Магнитные аномалии докембрия в околоземном пространстве

В околоземном пространстве спутниками миссии CHAMP и Swarm измерены магнитные аномалии модуля и Z-компоненты на высотах 400 и 450 км [1]. Исследование аномалий H-компоненты проведено по трехмерной компонентной модели магнитного поля Земли СПбФ ИЗМИРАН, построенной на основе измеренных и расчетных данных полных значений компонент вектора [2-3].
Векторные данные содержат значительно больше информации о магнитных неоднородностях строения литосферы. Они позволяют подойти к решению вопроса о намагниченности и свойствах источников региональных и крупных региональных аномалий, несущих информацию о состоянии глубинных образований земной коры.
В фундаменте континентов залегает раннедокембрийская земная кора. С докембрийскими образованиями связано возникновение значительной части полезных ископаемых. На основе комплексных исследований строения континентов вблизи подошвы верхней коры выделен магнитоактивный слой – «магнетитовая зона» [4]. Он возник в раннем докембрии на границе «гранулито-базитового» и гранитного слоев в результате процессов регионального метаморфизма с выделением магнетита. Магма докембрия сильно обогащена минералами железа, поэтому магнетитовая зона является источником железа при формировании месторождений.
С целью выявления особенностей строения литосферы магнитоактивных зон, наблюдаемых в околоземном пространстве, построены глубинные разрезы по магнитным аномалиям, аномалиям силы тяжести и сейсмологическим данным. Анализ вещественного состава пород глубинных разрезов позволил установить геологическую и вещественную природу магнетитовых зон. Физические условия в низах верхней коры благоприятны для образования термоостаточной и вязкой намагниченности. Магнетитовые зоны создают высокие значения магнитных аномалий H- и Z-компонент в околоземном пространстве, определяемые концентрацией магнетита, индуктивной и термоостаточной намагниченностью нижних горизонтов раннедокембрийской земной коры (до изотермы Кюри магнетита).
В процессе исследования свойств литосферы определено местоположение наиболее плотных и магнитных неоднородностей. К границам этих образований приурочены очаги землетрясений, фиксирующие направление перемещения границ неоднородностей, оси сжатия и растяжения. Исследование магнитных, плотностных и сейсмологических характеристик раннедокембрийской земной коры, слагающей фундамент континентов, позволило подойти к оценке ее глубинного строения на вещественном уровне и показать, что региональные магнитные аномалии отражают влияние магнетитсодержащих слоев, существующих на глубинах более 10-15 км [5, 6].
Большой интерес представляют аномалии H-компоненты, характерные для магнитоактивной зоны хребтов Альфа и Менделеева Северного Ледовитого океана. Она расположена вблизи магнитного полюса, где главное значение H-компоненты за последние 100 лет очень мало (0-500 нТл). Расчеты показали, что основной источник аномалий H-компоненты находится в слое на глубине 15-20 км. Вероятнее всего, это означает, что породы хребтов Альфа и Менделеева, помимо индуктивной, обладают термоостаточной намагниченностью. Возможно, что она сохранилась с тех времен, когда в Арктике не было магнитного полюса или породы этих хребтов образовались и намагнитились в других широтах, где главное поле H-компоненты имеет большие значения. Такие аномалии H-компоненты характерны для докембрийских блоков Северной Америки и Европы. Вполне возможно, что хребты Альфа и Менделеева тоже возникли в докембрии. Изучение аномалий компонент придает новый импульс исследованиям пространственно-временного представления о реконструкциях тектонических плит. Исследование магнитных аномалий околоземного пространства имеет научное, практическое и прикладное значение для решения поисковых геолого-геофизических задач и вопросов навигации летательных аппаратов.
Работа выполнена при финансовой поддержке Государственным заданием 0037 2014 0005.