MASARYKOVA UNIVERZITA V BRNĚ Přírodovědecká fakulta

MASARYKOVA UNIVERZITA V BRNĚ Přírodovědecká fakulta Rešerše k diplomové práci: Nositelé magnetické susceptibility v psamitech Milan Říha Brno 2011 Vedoucí práce: doc. RNDr. Rostislav Melichar, Dr. 1

Obsah 1. Předmluva... 3 2. Analýza magnetické susceptibility... 3 2.1 Metodika analýzy magnetické anizotropie... 5 3. Magnetismus... 7 3.1 Diamagnetické látky... 8 3.2 Paramagnetické látky... 8 3.3 Feromagnetické látky... 8 4. Magnetická stavba hornin... 9 4.1 Magnetická stavba deformovaných hornin... 9 5. Nositelé magnetické susceptibility a užití magnetické anizotropie na psamitických horninách... 11 5.1 Magnetit... 12 5.2 Hematit... 19 5.3 Goethit... 21 5.4 Magnetit a hematit... 27 5.5 Jiné případy... 29 6. Seznam literatury... 30 2

1. Předmluva Tato rešeršní práce je souhrn dosavadních publikovaných děl a zkušeností týkající se měření magnetické susceptibility v psamitických horninách. Práce slouží, jako podklad pro moji diplomovou práci, s názvem "Magnetická anizotropie psefitů a psamitů v brdském kambriu". Cílem mé diplomové práce je sestavit celkovou mapu strukturních prvků příbramské synklinály a tzv. 2. pásma drobového. Studovaná oblast je situovaná mezi Příbramí a Rožmitálem pod Třemšínem. Výsledná data z AMS analýzy budou porovnána s naměřenými kompasovými daty. Rešeršní část je zaměřena na nositele magnetické susceptibility v psamitických horninách, a proto tato rešeršní práce nezachází do velkých detailů týkající se metodiky magnetické anizotropie, ale pouze ji přibližuje. Hlavním cílem rešeršní práce bylo zjistit co nejvíce informací o výzkumech hornin, jimiž se zabývám ve své diplomové práci. Psamit, neboli pískovec je sedimentární hornina, jehož hlavní složkou je křemen, živec, slídy a jiné minerály. Dále obsahují v malém množství hematit, magnetit, goethit a jiné minerály s výbornými magnetickými vlastnostmi. Tyto minerály nazýváme, jako nosiče magnetické susceptibility. Ve studované oblasti mé diplomové práce se nejčastěji vyskytuje nositel magnetické susceptibility v podobě hydroxidu železa, neboli limonitu. Limonit zde často bývá v trhlinkách a puklinových systémech v podobě povlaků a výplní. Bohužel takových prací, které by popisovaly konkrétně limonit není mnoho. Jedinou publikací, která se zabývá přímo limonitem a popisuje chování limonitu při aplikaci metody AMS je Charreaua et al. (2005), která se zmiňuje o limonitech, ale pouze okrajově. Proto jsem se o to více snažil vyhledat jiné feromagnetické minerály, o kterých předpokládám, že mají podobné chování a vlastnosti, jako limonit a budu tak moci tyto informace použít, jako podklad pro moji diplomovou práci. 2. Analýza magnetické susceptibility Anizotropie magnetické susceptibility (dále jen AMS) je jedním ze způsobů studia zabývající se magnetismem hornin. Susceptibilitou zde rozumíme vodivost, ale také citlivost, nebo vnímavost. První záznamy zabývající se magnetickou anizotropií se objevily už během II. světové války, v roce 1942. Tyto zprávy byly zmíněny při paleontologickém výzkumu ve švédských varvitických jílech němcem Gutem Isingem. Zdálo se, že magnetická anizotropie se stane už tehdy běžnou součástí geologického výzkumu, ale nebylo tomu tak rychle, jak se 3

čekalo (Tarling & Hrouda 1993). Na výzkumy Isinga navázal a dnešní tvář magnetické anizotropie dal teprve až J.W. Graham v roce 1954 (Tarling & Hrouda 1993), který rozvíjel metodiku AMS se zaměřením na vnitřní stavby hornin. Magnetická anizotropie je závislost magnetizace látek na směru, ve kterém měříme. Anizotropie je vlastnost, kterou se označuje závislost určité veličiny na volbě směru. Může se projevit, jako kladná, záporná, nebo nulová odchylka od své osy magnetického pole. Např. při diamagnetismu u křemene nebo kalcitu se zobrazí záporně. Naopak tomu bude u paramagnetismu u pyroxenu, amfibolu, olivínu, nebo slíd se zobrazí kladně. Ferromagnetismus se zobrazuje jako křivka, a tento jev můžeme pozorovat např. u železa, magnetitu, hematitu, a nebo pyrhotinu. Magnetická susceptibilita patří v současné době v geologii mezi často diskutované téma. Používá se v mnoha odvětvích, je možné ji využít různými způsoby a s různou přesností. Např. paleontologové využívají magnetickou anizotropii pro určení stáří hornin přímo v terénu s pomocí přístroje, který svým rozměrem stejně tak mobilní, jako třeba GPS, nebo větší mobilní telefon. Nevýhodou přístroje však je malá přesnost daná velikostí přístroje. Na přesnost měření má vliv i mnoho jiných faktorů, jako jsou vítr, magnetické předměty a jiné podměty, na které přístroj reaguje. Dále je magnetická anizotropie využívána často pro zjištění přednostní orientace vnitřní stavby hornin, což využívají především tektonici. Můžeme určit do jaké míry bylo území tektonicky postiženo a to bez fosilních indikátorů, jako jsou ooidy, nebo deformované fosílie (Chadima & Melichar 1999). Oproti paleontologům, tektonici používají mnohem větších přístrojů, tzv. střídavých můstků, s mnohem vyšší přesností. Magnetický můstek není přenosný, jako tomu je u paleontologických přístrojů. Střídavý můstek je součástí laboratoří a je potřeba v terénní etapě odebrat jádrové vrty, na kterých je zachována horizontální i vertikální orientace vzorku z terénu. Vzorky se pak v laboratořích podrobí přesné analýze. Základní princip magnetické anizotropie je založený na měření magnetismu hornin. Dříve se pro měření magnetismu vzorků využívalo klasických magnetometrů, na místo dnes používaných střídavých můstků. Metoda anizotropie magnetické susceptibility (AMS) na střídavém můstku se v současné době mezi tektoniky podstatně rychle rozšířila a má spoustu výhod. Zásadní výhodou, jak jsem už zmínil je přesnost měření a možnosti poskytnutých dat, která získáme. Také můžeme měřit bez přestání, oproti terénnímu měření, které je omezeno kapacitou paměti a baterií. Metoda má však i některé nevýhody, mezi ně bych zařadil manipulaci s přístroji a nástroji potřebnými pro samotnou realizaci jádrového vrtu s výplachem, nedostatečné zkušenosti s některými druhy hornin a jiné drobné záležitosti. Metoda se začíná čím dál tím více používat a začíná 4

mít v geologii své náležité uplatnění. Česká republika zásluhou zejména Františka Hroudy a jeho kolektivu patří do zemí, ve kterých se magnetická anizotropie rozvíjí. Střídavé můstky vynalézají a vyrábí přímo v Brně ve společnosti AGICO s.r.o. Export přístrojů jde nejen do Evropských zemí, ale i do Japonska, USA a jiných zemí. 2.1 Metodika analýzy magnetické anizotropie Pro co nejpřesnější změření magnetické susceptibility je zapotřebí nashromáždit co nejvíce orientovaných vzorků. Orientovaný vzorek je vrtné jádro s typickými rozměry 3 2 1 cm. Tvar může být válcový, nebo krychlový a samotná technika odběru závisí na tvrdosti, či tuhosti vzorku. Pokud je hornina soudržná a zároveň se do ní dá zarýt nůž, odebereme vzorek pomocí kvádrové formičky zatlačené do horniny. Při odběru soudržných, tvrdých vzorků používáme benzinovou vrtačku a vrtáme jádrové vrty s výplachem. V obou případech se na vzorky vynese změřená orientace a vzorky se uschovají pro laboratorní zkoušky. Na každé lokalitě by se mělo odebrat alespoň 5 vrtných jader, ze kterých se dělají 2 cm dlouhé válečky, nebo krychličky. Abychom dosáhli kvalitních výsledků, potřebujeme takových válečků o délce 21 mm minimálně 10 kusů. Kromě kvantity je důležité hledět na kvalitu při odběru válečků. Někteří vědci se domnívají, že obrušováním vrtáku je ovlivněné celé měření, druhá strana však říká, že tomu tak není. Technika odběru má také svoje pravidla, např. vzorek by měl být odebrán ze 3 různých směrů. Následuje laboratorní zpracování navrtaných jader. Jak už jsem zmínil, jádra se nařežou na 21mm dlouhé válečky a ty se změří na střídavém můstku. Měří se magnetická susceptibilita, díky níž pak získáme tvar elipsoidu (obr. 2.2.) a data vypovídající o tom, jaká je foliace a lineace (obr. 2.1.). Tohoto využíváme v případě, když je opticky na vzorku nevidíme. 5

6

Obr. 2.1. Foliace a lineace (Tarling & Hrouda 1993). Obr. 2.2. Tvary elipsoidů (Tarling & Hrouda 1993). 3. Magnetismus Magnetické látky se dělí podle toho, jak reagují na působení vnějšího magnetického pole, na diamagnetické, paramagnetické a feromagneciké. 7

3.1 Diamagnetické látky Tzv. diamagnetika reagují na vložení do vnějšího magnetického pole zeslabením vlastního magnetického pole. Znamená to, že pokud vložíme a potom vyjmeme těleso z magnetického pole, na procházející magnetismus nijak nereaguje. Mezi diamagnetika patří prvky, jako jsou uhlík, měď, zlato, síra a jiné, např. voda (Tarling & Hrouda 1993). 3.2 Paramagnetické látky Tzv. paramagnetika reagují na magnetismus, pouze pokud se nacházejí v samotném magnetickém poli. Pokud paramagnetickou látku vyjmeme z magnetického pole, nedokáží udržet magnetismus bez působení vnějšího pole, čímž se liší od feromagnetik. Mezi paramagnetika patří hliník, vápník, uran, kyslík, hořčík, mangan, baryum, platina a jiné podobné prvky (Tarling & Hrouda 1993). 3.3 Feromagnetické látky Tzv. feromagnetika jsou takové látky, které dokážou přijímat a pamatovat si magnetizaci po vyjmutí z magnetického pole. Proto se na ně v této rešeršní více zaměřuji a snažil jsem se o to, abych o nich zjistil co nejvíce. Feromagnetika jsou látky, které se vyznačují excelentními schopnostmi vést magnetismus a jsou tak jednou z nejsilnějších forem magnetismu mezi prvky. Takové látky jsou nejlepší pro použití magnetické anizotropie. Ve feromagnetických látkách vznikají tzv. magnetické domény (Weissovy domény), což jsou tzv. myšlené oblasti, ve kterých jsou magnetické dipóly shodně orientovány. V nepřítomnosti vnějšího magnetického pole je směr magnetických momentů jednotlivých domén různý a výsledný magnetický moment látky je tedy nulový. Ve slabém magnetickém poli dochází k rozšiřování hranic domén, jejichž dipólový moment je orientován ve směru vnějšího magnetického pole, což vede k poměrně značnému zesílení vnějšího magnetického pole. Při vyšší intenzitě vnějšího magnetického pole se magnetické dipólové momenty domén natočí skokem do krystalografického směru, který je nejblíže směru vnějšího magnetického pole. Ve velmi silných vnějších magnetických polích se magnetické momenty domén postupně natáčí do směru vnějšího magnetického pole a další zvyšování vnějšího magnetického pole již vede pouze k zesilování vnějšího pole, které je shodné s vlivem paramagnetické látky. Zesílení magnetického pole ve feromagnetické látce je tedy závislé na intenzitě vnějšího magnetického 8

pole. Mezi feromagnetika patří železo, nikl, kobalt, nebo některé slitiny (Tarling & Hrouda 1993). Obr. 2.1. Příklady reakcí feromagnetických, paramagnetických a diamagnetických látek, rozdělených do na izotropní a anizotropní. 4. Magnetická stavba hornin Magnetická stavba hornin je ovlivněna velkým množstvím faktorů. Především minerálním složením zkoumaných hornin, zrnitostí, velikostí zrn a anizotropií zrn stavebních minerálů a jejich orientací. Díky tomu interpretace magnetické anizotropie není jednoznačná. Při zanedbání některých faktorů byly odvozeny kvantitativní vztahy mezi stupněm uspořádání anizotropií stavebních minerálů a stupněm anizotropie hornin (Chadima 2003). 4.1 Magnetická stavba deformovaných hornin Analýza deformovaných hornin je pro strukturní geology běžné a časté téma se kterým dennodenně pracují. Optické zkoumání hornin je časově a na zkušenosti velmi náročné, a 9

proto byla deformační analýza do nedávné doby omezena na horniny, které obsahují dobře rozpoznatelné makroskopické indikátory deformace, např. ooidy, konkrece, lapili, redukční skvrny, fosílie, nebo byla podmíněna časově náročným mikroskopickým studiem vhodného minerálu (například c-osy křemene). V poslední době se k mikroskopickému studiu nabízí možnost počítačové analýzy obrazu. Další moderní fyzikální metody orientační analýzy (rentgenová a neutronová texturní goniometrie a difrakce zpětně odražených elektronů - EBSE) jsou sice spolehlivé, avšak časově velmi náročné. Potřebné přístrojové vybavení je velice nákladné a těžko dostupné (Chadima 2003). Z těchto důvodů bylo učiněno mnoho pokusů o využití anizotropie magnetické susceptibility, jako rychlé petrofyzikální metody pro účely deformační analýzy. V první fázi studia se ukázala blízká shoda mezi hlavními směry susceptibility a hlavními osami elipsoidu deformace. Později byl studován kvantitativní vztah mezi stupněm anizotropie a stupněm deformace teoreticky pomocí matematických modelů, empiricky na horninách se známou deformací a experimentálně deformováním analogových modelů hornin v laboratoři (Chadima 2003). Při určování nositelů magnetické susceptibility využíváme speciální metodu. Ze zkoumané horniny se udělá prášek, ten se vloží do speciální zkumavky, která je se vzorkem zahřívána na vysoké teploty. Při dosažení určitě teploty (tzv. curieovy teploty) dojde k přeměně z feromagnetických látek na paramagnetické. Pro každý prvek je charakteristická určitá teplota, díky které dokážeme při analýze zjistit, jaký z minerálů je hlavním nositelem magnetické susceptibility. Např. u magnetitů je tato teplota 570 C a u limonitů to je něco přes 600 C. U feromagnetických minerálů jsou za studena ve struktuře tzv. magnetické domény (obr. 5.1. levá část obrázku), které sdílejí stejný směr magnetické orientace v jednotlivých doménách. Při dosažení určité teploty dojde k přeměně, po které už domény neexistují a v látce existuje pouze všesměrná orientace magnetismu (obr. 5.1. pravá část obrázku). Kromě závislosti na teplotě, záleží také na procentuelním zastoupení prvku v horninách. Podle procentuelního zastoupení magnetických látek se určí, které je v hornině nejvíce a ta je potom hlavním nositelem magnetické susceptibility (Chadima 2003). 10

Schéma magnetického uspořádání domén ve feromagnetických minerálech Schématické uspořádání v paramagnetických minerálech Obr. 3.1. Zobrazení uspořádání přednostní orientace v doménách. 5. Nositelé magnetické susceptibility a užití magnetické anizotropie na psamitických horninách Sestavil jsem přehled prací, zabývajících se studiem hornin pomocí anizotropie magnetické susceptibility (AMS) se zaměřením na výzkum v pískovcích. Mým cílem bylo zjistit veškeré informace, které se týkaly magnetických vlastností minerálů v pískovcích schopných reagovat na magnetické pole. Pro přehlednost jsem rozdělil tyto minerály, nositele magnetické susceptibility v psamitech, podle minerálu, který byl ve studovaných horninách hlavním nositelem magnetické susceptibility. 11

5.1 Magnetit Nejvýznamnější minerál z pohledu magnetické anizotropie je magnetit Fe 2+ Fe 3+ 2O 4, kterým se zabývá mnoho světových autorů, v různých horninových prostředích. Magnetit nebo také oxid železnato-železitý je anizotropní minerál s výbornými magnetickými vlastnostmi. Jedním ze studií, ve kterém je magnetit nositelem magnetické susceptibility, popsala skupina autorů Louis et al. (2008). V jejich výzkumu popsali způsoby využití analýzy APV (anizotropie P - vln) a AMS analýzy. Studovali a porovnávali výsledné hodnoty APV a AMS analýz (obr. 4.2 a obr. 4.3.). V závěrech autoři označili za hlavní nositele magnetické susceptibility ve zkoumaných horninách feromagnetická zrna magnetitů, ale také i jiná feromagnetická zrna, označena jako ostatní. Luis et al. (2008) se obával z nedostatku feromagnetických minerálů ve zkoumaných horninách. Naštěstí byl v horninách hojný výskyt zrníček magnetitů, a tak téměř celý výzkum prováděný AMS analýzou byl bez většího zatížení chyb. Jediné negativní vlivy na měření způsobila vysoká přítomnost diamagnetických minerálů. Při vyšším zastoupení křemenů a živců ve zkoumaných horninách, vykazovaly hodnoty měření na vzorcích slabé magnetické odezvy (obr. 4.1.). Naštěstí pro Luise, vzorků s malým obsahem feromagnetických minerálů, se složením převážně z křemenů a živců, bylo ve studované oblasti relativně málo. Naměřené hodnoty magnetické susceptibility vykazovaly u studovaných vzorků záporné hodnoty, v průměru -14 10-6. Průměrné hodnoty magnetické susceptibility prachovců odpovídají typickým hodnotám paramagnetických minerálů, které se pohybují od 100 10-6 do 500 10-6. Závěrem se ve studii objevuje ještě jedna věc, na kterou autoři Louis et al. (2008) upozornili. Popsali možnost zkreslení výsledných analýz, způsobené mikrotrhlinami ve zkoumaných horninách. Složení výplní mikrotrhlin je různé. Tým vědců se rozhodl pro využití optických výbrusů na třech vzorcích vrtných jader, aby zjistili vlastnosti výplní mikrotrhlin. Byla zjišťována přítomnost a velikosti mikrotrhlin, a také petrologické složení výplně mikrotrhlin. Nakonec porovnali autoři dvě metody, APV s AMS analýzou a došli k závěru, že při studiu pískovců a v siltovců, bylo vhodnější použít AMS analýzu (Louis et al. 2008). 12

Obr. 4.1. Naměřené hodnoty AMS a APV analýzou (Louis et al. 2008). 13

Obr. 4.2. Porovnání pískovců a prachovců (Louis et al. 2008). Obr. 4.3. AMS data v konturovém diagramu (Louis et al. 2008). Tvary zrn v pórech pískovců (obr. 4.4. - 4.7) se zabýval kolektiv geologů z anglické univerzity v Leedsu, Bass et al. (2007). Cílem této práce bylo zjistit, která ze současných, dostupných metod je ta nejvhodnější k výzkumu v hlubokomořských sedimentech. Jednou z 14

použitých metod byla právě analýza magnetické anizotropie. Bass et al. (2007) popsal procesy vzniku různých nositelů magnetické susceptibility. Ze všeho nejvíce se zajímal o magnetit, který byl hlavním nositelem magnetické susceptibility ve studovaných sedimentech. Magnetit byl nejprve na jednom místě vylouhovaný, transportovaný a nakonec vysrážený ve studované oblasti. Médiem transportu byla fluida, která procházela skrz studované horniny. Vytvořily se tak povlaky na malinkých zrníčkách pískovců. Obsahy magnetitů v pískovcích se pohybují do 1 %, ale ve zkoumaných horninách bylo magnetitu poměrně více díky procesu vysrážení z fluid. Díky tomu se stal magnetit v pískovcích hlavním, velice dominantním, ukazatelem anizotropie magnetické susceptibility. Obr. 4.4. Zrníčka granitu (Bass et al. 2007). 15

Obr. 4.5. Magnetismus pórů (Bass et al. 2007). 16

Obr. 4.6. Hodnoty z AMS analýz vynesené v diagramech (Bass et al. 2007) 17

Obr. 4.7. Srovnání metod aplikovaných v pískovcích a prachovcích (Bass et al. 2007) 18

Za účelem omezit následky seizmických otřesů ve Střední Asii v pohoří Ťan-Šan se pokusila skupina autorů Charreaua et al. (2005). Mezi zvolené metody studia v zájmové oblasti patřila také metoda magnetické anizotropie. Výzkum má rozšířit znalosti o této oblasti a předcházet rozsáhlým následkům způsobených silnými otřesy. Zásadní změny se provedou zejména v místních zákonech a předpisech, které rozhodují o stavbách v rizikových oblastech, v systému projektování staveb, který počítá s konstrukcí, která odolá otřesům, a jiná podobná opatření, která by měla zabránit katastrofálním následkům otřesu. Proto, aby se zjistil charakter otřesů, bylo zapotřebí nejprve zmapovat celé studované území. Magnetostratigrafický výzkum proběhl v horninách křídového stáří v říčních a jezerních pískovcích a také ve slepencích. Hlavním nositelem magnetické susceptibility je ve studovaných horninách magnetit. Magnetismus se v oblastech lišil. Nejvyšší magnetismus byl viditelně u magnetitů s nízkým obsahem titanu. V horninách s výskytem hematitu, limonitu a nebo magnetitu, nebyla magnetizace tak silná, jako tomu bylo u magnetitů s nízkým obsahem titanu. Magnetit s nízkým obsahem titanu je tedy velmi vhodný pro metodu AMS (Charreaua et al. 2005). 5.2 Hematit Hematit α-fe 2 O 3 je další minerál se skvělými magnetickými vlastnostmi, který je využíván při AMS analýze. Jako nositele magnetické susceptibility magnetit použil Andrews et al. (1998) při výzkumu pískovců v prostředí, které bylo tillového původu. Šlo tedy o glaciální sedimenty v oblasti Grónska a v severním Atlantiku. Vědci zde využili pro studium model "Bartington Magnetic Susceptibility Meter" (MS2). Magnetické analýzy prokazovaly růst hodnot magnetické susceptibility v závislosti s rostoucím obsahem hematitu (Andrews et al. 1998). Autoři Saint-Bezar et al. (2002) popsali nositele magnetické susceptibility v polohách psamitu v Maroku. Zkoumanou horninou byl červený pískovec, ve kterém je přibližně 75-85% křemene a 5-20 % arkózovitého pískovce. Přítomnost povlaků hematitu a titanohematitu dodává pískovcům červenou barvu (obr. 4.9.). Kromě barvy jsou zrníčka těchto dvou minerálů nositeli magnetické susceptibility. Naměřené hodnoty magnetické susceptibility v červených pískovcích vykazovaly hodnoty 11 10-6 -150 10-6 (obr. 4.8.). 19

Obr. 4.8. Výsledné hodnoty AMS analýz (Saint-Bezar et al. 2002). 20

Obr. 4.9. Výbrusy (Saint-Bezar et al. 2002). 5.3 Goethit Minerál goethit (obr. 4.11.) patří také mezi kvalitní indikátory magnetické susceptibility, nicméně se v horninách, ve kterých proběhly studie zabývající se AMS analýzou 21

nevyskytoval (obr. 4.12., 4.14. a 4.16.). Sizaret et al. (2003) popsal možnost využití anizotropie magnetické susceptibility v hydrotermálních systémech. Tato práce je zaměřena na lokality s výskytem hornin bohatých na Ba-F-Fe. Zkoumané horniny se skládaly z pískovců, bohatých na goethit (obr. 4.13.), který je v těchto horninách i hlavním nositelem magnetické susceptibility (Sizaret et al. 2003). Na následujících obrázcích je možné prohlédnout si geologickou situaci a vzorky ze studované lokality (4.9., 4.10. a 4.15.). Obr. 4.10. Geologická situace (Sizaret et al. 2003). 22

Obr. 4.11. Vzorky goethitu (Sizaret et al. 2003). 23

Obr. 4.12. Konturové diagramy (Sizaret et al. 2003). 24

Obr. 4.13. Nosiči magnetické susceptibility (Sizaret et al. 2003). Obr. 4.14. Výsledné hodnoty AMS analýz (Sizaret et al. 2003). 25

Obr. 4.15. Geologická situace goethitu a pískovce (Sizaret et al. 2003). 26

Obr. 4.16. (Sizaret et al. 2003). 5.4 Magnetit a hematit V některých případech nebyl pouze jeden nositel magnetické susceptibility, ale rovnou dva. Například ve zvodněných pískovcích v Rosendale (obr. 4.17.) realizoval studii Burmeister et al. (2009) s cílem zjistit míru deformace hornin. Burmeister et al. (2009) zvolil dvě metody studia pískovců, Fryovu metodu a AMS analýzu. Tyto dvě metody aplikoval na stejných horninách. Výsledky vyhodnotil v počítačovém programu, který výsledky měření promítnul do elipsoidů. Porovnání pak prokázalo vyšší citlivost AMS analýzy, a to i za předpokladu, že odezvy magnetické susceptibility byly velmi nízké. Oproti tomu Fryova metoda se v pískovcích nedala využít. Indikátorem magnetismu v pískovcích byla zrna magnetitů, která byla delší než 10 mm. I přes velký rozměr těchto zrn, které vykazovaly magnetizaci, byla vnímavost studovaných vzorků velice slabá. Závěrem se autoři zmiňují o tom, že ve zkoumaných vrstvách, které nejsou červené je mnohem vyšší magnetická citlivost (100 10-3 A/m), než je tomu v červených vrstvách, s typickými hodnotami od 0,15 do 27

6,23 10-3 A/m. Hlavním nositelem magnetické susceptibility v červených vrstvách je hematit. Hlavním nositelem magnetické susceptibility ve vrstvách, které nejsou červené jsou fylosilikáty (Burmeister et al. 2009). Obr. 4.17. Stratigrafické schéma - Rosendale (Burmeister et al. 2009). Další výzkum prováděl v horninách křídového stáří Archanjo et al. (2000) v prostředí bývalého riftu u Brazílie. Hlavním nositelem magnetické susceptibility jsou ve zkoumaných 28

horninách paramagnetické silikátové horniny a zrníčka hematitu, které na svoji velikost mají velkou magnetickou odezvu (Archanjo et al. 2000). 5.5 Jiné případy Mezi jiné případy jsem zařadil takové studie, které se zabývaly nositeli magnetické susceptibility jen okrajově. Jednu z takových studií realizoval Soto et al. (2007) v křídové pánvi Pyrenejského pohoří, v severním Španělsku. Předmětem zájmu bylo měření magnetické anizotropie v pískovcích, vápencích a břidlicích. Pro ověření a celkové srovnaní výsledků této metody bylo dále měřeno klasickými metodami. Připomínám, že zde autoři nepíší přímo o konkrétních nositelích magnetické susceptibility, ale pouze zdůrazňují fakt, že přítomnost feromagnetických minerálů silně ovlivňuje výsledky měření. Platí přímá úměra, čím vyšší obsah feromagnetických minerálů, tím vyšší hodnoty magnetické susceptibility (Soto et al. 2007). Srovnání dvou metod provedla skupina autorů Veloso et al. (2007). Šlo o výzkum mechanismu transportu sedimentů v jižní části Čile. Hlavními nositeli magnetické susceptibility ve zkoumaných horninách byly magnetit, hematit, haemo-illit a i jiné paramagnetické minerály, které ovlivňovaly anizotropii magnetické susceptibility (Veloso et al. 2007). Úplně jiný dojem nabývá studie autorů Craddock et al. (2007). Autoři ke studiu použili analýzu magnetické susceptibility, kterou byly studovány dvě na sebe kolmé ultramafické horniny. Pískovec, který zde byl při měření anizotropie magnetické susceptibility označen, jako rušič, sice obsahoval zirkon, který vykazoval slabé hodnoty magnetické anizotropie, ale to nestačilo k tomu, aby výsledky z anlalýz byly označeny za důvěryhodné (Craddock et al. 2007). Campos-Enriquez et al. (2009) se zabývají sedimenty vulkanického původu. Jejich analýzy týkající se nositelů magnetické susceptibility byly velmi nízké. Z toho důvodu autoři vyřadili tento typ analýz ze svého studia a jen se o něm okrajově zmínili. Za normálních okolností vykazují průměrné hodnoty vyvřelých hornin okolo 315 10-6. Ve studovaných pískovcích (tj. tufy), byly naměřené hodnoty okolo 54 10-6. 29

6. Seznam literatury Andrews J.T., Cooper T.A., Jennings A.E., Stein A.B. & Erlenkeuser H. (1998): Late Quaternary iceberg-rafted detritus events on the Denmark Strait-Southeast Greenland continental slope (65ºN): related to North Atlantic Heinrich events? Marine Geology, 149, 211 228. Kiel. Archanjo C.J., Trindade R.I., Wilson J., Mecedo J.W.P. & Araújo G. (2000): Magnetic fabric of a basaltic dyke swarm associated with Mesozoic rifting in northeastern Brazil Journal of South American Earth Sciences, 13, 179 189. Sao Paulo. Baas J.H., Hailwood E.A., William D.McC., Kay M. & Jones R. (2007): Directional petrological characterization of deep-marine sandstones using grain fabric and permeability anisotropy: Methodologies, theory, application and suggestions for integration Earth-Science Reviews, 82, 101 142. Leeds. Burmeister K.C., Harrison M.J., Marshak S., Ferré, E.C., Bannister R.A. & Kodama K.P. (2009): Comparison of Fry strain ellipse and AMS ellipsoid trends to tectonic fabric trends in very low-strain sandstone of the Appalachian fold-thrust belt Journal of Structural Geology, 31, 1028 1038. Stockton. Campos-Enríquez J.O., Belmonte-Jiménez S.I., Keppie J.D., Ortega-Gutiérrez F., Arzate, J.A., Martínez-Silva J. & Martínez-Serrano R.G. (2009): Gravity and magnetic survey of the Oaxaca city region: Cenozoic horst-and-graben structure superimposed on the Oaxaca-Juarez terrane boundary, southern Mexico Journal of South American Earth Sciences, 29, 572 585. Coyoacan. Craddock J.P., Anziano J., Wirth K., Vervoort J.D., Singer B. & Zhang S. (2007) :Structure, geochemistry and geochronology of a Penokean Lamprophyre Dike Swarm, Archean Wawa Terrane, Little Presque Isle, Michigan, USA Precambrian Research 157, 50-70. St. Paul. Chadima, M. (2003): Magnetická anizotropie deformovaných sedimentů (rešeršní práce) MS, Přírodovědecká fakulta Masarykovy University, Brno. Chadima M. & Melichar R. (1999): Magnetická susceptibilita kulmských drob a břidlic střední části Drahanské vrchoviny Přírodovědné studie Muzea Prostějovska, 2, 23 30. Prostějov. 30

Charreaua J., Chena Y., Stuart G., Domingueze S. Avouacd J-P., Sene S, Sunf D., Lif Y. & Wangg W-M. (2005): Magnetostratigraphy and rock magnetism of the Neogene Kuitun He section (northwest China): implications for Late Cenozoic uplift of the Tianshan mountains Earth and Planetary Science Letters, 230, 177 192. Orléans Cedex Louis L. Chen T-M. N., David Ch., Robion P., Wong T-f. & Song S-r. (2008): Anisotropy of magnetic susceptibility and P-wave velocity in core samples from the Taiwan Chelungpu-Fault Drilling Project (TCDP) Journal of Structural Geology, 30, 948 962. Cergy - Pontoise. Saint-Bezar B., Herbert R.L., Aubourg C., Robin P., Swennen R., Frizon de Lamotte D. (2002): Magnetic fabric and petrographic investigation of hematite-bearing sandstones within ramp-related folds: examples from the South Atlas Front (Morocco) Journal of Structural Geology, 24, 1507 1520. Batuiment Neuville. Sizaret S., Chen Y., Chauvet A. & Marcoux J.C.T. (2003): Magnetic fabrics and uid ow directions in hydrothermal systems. A case study in the Chaillac Ba^F^Fe deposits (France) Earth and Planetary Science Letters, 206, 555 570. Orléans Cedex. Soto R., Casas-Sainz A. M., Villalaín J.J. & Oliva-Urcia B. (2007): Mesozoic extension in the Basque Cantabrian basin (N Spain): Contributions from AMS and brittle mesostructures Tectonophysics, 445, 373 394. Burgos. Tarling, D. H. & Hrouda, F. (1993): The magnetic anisotropy of rock Chapman & Hall. London. Veloso E.E. Anma R., Ota T., Komiya T. & Kagashima S. (2007): Paleocurrent patterns of the sedimentary sequence of the Taitao ophiolite constrained by anisotropy of magnetic susceptibility and paleomagnetic analyses Sedimentary Geology, 201, 446 460. Tsukuba. 31