Петромагнетизм континентальной литосферы и природа региональных магнитных аномалий (стр. 10 из 12)
Таким образом, основная масса магнетита, определяющего намагниченность нижней коры в зоне Иврея, мало зависит от особенностей процессов глубинного метаморфизма, а в большей степени определяется особенностями состава и формирования исходных магматических (дифференциация, приведшая к образованию двух групп пород - первично немагнитных и первично магнитных) и первично немагнитных осадочных пород, их гидротермальных изменений, приведших к появлению вторичного относительно низкотемпературного магнетита за счет перекристаллизации первичных рудных минералов в основных и ультраосновных породах, тогда как аналогичные изменения не привели к появлению магнетита в осадочных породах.
Провинция Супериор (Канада).
[Pilkington and Percival,1999; Williams et al.,1986]. Исследования проведены в пределах двух блоков архейских пород - Пиквитоней и Минто. Первый район представляет собой зеленокаменные пояса, сложенные норитовыми, амфиболитовыми гнейсами, метагаббро, амфиболитами, метаосадками и метавулканитами, окруженные гранитоидными гнейсами. В общем, на долю кислых пород приходится 80% разреза, на долю основных и осадочных пород - 20%. Возраст пород 2,5-3,1 млрд лет. Позднеархейский гранулитовый метаморфизм происходил при 780-880oС и 9
1 кбар и относится к низам коры. Подъем к поверхности Земли произошел 2,3-2,5 млрд лет назад. Среди изученных образцов две трети немагнитные, магнитные, главным образом, кислые интрузивные породы, их k =2 
10 -3 -0,1 ед.СИ. Они содержат, по данным термомагнитного анализа, магнетит ( Tc =540-580oС). В трех слабомагнитных образцах обнаружен пирротин. Два важных результата: а) отсутствует корреляция между величиной магнитной восприимчивости и степенью метаморфизма пород; б) отмечается четкая зависимость восприимчивости от состава пород, так восприимчивость большинства образцов кислых пород на порядок выше, чем у большинства основных интрузивных, вулканических и осадочных пород и совершенно не зависит от общего содержания железа в породах (в кислых интрузивах 1,0-3,0% Fe, в основных интрузивах и вулканитах 6,0-11,0%, в осадочных породах - 0,5-5,0% Fe). Магнетит в изученных породах, как полагают авторы, ретроградного происхождения, он образовался в процессе охлаждения и, возможно, еще не существовал в низах коры. Однако против такой интерпретации говорят многочисленные данные об основном магнитном компоненте в ксенолитах глубинных пород - магнетите, а ксенолиты доставлены на поверхность очень быстро, т.е. магнетит образовался в месте захвата ксенолита в низах коры. (Из объяснения авторов непонятно, почему магнетит избирательно образовался почти исключительно в кислых интрузивных породах, хотя процессом ретроградного метаморфизма охвачены все породы провинции). В некоторых основных породах сохранились ламелли ильменита от первичного распавшегося титаномагнетита, ячейки магнетита в котором замещены амфиболом, наблюдается замещение Fe-Ti-окислов эпидотом и сфеном. Предполагается, что основные породы содержали ильменит и титаномагнетит, которые были разрушены при ретроградном метаморфизме. Средняя индуктивная намагниченность разреза древней коры блока Пиквитоней не превышает 1 А/м, чего недостаточно для создания региональных магнитных аномалий нижней корой (см. раздел 2). Предполагается, что дефицит намагниченности обеспечивается вязкой намагниченностью, образующейся в низах коры.Большая часть блока Минто сложена чарнокитами (магматические ортопироксеновые гранитоиды), возраст этих пород варьирует от 3,0-2,9 - ранних тоналитов до ~2,7 млн лет - вулканогенно-осадочной толщи. Этот комплекс интерпретируется как континентальные краевые дуги, подобно поясам блока Пиквитоней. Распределение пород блока по магнитной восприимчивости имеет бимодальную форму, породы делятся на практически немагнитные ( k =2
10-4 -10-3 ед.СИ) и магнитные ( k =0,01-0,2 ед.СИ). В группу немагнитных входят метаосадки, метавулканиты и небольшая часть гранитов и гранодиоритов, в группу магнитных - пироксеновые гранитоиды, граниты, гранодиориты, тоналиты, диориты и незначительная часть метаосадков и метавулканитов. Главный рудный минерал магнитных пород - магнетит, его содержание 1-5%, в большинстве пород присутствует и ильменит. Ранние высокотемпературные крупные кристаллы магнетита (30-100 мкм) образуются вместе с пироксеном, более поздние зерна магнетита кристаллизуются в интерстициях, встречаются ламелли магнетита в пироксенах. Температура образования сосуществующих сростков магнетита и ильменита (400-600oС) заметно ниже, чем температура кристаллизации соседних пироксенов ( > 700oС), что объясняется перекристаллизацией в процессе остывания или при последующем низкотемпературном метаморфизме. Содержание магнетита в породах не коррелирует с общим содержанием железа в породах.Колебания магнитной восприимчивости коррелирует с интенсивностью региональных магнитных аномалий, наиболее интенсивные аномалии ассоциируют с известково-щелочными дугами. Близкое к нормальному поле относится к областям развития вулканогенно-осадочных толщ. Наблюдаемые магнитные аномалии вполне обеспечиваются индуктивной намагниченностью верхнекоровых источников с измеренной на поверхности восприимчивостью пород. В пользу главенствующей роли индуктивной намагниченности говорит и величина отношения Кенигсбергера, которое у 92% образцов меньше 1,0. Блок Минто отмечен положительной спутниковой магнитной аномалией (8 нТ) [Arkani-Hamed et al.,1994]. Исследователи не исключают возможного вклада в аномальное поле вязкой остаточной намагниченности. Судя по минералогическим геотермобарометрам кристаллизация гранитоидов происходила при температуре 700-1000oС и давлении 5-6 кбар, т.е. на глубине 15-18 кбар. Их петрология и петрохимия демонстрируют тренды фракционной дифференциации известково-щелочной магмы от пироксен-биотит-магнетитовых диоритов-гранодиоритов до амфибол-биотитовых гранитов, превращенных в чарнокиты.
Таким образом, источники региональных магнитных аномалий провинции Супериор отличаются от большинства других регионов, где источники аномалий связываются с гранулитами основного состава низов коры. Магматические чарнокиты обычны как компоненты гранулитовых террейнов, архейских [Percival,1994; Ridley,1992] и протерозойских [Newton,1992; Young and Ellis,1991]
Лофотен и Вестерален (Норвегия).
[Griffin et al.,1978; Schlinger,1985]. Район является примером провинции глубинного происхождения, с которой связаны региональные магнитные аномалии до 700 нТ. Регион сложен архейскими мигматитовыми гнейсами вулканогенного происхождения, метавулканитами и метаосадками (возраст 2,7-2,8 млрд лет), протерозойскими метаосадками и метавулканитами (возраст 2,1-1,8 млрд лет) и многочисленными интрузиями (возраст 1,7-1,8 млрд лет). Все породы преимущественно среднего состава, лишь мигматиты ЮЗ Лофотена имеют более основной состав. Породы подверглись метаморфизму в гранулитовой фации и, впоследствии (1,2-1,1 млрд лет назад), ретроградному метаморфизму в амфиболитовой фации. Мощность коры в регионе 20-25 км.
Магнитная восприимчивость и естественная остаточная намагниченность изученных образцов: гнейсы (амфиболитовая фация) - k =10-2 1,1
10-2 ед.СИ, NRM= 0,58 1,27 А/м, гнейсы (гранулитовая фация) - k =4,8 10-2 2,6 10-2 ед.СИ, NRM=2,9 3,0 А/м; основные и ультраосновные породы - k =6,7 10-2 4,0 10-2 ед.СИ, NRM=10,2 10,4 А/м; интрузивные породы среднего состава (мангериты) - k =2,0 10-2 1,6 10-2 ед.СИ, NRM=1,87 1,7 А/м, при этом мангериты, подвергшиеся ретроградному метаморфизму, имеют минимальную k =0,5 10-2 0,4 10-2 ед.СИ, NRM=0,22 0,27 А/м; основные породы ЮЗ Лофотена - k =5,8 10-2 3,0 10-2 ед.СИ, NRM=5,1 6,7 А/м. Средняя по всем определениям k =3,5 10-2 ед.СИ согласуется с оценкой по региональным магнитным аномалиям - 3,8 10-2 ед.СИ. Среднее Qn =0,3-0,5. Следовательно, основной вклад в региональные магнитные аномалии вносит индуктивная намагниченность. К тому же у большинства образцов NRM нестабильна, преобладающая ее часть вязкая.