Магнитостратиграфия - Magnetostratigraphy
Магнитостратиграфия это геофизический используемый на сегодняшний день метод корреляции осадочный и вулканический последовательности. Метод работает путем сбора ориентированных образцов через определенные интервалы по всему разрезу. Образцы анализируются для определения их характеристика остающийся намагничивание (ChRM), то есть полярность Магнитное поле Земли в то время слой был депонирован. Это возможно потому, что вулканические потоки приобретают термоостаточная намагниченность и осадки приобретают остаточная намагниченность осаждения, оба из которых отражают направление поля Земли во время формирования. Этот метод обычно используется для датирования последовательностей, в которых обычно отсутствуют окаменелости или прослои вулканических пород.
Техника
Когда поддающиеся измерению магнитные свойства горных пород стратиграфически меняются, они могут быть основой для связанных, но различных типов стратиграфических единиц, вместе известных как магнитостратиграфические единицы (магнитозоны).[1] Наиболее полезным магнитным свойством в стратиграфической работе является изменение направления остаточной намагниченности горных пород, вызванное изменение полярности магнитного поля Земли. Направление остаточной магнитной полярности, зарегистрированное в стратиграфической последовательности, может быть использовано как основание для разделения толщи на единицы, характеризующиеся своей магнитной полярностью. Такие единицы называются «единицами магнитостратиграфической полярности» или хронами.[2]
Если бы древнее магнитное поле было ориентировано аналогично сегодняшнему полю (Северный магнитный полюс рядом с Географический Северный полюс ) пласты сохраняют нормальную полярность. Если данные показывают, что Северный магнитный полюс находился вблизи Географический Южный полюс, слои имеют обратную полярность.
Хрон
| Сегменты скалы (слои ) в хроностратиграфия | Временные промежутки в геохронология | Примечания к геохронологические единицы |
|---|---|---|
| Eonothem | Eon | Всего 4, полмиллиарда лет или более |
| Эратхем | Эра | 10 определено, несколько сотен миллионов лет |
| Система | Период | 22 определены, от десятков до ~ ста миллионов лет |
| Серии | Эпоха | 34 определены, десятки миллионов лет |
| стадия | Возраст | 99 определено, миллионы лет |
| Хронозона | Хрон | подразделение возраста, не используемое шкалой времени ICS |
А полярность хрон, или хрон, - временной интервал между изменение полярности из Магнитное поле Земли.[4] Это временной интервал, представленный единицей магнитостратиграфической полярности. Он представляет собой определенный период времени в геологическая история где земля магнитное поле находился преимущественно в «нормальном» или «обратном» положении. Хроны нумеруются по порядку, начиная с сегодняшнего дня и увеличиваясь в количестве в прошлом. Помимо числа, каждый хрон делится на две части, помеченные «n» и «r», тем самым показывая положение полярности поля. Хрон - это время, эквивалентное хронозона или зона полярности.
Это называется «подхроном полярности», когда интервал составляет менее 200 000 лет.[4]
Процедуры отбора проб
Ориентированные палеомагнитные образцы собирают в полевых условиях с помощью колонкового бурения или как образцы рук (обломки скалы). Чтобы усреднить ошибки выборки, с каждого места выборки берутся как минимум три образца.[5] Расстояние между пробными площадками в стратиграфическом разрезе зависит от скорости отложений и возраста разреза. В осадочных слоях предпочтительный литологии находятся аргиллиты, аргиллиты, и очень мелкозернистый алевролиты потому что магнитные зерна более мелкие и с большей вероятностью ориентируются с окружающим полем во время осаждения.[2]
Аналитические процедуры
Образцы сначала анализируются в их естественном состоянии, чтобы получить их естественная остаточная намагниченность (NRM). Затем NRM удаляется поэтапно с использованием методов размагничивания тепловым или переменным полем, чтобы выявить стабильную магнитную составляющую.
Затем сравниваются магнитные ориентации всех образцов с участка и определяется их средняя магнитная полярность. направленная статистика, чаще всего статистика Фишера или самонастройка.[5] Оценивается статистическая значимость каждого среднего. Широты виртуальных геомагнитных полюсов из тех мест, которые определены как статистически значимые, наносятся на график в зависимости от стратиграфического уровня, на котором они были собраны. Затем эти данные переносятся в стандартные черно-белые магнитостратиграфические столбцы, в которых черный цвет указывает на нормальную полярность, а белый - на обратную полярность.
Соотношение и возраст
Поскольку полярность пласта может быть только нормальной или обратной, вариации скорости накопления отложений могут привести к тому, что толщина данной зоны полярности будет изменяться от одной области к другой. Это представляет проблему, как коррелировать зоны одинаковой полярности между различными стратиграфическими разрезами. Чтобы избежать путаницы хотя бы один изотопный возраст нужно собирать из каждого раздела. В отложениях это часто получается из слоев вулканический пепел. В противном случае можно привязать полярность к биостратиграфический событие, которое коррелировали в другом месте с изотопным возрастом. С помощью независимого изотопного возраста или возрастов местная магнитостратиграфическая колонка коррелируется с Глобальной шкалой времени магнитной полярности (GMPTS).[1]
Поскольку возраст каждого разворота, показанного на GMPTS, относительно хорошо известен, корреляция устанавливает многочисленные временные линии через стратиграфический разрез. Этот возраст дает относительно точные даты для таких особенностей горных пород, как окаменелости, изменения в составе осадочных пород, изменения в среде осадконакопления и т. д. Они также ограничивают возраст сквозных особенностей, таких как недостатки, дамбы, и несоответствия.
Скорость накопления осадка
Возможно, наиболее действенным применением этих данных является определение скорости накопления осадка. Это достигается путем построения графика возраста каждой инверсии (в миллионах лет назад) в зависимости от стратиграфического уровня, на котором обнаружена инверсия (в метрах). Это обеспечивает скорость в метрах за миллион лет, которую обычно переписывают в миллиметры в год (что совпадает с километрами за миллион лет).[2]
Эти данные также используются для моделирования скорость оседания бассейна. Зная глубину нефтематеринская порода под слоем, заполняющим бассейн, позволяет рассчитать возраст, при котором материнская порода прошло окно генерации, и началась миграция углеводородов. Поскольку возраст сквозных ловушечных структур обычно можно определить по магнитостратиграфическим данным, сравнение этих возрастов поможет геологам-коллекторам определить, вероятен ли залег в данной ловушке.[6]
Изменения скорости осадконакопления, выявленные с помощью магнитостратиграфии, часто связаны либо с климатическими факторами, либо с тектоническими изменениями в близлежащих или удаленных горных хребтах. Доказательства, подтверждающие эту интерпретацию, часто можно найти, наблюдая за незначительными изменениями в составе горных пород в разрезе. Для такого рода интерпретации часто используются изменения в составе песчаника.
Сивалик Магнитостратиграфия
Речная толща Сивалик (мощность ~ 6000 м, ~ 20–0,5 млн лет) представляет собой один из лучших примеров применения магнитостратиграфии в континентальных записях.
Смотрите также
- Биостратиграфия
- Хемостратиграфия
- Хроностратиграфия
- Циклостратиграфия
- Литостратиграфия
- Тектоностратиграфия
- Палеомагнетизм
Заметки
- ^ а б Опдайк и Ченнелл 1996, Глава 5
- ^ а б c Батлер 1992, Глава 9
- ^ Cohen, K.M .; Finney, S .; Гиббард, П. (2015), Международная хроностратиграфическая карта (PDF), Международная комиссия по стратиграфии.
- ^ а б Маршак, Стивен, 2009 г., Основы геологии, W. W. Norton & Company, 3-е изд. ISBN 978-0393196566
- ^ а б Tauxe 1998, Глава 3
- ^ Рейнольдс 2002
использованная литература
- Батлер, Роберт Ф. (1992). Палеомагнетизм: от магнитных доменов до геологических террейнов. Первоначально опубликовано Научные публикации Blackwell. ISBN 978-0-86542-070-0. Архивировано из оригинал 18 февраля 1999 г.. Получено 16 сентября 2011.CS1 maint: ref = harv (ссылка на сайт)
- Opdyke, Neil D .; Ченнелл, Джеймс Э. Т. (1996). Магнитная стратиграфия. Академическая пресса. ISBN 978-0-12-527470-8.CS1 maint: ref = harv (ссылка на сайт)
- Tauxe, Лиза (1998). Палеомагнитные принципы и практика. Kluwer Academic Publishers. ISBN 0-7923-5258-0.CS1 maint: ref = harv (ссылка на сайт)
- Рейнольдс, Джеймс Х. (2002). «Магнитостратиграфия добавляет временное измерение бассейновому анализу». Статья "Поиск и обнаружение" № 40050. Американская ассоциация геологов-нефтяников. Получено 16 сентября 2011.CS1 maint: ref = harv (ссылка на сайт)