Инд. авторы:	Метелкин Д.В., Лавренчук А.В., Михальцов Н.Э.
Заглавие:	О возможности записи инверсии геомагнитного поля в долеритовых силлах норильского района: результаты математического моделирования
Библ. ссылка:	Метелкин Д.В., Лавренчук А.В., Михальцов Н.Э. О возможности записи инверсии геомагнитного поля в долеритовых силлах норильского района: результаты математического моделирования // Физика Земли. - 2019. - № 6. - С.24-33. - ISSN 0002-3337.
Внешние системы:	РИНЦ: 41139735;
Реферат:	eng: The possibility of reconstructing the geological chronicle by identifying the peculiarities in the variations of the Earth’s magnetic field associated with the reversals is one of the fundamental applications of paleomagnetism. The most detailed records of reversal events whose duration is, on average, one to ten thousand years have been recognized from the results of studying flood basalts of the large igneous provinces. At the same time, recent publications report the facts that are interpreted as a record of a geomagnetic reversal in the intrusion bodies. Inter alia, these data have been obtained for the relatively thin Ergalakh dolerite sills in the Norilsk region of the Siberian trap province which are supposed to have recorded the «Ivakinsky-Syverminsky» reversal corresponding to the Permian-Triassic boundary. The interpretation is based on the hypothesis of slow cooling of the intrusion during which its apical parts are magnetized during the Ivakinsky epoch of reversed polarity whereas the central parts acquire magnetization after the reversal during the Syverminsky time corresponding to normal polarity. In this paper, we consider the results of mathematical modeling to discuss the validity of these assumptions and the potential eligibility of subvolcanic intrusions as a source of information for studying geomagnetic reversals. It is shown that the duration of their cooling including the interval of the most probable magnetization is a few orders of magnitude shorter than the duration of the reversal transitions, whereas the presence of the components with normal and reversed polarity is most likely to be due to the effect of self-reversal. rus: Возможность восстановления геологической летописи путем выявления закономерностей вариаций магнитного поля Земли, связанных с инверсиями, является одним из фундаментальных приложений палеомагнетизма. Наиболее детальные записи инверсионных событий, длительность которых в среднем от 1 до 10 тыс лет, известны по результатам изучения базальтовых покровов крупных изверженных провинций. Вместе с тем в последнее время появляются публикации, представляющие факты, интерпретируемые как запись геомагнитной инверсии в интрузивных телах. В частности, такие данные получены для относительно маломощных долеритовых силлов ергалахского комплекса в Норильском районе Сибирской трапповой провинции, где предполагается запись «ивакинско-сыверминской» инверсии, отвечающей рубежу перми - триаса. В основу интерпретации положена гипотеза о медленном остывании интрузии, при котором ее апикальные части намагничиваются в ивакинскую эпоху обратной полярности, а центральные - после инверсии в сыверминское время, отвечающее прямой полярности. В настоящей статье, используя результаты математического моделирования, мы обсуждаем справедливость этих предположений и потенциальную привлекательность субвулканических интрузий для изучения геомагнитных инверсий. Показано, что длительность их остывания, включая интервал наиболее вероятного намагничивания, на несколько порядков меньше продолжительности инверсионных переходов, а наиболее вероятной причиной присутствия компонент прямой и обратной полярности является эффект самообращения.
Ключевые слова:	dynamics of cooling; mathematical modeling; dolerite sill; Geomagnetic reversals; paleomagnetism; самообращение намагниченности; динамика остывания; математическое моделирование; долеритовый силл; геомагнитные инверсии; палеомагнетизм; magnetization self-reversal;
Издано:	2019
Физ. характеристика:	с.24-33
Цитирование:	1. Веселовский Р.В., Галле И., Павлов В.Э. Палеомагнетизм траппов долин рек Подкаменная Тунгуска и Котуй: к вопросу о реальности послепалеозойских относительных перемещений Сибирской и Восточно-Европейской платформ // Физика Земли. 2003. № 10. С. 78-94. 2. Веселовский Р.В., Константинов К.М., Латышев А.В., Фетисова А.М. Палеомагнетизм субвулканических траппов севера Сибирской платформы: некоторые геологические и методические следствия // Физика Земли. 2012. № 9-10. С. 74-87. 3. Гапеев А.К., Грибов С.К. Магнитные свойства интрузивных траппов Сибирской платформы с признаками самообращения естественной остаточной намагниченности // Физика Земли. 2008. № 10. С. 75-92. 4. Гапеев А.К., Грибов С.К. Частичное самообращение термоостаточной намагниченности, созданной на гетерофазно-окисленных титаномагнетитах // Физика Земли. 2002. № 9. С. 3-12. 5. Диденко А.Н. О возможной причине квазипериодических колебаний частоты геомагнитных инверсий и величины 87Sr/86 Sr в морских карбонатных породах в фанерозое // Геология и геофизика. 2011. Т. 52. № 12. С. 1945-1956. 6. Диденко А.Н. О современной связи процессов в ядре и литосфере // Рос. журн. наук о Земле. 1999. Т. 1. № 3. С. 187-198. 7. Добрецов Н.Л. Глобальная геодинамическая эволюция Земли и глобальные геодинамические модели // Геология и геофизика. 2010. Т. 51. № 9. С. 1155-1158. 8. Добрецов Н.Л. О периодичности и разномасштабных факторах вулканических извержений // Геология и геофизика. 2015. Т. 56. № 12. С. 2107-2117. 9. Латышев А.В., Веселовский Р.В., Иванов А.В., Фетисова А.М., Павлов В.Э. Свидетельства кратких интенсивных пиков магматической активности на юге Сибирской платформы (Ангаро-Тасеевская впадина) на основании результатов палеомагнитных исследований // Физика Земли. 2013. № 6. С. 77-90. 10. Латышев А.В., Ульяхина П.С., Криволуцкая Н.А. Признаки записи инверсии геомагнитного поля в термо-триасовых интрузиях ергалахского комплекса (Норильский район) // Физика Земли. 2019. № 2. С. 92-110. 11. Михальцов Н.Э., Казанский А.Ю., Рябов В.В., Шевко А.Я., Куприш О.В., Брагин В.Ю. Палеомагнетизм траппов северо-западной части Сибирской платформы по результатам исследований керна // Геология и геофизика. 2012. Т. 53. № 11. С. 1595-1613. 12. Нагата Т. Магнетизм горных пород. М.: Мир. 1965. 348 с. 13. Николаев Г.С., Арискин А.А., Бармина Г.С. SPINMELT-2.0: Численное моделирование равновесия шпинелид-расплав в базальтовых системах при давлениях до 15 кбар. I. Формулировка, калибровка и тестирование модели // Геохимия. 2018. № 1. С. 28-49. 14. Павлов В.Э., Флуто Ф., Веселовский Р.В., Фетисова А.М., Латышев А.В. Вековые вариации геомагнитного поля и вулканические пульсы в пермо-триасовых траппах Норильской и Маймеча-Котуйской провинций // Физика Земли. № 5. 2011. С. 35-50. 15. Печерский Д.М. Палеомагнитология, петромагнитология и геология. Словарь-справочник для соседей по специальности. М.: ИФЗ РАН. 2006. (http://paleomag.ifz.ru/). 16. Рябов В.В., Шевко А.Я., Гора М.П. Магматические образования Норильского района. Т. 1. Петрология траппов. Новосибирск: Нонпарель. 2001. 408 с. 17. Фетисова А.М., Веселовский Р.В., Латышев А.В., Радько В.А., Павлов В.Э. Магнитная стратиграфия пермо-триасовых траппов долины реки Котуй (Сибирская платформа) в свете новых палеомагнитных данных // Стратиграфия. Геологическая корреляция. 2014. Т. 22. № 4. С. 36-51. 18. Щербаков В.П., Латышев А.В., Веселовский Р.В., Цельмович В.А. Причина возникновения ложных компонент естественной остаточной намагниченности при стандартной пошаговой температурной чистке // Геология и геофизика. 2017. Т. 58. № 9. C. 1407-1421. 19. Annen C., Blundy J.D., Leuthold J., Sparks R.S.J. Construction and evolution of igneous bodies: Towards an integrated perspective of crustal magmatism // Lithos. 2015. V. 230. P. 206-221. 20. Campbell I.H., Czamanske G.K., Fedorenko V.A., Hill R.I., Stepanov V. Synchronism of the Siberian Trapps and the Permian-Triassic boundary // Science. 1992. V. 258. P. 1760-1763. 21. Channell J.E.T., Vázquez Riveiros N., Gottschalk J., Waelbroeck C., Skinner L.C. Age and duration of Laschamp and Iceland Basin geomagnetic excursions in the South Atlantic Ocean // Quaternary Science Reviews. 2017. V. 167. P. 1-13. 22. Coe R.S., Jarboe N.A., Le Goff M., Petersen N. Demise of the rapid-field-change hypothesis at Steens Mountain: The crucial role of continuous thermal demagnetization // Earth Planet. Sci. Lett. 2014. V. 400. P. 302-312. 23. Cox A. Plate Tectonics and Geomagnetic Reversals. - W.H. Freeman 24. Dalrymple G.B., Czamanske G.K., Lanphere M.A., Stepanov V., Fedrenko V. 40Ar/39 Ar ages from samples from Noril'sk-Talnakh ore bearing intrusions and the Siberian flood basalts, Siberia // EOS. 1991. V. 72. P. 570. 25. Ferk A., Leonhardt R. The Laschamp geomagnetic field excursion recorded in Icelandic lavas // Physics of the Earth and Planetary Interiors. 2009. V. 177. P. 19-30. 26. Gradstein F.М., Ogg J.G., Schmitz M.D., Ogg G.M. The Geological Time Scale. Elsevier. 2012. 1144 p. 27. Gurevitch E.L., Heunemann C., Rad'ko V., Westphal M., Bachtadse V., Pozzi J.P., Feinberg H. Palaeomagnetism and magnetostratigraphy of the Permian-Triassic northwest central Siberian Trap Basalts // Tectonophysics. 2004. V. 379. P. 211-226. 28. Gutiérrez F., Parada M.A. Numerical Modeling of Time-dependent Fluid Dynamics and Differentiation of a Shallow Basaltic Magma Chamber // Journal of Petrology. 2010. V. 51. Iss. 3. P. 731-762. doi:10.1093/petrology/egp101 29. Herrero-Bervera E., Valet J.-P. Paleosecular variation during sequential geomagnetic reversals from Hawaii // Earth Planet. Sci. Lett. 1999. V. 171. P. 139-148. 30. Heunemann C., Krasa D., Soffel H., Gurevitch E., Bachtadse V. Directions and intensities of the Earth's magnetic field during a reversal: results from the Permo-Triassic Siberian trap basalts, Russia // Earth and Planetary Science Letters. 2004. V. 218. P. 197-213. 31. Huppert H.E., Sparks R.S.J. The Generation of Granitic Magmas by Intrusion of Basalt into Continental Crust // Journal of Petrology. 1988. V. 29. P. 599-624. doi:10.1093/petrology/29.3.599 32. Jarboe N.A., Coe R.S., Glen J.M.G. Evidence from lava flows for complex polarity transitions: the new composite Steens Mountain reversal record // Geophys. J. Int. 2011. V. 186. P. 580-602. 33. Kamo S.L., Czamanske G.K., Amelin Yu., Fedorenko V.A., Davis D.W., Trofimov V.R. Rapid eruption of Siberian flood-volcanic rocks and evidence for coincidence with the Permian-Triassic boundary and mass extinction at 251 Ma // Earth and Planetary Science Letters. 2003. V. 214. P. 75-91. 34. Krása D., Shcherbakov V.P., Kunzmann T., Petersen N. Self-reversal of remanent magnetisation in basalts due to partially oxidised titanomagnetites // Geophys. J. Int. 2005. 162 (1). P. 115-136. 35. Lind E., Kropotov S., Czamanske G., Gromme S., Fedorenko V. Paleomagnetism of the Siberian Flood Basalts of the Noril'sk Area: A Constraint on Eruption Duration // International Geology Review. 1994. V. 36. № 12. P. 1139-1150. 36. McDougall I. The present status of the geomagnetic polarity time scale/In: The Earth: Its Origin, Structure and Evolution / McElhinny M.W. (ed). Academic Press. London. 1979. P. 543-566. 37. Merrill R.T., McFadden P.L. Geomagnetic polarity transitions // Rev. Geophys. 1999. V. 37. P. 201-226. 38. Morris A. A palaeomagnetic and rock magnetic glossary // Tectonophysics. 2003. V. 377. P. 211-228 39. Narteau C., Le Mouël J.-L., Valet J.-P. The oscillatory nature of the geomagnetic field during reversals // Earth and Planetary Science Letters. 2007. V. 262. P. 66-76. 40. Olson P.L., Glatzmaier G.A., Coe R.S. Complex polarity reversals in a geodynamo model // Earth Planet. Sci. Lett. 2011. V. 304. P. 168-179. 41. Opdyke N.D., Channel J.E.T. Magnetic stratigraphy. Academic Press., NY. 1996. 346 p. 42. Reichow M.K., Pringle M.S., Al'Mukhamedov A.I., Allen M.B., Andreichev V.L., Buslov M.M., Davies C.E., Fedoseev G.S., Fitton J.G., Inger S., Medvedev A.Ya., Mitchell C., Puchkov V.N., Safonova I.Yu., Scott R.A., Saunders A.D. The timing and extent of the eruption of the Siberian Traps large igneous province: Implications for the end-Permian environmental crisis // Earth Planet. Sci. Lett. 2009. V. 277. P. 9-20. 43. Reichow M.K., Saunders A.D., White R.V., Pringle M.S., Al'Mukhamedov A.L., Medvedev A.I., Kirda N.P. 40Ar/39 Ar dates from the West Siberia basin: Siberia flood basalt province doubled // Science. 2002. V. 296. P. 1846-1849. 44. Renne P.R., Basu A.R. Rapid eruption of the Siberian traps flood basalts at Permo-Triassic Boundary // Science. 1991. V. 253. P. 176-179. 45. Schön J.H. Physical properties of rocks: fundamentals and principles of petrophysics. Pergamon. 1998. 583 p. 46. Skeel R.D., Berzins M. A method for the spatial discretization of parabolic equations in one space variable // SIAM Journal on Scientific and Statistical Computing. 1990. V. 11. Iss. 1. P. 1-32. 47. Smith P.M., Asimow P.D. Adiabat_1 ph: A new public front-end to the MELTS, pMELTS, and pHMELTS models // Geochem. Geophys. Geosyst. 2005. V. 6. Q02004. 48. Valet J.-P., Fournier A., Courtillot V., Herrero-Bervera E. Dynamical similarity of geomagnetic field reversals // Nature. 2012. V. 490. P. 89-93. 49. Wicht J., Meduri D.G. A gaussian model for simulated geomagnetic field reversals // Physics of the Earth and Planetary Interiors. 2016. V. 259. P. 45-60.