Биогенный магнетит и магниторецепция. Новое о биомагнетизме. Том 2 - Киршвинк Дж.
ISBN 5-03-001275-3
Скачать (прямая ссылка):
6. Происхождение магнетита
Распределение размеров зерен давно уже используется седиментологами для определения области-источника сноса осадочного материала. Применение этой методики для распознавания источника ультратонкозер-нистого магнетита в осадках очень важно с точки зрения палеомаг-нитных исследований. Благодаря своей высокой восприимчивости и стабильности при размагничивании в переменных полях однодоменный магнетит вносит существенный вклад в остаточную намагниченность пород. Кроме того, малый размер однодоменных частиц магнетита обусловливает медленное оседание их в водном столбе, поэтому эффекты осаждения не должны влиять на его ориентировку по направлению магнитного поля.
Однодоменные частицы магнетита непосредственно наблюдались с
помощью ПЭМ в различных типах изверженных пород (Evans et al., 1968). Эванс и Вейман (Evans, Wayman, 1970) обнаружили включения таких частиц в зернах пироксена и плагиоклаза в габброидных интрузиях. Смит (Smith, 1979) наблюдал их в качестве акцессорной фазы в стеклах из базальтов срединно-океанического хребта, а Гейсманн и др. (Geissman et al., 1983) сообщили об их присутствии в пепле туфового потока. Однако высокое содержание Ti в этих зернах отличает их от однодоменных зерен магнетита, которые были обнаружены при проведении данного исследования. Многие авторы используют пересмотренный критерий Лоури-Фуллера (см. Johnson et al., 1975) для определения наличия однодоменных частиц в различных типах осадочных пород (например, в известняках -Lowrie, Heller, 1982; в озерных осадках-Stober, Thompson, 1979). Но при проведении этих исследований наблюдения под электронным микроскопом не проводились, поэтому распределение размеров и форм зерен точно определено не было. В таблицу наиболее распространенных в почвах магнитных минеральных фаз, составленную Швертманном и Тэйлором (Schwertmann, Taylor, 1977), магнетит не включен. Однако Ёздемир и Банерджи (Ozdemir, Banerjee, 1982) обнаружили частицы ультрамелкого магнетита с размером зерен от однодоменного (SD) до псевдооднодоменного (PSD) в образцах почв западной части центральной Миннесоты. В двух других находках однодоменный магнетит был биогенным и искусственным. Поскольку методики выделения магнетита из осадочных пород развиваются и совершенствуются, в будущем можно ожидать сообщений о других находках однодоменного магнетита в природе. Но само собой разумеется, что в ходе данного исследования встал вопрос: что же является источником однодоменного магнетита в морских осадках?
Магнетит, попавший в морские осадки, может иметь разное происхождение: 1) космическое, 2) вулканическое, 3) терригенное, 4) связанное с подводным выветриванием, 5) гидротермальное, 6) диагенети-ческое, 7) хемогидрогенное (аутигенное) и 8) биогенное. Очевидно, что на магнитную минералогию древних осадочных пород промышленные выбросы (Doyle et al., 1976) не могли оказать влияния.
Магнитные сферулы (диаметром 10-200 мкм), состоящие из ядер металлического железа, окруженных обычно магнетитовой оболочкой, были обнаружены в современных осадках (Chester, Aston, 1976). Хотя природа их неясна, предполагается, что они имеют космическое происхождение (Castaing, Frederickson, 1958). Их малочисленность позволяет утверждать, что они не являются существенным источником магнетита в осадках.
Магнитные фазы терригенного происхождения вносят вклад в естественную остаточную намагниченность некоторых морских осадков (Verosub, 1977). Округлые и эродированные зерна, по всей вероятности, претерпели водную транспортировку, а заостренные и угловатые формы предполагают эоловый перенос, например в составе вулканической пыли. Магнитные исследования подтвердили присутствие многодомен-
ного магнетита в различных морских осадочных породах (Lowrie, Heller, 1982; Ensley, Verosub, 1982) и в образцах из скважин глубоководного бурения (Lovlie et al., 1971). Исследования с помощью СЭМ показали, что частицы магнетита представляют собой округлые зерна с мелко-ямчатой поверхностью, которая свидетельствует об их обломочном происхождении. Кроме того, по размеру (0,2-30 мкм) они крупнее зерен магнетита из Потамидских глин. Тем не менее низкая разрешающая способность СЭМ не позволяет построить детальные гистограммы распределения размеров зерен менее 1 мкм.
Магнетит может образоваться в гидротермальных системах в результате реакции (Shanks et al., 1981)
(46 — 0,5x)Fe2Si04 + 8SO^+ + 8Mg2+ + 4H20 =
= 4FeS2 + 4FeMg2Si4O10(OH)2 + (28 - x)Fe304 +
+ xFe203 + (30 — 0,5x) Si02 (водн.) или при подводном выветривании океанических базальтов (Fyre, Lonsdale, 1981). Присутствие магнетита в осадках гидротермальной системы Красного моря (Hackett, Bischoff, 1973) и в марганцевых конкрециях (Carpenter et al., 1972) было подтверждено магнитными измерениями, однако отдельные зерна магнетита не наблюдались. Геологические данные также не дают никаких оснований предполагать, что вблизи Крита в позднем миоцене существовала какая-либо гидротермальная система.
