ФИЗИКА ЗЕМЛИ, 2011, № 12, с. 87-92
= ДИСКУССИИ =
УДК 550.384.7
КОММЕНТАРИИ К СТАТЬЕ М.Л. БАЖЕНОВА И Н.М. ЛЕВАШОВОЙ "АМПЛИТУДА ВЕКОВЫХ ВАРИАЦИЙ НАПРАВЛЕНИЯ ГЕОМАГНИТНОГО ПОЛЯ В ВЕРХНЕДЕВОНСКИХ ВУЛКАНИТАХ
СЕВЕРНОГО ТЯНЬ-ШАНЯ".
© 2011 г. Г. З. Гурарий1, Д. М. Печерский2
Геологический институт РАН, г. Москва 2Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН, г. Москва Поступила в редакцию 14.07.2011 г.
Статья М.Л. Баженова и Н.М. Левашовой посвящена палеомагнитному изучению верхнедевонских вулканитов Северного Тянь-Шаня, выполненному авторами. На основании этих данных предлагается "новая" гипотеза о характеристике вековых вариаций геомагнитного поля в прошлом. Таким образом, статья состоит из двух частей, при этом первая часть является основой для второй. Попытаемся провести краткий анализ отдельно по каждой части.
Некоторые методические замечание к вводной части. Авторы считают, что получение наиболее надежных данных о характеристиках геомагнитного поля в прошлом можно лишь при изучении мощных лавовых серий и при анализе имеющихся в Базе палеомагнитных данных рассматривают результаты лишь подобных исследований. При этом, ими изучается только направление намагниченности (поля) и ее кучность. В то же время информация о направлении поля по осадкам не хуже, а с точки зрения последовательности во времени, даже лучше. По лавам невозможно получить строгую последовательность во времени, они могут излиться и через сутки и через многие тысячелетия, что оценить, как правило, практически невозможно. Тогда как по осадкам получается хорошая осред-ненная запись. Конечно, нужно выбирать "хорошие" объекты, но и для лав, как пишут сами авторы — это проблема номер один. Более того, из материала, изложенного во Введении у читателя, не знакомого с предметом, может создаться впечатление, что мы действительно к настоящему времени практически ничего не знаем о геомагнитном поле прошлых эпох — "Для предшествующих эпох известно, что поле уже существовало как минимум 3 млрд. лет назад и могло менять полярность [Merrill et al, 1996]". Приводя эту фразу без каких либо комментариев, авторы (намеренно или случайно) создают именно такое впечатление. Поле могло менять полярность — но как же в таком случае относится к тому, что мы уже имеем апробированную шкалу геомагнитной полярности для фанерозоя, увязанную с геологической шкалой? Куда пропали все данные о характеристиках поля во время инверсий в позднем кайнозое [Гурарий, 1988], дан-
ные о длиннопериодных (105—106 лет), характеристики поля во время инверсий в перми-триасе и кембрии-ордовике [Палеомагнитология, 1985] и данные о длинноперериоднных (105—106 лет) вариациях в палеозое [Методика..., 1979]? Как быть с работами, в которых приводятся характеристики поля в различные интервалы фанерозоя и даже неогея [Печерский, 1996, Pechersky,1998; Галягин и др., 2000; Dodson et al., 1978; Pechersky et al., 2004; Williams, Fuller, 1982]? Можно было продолжить это перечисление и дальше, но ни это является темой нашей работы. Да простят нам неупомянутые авторы, мы не ставили своей задачей дать полный анализ всех работ, посвященных изучению древних эпох. Просто хотелось отметить, что не хорошо делать вид (как, к сожалению, поступают наши уважаемые иностранные коллеги), что авторы разбираемой статьи проводят свои исследования практически на пустом месте, а все предшествующие исследования огромной армии палеомагнито-логов, проводившиеся в течение более полувека, установили только, что магнитное поле могло менять полярность.
Часть первая — палеомагнитные исследования и их результаты (деление наше), как обоснование предлагаемой авторами гипотезы Вариабильности вековых вариаций — ВВВ. Для того чтобы палео-магнитные характеристики можно было использовать в качестве характеристик геомагнитного поля времени накопления верхнедевонских вулканитов, авторы проводят терморазмагничивание естественной остаточной намагниченности (NRM), выделяют интерпретируемый компонент и используют имеющиеся в распоряжении палеомаг-нитологов стандартные тесты, с той или иной до-
стоверностью свидетельствующие о первичности данного компонента. Однако, учитывая крайнее разнообразие изученных вулканитов даже по приведенным авторами магнитным характеристикам, хотелось бы видеть их более полное представление и результаты более детального исследования и анализа ввиду важности обоснования, что мы имеем дело именно с вариациями геомагнитного поля. Это, в первую очередь, касается заключений о природе намагниченности, о критериях разделения аномальных и нормальных направлений намагниченности разных кластеров, утверждения авторов о "похожести" кривых температурного размагничивания разных пород и т.д. Главное — насколько обосновано утверждение авторов о том, что данная намагниченность отражает характеристики поля времени излияния лав. Подчеркиваем — характеристики геомагнитного поля именно времени образования лав. Начнем с петромагнит-ной оценки природы намагниченности. В исследуемых вулканитах термочисткой выделяются два компонента МЯМ, магнетитовый и гематитовый. Гематит — заведомо низкокотемпературный минерал. Его появление — это вторичное явление по отношению к высокотемпературной стадии остывания потоков. Опыт изучения молодых и древних базальтов показывает, что в свежих породах гематита нет. В базальтах первично-магматическим является всегда титаномагнетит, магнетит, как правило, продукт его окисления, он может образоваться как на высокотемпературной, так и низкотемпературной стадии. Коль палеомагнит-ные направления гематитовых и магнетитовых компонентов совпадают, то, вероятнее всего, время образования их намагниченностей тоже близкое. Тогда возможны два варианта интерпретации: а) образование гематита близко ко времени остывания лавы, природа его намагниченности — химическая, и б) магнетит, в основном, низкотемпературный, тем более распространенный в изученных породах — катион-дефицитный магнетит (магнетит, подвергшийся низкотемпературному однофазному окислению, его точка Кюри заметно выше точки Кюри магнетита). В этом случае намагниченность магнетитового и гематитового компонентов также химическая, а не ТЯМ. Соответственно, время приобретения ее неопределенное. Важное существенное различие верхней и нижней толщ — в верхней части гематит обычно присутствует в заметных количествах или преобладает и кучность больше. Образование гематита происходило долго (при близком направлении ди-польного поля) и при этом осреднялись вариации. В нижней толще распространен катион-дефицитный магнетит. Палеомагнитная стабильность последнего низкая, отсюда, возможно, и больший разброс палеомагнитных направлений.
Авторы в качестве главного обоснования первичности намагниченности используют два теста: тест конгломератов и тест обращения. Сразу оговоримся, что эти тесты хороши для тектонических задач и магнитостратиграфии, но сами по себе, без дополнительных исследований, не являются достаточными при изучении вариаций.
Тест обращения (совпадение прямого и обратного, измененного на 180 градусов направления намагниченности) — в определенной степени в целом ряде случаев свидетельствует о близком времени образования намагниченности разных направлений. Близкого, но не обязательно совпадающего со временем образования самой лавы или любой другой горной породы. Его положительные результаты могут рассматриваться как свидетельство в пользу первичности намагниченности, но ни в коем случае, как ее доказательство. Это общеизвестно. Вполне возможно авторы имеют дело с какой-то древней вторичной намагниченностью, растянутой достаточно во времени, чтобы захватить разную полярность.
Другое дело — тест внутрипластовых конгломератов, положительный результат которого дает ответ на вопрос, изменялось ли первичное направление намагниченности после отложения галек изучаемых пород в моменты перерывов в накоплении материнских пород, или эти изменения отсутствовали или были мало существенны, т.е. является ли изучаемая намагниченность первичной или очень близкой к первичной. Хотя и здесь остается возможность разрыва во времени между излиянием лав и образованием из остывших пород галек. Одно из главных требований этого теста — гальки из внутрипластовых конгломератов должны быть представлены именно теми же породами, для которых эти конгломераты являются "внутрипласто-выми". Что же мы имеем в данном случае? Авторы изучают мощную (более 1000 м) аральскую свиту, сложенную, главным образом, субщелочными базальтами, андезито-базальтами и трахиандезитами с редкими прослоями конгломератов (в разрезе минимум три слоя конгломератов). Гальки в них представлены в основном риолитами, тогда как обломки вмещающих основных лав полностью отсутствуют. Возраст пород позднедевонский, скорее франский (по статье). Т.е. весьма неопределенная характеристика времени и продолжительности образования мощной свиты основных лав, в межпластовых конгломератах которых содержится галька риолитов, кислых пород, ни время образования, ни место нахождения которых неизвестно (по статье). Какова же должна быть продолжительность этих явных перерывов в излиянии лав, чтобы в качестве галек конгломератов оказались эти риолиты, неизвестно откуда принесенные? Т.е. полная временная неопределенность. Что же является для авто-
КОММЕНТАРИИ К СТАТЬЕ МЛ. БАЖЕНОВА И Н.М. ЛЕВАШОВОЙ
89
ров обоснованием возможности использования галек кислых пород в качестве объекта для проведения теста стабильности (первичности!) намагниченности основных пород, слагающих свиту? Оказывается, что "по характеру размагничивания риолиты и базальты достаточно похожи". Что означает "достаточно"? Кривые размагничивания двухкомпонентной, состоящей из близких по направлению магнетитовой и гематитовой намаг-ниченностей, в общем, всегда будут "достаточно" похожи. Иначе, как дискредитацией теста конгломератов это назвать трудно.
Таким образом, нельзя считать доказанным, что полученные авторами статьи палеомагнитные направления для вулканитов аральской свиты, близки ко времени остывания лав. Хотя такое предположение вполне допустимо именно для палеомаг-нитных нап
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.