Статистические данные о намагниченности горных пород

Во Всесоюзном геологическом институте (ВСЕГЕИ) обработаны сведения о магнитной восприимчивости и остаточной намагниченности горных пород различных геологических районов России по измерениям геологических учреждений.
Результаты статистической обработки около 60 000 определений магнитной восприимчивости интрузивных и эффузивных пород Украинского и Балтийского (в пределах России) щитов, КМА, Кавказа, Урала, Тургайского прогиба, некоторых районов Восточной Сибири и Арктики представлены табл. 3 и 4, составленными Н. Б. Дортман и Л.Е. Шолпо. На диаграммах по вертикальной шкале указано относительное (в процентах) количество массивов, характеризующихся определенным интервалом средней магнитной восприимчивости. Интервалы группирования выбраны возрастающими в геометрической прогрессии.
Первый интервал охватывает значения восприимчивости от 0 до 3*10в-4 СГС; здесь, как и во всех последующих случаях, нулевое значение следует принимать как условное, означающее величину, лежащую за пределами точности измерений.
Диапазон изменения магнитной восприимчивости интрузивных пород различного состава находится в соответствии с возможными пределами изменения в них среднего содержания магнетита, которое также увеличивается от 0 до определенного процента, повышающегося от кислых пород к основным и ультраосновным.

Различное содержание магнетита в породах определяется главным образом изменением концентрации кислорода в магматических растворах в процессе кристаллизации пород и дальнейших изменений, обусловливающих соотношение окиси и закиси железа, необходимое для выделения магнетита.
Общее содержание окислов железа в породах характеризует лишь потенциальную возможность образования магнетита. Эта потенциальная возможность возрастает с увеличением в породах железа, т. е. от кислых к основным разпостям, как это видно из диаграммы.
В пределах отдельных массивов существенное влияние на величину восприимчивости может оказать присутствие других ферромагнитых минералов. Распространение их по сравнению с магнетитом весьма ограничено. Пирротин преимущественно встречается в сульфидных месторождениях, гематит — в месторождениях сульфидных и железных руд.
Рассматривая отдельные петрографические группы интрузивных пород, можно установить, что граниты в большинстве случаев (60% массивов) являются слабо магнитными. В отдельных районах (Мурманский берег, Баргузинский хребет) встречаются массивы гранитов со средней магнитной восприимчивостью до 50*10в-4 СГС. Характерно также повышение магнитной восприимчивости гранитов в контактной зоне (особенно в случаях контакта с карбонатными породами) и в случаях их ороговикования и окварцевания при гидротермальных изменениях. Процессы хлоритизации и серицитизации ведут к понижению их восприимчивости. Прямой зависимости между петрографическим составом гранитов (аляскитовые, биотитовые, биотит-роговообманковые) и магнитной восприимчивостью не устанавливается. Отсутствие или наличие в них магнетита определяется их генезисом и вторичными изменениями.

Гранодиориты и кварцевые диориты встречаются слабо магнитные, средне магнитные и магнитные. В гранитоидных массивах часто развиты совместно граниты, гранодиориты и кварцевые диориты. Эти массивы во многих случаях характеризуются повышенным магнитным полем. Однако на ряде массивов положительных аномалий не наблюдается.
Кислые эффузивные породы имеют восприимчивость, близкую к восприимчивости гранитов, но, как правило, менее магнитны.
Диориты и габбро встречаются от слабо до сильно магнитных.

Для пород группы габбро-норитов характерна несколько меньшая магнитная восприимчивость, что связано с развитием в них преимущественно титаномагнетита. Анортозиты, в которых железа содержится аномально мало для группы габбро, имеют слабую магнитную восприимчивость.
Сильно и очень сильно магнитными могут быть рудные габбро, обогащенные магнетитом или пирротином. Вторичные процессы, из которых наиболее характерна амфиболизация габбро, приводят к уменьшению магнитной восприимчивости.
Эффузивные породы среднего и основного состава имеют приблизительно ту же магнитную характеристику, что их интрузивные аналоги.
Ультраосновные породы характеризуются наиболее широким диапазоном изменения восприимчивости — от слабо до очень сильно магнитных. При этом неизмененные разности этих пород, несмотря на большое содержание в них железа (до 12—15%), являются слабо магнитными. При серпентинизации гипербазитов, имеющей очень широкое распространение, происходит перекристаллизация минералов и образование магнетита. С увеличением степени серпентинизации возрастает магнитная восприимчивость этих пород (табл. 5). Серпентиниты являются магнитными и сильно магнитными породами. При дальнейшем их изменении (карбонатизации)и превращении в листвениты магнитная восприимчивость снова уменьшается.

Магнитная восприимчивость метаморфических пород представлена табл. 6, составленной на основе обработки свыше 30 000 определений.
В большинстве районов кристаллические сланцы — гнейсо-граниты, кварциты и роговики — являются слабо магнитными. Однако в ряде случаев они характеризуются высокой магнитной восприимчивостью, особенно хлоритовые, серицит-хлоритовые и кварц-хлоритовые сланцы. Для гнейсов, амфиболитов и скарнов характерен широкий диапазон изменения восприимчивости, причем для всех магнитных групп отмечается приблизительно одинаковое количество участков. Очень высокую магнитную восприимчивость имеют в ряде районов амфиболиты.
Железистые кварциты имеют наиболее широкий диапазон изменения восприимчивости — до 1—2 СГС, что находится в прямой зависимости от содержания в них магнетита. В зоне мартитизации их магнитная восприимчивость резко уменьшается — до (1/2)*10в-4 СГС.
Осадочные породы характеризуются слабой магнитной восприимчивостью (по данным около 50 000 определений). Наиболее вероятное значение их восприимчивости (5/10)*10в-6 СГС. Для гипса, ангидрита и доломита характерны еще меньшие значения — (0/4)*10в-8 СГС. В складчатых районах, вблизи областей сноса магнитных пород, магнитная восприимчивость осадочных пород иногда возрастает до (100/200)*10в-6 СГС.
Естественная остаточная намагниченность интрузивных пород приведена в табл. 3 и 4. Для выводов использовано около 17 000 определений в различных районах России.
Сопоставление диаграмм x и Jn показывает, что общая характеристика интрузивных и эффузивных пород по остаточной намагниченности близка характеристике по восприимчивости, что указывает на связь этих параметров. Наблюдается увеличение диапазонов изменения Jn с повышением основности пород и постепенное увеличение максимальных значений от кислых пород к основным и ультра-основным. Для эффузивных пород отмечаются более низкие значения Jn, чем для интрузивных. Кроме того, на диаграммах Jn для эффузивных пород видны более четко выраженные максимумы. Это может быть связано с большей магнитной стабильностью этих пород, так как магнетит в них встречается в виде очень мелкой вкрапленности.
Естественная остаточная намагниченность метаморфических пород почти пропорциональна магнитной восприимчивости. У осадочных пород Jn в большинстве случаев не превосходит 20*10в-6 СГС и чаще равна (2/5)*10в-6 СГС. В отдельных районах (Западная Туркмения и др.) для некоторых пород она достигает (400/600)*10в-6 СГС.
Устанавливается связь намагниченности горных пород с тектоникой регионов и историей их геологического развития, что определяется различным генезисом пород и разными условиями кристаллизации магнетита, а также его дальнейшей перекристаллизацией, разложением или выносом.
Для складчатых областей характерна зональность намагниченности пород, соответствующая простиранию складчатости. Антиклинорные зоны (Б, Кавказский, Восточно-Уральский, Чу-Илийский, Сихоте-Алиньский и др. антиклинории) характеризуются слабой намагниченностью пород, в том числе и пород основного состава. В синклинорных зонах развиты различно намагниченные, но преимущественно существенно магнитные породы. Высокая намагниченность пород как кислого, так и основного состава, характерна для зон тектонической активности. В региональных зонах смятий (Иртышской и др.) развиты слабо магнитные породы.
В пределах древних щитов большое влияние на намагниченность пород оказывают процессы регионального метаморфизма, приводящие как к повышению, так и к уменьшению намагниченности пород.
В отдельных районах наблюдается зависимость намагниченности от возраста пород при разном их генезисе. Для одновозрастных интрузивных комплексов характерно уменьшение намагниченности пород от первых к конечным фазам интрузий и закономерная зависимость намагниченности от их основности.
Намагниченность пород рудных месторождений в большинстве случаев меньше, чем регионально развитых образований, вследствие гидротермальных метасоматических процессов, приводящих к перекристаллизации и выносу магнетита.