Магнетизм і анізотропія магнітної сприйнятливості  габроїдів Володарськ-Волинського масиву  Коростенського плутону Українського щита

Володимир Бахмутов; Олександр Митрохин; Семен Черкес; Євген Поляченко

doi:10.24028/gj.v47i4.335689

Автор(и)

Володимир Бахмутов Інститут геофізики ім. С.І. Субботіна НАН України,Київ,Україна, Україна
Олександр Митрохин Київський національний університет імені Тараса Шевченка, вул. Васильківська, 90, Київ 03022, Україна., Україна
Семен Черкес Інститут геофізики ім. С.І. Субботіна НАН України,Київ,Україна, Україна
Євген Поляченко Інститут геофізики ім. С.І. Субботіна НАН України,Київ,Україна, Україна

DOI:

https://doi.org/10.24028/gj.v47i4.335689

Ключові слова:

анізотропія магнітної сприйнятливості, петромагнетизм, Коростенський плутон, Володарськ-Волинський масив, палеопротерозой

Анотація

Досліджено магнітні параметри понад 500 зразків габроїдів та анортозитів Володарськ-Волинського масиву Коростенського плутону, що утворився у палеопротерозої близько 1,76 млрд років тому і відповідає головній анортозитовій серії формування Коростенського плутону. За середніми значеннями магнітної сприйнятливості та природної залишкової намагніченості анортозити і габро в межах середньоквадратичної похибки не розрізнюються, але остання набагато менша у габро. Значення магнітної сприйнятливості понад 10−3 SI притаманні більш ніж 90 % досліджених зразків габроїдів, що вказує на визначальну роль феромагнітної компоненти у їх магнітних властивостях. Гранітоїди відносно збіднені на вміст феромагнітних мінералів, їх значення магнітної сприйнятливості і природної залишкової намагніченості в середньому вдвічі менші. Підтверджено наявність у породах близького до стехіометричного магнетиту, однодоменні і псевдооднодоменні зерна якого, як було визначено в попередніх дослідженнях, є носіями характеристичної компоненти термозалишкової намагніченості. Уперше для порід анортозит-рапаківігранітного комплексу Коростенського плутону отримано дані щодо анізотропії магнітної сприйнятливості, які переважно вказують на типові для плутонічних порід магнітні текстури. Для габро напрямки головних осей еліпсоїдів анізотропії магнітної сприйнятливості добре згруповані, у той час як для анортозитів напрямки мають великі кути довіри на 95%-му рівні значущості, що ускладнює подальшу інтерпретацію. Напрямки магнітних текстур у габро узгоджуються з елементами залягання шаруватості, що вказує на перспективність подальших досліджень параметрів магнітної анізотропії для уточнення механізмів формування плутону. Визначення магнітної текстури габро (і частково гранітоїдів) у різних частинах плутону можуть бути надзвичайно корисними для отримання важливої інформацію щодо напрямків впровадження магми. Результати по анізотропії магнітної сприйнятливості можуть залучатися при відбракуванні палеомагнітних напрямків для подальших розрахунків палеомагнітних полюсів. Зведені магнітні параметри магнітної сприйнятливості та природної залишкової намагніченості можна залучати при моделюванні магнітних аномалій.

Посилання

Bakhmutov, V.G., Poliachenko, I.B., & Cherkes, S.I. (2018). Problems of paleomagnetism of the Precambrian of the territory of Ukraine. Geophysical Journal, 40(5), 245—268. https://doi.org/10.24028/gzh.0203-3100.v40i5.2018.147491 (in Russian).

Gintov, O.B. (2005). Field tectonophysics and its application in the study of Earth’s crust deformations in Ukraine. Kiev: Feniks, 572 p. (in Russian).

Gintov, O.B. (2014). Scheme of periodization of fault formation stages in the Earth’s crust of the Ukrainian Shield — new data and consequences. Geophysical Journal, 36(1), 3—18. https://doi.org/10.24028/gzh.0203-3100.v36i1.2014.116145 (in Russian).

Gintov, O.B., & Mychak, S.V. (2014). Kinematics of the formation of the Ukrainian Shield in the period 1.80—1.73 billion years ago based on the results of studying the fracturing of rocks of the Korosten and Korsun-Novomyrhorod plutons. Geophysical Journal, 36(4), 24—36. https://doi.org/10.24028/gzh.0203-3100.v36i4.2014.116006 (in Russian).

Glevasskiy, Ye.B., & Kalyaev, G.I. (2000). Precambrian tectonics of the Ukrainian Shield. Mineralogical Journal, 22(2/3), 77—91 (in Russian).

Huzii, M.I. (1995). Classification of rocks by parameters of magnetic susceptibility anisotropy. Visnyk of Taras Shevchenko National University of Kyiv. Geology, (1)3, 66—72 (in Ukrainian).

Huzii, M.I. (1999). Magnetic anisotropy of Precambrian granitoids: (on the example of the Middle Dnipro block of the Ukrainian Shield). Candidate’s thesis. Kyiv, 17 p. (in Ukrainian).

Huzii, M.I., Sukhorada, A.V., & Ivakhnenko, O.P. (1994). On the magnetic texture of crystalline rocks of the Tomakivka River basin. Visnyk of Taras Shevchenko National University of Kyiv. Geology, (12), 83—90 (in Ukrainian).

Zavoyskyi, V.M. (1999). Magnetic anisotropy of rocks and its use for solving structural problems. Extended doctor’s thesis. Kyiv, 385 p. (in Ukrainian).

Mitrokhin, A.V., Grushchinskaya, Ye.V., & Bilan, Ye.V. (2010). Manifestations of contact metamorphism in rocks of the ancient «frame» of the Korosten Pluton. Geologist of Ukraine, (4), 81—90 (in Russian).

Mytrokhyn, O.V. (2011). Anorthosite-rapakivi-granite formation of the Ukrainian Shield (geology, material composition and formation conditions). Doctor’s thesis. Kyiv, 36 p. (in Ukrainian).

Mikhaylova, N.P. (1982). Problems of Precambrian paleomagnetism. Kiev: Naukova Dumka, 204 p. (in Russian).

Mikhaylova, N.P., & Glevasskaya, A.M. (1989). Magnetization of basic and ultrabasic rocks of the Ukrainian Shield. Kiev: Naukova Dumka, 196 p. (in Russian).

Mikhaylova, N.P., Kravchenko, S.N., & Glevasskaya, A.M. (1994). Paleomagnetism of anorthosites. Kiev: Naukova Dumka, 212 p. (in Russian).

Nechaieva, T.S., Shymkiv, L.M., Horkavko, V.M., & Yentin, V.A. (2002). Map of the anomalous magnetic field (ΔT)a of Ukraine, scale 1:1,000,000. Kyiv. (in Ukrainian).

Orlyuk, M.I., & Orlova, M.I. (2013). Review of research results on paleomagnetic informativeness of Precambrian crystalline rocks of the Ukrainian Shield. Geophysical Journal, 35(4), 84—108. https://doi.org/10.24028/gzh.0203-3100.v35i4.2013.111422 (in Russian).

Polkanov, A.A. (1948). Gabbro-labradorite Pluton of Volyn, Ukrainian SSR. Leningrad: LSU Publishing House, 80 p. (in Russian).

Sukhorada, A.V., & Guziy, N.I. (1983). Magnetic anisotropy of some crystalline formations of the Ukrainian Shield. In Research on the geomagnetic field and paleomagnetism (pp. 126—136). Kiev: Naukova Dumka (in Russian).

Sukhorada, A.V., Huzii, M.I., Ivakhnenko, O.P., & Popov, S.A. (1996). On the question of the magnetomineralogical model of the Haisyn block of the Ukrainian Shield. Visnyk of Taras Shevchenko National University of Kyiv. Geology, (14), 103—115 (in Ukrainian).

Cherkes, S.I., Bakhmutov, V.H., Mytrokhyn, O.V., Poliachenko, I.B., & Lytvynenko, Yu.O. (2024). Paleotectonic reconstruction of the East European Platform in the Paleoproterozoic based on paleomagnetic studies. In Geological structure and history of geological development of the Ukrainian Shield (to the 100th anniversary of the birth of Academician of the National Academy of Sciences of Ukraine M.P. Shcherbak). Collection of conference materials (Kyiv, September 17—18, 2024) (pp. 287—291). Kyiv: Publishing House of the National Academy of Sciences of Ukraine, M.P. Semenenko Institute of Geochemistry, Mineralogy and Ore Formation. https://doi.org/10.30836/gbhgd.2024.60 (in Ukrainian).

Shumlyanskyy, L.V. (2012). Petrology and geochronology of rock complexes of the northwestern region of the Ukrainian Shield and its western slope. Doctor’s thesis. Kyiv, 35 p. (in Ukrainian).

Shcherbak, N.P., Artemenko, G.V., Lesnaya, I.M., Ponomarenko, A.N., & Shumlyanskyy, L.V. (2008). Geochronology of the Early Precambrian of the Ukrainian Shield. Proterozoic. Kiev: Naukova Dumka, 240 p. (in Russian).

Bakhmutov, V., Mytrokhyn, O., Poliachenko, I., & Cherkes, S. (2023). New palaeomagnetic data for Palaeoproterozoic AMCG complexes of the Ukrainian Shield. Geofizicheskiy Zhurnal, 45(4), 3—19. https://doi.org/10.24028/gj.v45i4.286283.

Bogdanova, S.V., Bingen, B., Gorbatschev, R., Kheraskova, T.N., Kozlov, V.I., Puchkov, V.N., & Volozh, Y.A. (2008). The East European Craton (Baltica) before and during the assembly of Rodinia. Precambrian Research, 160(1-2), 23—45. https://doi.org/10.1016/j.precamres. 2007.04.024.

Bogdanova, S.V., Gintov, O.B., Kurlovich, D., Lubnina, N.V., Nilsson, M., Orlyuk, M.I., Pashkevich, I.K., Shumlyanskyy, L.V., & Starostenko, V.I. (2013). Late Palaeoproterozoic mafic dyking in the Ukrainian Shield of Volgo-Sarmatia caused by rotation during the assembly of supercontinent Columbia (Nuna). Lithos, 174, 196—216. http://dx.doi.org/10.1016/j.lithos.2012.11.002.

Bogdanova, S., Gorbatschev, R., Grad, M., Guterch, A., Janik, T., Kozlovskaya, E., Motuza, G., Skridlaite, G., Starostenko, V., & Taran, L. (2006). EUROBRIDGE: new insight into the geodynamic evolution of the East European Craton. In D.G. Gee, R.A. Stephenson (Eds.), European Lithosphere Dynamics (Vol. 32, pp. 599—628). Geol. Soc., London, Memoirs. https://doi.org/10.1144/GSL.MEM. 2006.032.01.3.

Bogdanova, S.V., Pashkevich, I.K., Buryanov, V.B., Makarenko, I.A., Orlyuk, M.I., Skobelev, V.M., Starostenko, V.I., & Legostaeva, O.V. (2004). The 1.80—1.74 Ga gabbro-anorthosite-rapakivi Korosten Pluton in the NW Ukrainian Shield: a 3-D geophysical reconstruction of deep structure. Tectonophysics, 381(1-4), 5—27. https://doi.org/10.1016/j.tecto.2003.10.023.

Borradaile, G.J. (2001). Magnetic fabrics and petrofabrics: their orientation distributions and anisotropies. Journal of Structural Geology, 23(10), 1581—1596. https://doi.org/10.1016/S0191-8141(01)00019-0.

Borradaile, G. (1988). Magnetic susceptibility, petrofabrics and strain. Tectonophysics, 156(1-2), 1—20. https://doi.org/10.1016/0040-1951 (88)90279-X.

Borradaile, G.J, & Henry, B. (1997). Tectonic application of magnetic susceptibility and its anisotropy. Earth-Science Reviews, 42(1-2), 49—93. https://doi.org/10.1016/S0012-8252(96)00044-X.

Bouchez, J.L., Hutton, D.H.W., & Stephens, W.E. (Eds.). (1997). Granite: From Segregation of Melt to Emplacement Fabric. Kluwer Academic Publishers. https://doi.org/10.1007/978-94-017-1717-5.

Butler, R.F. (1992). Paleomagnetism: Magnetic Domains to Geologic Terranes. Blackwell Scientific Publications.

Cherkes, S., Bakhmutov, V., Mytrokhyn, O., Poliachenko, I., & Skarboviychuk, T. (2023). Palaeomagnetism of the Palaeoproterozoic basic rocks of the Volodarsk-Volynskyi massif, Korosten plutonic complex. International Conference of Young Professionals «GeoTerrace-2023», 2¾4 October 2023, Lviv, Ukraine, GeoTerrace-2023-008. http://dx.doi.org/10.3997/2214-4609.2023510008.

Ellwood, B.B., & Whitney, J.A. (1980). Magnetic fabrics of the Elberton granite, Northeast Georgia. Journal of Geophysical Research, 85(B3), 1481—1486. https://doi.org/10.1029/JB085iB03p01481.

Elming, S.-Å., Mikhailova, N.P., & Kravchenko, S.N. (2001). Palaeomagnetism of Proterozoic rocks from the Ukrainian Shield: new tectonic reconstruction of the Ukrainian and Fennoscandian shields. Tectonophysics, 339(1-2), 19—38. https://doi.org/10.1016/S0040-1951 (01)00032-4.

Elming, S.-Å., Mikhailova, N.P., & Kravchenko, S.N. (1998). The consolidation of the East European Craton: A paleomagnetic analysis of Proterozoic rocks from the Ukrainian Shield and tectonic reconstructions versus Fennoscandia. Geophysical Journal, 20(4), 71—74.

Elming, S.-Å., Pesonen, L.J., Leino, M., Mänttäri, M.S.P., & Belyatsky, B.G. (1993). The continental drift of the Fennoscandian and Ukrainian Shields during the Precambrian. Tectonophysics, 223(3-4), 177—198. https://doi.org/10.1016/0040-1951(93)90137-9.

Elming, S.-Å., Shumlyanskyy, L., Kravchenko, S., Layer, P., & Söderlund, U. (2010). Proterozoic basic dykes in the Ukrainian Shield: A palaeomagnetic, geochronologic and geochemical study — the accretion of the Ukrainian Shield to Fennoscandia. Precambrian Research, 178(1-4), 119—135. https://doi.org/10.1016/j.precamres.2010.02.001.

Hrouda, F. (1982). Magnetic anisotropy of rocks and its application in geology and geophysics. Geophysical Surveys, 5, 37—82. https://doi.org/10.1007/BF01450244.

Jelínek, V. (1981). Characterization of the magnetic fabric of rocks. Tectonophysics, 79(3-4), T63—T67. https://doi.org/10.1016/0040-1951(81)90110-4.

Jelínek, V. (1973). Precision A.C. bridge set for measuring magnetic susceptibility and its anisotropy. Studia Geophysica et Geodaetica, 17, 36—48. https://doi.org/10.1007/BF01614027.

Jelínek, V. (1978). Statistical processing of anisotropy of magnetic susceptibility measured on groups of specimens. Studia Geophysica et Geodaetica, 22, 50—62. https://doi.org/10.1007/BF01613632.

Kravchenko, S.M. (2005). First estimate for the age of Mesoproterozoic paleomagnetic pole from the Volodarsk-Volynsky Massif, the Ukrainian Shield. Studia Geophysica et Geodaetica, 49, 177—190. https://doi.org/10.1007/s11200-005-0004-6.

Nagaraju, J., Chetty, T.R.K., Vara Prasad, G.S., & Patil, S.K. (2008). Transpressional tectonics during the emplacement of Pasupugallu Gabbro Pluton, Western margin of Eastern Ghats Mobile Belt, India: Evidence from AMS fabrics. Precambrian Research, 162(1-2), 86—101. https://doi.org/10.1016/j.precamres.2007.07. 025.

Orlyuk, M., Marchenko, A., Romenets, A., Bakarzhieva, M., & Orliuk, I. (2024). Development of geomagnetic field induction module maps for the territory of Ukraine. Geodynamics, 1(36), 74—84. https://doi.org/10.23939/jgd 2024.01.074.

Petrovský, E., & Kapička, A. (2006). On determination of the Curie point from thermomagnetic curves. Journal of Geophysical Research: Solid Earth, 111(B12), B12S27. https://doi.org/10.1029/2006JB004507.

Rochette, P. (1987). Magnetic susceptibility of the rock matrix related to magnetic fabric studies. Journal of Structural Geology, 9(8), 1015—1020. https://doi.org/10.1016/0191-8141(87)90009-5.

Shcherbakova, V.V., Zhidkov, G.V., Shcherbakov, V.P., & Aphinogenova, N.A. (2024). Low Paleomagnetic Field in the Proterozoic: New 1.72—1.76 Ga Paleointensity Data from Volcanic Rocks of the Ukrainian Shield. Izvestiya, Physics of the Solid Earth, 60(4), 646—662. https://doi.org/10.1134/S1069351324700666.

Shumlyanskyy, L., Ellam, R.M., & Mitrokhin, O. (2006). The origin of basic rocks of the Korosten AMCG complex, Ukrainian Shield: Implication of Nd and Sr isotope data. Lithos, 90(3-4), 214—222. https://doi.org/10.1016/j.lithos.2006.03.004.

Shumlyanskyy, L., Hawkesworth, C., Billström, K., Bogdanova, S., Mytrokhyn, O., Romer, R., Dhuime, B., Claesson, S., Ernst, R., Whitehouse, M., & Bilan, O. (2017). The origin of the Palaeoproterozoic AMCG complexes in the Ukrainian Shield: New U-Pb ages and Hf isotopes in zircon. Precambrian Research, 292, 216—239. https://doi.org/10.1016/j.precamres. 2017.02.009.

Tarling, D.H., & Hrouda, F. (1993). The magnetic anisotropy of rocks. Chapman & Hall.