Только Word
Аннотация 2
Введение 4
Цели 5
Задачи 5
Объект исследования 6
Общие сведения о районе исследования 6
Геологическое строение района исследований 8
Явление ударного метаморфизма 15
Происхождение импактных пород 16
Описание образцов 17
Методы исследования 18
Пробоподготовка 18
Микрозондовые исследования 18
Теоретические основы метода 18
Исследование образцов 20
Мессбауэровские исследования 22
Теоретические основы метода 22
Исследуемые образцы 23
Результаты и обсуждение 24
Микрозондовый анализ 24
Мессбауэровские исследования 28
Заключение 38
Список литературы 39
Интерес вокруг космических объектов трудно переоценить, эта тема всегда была одной из самых волнующих для человечества. Импактные кратеры, которые находятся на поверхности Земли и других космических тел, свидетельствуют о вкладе данных событий в механизм их (космических тел) генезиса и последующих модификаций. Существует ряд причин полагать, что метеоритный фактор внес свою лепту в минеральный состав земной коры в начале ее формирования. (Сергеенко и др., 2015)
В ходе изучения импактных структур, можно прокладывать аналогии с другими планетарными конструкциями, и на основе этих аналогий делать соответствующие выводы, дополняющие картину представления эволюции Земли и Вселенной в целом. (Фитусси и др., 2008)
Стоит отметить, что импактные события тесно связаны с перспективами обнаружения полезных ископаемых, что дает право говорить об экономической составляющей. (Фитусси и др., 2008)
Роль магнетизма горных пород, как неотъемлемой части петрологических исследований, в науках о Земле значительно усилилась за последние годы. Изучение процессов формирования и сохранности естественной остаточной намагниченности горных пород при воздействии различных физико- химических факторов (температура, давление, химические превращения и др.) является неотъемлемой частью палеомагнитных исследований и невозможно без ясного понимания магнитных свойств пород и минералов, в них содержащихся. В то же время, правомерна и попытка поставить и решить обратную задачу – по магнитным характеристикам установить условия формирования как самих магнитных минералов, так и обусловленной ими намагниченности породы. Подобные исследования образуют широкую область так называемого магнетизма окружающей среды ("Environmental magnetism"), включающую приложения к палеоклиматологии, палеоэкологии, изменений в био- и геосферах Земли, эволюции планет и метеоритов, вулканологии, археологии и прочих. (Сергеенко и др., 2005)
Чтобы интерпретировать результаты магнитных измерений для горных пород, необходимо иметь опорные данные о поведении содержащихся в них магнитных минералов. Оптическая микроскопия, рентгеноструктурный анализ и электронная микроскопия в комплексе с микрозондовым анализом будут применяться для диагностики химического и фазового состава образцов. Метод Мёссбауэровской спектроскопии на ядрах 57Fe позволяет изучать характер ядерных превращений в атомах железа, происходящих при их взаимодействии с окружающими их собственными электронами и ионами в веществе. В том числе метод позволяет получать информацию о сверхтонком магнитном взаимодействии в исследуемом веществе: вклад в общее поле магнитной напряжённости компонент от атомов железа, занимающих различные структурные позиции, и ориентацию магнитных моментов этих компонент. (Томпсон и др, 2008)
Магнитные коллоидные нано-частицы, основанные на магнетите, находят применение в медицинской диагностике и терапии уже давно. Нано-частицы, основанные на оксиде железа и кремния полученные методом золь-гель характерны высокой магнитно-резонансной контрастной способностью, сравнимой с частицами полисахаридов.
Минусы использования магнетита – это низкая химическая стабильность, приводящая к переходу через низкотемпературное окисление в маггемит. Одновременное выявление маггемита и магнетита осложнено их аналогичными структурами. Дополнительными методами анализа являются Рамановская и Мессбауэрская спектроскопии. В частности, метод Мессбауэровской спектроскопии позволяет определить положение ионов железа в исследуемых образцах. Мессбауэровская спектроскопия помогает более детально понять механизмы образования нано-размерных фаз оксидов железа в составе коллоидных частиц по порядку дальнейшего развития эффективных методов их синтеза для возможных применений. (Харитонский и др., 2018)
Одной из самых важных проблем в исследованиях оксида железа считается выявление и разделение фаз вюстита (FeO), гематита (-Fe2O3), магнетита (Fe3O4) и маггемита (-Fe2O3). Магнетит и маггемит имеют шпинеле-подобную структуру и поэтому плохо различимы в рентегновских спектрах. Однако параметры супертонкого взаимодействия в магнетите и маггемите, очевидно, сильно отличаются. Поэтому для изучения магнитной структуры и химического состава была использована мессбауэровская спектроскопия 57Fe, регистрирующая гамма-излучение в геометрии пропускания. (Харитонский и др., 2018)
В данной работе были задействованы образцы горных пород, отобранные и подготовленные командой сотрудников и студентов Санкт-Петербургского Государственного Университета. Коллекция включала в себя тагамиты Янисъярвинской астроблемы (Карелия), магнитоминеральный состав которых и был нами изучен. Янисъярвинская астроблема прекрасно иллюстрирует особенности ударных структур. В частности, эрозионные процессы лишили ее привычного для кратера облика, но степень обнажения пород и сохранность, представляющих для нас интерес, - импактных - образований на данном объекте, позволяет использовать их в качестве объекта исследования.
В ходе работы мы выяснили минеральный состав вмещающей матрицы образцов IS-16 и HS-16. Матрица состоит из силикатов и алюмосиликатов. Также, при обработке микрозондовых исследований, разработанным на языке Python, софтом, были выявлены магнитные минералы – такие, как титаномагнетит(гематит) и ильменит, сделаны предположения о наличии ферропсевдобрукита, найден рутил. Идущий следом метод мессбауэровской спектроскопии позволил сделать предположение о различиях в магнитоминеральном составе образцов. Не обнаружив особых отличий в спектрах магнитной фракции, наличие магнетита в эл-маг фракции IS-16, а гематита в той же фракции образца с острова Хопесаари, может помочь с дальнейшими исследованиями. Как известно, магнитная восприимчивость гематита в сотни раз меньше, чем у магнетита (который был детерминирован у образца, находящегося в центре кратера). Таким образом, было выявлено показательное различие между образцами и по микрозондовым данным (большее количество магнетита, как стало известно с помощью мессбауэровской спектроскопии), то есть степень окисления железа в образцах, находящихся ближе к центру астроблемы, выше, а также, помимо степени окисления, магнетит в сотни раз превосходит гематит по величине магнитной восприимчивости. Данная тема показалась сложной и интересной, дальнейшие исследования данного вопроса не пройдут мимо меня, если не в качестве участника, то в качестве читателя.
