КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ

Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.

 

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ


Номер проекта 23-27-00018

НазваниеХарактер геомагнитных инверсий во время частой смены полярности в позднем рифее (катавская свита, Южный Урал)

Руководитель Голованова Инесса Владимировна, Доктор физико-математических наук

Организация финансирования, регион Федеральное государственное бюджетное научное учреждение Уфимский федеральный исследовательский центр Российской академии наук , Республика Башкортостан

Конкурс №78 - Конкурс 2022 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований малыми отдельными научными группами»

Область знания, основной код классификатора 07 - Науки о Земле; 07-405 - Геомагнитное поле, геодинамо, палеомагнетизм

Ключевые слова Палеомагнетизм, инверсии геомагнитного поля, Южный Урал, поздний рифей, катавская свита

Код ГРНТИ38.19.27


 

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ


Аннотация
Проект направлен на решение фундаментальной научной проблемы, состоящей в выяснении связи между изменениями геомагнитного поля на протяжении геологического времени и процессами, происходящими в ядре и на границе ядро-мантия. Целью Проекта является получение новых данных, удовлетворяющих современным мировым стандартам качества и описывающих поведение инверсионного процесса в позднем рифее (катавская свита, Южный Урал). Высокая вероятность получения достоверного результата при палеомагнитном доизучении известняков катавской свиты обусловлена очень хорошим качеством записи магнитного сигнала в них (в особенности, для таких древних пород), а также наличием в верхней части разреза уникально большого количества смен магнитной полярности. Детальное изучение, по крайней мере, нескольких зон смены полярности в разрезах катавской свиты могло бы дать важные дополнительные доводы в пользу первичности ее намагниченности, считавшейся ранее метахронной. В случае доказательства синхронности образования высокотемпературной компоненты (ВТК) намагниченности катавской свиты эта часть разреза может стать хорошим палеомагнитным репером в неопротерозойской истории Земли. Кроме того, это может дать важную информацию об особенностях поведения геомагнитного поля в позднем докембрии, что, в свою очередь, может внести вклад в физическую теорию геомагнетизма. Для достижения поставленной цели планируется решить следующие основные задачи: 1. Выполнить полевые и лабораторные исследования намеченных перспективных для изучения инверсий геомагнитного поля участков катавской свиты в разрезах Юрюзань и Галиакберово. 2. Выполнить лабораторные исследования уже имеющейся в наличии части детальной коллекции образцов по разрезу катавской свиты разреза Юрюзань. 3. Сравнить особенности поведения геомагнитного поля во время инверсии в одном и том же разрезе и в разных, удаленных друг от друга разрезах, сравнить полученные результаты с опубликованными данными по более молодым отложениям. Исследование, подобное планируемому, не выполнялось в мировой практике для данного возрастного интервала и, следовательно, является совершенно новым. По сравнению с нашими предыдущими исследованиями новизна планируемых работ состоит в том, что в ходе выполнения Проекта мы рассчитываем получить значительно более детальную характеристику изменений геомагнитного поля в позднем рифее, чем та, что имеется в настоящее время. Кроме того, новым будет сравнение характеристик отдельных инверсий как в одном и том же разрезе, так и в удаленных друг от друга разрезах, и сравнение характера поведения геомагнитного поля в изученных позднерифейских инверсиях с известными, более молодыми.


 

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ


 

Публикации

1. Парфирьев Н.П., Данукалов К.Н., Голованова И.В., Дьякова С. А. Первые результаты теста внутриформационных конгломератов в катавской свите позднего рифея (Южный Урал) Ученые записки Казанского университета, Серия естественные науки. (год публикации - 2023)


Аннотация результатов, полученных в 2024 году
Полностью проведены лабораторные исследования коллекции образцов. На разрезе Казмаш и в районе п. Инзер проведено детальное опробование фрагментов красноцветной части разреза. Предварительные результаты лабораторных исследований показали перспективность дальнейшего изучения этих разрезов. Выполнен поиск и дополнительный отбор внутриформационных конгломератов с вмещающим матриксом для продолжения работ по обоснованию первичности высокотемпературной компоненты намагниченности пород катавской свиты. Выполнена интерпретация палеомагнитных и циклостратиграфических данных с учетом новых результатов, полученных в ходе выполнения проекта. Для изучения характера инверсий геомагнитного поля необходима уверенность в том, что характеристическая высокотемпературная компонента (ВТК) намагниченности пород катавской свиты синхронна времени их образования. Кроме того, необходимо иметь возможность оценить скорость осадконакопления и длительность переходных процессов. Получены новые палеомагнитные данные по разрезам катавской свиты в районе г. Юрюзань и д. Галиакберово, и вышележащей инзерской свиты в районе д. Галиакберово. Обобщены новые данные и результаты предыдущих исследований, дающие важные аргументы в пользу первичности характеристической ВТК намагниченности пород катавской свиты. Подтверждена независимость направления характеристической ВТК намагниченности от магнитной минералогии, впервые отмеченная В.Э. Павловым и И. Галле. Изучение соседних свит позволило уверенно подтвердить отличие катавских палеомагнитных направлений от направлений в подстилающей и перекрывающей свитах. Новые результаты по разрезам Юрюзань и Галиакберово очень четко демонстрируют тренд смещения палеомагнитных направлений по мощности разреза катавской свиты вплоть до подошвы вышележащей инзерской свиты. Величина смещения наклонения в катавской свите составляет более 15 градусов и согласуется для этих двух, удаленных друг от друга разрезов, а также для изученного ранее В.Э. Павловым и И. Галле разреза Миньяр. Выявлено явное сходство магнитостратиграфической записи в удаленных друг от друга разрезах, расположенных в районах с несколько разной геологической историей. Магнитостратиграфическая колонка для разреза Юрюзань демонстрирует поразительное сходство с колонкой для разреза Миньяр, изученного В.Э. Павловым и И. Галле. Повторно проведен тест внутриформационных конгломератов на более представительной, по сравнению с предыдущей, коллекции образцов. Изучены образцы брекчий из двух разрезов катавской свиты в окрестностях д. Толпарово и г. Катав-Ивановск. Петрографические и электронно-микроскопические исследования подтвердили близость минерального состава в обломках и вмещающей породе, что позволило провести тест конгломератов. По результатам теста можно утверждать, что палеомагнитная запись в породах катавской свиты формировалась во время накопления этих пород и, таким образом, является первичной. Полученный результат подтверждает перспективность использования палеомагнитных данных, полученных по породам катавской свиты, для решения задач, связанных с построением неопротерозойских палеотектонических реконструкций и с изучением эволюции геомагнитного поля позднего докембрия. Продолжены циклостратиграфические исследования разреза Юрюзань. Циклостратиграфия позволяет выявить периодичность в стратиграфической записи и, следовательно, может ограничивать частоту инверсий и оценивать скорость осадконакопления, в том числе и ее вариации по разрезу, и длительность переходных процессов. Ранее была выполнена предварительная оценка средней скорости осадконакопления в верхней части разреза Юрюзань. В 2023 году коллекция образцов была существенно пополнена, что позволило уточнить прежние результаты и рассмотреть также нижнюю часть разреза. Для выявления орбитальной цикличности использовались вариации магнитной восприимчивости (МВ). Спектральный анализ серии MВ нижней части разреза Юрюзань позволил идентифицировать предполагаемые циклы Миланковича и оценить продолжительность седиментации в пределах нижней части разреза. Средняя скорость осадконакопления оценивается приблизительно в 13.8 м/млн лет, откуда следует, что изученные 62.6 м накопились примерно за 4.5 млн лет. С помощью процедуры FFT (fast Fourier transform) выполнена оценка переменных скоростей седиментации вдоль верхней и нижней частей разреза с использованием скользящего окна. Циклы со схожей, но немного отличающейся периодичностью являются результатом разных скоростей седиментации (со значениями в диапазоне от ~10 до ~30 м/млн лет). Этот результат не противоречит современным представлениям о скорости осадконакопления в мелководном морском бассейне в условиях относительно стабильного тектонического режима и может быть использован для оценки продолжительности отдельных магнитозон и переходных процессов между ними. Изучены 6 инверсий и 1 экскурс геомагнитного поля, происходивших в катавское время. Запись изменений дипольной составляющей поля имеет в основном закономерный характер, однако логика переходного процесса часто отличается от перехода к переходу. Из общих особенностей переходного процесса следует выделить: как правило, пониженные значения модуля Jn по сравнению с периодами стационарного состояния поля; сравнительно медленные изменения параметров при выходе из стационарного состояния поля и при подходе к нему и быстрое скачкообразное изменение направления геомагнитного поля в середине (как правило) процесса; наличие в ряде случаев предвестников (до смены полярности) и отскоков (после нее) направления поля. Длительность законченной инверсии по нашим оценкам приблизительно 15 – 30 тыс. лет (чаще всего около 20). Не замечено существенных отличий «катавских» инверсий геомагнитного поля от более молодых смен полярности По результатам работы опубликована 1 статья, приняты в печать 2 статьи, сделаны 12 докладов на 6 конференциях.

 

Публикации

1. Парфирьев Н.П., Данукалов К.Н., Голованова И.В., Дьякова С.А. Тест конгломератов в катавской свите неопротерозоя (Южный Урал) Физика Земли (год публикации - 2025)

2. Парфирьев Н.П., Голованова И.В., Данукалов К.Н., Сальманова Р.Ю. Предварительные результаты палеомагнитного изучения катавской свиты в бассейнах рек Большой и Малый Казамаш (Южный Урал) Геологический вестник, № 3. С. 88–94 (год публикации - 2024)
10.31084/2619-0087/2024-3-9

3. Голованова И.В., Данукалов К.Н., Сальманова Р.Ю., Парфирьев Н.П. Итоги палеомагнитного изучения неопротерозойской катавской свиты на Южном Урале Георесурсы (год публикации - 2024)