структуры многодсмэяных зерен титаномагнвгитов различного состава при высоких термодинамических параметрах.
2. Расчет равновесной и термоостаточной намагниченяостей
шогодоменного зерна ,с учетом индуктивной составляющей.
3. Экспериментальное исследование равновесной намагниченнос
ти при одаовроменном действии температуры и квазивсестороннего
давления.
В диссертации на защиту выносятся.
-
Методика и розультаты математического моделирования доменной структуры многодоыанннх зерен титансмагнэтитов при изменяющихся температурах и давлениях.
-
Модель равновесной и термоостаточной намагничеішостей в неоднородном го магнитной хесткости многодоменном зерне.
-
Методика и результаты экспериментального исследования равновосной намагниченности при одновременном воздействші васокой температуры и всестороннего давления.
Научная новизна. I) Развита теория доменной структуры много-доменных зерен горных порд при высоких термодинамических параметрах. 2) Развит обший подход к описанию термоостаточной намагниченности многодомонных зерен, включающий в себя, как предельный случаи, ранее предложенные модели термонамагниченности Ноеля и Стэси. 3) Дано теоретическое и экспериментальное обоснование возможности существования равновесной намагниченности пород глубинных зон земной коры.
Практическая ценность. Построена теоретическая модель доменной структуры и ое эволюции при изменении РТ-условий многодомен-шх зерен титаномагнетитов, позволившая впервые в магнетизме горных пород дать количественное и качественнее объяснение экспериментальных данных. Дано теоретическое и экспериментальное обоснование равновесной природа намагниченности, пород глубинных зон земной коры, что позволяет дать конкретные оценки величины намогни-чнности этих пород и повысить однозначность интерпретации региональных магнитных аномалий.
Апробация работы. Результаты настоящей работы докладквалисі и обсуждались на III (Ялта, 1986) и IV (Суздаль, 1ЭЭ1) Всесоюзнш съездах по геомагнетизму, Всесоюзном семинаре рабочей группы "Физические основы палеомагнетизма ипалеояапряженность геомагнитной поля" (Борок, 1987, I9S9).
Публикации. По теме диссертации опубликовано в еоавторстві 10 статей и I монография.
Объем раооты. Диссертация состоит из введения, четырех глав и заключения общим объемом 182 страниц, включая 60 рисунков и 6 таблиц. Список цитируемой литературы содержит 134 источника.
Автор глубоко признателен В.П. Щербакову, под чьим руководством выполнена работа, и благодарен B.C.- Марковскому за плодотворное сотрудничество, а также Ю.К. Виноградову за консультацию по аппаратурным вопросам, участникам Борковского семинара за советы и внимание к работе.