Что отражено в археомагнитной записи обожженной керамики?

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

С целью сравнения археонапряженности, определенной методами Телье–Коэ и Вилсона, с известным, “истинным” значением геомагнитного поля во время и в месте обжига керамики на образцах керамики, изготовленной 21.02.2017 г. в г. Мышкин Ярославской области РФ, проведен комплекс археомагнитных и петромагнитных исследований.

Полученные результаты показывают два различных значения археонапряженности, соответствующих двум температурным интервалам. На низкотемпературном интервале (∼150–350°C) получены значения ниже истинного примерно на 13 мкТл, на интервале (∼350–600°C) значения археонапряженности достаточно близки к “истинному”. Причина данного явления, возможно, связана с наличием в исследуемой керамике мелких магнитных зерен, близких по размеру к суперпарамагнитным, которые при нагревах способны возобновить свой рост и достигнуть размеров однодоменного состояния.

Результаты петромагнитных исследований показывают, что носителями термоостаточной намагниченности в исследуемой керамике являются зерна окисленного магнетита, гематита и, возможно, ε-Fe2O3.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

О.  В. Пилипенко

Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: pilipenko@ifz.ru
Россия, Москва

Г.  П. Марков

Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН

Email: gpmarkov@yandex.ru
Россия, Москва

Н.  В. Сальная

Геологический институт РАН

Email: natasavi@inbox.ru
Россия, Москва

П.  А. Минаев

Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН

Email: ps1100@ya.ru
Россия, Москва

Н.  А. Афиногенова

Геофизическая обсерватория “Борок”, филиал Института физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН

Email: aphina312@mail.ru
Россия, пос. Борок, Ярославская обл.

Список литературы

  1. Веселовский Р.В., Дубиня Н.В., Пономарев А.В. и др. Центр коллективного пользования Института физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН “Петрофизика, геомеханика и палеомагнетизм” // Геодинамика и тектонофизика. 2022. Т. 13. № 2. 0579. https://doi.org/10.5800/GT-2022-13-2-0579
  2. Виноградов Ю.К., Марков Г.П. О влиянии вторичного низкотемпературного прогрева на магнитное состояние многодоменного магнетита. Исследования в области палеомагнетизма и магнетизма горных пород / Щербакова В.В. (ред.). М.: ИФЗ РАН. 1989. С. 31–39.
  3. Сальная Н.В. Эволюция напряженности магнитного поля на территории Европейской части России во втором тысячелетии нашей эры. Дис. … канд. физ.-мат. наук. Санкт-Петербург. 2022. 210 с.
  4. Тейлор Дж. Введение в теорию ошибок. М.: Мир. 1985. 272 с.
  5. Bukhtiyarova G.A., Shuvaeva M.A, Bayukov O.A., Martyanov O.N. Facile synthesis of nanosized ε-Fe2O3 particles on the silica support // Journal of Nanoparticle Research. 2011. V. 13. № 10. Pp. 5527–5534.
  6. Coe R.S. Paleointensities of the Earth’s magnetic field determined from tertiary and quaternary rocks // J. Geophys. Res. 1967. V. 72. P. 3247–3262.
  7. Coe R.S., Gromme S., Mankinen E.A. Geomagnetic paleointensity from radiocarbon-dated flows on Hawaii and the question of the Pacific nondipole low // J. Geophys. Res. 1978. V. 83. P. 1740–1756.
  8. Gromme C.S.,Wright T.L., Peck D.L. Magnetic properties and oxidation of iron-titanium oxide minerals in Alae and Makaopuhi lava lakes, Hawaii // J. Geophys. Res.1969. V. 74. P. 5277–5294.
  9. Kissel C., Laj C. Improvements in procedure and paleointensity selection criteria (PICRIT-03) for Thellier and Thellier determintions: application to Hawaiian basaltic long cores // Phys. Earth Planet. Inter. 2004. V. 147. P. 155–169.
  10. Kosterov A., Kovacheva M., Kostadinova-Avramova M., Minaev P., Salnaia N., Surovitskii L., Yanson S., Sergienko E., Kharitonskii P. High-coercvity magnetic minerals in archaeological baked clay and bricks // Geophys. J Int. 2021. V. 224. P. 1256–1271.
  11. Kurmoo M., Rehspringer J.L., Hutlova A., D’Orleans C., Vilminot S., Estournes C., Niznansky D. Formation of nanoparticles of ε-Fe2O3 from yttrium iron garnet in a silica matrix: an unusually hard magnet with a Morin-like transition below 150 K // Chem. Mater. 2005. V. 17. P. 1106–1114.
  12. Lowrie W. Identification of ferromagnetic minerals in a rock by coercivity and unblocking temperature properties // Geophys. Res. Lett. 1990. V. 17. P. 159–162.
  13. Nagata T., Arai Y., Momose K. Secular variation of the geomagnetic total force during the last 5000 years // J. Geophys. Res. 1963. V. 68. P. 5277–5281.
  14. Namai A., Sakurai S., Nakajima M., Suemoto T., Matsumoto K., Goto M., Sasaki S., Ohkoshi S. Synthesis of an electromagnetic wave absorber for high-speed wireless communication // J. Am. Chem. Soc. 2009. V. 131. P. 1170–1173.
  15. Prevot M., Mankinen E.A., Coe R.S., Gromme S.C. The Steens Mountain (Oregon) geomagnetic polarity transition 2. Field intensity variations and discussion of reversal models // J. Geophys. Res. 1985. V. 90. № B12. P. 10417–10448.
  16. Roberts A.P., Cui Y., Verosub K.L. Wasp-waisted hysteresis loops: Mineral magnetic characteristics and determination of components in mixed magnetic systems // J. Geophys. Res. 1995. V. 100. P. 17909–17924.
  17. Rietveld H.M. A profile refinement method for nuclear and magnetic structures // J. Appl. Crystallogr. 1969. V. 2. P. 65–71.
  18. Selkin P.A., Tauxe L. Long-term variations in palaeointensity // Philos. Trans. R. Soc. London, Ser A. 2000. V. 358. P. 1065–1088.
  19. Shcherbakova V.V., Shcherbakov V.P., Heider F. Properties of partial thermoremanent magnetization in pseudosingle domain and multidomain magnetite grains // J. Geophys. Res. 2000. V. 105. P. 767–781.
  20. Thellier E., Thellier O. Sur l’intensité du champ magnéttique terrestre dans le passé historique et géologique // Ann. Geophys. 1959. V. 15. P. 285–378.
  21. Tronc E., Chaneac C., Jolivet J.P. Structural and magnetic characterization of ε-Fe2O3 // J. Solid State Chem. 1998. V. 139. P. 93–104.
  22. Wilson R.L. Paleomagnetism in Northern Iceland. Pt. 1: The thermal demagnetization of natural magnetic moments in rock // Geophys. J. Roy. Astr. Soc. 1961. V. 5. P. 45–69.
  23. Zijderveld J.D.A. Demagnetization of rocks: analysis of results. Methods in Paleomagnetism. Amstredam: Elsevier. 1967. P. 254–286.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис.  1. Результаты ТМА двух образцов из разных пластин по зависимости намагниченности насыщения Js от температуры T. Фиолетовый цвет соответствует нагреву до 450°С, розовый цвет – до 500°С, оранжевый цвет – до 600°С, голубой цвет – до 700°С. № 1, № 2 – номера пластин.

Скачать (256KB)
Метаданные
3. Рис.  2. Примеры термомагнитного анализа по зависимости остаточной намагниченности насыщения Jrs от температуры T. Жирная линия – первый нагрев, тонкая линия – второй нагрев. № 1, № 2 – номера пластин.

Скачать (160KB)
Метаданные
4. Рис.  3. Результаты ступенчатого термомагнитного анализа по зависимости магнитной восприимчивости K от температуры T. Ступенчатые нагревы до 400, 500 и 600°С. Красный, оранжевый, фиолетовый цвета – нагрев. Синий, голубой, зеленый – охлаждение. № 1, № 2 – номера пластин.

Скачать (344KB)
Метаданные
5. Рис.  4. Петли магнитного гистерезиса до удаления парамагнитного и диамагнитного вкладов – тонкая линия и после – жирная линия (а), (в). Кривые перемагничивания в обратном магнитном поле (б), (г). № 1, № 2 – номера пластин.

Скачать (309KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Зависимости остаточной коэрцитивной силы Bcr (а) и коэрцитивной силы Bc (б) от температуры.

Скачать (177KB)
Метаданные
7. Рис.  6. Тест Лаури. Для создания остаточной намагниченности Jrs намагничивание образцов выполнено в трех ортогональных направлениях: (а), (в) – по оси X в магнитном поле 1.6 Тл, по оси Y в магнитном поле 0.5 Тл, по оси Z в магнитном поле 0.3 Тл; (б), (г) – по оси X в магнитном поле 0.3 Тл, по оси Y в магнитном поле 0.1 Тл, по оси Z в магнитном поле 0.05 Тл.

Скачать (552KB)
Метаданные
8. Рис.  7. (а) – Стереографические проекции главных осей эллипсоида AMS в системе координат образцов, в которой координатные оси X и Y лежат в плоскости раскатывания “глиняного теста”, а ось Z перпендикулярна этой плоскости: K1 – максимальная ось; K2 – промежуточная ось; K3 – минимальная ось эллипсоида AMS; (б) – графики зависимости степени магнитной анизотропии P от магнитной восприимчивости K.

Скачать (197KB)
Метаданные
9. Рис.  8. Примеры диаграмм Зийдервельда терморазмагничивания NRM – (а) и TRM – (б) пилотного образца 1-1 для учета анизотропии TRM.

Скачать (217KB)
Метаданные
10. Рис.  9. Примеры диаграмм Араи–Нагаты (а), (в), (д) и Зийдервельда (б), (г), (е) со скоростью охлаждения 1°/с и диаграммы Араи–Нагата (ж) и Зийдервельда (з) со скоростью охлаждения 0.2°/с. Числами около точек обозначены температуры нагрева в °С.

Скачать (882KB)
Метаданные
11. Рис.  10. Примеры диаграмм Араи–Нагаты (а), (в) и Зийдервельда (б), (г) со скоростью охлаждения 1°/с. Расчет археонапряженности магнитного поля велся практически на всем температурном интервале. Числами около точек обозначены температуры нагрева в °С.

Скачать (400KB)
Метаданные
12. Рис.  11. Кривые температурного размагничивания NRM и TRMлаб – (а), (в). Кривая зависимости NRM(TRMлаб) – красная линия (б), (г). Голубая прямая – линейная аппроксимация. Числа около точек на кривой обозначают температуры нагрева в °С.

Скачать (538KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024