Магнитная стратиграфия нижнедевонских отложений острова Западный Шпицберген (свита Френкельриджен)

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

В работе представлены результаты исследования коллекции палеомагнитных образцов горных пород нижнедевонского возраста (свита Френкельриджен), собранных на северо-западе острова Западный Шпицберген. Основным носителем естественной остаточной намагниченности изученных пород является гематит. По данным компонентного анализа выделены доскладчатые, биполярные компоненты естественной остаточной намагниченности, для которых тест обращения положительный. Проведено сравнение последовательности магнитозон геомагнитного поля изученного разреза с имеющимися мировыми данными по нижнему девону.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

А. Г. Иосифиди

Санкт-Петербургский филиал Института земного магнетизма, ионосферы и распространения радиоволн РАН; Геологический институт РАН

Email: iosag@mail.ru
Россия, Санкт-Петербург; Москва

Н. В. Сальная

Геологический институт РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: natasavi@inbox.ru
Россия, Москва

Список литературы

  1. Буров Ю.П., Семевский Д.В. Основные черты тектонического строения девонского грабена (остров Щпицберген). Геология Свальбарда / В.Н. Соколов (ред.). Л.: НИИГА. 1976. С. 103–116.
  2. Гуревич Е.Л., Слауцитайс И.П. Палеомагнетизм мезозойских осадочных и интрузивных пород Западного Шпицбергена. Палеомагнетизм и аккреционная тектоника / А.Н. Храмов (ред.). Л.: ВНИГРИ. 1988. С. 18–30.
  3. Иосифиди А.Г., Храмов А.Н., Комиссарова Р.А., Плетнева А.С. Баренцево-Печорская плита в девоне: палеогеографическое положение и тектоника ее обрамления: палеомагнитные данные. Палеомагнетизм осадочных бассейнов Северной Евразии / А.Н. Храмов (ред.). 2007. С. 126–143.
  4. Иосифиди А. Г., Храмов А. Н., Комиссарова Р. А. Палеомагнетизм девонских и каменноугольных отложений архипелага Шпицберген. Палеомагнетизм и магнетизм горных пород; теория, практика, эксперимент. “Материалы международной школы-семинара “Палеомагнетизм и магнетизм горных пород” / В.П. Щербаков (ред.). СПб.: СОЛО. 2010. С. 72–78.
  5. Иосифиди А.Г., Храмов А.Н. Палеомагнетизм девонских и каменноугольных отложений о. Западный Шпицберген. К палеозойской истории обрамлений Баренцево-Карского бассейна // Физика Земли. 2013. № 5. С. 132–149.
  6. Иосифиди А.Г. Магнитостратиграфия раннедевонских отложений острова Шпицберген // Нефтегазовая геология. Теория и практика. 2015. Т. 10. № 4. http://www.ngtp.ru/rub/2/37_2015.pdf
  7. Иосифиди А.Г. Каменноугольные отложения острова Западный Шпицберген: палеомагнитные данные // Нефтегазовая геология. Теория и практика. 2022. Т. 17. № 4. http://www.ngtp.ru/rub/2022/44_2022.html
  8. Молостовский Э.А. Скалярные магнитные характеристики пород как показатели условий седиментации. Использование магнетизма горных пород при геологической съемке / Л.Е. Шолпо, Б.Ш. Русинов, М: Г. Илаев и др. (ред.). Л.: Недра. 1986. 224 с. (Методическое пособие по геологической съемке масштаба 1:50 000. Вып. 18. Всесоюз. науч.-исслед. геол. ин-т). С. 58–73.
  9. Мурашов Л.Г.,Мокин Ю.И. Стратиграфическое расчленение девонских отложений острова Шпицберген. Геология Свальбарда / Отв. ред. В. Н. Соколов. Л.: НИИГА. 1976. С. 78–91.
  10. Храмов А.Н., Гончаров Г.И., Комиссарова Р.А. и др. Палеомагнитология. Л.: Недра. 1982. 312 с.
  11. Погарская И.А., Гуревич Е.Л. Палеомагнетизм девонских пород Щпицбергена. Палеомагнетизм и аккреционная тектоника / А.Н. Храмов (ред.). Л.: ВНИГРИ. 1988. С. 6–17.
  12. Попов В.В. Пакет программ (Электронный ресурс) https://ifz-paleomag.ru/Полезные ресурсы. 2023 г.
  13. Сальная Н.В., Иосифиди А.Г. Палеомагнетизм раннедевонских отложений о. Шпицберген. Палеомагнетизм и магнетизм горных пород. Материалы XXV юбилейной Всероссийской школы-семинара по проблемам палеомагнетизма и магнетизма горных пород (с международным участием) / В.П. Щербаков (ред.). Москва–Борок, 25–29 сентября 2019 г. Ярославль: Филигрань. 2019. С. 203–208.
  14. Сироткин А.Н., Никитин Д.В. Особенности геодинамического развития девонского грабена Шпицбергена // Записки Горного института. 2011. Т. 194. C. 104–111.
  15. Стратиграфический словарь Щпицбергена / И.С. Грамберг (ред.). Л.: Недра. 1990. 203 с.
  16. Храмов А.Н., Шкатова В.К. Общая магнитостратиграфическая шкала полярности фанерозоя. Дополнения к Стратиграфическому кодексу России / А.И. Жамойда (ред.). СПб.: ВСЕГЕИ. 2000. С. 24–45.
  17. Шолпо Л.Е. Магнитная восприимчивость и ее информативность. Использование магнетизма горных пород при геологической съемке. Л.: Недра. 1986. 224 с. (Методическое пособие по геологической съемке масштаба 1:50 000. Вып. 18. Всесоюз. науч.-исслед. геол. ин-т). С. 42–47.
  18. Becker R.T., Marshall J.E.A., Da Silva A.-C. The Devonian Period, Geologic Time Scale. 2020. Elsevier. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-824360-2.00022-X.
  19. Bian W., Yang T., Jiang Z., Jin J., Gao F., Wang S. et al. Paleomagnetism of the Late Cretaceous red beds from the Far Western Lhasa Terrane: Inclination discrepancy and tectonic implications. 2020 // Tectonics. V. 39(8). P. e2020TC006280. https://doi.org/10.1029/2020TC006280
  20. Blom H., Goujet D. Thelodont scales from the lower Devonian Red Bay group, Spitsbergen // Palaeontology. 2002. V. 45(4). P. 795–820.
  21. Blomeier D., Wisshak M., Dallmann W., Volohonsky E., Freiwald A. Facies analysis of the Old Red Sandstone of Spitsbergen (Wood Bay Formation): reconstruction of the depositional environments and implications of basin development // Facies. 2003. V. 49. P. 151–174.
  22. Dallmann W.K., Piepjohn K., Ohta Y. Geological map of Svalbard 1:100 000, sheet B4G Reinsdyrflya. Norsk Polarinstitute Temakart nr. 38. 2005.
  23. Davies N. S., Berry C.M., Marshall J. E.A., Wellman C. H., Lindemann F.-J. The Devonian landscape factory: plant–sediment interactions in the Old Red Sandstone of Svalbard and the rise of vegetation as a biogeomorphic agent // Journal of the Geological Society. 2021. V. 178 (5). https://doi.org/10.1144/jgs2020-225
  24. Day R., Fuller M., Schmidt V.A. Hysteresis properties of titanomagnetites: grain-size and compositional dependence // Phys. Earth .Planet. Inter. 1977. V. 13. P. 260–269.
  25. Chadima M., Hrouda F. Remasoft 3.0 – a user-friendly paleomagnetic data browser and analyzer // Travaux Géophysiques. 2006. V. XXVII. P. 20–21.
  26. Cogne J., Halim N., Chen Y., Courtillot V. Resolving the problem of shallow magnetizations of Tertiary age in Asia: Insights from paleomagnetic data from the Qiangtang, Kunlun, and Qaidam blocks (Tibet, China), and a new hypothesis // Journal of Geophysical Research. 1999. V. 104(B8). P. 17715–17734. https://doi.org/10.1029/1999JB900153
  27. Enkin R.J. A computer program package for analysis and presentation of palaeomagnetic data // Pacific Geoscience Centre. Canada. Sidney: Geol. Survey. 1994. 16 p.
  28. Geoscience Atlas of Svalbard / Winfried K. Dallmann (ed.). Report Series № 148. Norwegian Polar Institute. 2015. 291 p.
  29. Iosifidi A.G., Mac Niocaill C., Khramov A.N., Dekkers M.J., Popov V.V. Palaeogeographic implications of differential inclination shallowing in Permo-Carboniferous sediments from the Donets basin, Ukraine // Tectonophysics. 2010. V. 490. № 3–4. P. 229–240.
  30. Jiang Z., Liu Q., Dekkers M.J., Zhao X., Roberts A.P., Yang Z., et al. Remagnetization mechanisms in Triassic red beds from South China // Earth and Planetary Science Letters. 2017. V. 479(C). P. 219–230. https://doi.org/10.1016/J.EPSL.2017.09.019
  31. Jiang Z., Liu Q., Dekkers M.J., Tauxe L., Qin H., Barrón V., Torrent J. Acquisition of chemical remanent magnetization during experimental ferrihydrite–hematite conversion in Earth-like magnetic field—Implications for paleomagnetic studies of red beds // Earth and Planetary Science Letters. 2015. V. 428. P. 1–10. https://doi.org/10.1016/j.epsl.2015.07.024
  32. Jiang Z., Liu Q., Roberts A. P., Dekkers M. J., Barrón V., Torrent J., Li S. The magnetic and color reflectance properties of hematite: From Earth to Mars // Reviews of Geophysics. 2022. V. 60. P. e2020RG000698. https://doi. org/10.1029/2020RG000698
  33. Meng J., Coe R.S., Wang C., Gilder S.A., Zhao X., Liu H., et al. Reduced convergence within the Tibetan Plateau by 26 Ma? // Geophysical Research Letters. 2017. V. 44. P. 6624–6632. https://doi.org/10.1002/2017GL074219
  34. Lovlie R., Torsvik T., Jelenska M. and Levandowski M. Evidence for detrital remanent magnetization carried by hematite in Devonian Red Beds from Spitsbergen; palaeomagnetic implications // Geophys. J. R. Astron. Soc. 1984. V. 79. P. 573.
  35. Lowrie W. Identification of the ferromagnetic minerals in a rock by coercivity and unblocking temperature properties // Geophys. Res. Lett. 1990. V. 17. P. 159–162.
  36. Li S.H., Deng C., Yao H., Huang S., Liu C., He H. et al. Magnetostratigraphy of the Dali Basin in Yunnan and implications for late Neogene rotation of the southeast margin of the Tibetan Plateau // Journal of Geophysical Research: Solid Earth. 2013. V. 118(3). P. 791–807. https://doi.org/10.1002/JGRB.50129
  37. McFadden P.L., McElhinny M.W. Classification of reversal test in palaeomagnetism // Geophys. J. Int. 1990. V. 103. P. 725–729.
  38. Özdemir Ö., Dunlop D.J. Hysteresis and coercivity of hematite // J. Geophys. Res. Solid. Earth. 2014. V. 119. P. 2582–2594. doi: 10.1002/2013JB010739
  39. Opdvke N.D., Channell J.E.T. Magnetic stratigraphy. N.Y.: Acad. Press. 1996. 346 p.
  40. Zhang W., Fang X., Zhang T., Song C., Yan M. Eocene rotation of the Northeastern Central Tibetan Plateau indicating stepwise compressions and eastward extrusions // Geophysical Research Letters. 2020. V. 47(17). P. e2020GL088989. https://doi.org/10.1029/2020GL088989
  41. Smethurst M.A., Khramov A.N. A new Devonian palaeomagnetic pole for the Russian platform and Baltica, and related apparent polar wander // Geophys. J. Int. 1992. V. 108. P. 179–192.
  42. Swanson-Hysell N.L., Fairchild L.M., Slotznick S.P. Primary and secondary red bed magnetization constrained by fluvial intraclasts // Journal of Geophysical Research: Solid Earth. 2019. V. 124(5). P. 4276–4289. https://doi.org/10.1029/2018JB017067
  43. Tauxe L., Kent D.V., Opdyke N.D. Magnetic components contributing to the NRM of Middle Siwalik red beds // Earth and Planetary Science Letters. 1980. V. 47(2). P. 279–284. https://doi.org/10.1016/0012-821X(80)90044-8
  44. Torsvik T.H., Lovlie R., Sturt B.A. Palaeomagnetic argument for a stationary Spitsbergen relative to the British Isles (Western Europe) since late Devonian and its bearing on North Atlantic reconstruction // Earth and Planetary Science Letters. 1985. V. 75. P. 278–288.
  45. Torsvik T.H., Van der Voo R., Meert J.G., Mosar J., Walderhaug H.J. Reconstructions of the continents around the North Atlanticat about the 60th parallel // Earth and Planetary Science Letters. 2001. V. 187. P. 55–69.
  46. Van der Voo R. The Reliability of Paleomagnetic Data // Tectonophysics. 1990. V. 184. P. 1–9.
  47. Watson G.S., Enkin R.J. The fold test in palaeomagnetism as a parameter estimation problem // Geophys. Res. Lett. 1993. V. 20. P. 2135–2138.
  48. Yan M., Van der Voo R., Fang X.M., Pares J.M., Rea D.K. Paleomagnetic evidence for a mid-Miocene clockwise rotation of about 25° of the Guide Basin area in NE Tibet // Earth and Planetary Science Letters. 2006. V. 241(1–2). P. 234–247. https://doi.org/10.1016/j.epsl.2005.10.013

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Схема расположения обнажений девонских отложений и стратиграфическая колонка по изученному разрезу в районе северного берега Лифде-фьорда: (а) – литолого-стратиграфическая колонка, стратиграфические уровни отбора образцов в разрезе свиты Френкельриджен; (б) – тектоническая карта (фрагмент) острова Западный Шпицберген [Geoscience ..., 2015; Dallmann et al., 2015]; (в) – место отбора образцов и номера обнажений на геологической карте [Dallmann et al., 2005].

Скачать (1MB)
Метаданные
3. Рис. 2. Гистограммы распределения величин Kₘ и Jₙ.

Скачать (85KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Изменение величины Kₘ и Jₙ и компоненты D1 по разрезу. Слева направо: мощность разреза; изменение по разрезу магнитной восприимчивости, естественной остаточной намагниченности, наклонения компоненты D1, склонения компоненты D1; литологическая колонка, уровни отбора образцов; полярность магнитозон; обозначение магнитозон.

Скачать (354KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Результаты экспериментов по методу Лаури [Lowrie, 1990] и гистерезисные характеристики для образцов нижнедевонских пород о. Западный Шпицберген. Слева направо: кривые терморазмагничивания жестких и мягких компонентов Jᵣₛ, образованных при намагничивании в полях 1.6 Тл по оси X, 0.3 Тл по оси Y и 0.05 Тл по оси Z для образцов 45, 56, 67, 88, соответственно; петли гистерезиса; кривые нормального намагничивания Jᵣ; кривые разрушающего поля Hcr.

Скачать (283KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Диаграмма Дэя.

Скачать (139KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Примеры терморазмагничивания девонских образцов горных пород температурой (пустые кружки – проекция вектора в вертикальной меридиональной плоскости, залитые кружки – проекция вектора в горизонтальной плоскости; стратиграфическая система координат; остальные пояснения в тексте). обн. 1, 2, образцы 27-1, 35-3, 45-1, 56-2 и 88-1; обн.6, 168-4, 169-3, 171-4, 181-3 и 189-5 (начало).

Скачать (390KB)
Метаданные
8. Рис. 6 (окончание).

Скачать (381KB)
Метаданные
9. Рис. 7. Распределение направлений Jₙ после проведения компонентного анализа для девонских отложений свиты Френкельриджен: (а) – компонента А по всем обнажениям, крестом показано направление компоненты А после применения теста выпрямления складки, пересчитанное в стратиграфическую систему координат; (б) – компонента D1 по обн. 1, 2; (в) – компонента D1 по обн. 6; (г) – пример оценки среднего направления Jₙ по нормалям к кругам размагничивания; (д) – пример оценки среднего направления Jₙ по кругам размагничивания; (е) – определение направления компоненты D1 по нормалям к кругам размагничивания для обн. 1,2; стереопроекции распределений всех компонент Jₙ приведены в стратиграфической системе координат; пустые (залитые) кружки – проекции векторов на верхнюю (нижнюю) полусферу.

Скачать (633KB)
Метаданные
10. Рис. 8. Корреляция выделенных магнитозон по свите Френкельриджен с общей магнитостратиграфической шкалой. Слева направо: положение серии Ред Бей по отношению к общей стратиграфической шкале [Geoscience Atlas..., 2015 (рисунок модифицирован после [Blomeier et al.,2003]); магнитостратиграфическая шкала девонского периода GTS2020; магнитозоны для свиты Френкельриджен и для зоны контакта со свитой Андребреен, полученные в данной работе, дополненные данными по свите Бен Невис [Иосифиди, 2015]; магнитостратиграфическая шкала 2000 [Храмов, Шкатова, 2000]. Возможная корреляция выделенных магнитозон, показана красными стрелками.

Скачать (633KB)
Метаданные
11. Рис. 9. Параметры анизотропии магнитной восприимчивости для осадочных пород девона свиты Френкельриджен: (а) – распределения направлений главных осей эллипсоида анизотропии магнитной восприимчивости в стратиграфической системе координат, К1, К3, К3 – направления максимальной, промежуточной и минимальной осей эллипсоида анизотропии магнитной восприимчивости; (б) – таблица параметров анизотропии магнитной восприимчивости; (в) – зависимость степени анизотропии (Р = К1/К3) от величины магнитной восприимчивости; (г) – зависимость параметра линейности (L = К1/К2) от степени сплюснутости (F = К2/К3).

Скачать (352KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».