Magnetická anizotropie hornin (stručný přehled a využití v geologii) Martin Chadima AGICO, s.r.o., Brno Magnetická anizotropie hornin Osnova 1. Základní principy magnetismu a magnetické anizotropie 2. Anizotropie minerálů 3. Vztah mezi magnetickou a minerální stavbou hornin 4. Magnetická stavba sedimentárních hornin 5. Magnetická stavba magmatických hornin 6. Magnetická stavba metamorfitů 7. Odběr vzorků, měření a zpracování dat 8. Separace paramagnetické a feromagnetické anizotropie 9. Vztah mezi magnetickou anizotropií a deformací 1 Magnetická anizotropie hornin Literatura •Tarling, D.H., Hrouda, F. 1993. The magnetic anisotropy of rock, Chapman & Hall, 217 s. •Lanza, R., Meloni, A. 2006. The Earth's Magnetism: An Introduction for Geologist. Springer, 278 s. (Kapitola 5) Kontakt Martin Chadima (chadima@sci.muni.cz) AGICO, s.r.o., Brno Přednášky http://www.sci.muni.cz/~chadima/geomagnetismus/ 4. Magnetická stavba sedimentárních hornin •Relativně nízká magnetická susceptibilita 20 i« JI f M 11 llla^H Sedimentární horniny K<300x10-f 100 E Qfl 3O0 400 K (10-8 SI) Anchimetamorfované sedimenty ^L 16 K < 500xio-6 ";; sua 400 eoo eoo if (10"'SI) •Stupeň anizotropie pod 5% •Oblátní stavba >™n P < 1,30 2 4. Magnetická stavba sedimentárních hornin klidné sedimentační prostředí ŕ D \ °> o^y^DT^ ; o ^p.....| pomalé proudění v * / Current direction —^ / yr >. direction b) sC&Z&X^ % °M.....\ rychlé (turbiditní) proudění -^-^-,—r>. ^ Püleoturrent j^ o i*v direction ŕ A ů A /Ä/ ž? ** ft o A ŕ* Ů Pi i i i^ H J 4. Magnetická stavba sedimentárních hornin Deformace sedimentů t K™, «BS roubíková odlučnost slabá kliváž [pencil structure) © 5 fiit 6-//? silná kliváž deformační stavba OQ 4. Magnetická stavba sedimentárních hornin Magnetic fabrics and cleavage development across the Pyrenean Foreland Basin M.-U. Eocene L.-M. Eocene Paleozoic Basement Akreční klín na jižním okraji Pyrenejí 5kr"i 4. Magnetická stavba sedimentárních hornin Drahanská vrchovina Paleozoický akreční klín .-*■*. PRF3 JFiwW- e-VH "»W-' 4. Magnetická stavba sedimentárních hornin Stupeň anizotropie Tvarový parametr ^ 4. Magnetická stavba sedimentárních hornin Vznik magnetické lineace 5 4. Magnetická stavba sedimentárních hornin Magnetická lineace v extenzním režimu •Extenzní neogenní pánve •jižní Itálie Basin-scale Grain-scale 5. Magnetická stavba magmatických hornin Výlevné a žilné horniny velmi vysoká magnetická susceptibilita nízký stupeň anizotropie K < 50 OOOOxIO-6 40, 20 T P < 1,03 20000 30000 40000 50000 60000 K (10'* SI) 1.00 1.03 1.05 agnetická stavba magmatických hornin Magnetická susceptibilita je dominantně nesena magnetitem Biotlte, hornblende and pyroxene 0.1 1 10 Concentration (wt%) 5. Magnetická stavba magmatických hornin MayiTiiitk-lincaliun Xenoiiihs Magmatic foliation Priernxrysis Gas bubbles 7 agnetická stavba magmatických hornin •lávové proudy Roudn 5. Magnetická stavba magmatických hornin •žíly Magmj flow Velocity profile AMS ellipsoid 8 agnetická stavba magmatických hornin •směr magnetické lineace není v jednoznačném vztahu ke směru toku •lépe použít imbrikaci magnetické foliace \^ ^fX imbrication angle K A 5. Magnetická stavba magmatických hornin Odhad směru proudění Vertical injection Horizontal injection Long lived plutonic complex Caption Zone of magma storage Continental lithosphere Dyke plane Flood basalts, lower and middle series offshore 9 5. Magnetická stavba magmatických hornin N [%] 40 30 20 10 Hlubinné horniny •bimodální rozdělení magnetické susceptibility (granity bývalého SSSR) slabě magnetické (paramagnetické) granity S typ nositel magnetizace hlavně biotit (amfibol) silně magnetické (feromagnetické) granity Intruzivní-1 typ nositel magnetizace hlavně magnetit 0 1 3 7 15 30 60 10 [SI] 5. Magnetická stavba magmatických hornin Granites paramagnétiques Granites femjmagnéljques 0 1,10 1.20 U0 1,40 1,50 1.60 -T--5 S — i' Log (K) -3 agnetická stavba magmatických hornin iv,| 25 brněnský masiv Iyftf ** 0 Skm ■ ■ 3 5. Magnetická stavba magmatických hornin Magnetické anizotropie v měřítku celého plutonu magnetická foliace magnetická lineace pluton Monte Capanne, Elba, Itálie 11 6. Magnetická stavba metamorfovaných hornin 30 T Light metamorphic 25 20 r— 20 15 10 - 10 5 "U-r-, o I—I I----1----1----i—tJ----1----1—1----1----1----*—1----t—l—*■ t t 1 1.8 2.0 0 450 900 1350 1800 (CI10-6Sh n Dark metamorphic 40 30 30 20 20 10 oll 0 In-, 10 Mm^~ 2500 5000 7500 10000 1.0 1.3 1.5 1.8 2.0 2.3 2.5 K (10-" SI) Pj 12 7. Odběr vzorků, měření a zpracován' dat Orientované vzorky TSľ^v _3fc vxi I---------------* í 51 x2 I I i 1 l xl y ř*3 . Odběr vzorků, měření a zpracování dat Odběr v terénu (b) ,5^. 13 7. Odběr vzorků, měření a zpracování dat Odběr v terénu 7. Odběr vzorků, měření a zpracování dat i—^kj.-4H^BMHI a) ^t ■ 14 7. Odběr vzorků, měření a zpracování dat Měření KLY-1 (1967) KLY-3 & 4 Střídavý můstek - Kappabridge MFK-1 H m 1 _____3. 15 7. Odběr vzorků, měření a zpracování dat Transformace ze souřadného systému vzorku do geografického systému R = T r, K = T k T', •r, R vektory v souřadném systému vzorku a geografickém systému •k, K tenzory v obou souřadných systémech •T transformační matice (T' transponovaná matic z T) 7. Odběr vzorků, měření a zpracování dat Zpracování File.ran Open Geological data r.ged) Spec to Geo Geo to Spec Print Filelran File2.ran File3.ran Open multiple Anisoft4.2. Viewing & Editing Selection of data Mean tensor (Jelínek statistics) Append, Mean.ran Mean.txt Export Save as Save selected records as File.wmf File.ran File.txt File.ss2 7. Odběr vzorků, měření a zpracován Výpočet středního ten; pro skupinu vzorků (Jelínkova statistika) F = íoru K2l a elips s Kl2 KI3 K22 K23 sole i hlivosti 2>„, 2>12l i=l i=l Í>2|1 £k22l žkL,; Í>23i ^ÍX vK.,, K.,2 K,,J &„ Ék!2, m=i í=i h\ Geographic coordinate / system / 2? o • í\ Equal-area x projection X N=35 \ iAA__^^^i=. střední směry 27ofl^B—i— u ~amL, a A^y ä A ./-J^^" elipsy spolehlivosti K1B \ K2A K3« <örtro , 180 /D0------ 7. Odběr vzorků, měření a zpracování dat Prezentace dat magnetické anizotropie v regionálním měřítku ■projekce hlavních směrů 'orientace hlavních směrů středního tenzoru -izolinie kvantitativních parametrů ŕíľ\ ,. m ffw*&^ PRF2 ÍROF2W ROF2E } ^. 18