Аннотация 2
Список обозначений и сокращений 5
Список иллюстраций 6
Список таблиц 7
Введение 8
1. Сельскохозяйственные и пастбищные почвы Европы как объект 10 исследований
1.1 Понятие почвы 10
1.2 Общеевропейский проект GEMAS 14
1.3 Описание объекта исследований 17
1.4 Отбор образцов сельскохозяйственных и пахотных 20
почв Европы
2. Теоретическая и методическая основа исследований 26
2.1 Магнитный гистерезис 26
2.2 Проведение пробоподготовки 28
2.3 Коэрцитивная спектрометрия 31
2.4 Методика определения размера зерен ферримагнитных фракций природных объектов 41
3. Результаты исследований 44
Заключение 52
Список использованных источников 53
Летом 2015 года я проходил преддипломную практику в лаборатории Палеомагнетизма и магнетизма горных пород К(П)ФУ в должности лаборанта. В лаборатории занимался проведением измерений магнитных параметров различных коллекций образцов. При этом ознакомился с аппаратурой, методиками измерений, обработкой полученного материала.
Во время преддипломной практики мною был собран материал об объекте исследований, используемой аппаратуре, изучены теоретические основы магнитных методов и используемые методики. Проведены измерения методом коэрцитивной спектрометрии по более 2500 образцам проекта GEMAS. Определены петромагнитные параметры и построена общая для всех образцов диаграмма Дэя.
Цели: Построение карт распределения петромагнитных параметров образцов сельскохозяйственных и пахотных почв на территории Европы.
Задачи: Получить по всем отобранным образцам кривые нормального намагничивания до полей 1.5 Тл с использованием коэрцитивного спектрометр J_meter; определение петромагнитных параметров; построение диаграммы Дэя.
Международный проект GEMAS стал уникальным проектом картирования сельскохозяйственных и пастбищных почв стран Европы, объединив учёных из более чем 60 организаций - филиалов EGS (Европейских Геологических Служб), министерств, университетов, заводов и лабораторий не только Европы, но и России. В проект были вовлечены геохимики, почвоведы, геологи, статистики, химики и геофизики. Благодаря проекту появилась первая база данных по концентрации элементов в почвах сельскохозяйственных и пастбищных земель [14; 15].
План для «Геохимического картирования почв сельскохозяйственных и пастбищных земель Европы»был представлен директорам EGS на их ежегодной встрече в октябре 2007-ого года в Афинах. Он был одобрен большинством, и планирование и подготовка к проекту начались в ноябре 2007-ого.
Отбор проб стартовал весной 2008г. и продолжался в течение первых четырёх месяцев 2009 г. на территории 33 европейских стран, на площади 5,6 млнкм . В совокупности было отобрано 2108 образцов сельскохозяйственных почв и 2023 образца земель под постоянным травяным покровом, плюс более 100 дубликатов для каждого типа почв.
Планируется проведение коэрцитивной спектрометрии, определение петромагнитных параметров для более чем 2500 образцов, построение диаграммы Дэя, проведение картирования по всем определенным магнитным параметрам.
В рамках сотрудничества с NGU (Норвежской Геологической Службой) Норвегия город Трондхейм летом 2015г. были проведены магнитоминералогические исследования сельскохозяйственных и пастбищных почв международного проекта GEMAS.
Для геохимических исследований в течение 2008-2009гг были отобраны образцы с территории 33 государств Европы при участии более 60 - ти организаций.
По более 2500 образцам почв были проведены магнитоминералогические исследования по просьбе авторов проекта.
Мною проведена коэрцитивная спектрометрия, определены петромагнитные параметры, построена и проанализирована диаграмма Дэя, карты распределения и гистограммы петромагнитных параметров.
Магнитные параметры достоверно отражают минералогический состав железа, содержащегося в почвах.Коэрцитивный спектрометр позволяет определить множество различных параметров, по которым можно построить различные модели для решения независимых задач.
В моделях магнитного поляглавным образом описано влияние литологического состава и материнских горных пород, однако стоит уделить большое внимание проблеме дополнительных воздействий на почвы связанных, например, с чувствительностью к антропогенному воздействию. Именно посредством изучения магнитных свойств почв эта проблема может быть решена. Набор образцов проекта GEMASдаёт дополнительные физические и химические параметры, которые можно сопоставить с магнитными данными. Анализ полученных результатов откроет новые горизонты для научных исследований.
1. Akram, H. Ultra-fine magnetite/maghemite and their magnetic granulometry in the Late Pleistocene loess-paleosol deposits, Haro River Area, Attock Basin, Pakistan [Text] / H. Akram, M. Yoshida. Proceedeings of Inter- PARMAGS Seminar (1996) “Paleomagnetism of Collision Belts, Recent Progress in Geomagnetism, Rock Magnetism and Paleomagnetism”, 1997. - № 1. - Р. 153-197.
2. Day, R., M. Fuller, and V. A. Schmidt, Hysteresis properties of titanomagnetites: Grain size and composition dependence, Phys. Earth Planet. Inter., 13, 260-267, 1977.
3. De Wit, M. &Ashwal, L. D. 1997.Greenstone Belts.Oxford Monographs on Geology and Geophysics No. 35. Xxvii + 809 pp. Oxford: Clarendon Press.
4. Dunlop, D. J., and O. Ozdemir, Rock Magnetism: Fundamentals and Frontiers, 573 pp., Cambridge Univ. Press, New York, 1997.
5. Dunlop, D. J., Theory and application of the Day plot (Mrs/Ms versus Hcr/Hc), 1, Theoretical curves and tests using titanomagnetite data, J. Geophys. Res., 107, 10.1029/2001JB000486, 2002.
6. Fukuma K., Torii M. (1998) Variable shape of magnetic hysteresis loops in the Chinese loess-paleosol sequence. Earth Planets Space 50: 9-14 .
7. Gee D.G. & R.A. Stephenson (2006), The European lithosphere: an introduction, in D.G. Gee & R.A. Stephenson. (eds), European Lithosphere Dynamics. Geol. Soc. Lond. Mem. 32: 1-9.
8. Liu, Q. Determination of magnetic carriers of the characteristic remanent of Chinese loess by low-temperature demagnetization [Text] / Q.Liu, M.J.Jackson, S.K.Banerjee, R. Zhu, Y. Pan, F. Chen. Earth and Planetary Science Letters, 2003, v.216, 175-186
9. Liu, X., J. Shaw, T. Liu, F. Heller, and B. Yuan, Magnetic mineralogy of Chinese loess and its significance, Geophys. J. Int., 108, 301-308, 1992.
10. Liu, X.M. Two pedogenic models for paleoclimatic records of magnetic susceptibility from Chinese and Siberian loess [Text] / X.M. Liu, T.S. Liu, P. Hesse, D.S. Xia, J. Chlachula, G. Wang. Science in China Series D: Earth Sciences, 2008, vol.51, no.2, 284-293.
11. Michael E. Evans, Friedrich Heller. Environmental Magnetism: Principles and Applications of Enviromagnetics. 2003. Amsterdam: Academic Press, - International geophysics series ; v. 86., 299 pages.
12. Nourgaliev D.K., Iasonov P.G., Kosareva L.R., Khassanov D.I., KazanskyA.Yu., Fedotov A.P. The origin of magnetic minerals in the Lake Khubsugul sediments (Mongolia) // Russian J. Earth Sci., 2005, v. 7, № 3, p. 1—6.
13. P. G. Yasonov, D. K. Nourgaliev, B. V. Bourov, and F. Heller, “A Modernized Coercivity Spectrometer,” Geol. Carpath. 49 (3), 224-226 (1998)
14. Reimann, C., Birke, M., Demetriades, A., Filzmoser, P. & O’Connor, P. (eds.) (2014): Chemistry of Europe’s Agricultural Soils. Part A: Methodology and Interpretation of the GEMAS Data Set. - Geol. Jb., B102: 528 pp., 358 figs., 86 Tables, 1 DVD; Hannover.
15. Reimann, C., Birke, M., Demetriades, A., Filzmoser, P. & O’Connor, P. (eds.) (2014): Chemistry of Europe’s Agricultural Soils. Part B: General Background Information and Further Analysis of the GEMAS Data Set. - Geol. Jb., B103: 352 pp., 121 figs., 58 Tables, 3 App.; Hannover.
16. Vlag, P.A., Oches, E.A., Banerjee, S.K., Solheid, P.A., 1999. The paleoenvironmental-magnetic record of the Gold Hill steps loess section in centralAlaska. Physics and Chemistry of the Earth A 24, 779-783.
17. Буров Б.В., Нургалиев Д.К., Ясонов П.Г. (1986) Палеомагнитный анализ. Казань: изд-во КГУ, 167 с.
18. Вирина Е.И., О роли парамагнитного сигнала при палеомагнитных исследованиях лессовых отложений [Текст] / Е.И. Вирина, С.С. Фаустов, Ф. Хеллер Физика Земли, 2001, N 5, с. 78-84.
19. Нургалиев Д.К., Утемов Э.В., Ясонов П.Г., Нургалиева Н.Г., Косарева Л.Р. (2009) Остатки магнитотактических бактерий в отложениях современных озер - новый инструмент палеогеофизики. Ученые записки Казанского университета, серия Естественные науки, Т.151, книга 4.
20. Нургалиев Д.К., Ясонов П.Г. (2009) Патент на полезную модель
«Коэрцитивный спектрометр» № 81805. Зарегистрировано в
Г осударственном реестре полезных моделей Российской федерации 27 марта 2009 года.
21. Почвоведение. Учеб. для ун-тов. В 2 ч./ПодП65 ред. В. А. Ковды, Б. Г. Розанова. Ч. 1. Почваипочвообразование/Г. Д. Белицина, В. Д. Васильевская, Л. А. Гришина и др. — М.: Высш. шк., 1988. — 400 с: ил.