Оборудование

Лаборатория палеомагнетизма Наше научное направление сильно зависит от высокоточного и производительного (и соответственно дорогого) научного оборудования, к счастью, у нас имеется небольшой, но вполне современный и достаточный для решения большинства геологических задач приборный парк:

1. Два спин-магнетометра JR-6 производства компании AGICO (Чехия). Это высокоточные (чувствительность ~2.4 µA/m) приборы, измеряющие в полуавтоматическом режиме остаточную намагниченность образцов горных пород – основной объект изучения палеомагнетизма. В сочетании с немагнитными печами приборы позволяют получить зависимости вектора остаточной намагниченности от температуры (проводить температурную чистку). Скорость вращения образцов можно варьировать: низкая скорость дает возможность измерять слабосцементированные породы, высокая скорость – быстро и точно измерять более прочные образцы. Сами образцы должны иметь форму куба с гранями 20 мм или цилиндра с высотой 20-22 мм и диаметром 25 мм. Управление приборами ведется с помощью специальных компьютерных программ, разработанных в AGICO. Оба прибора помещены в кольца Гельмгольца, экранирующих их от внешнего магнитного поля.

2. 3 немагнитные печи – две самодельные и одна печь TD-48 производства ASC Scientific (США). Печи позволяют нагревать до 60 кубических и 50 цилиндрических образцов (закладка) за один цикл, а системы из нескольких пермаллоевых цилиндров экранируют образцы от внешнего магнитного поля во время нагрева и остывания – величина скомпенсированного поля в центре печи не превышает 10 nT. Нагревание идет с помощью специальных контроллеров с точностью до 1 градуса, температурный интервал – от комнатной до 750 градусов Цельсия. Охлаждение в самодельных печах производится проточной водой (остывание с высоких температур до комнатной занимает несколько часов), в печи TD-48 – с помощью вентилятора (здесь остывание с самых высоких температур идет не более 1.5 часов).

3. Каппа-мост MFK1-FA производства AGICO (Чехия). Высокоточный (чувствительность ~ 2х10-8 единиц SI) прибор предназначен для измерения магнитной восприимчивости – мерой концентрации магнитных минералов в породе, в полуавтоматическом режиме можно также измерять анизотропию магнитной восприимчивости (АМВ), необходимую для установления магнитной текстуры породы. Исследования АМВ широко применяется для решения разнообразных геологических задача – от определения направления сноса обломочных частиц до воздействия наложенных тектонических процессов, в том числе для стрейн-анализа. Измерения АМВ обычно предваряют магнитные чистки, но возможны также исследования зависимостей АМВ от температуры и приложенных магнитных полей. Образцы должны иметь форму куба с гранями 20 мм или цилиндра с высотой 20-22 мм и диаметром 25 мм. Управление прибором ведется с помощью специальной программы, разработанной AGICO.

4. Термомагнитный анализатор фракций ТАФ (весы Кюри) производства ГО «Борок» ИФЗ РАН. Предназначен для экспресс-диагностики ферромагнитных минералов в слабомагнитных осадочных породах путем дифференциального термомагнитного анализа. Принцип работы прибора заключается в непрерывной регистрации намагниченности образца при нагреве образцов до температур 700-750°С и последующем охлаждении (проточной водой) в искусственном магнитном поле. Измерения проводятся дважды, чтобы выявить температурные изменения в составе магнитных минералов. В качестве диагностических признаков ферромагнетиков выступают точки Кюри (температуры, выше которой исчезают ферромагнитные свойства) или температуры фазовых переходов (уникальные для каждого минерала). С помощью ТАФ можно диагностировать наличие в породах пирротина, пирита, сидерита, магнетита, титаномагнетита, маггемита, гематита, гидроокислов железа и некоторых других минералов. Важнейшими достоинствами прибора являются возможность диагностики тонкодисперсных минералов, быстрота анализов (скорость нагрева 4оC в секунду), малый объем пробы (до 0.2 г) и высокая чувствительность (до 8-10 Am2 по магнитному моменту).

Кроме высокоточных приборов в лаборатории имеется вспомогательное оборудование для отбора и подготовки образцов. В том числе два электрических минибура, позволяющих осуществлять отбор кернов из практически гладких («сливных») и плотных пород, проникая ниже глубины гипергенных изменений. Оборудована распиловочная мастерская, где установлен мощный камнерезный станок с системой капельной подачи воды непосредственно на отрезной диск.

Все это позволяет проводить полный цикл палеомагнитных исследований – от отбора и подготовки образцов до полной температурной чистки. Приборный парк развивается – на средства гранта РНФ покупается новое оборудование, нацеленное на изучение петромагнитных свойств, что дает нам возможность выйти за рамки наших традиционных палеомагнитных исследований. В частности, куплена приставка CS-L к каппа-бриджу MFK1-FA производства AGICO (Чехия), позволяющая исследовать зависимость магнитной восприимчивости от температуры в низкотемпературном интервале от 0 до -192 градусов Цельсия, и двухчастотный измеритель магнитной восприимчивости Bartington MS3 (Англия), способный диагностировать в породах наличие ультратонких (менее 0.003 мкм) суперпарамагнитных частиц.

При практически непрерывной загруженности приборного парка в течение года мы можем провести полный цикл исследований (распиловка, предварительные петромагнитные исследования и полная температурная чистка) примерно 1200 образцов. По поводу измерения образцов и работы на приборах лаборатории (самостоятельная работа возможна) необходимо обращаться непосредственно к заведующему лабораторией В.Ю. Водовозову.