Биогенный магнетит и магниторецепция. Новое о биомагнетизме. Том 2 - Киршвинк Дж.
ISBN 5-03-001275-3
Скачать (прямая ссылка):
Процесс выделения начинается с приготовления жидкой суспензии из сухой глины путем добавления к ней дистиллированной воды при равномерном помешивании полученной смеси. На начальной стадии магнитной сепарации используется 60-миллилитровая ручная делительная воронка с регулируемой скоростью; воронка присоединена к изодинамическому магнитному сепаратору Франца, снабженному резиновой трубкой с зажимом для обеспечения медленного прохождения воды через систему. Сила тока в сепараторе должна быть установлена примерно на 0,5 А. Жидкая суспензия медленно проходит через воронку, и магнитные зерна оседают на ее стенках. После этой процедуры величина остаточной намагниченности увеличится от примерно (1-2) х х 10-7 А м2/г в образце в целом до (2-4)-10_6 А-м2/г в отсепариро-ванной фракции.
Для проведения второй магнитной сепарации первично отсепари-рованная магнитная фракция помещается в 10-миллилитровую коническую центрифужную пробирку с дистиллированной водой. Для того чтобы отделить друг от друга слипшиеся зерна кварца, глины и магнетита, пробирку приблизительно на 10 мин помещают в ультразвуковой шейкер. После этого сильно магнитные зерна можно собрать у края пробирки с помощью небольшого магнита, слегка постукивая по смеси жидкость-осадок. После удаления верхнего слоя жидкости и двукратного промывания осадка величина NRM полученной магнитной фракции составляет (5-8)-10-5 А м2/г.
Затем оставшийся материал очищается от всех других минералов-оксидов трехвалентного железа с помощью обработки буферным раствором дитионата натрия в течение двух дней (Mehra, Jackson, 1960). Известно, что при таких условиях этот раствор разлагает гематит, маггемит и другие возможные минералы-оксиды железа, которые могут содержаться в образцах, но на магнетит при комнатной температуре он не действует в течение нескольких месяцев (Kirschvink, 1981b). Ранее было установлено, что гематит, маггемит и гетит быстро разлагаются в этом растворе; нами же экспериментально установлено, что это относится также к пирротину. Контроль с помощью ПЭМ подтвердил, что в стандартном мелкозернистом порошке магнетита после двухдневной
Рис. 36.2. Дебаеграммы стандарта магнетита (А) и конечной фракции, извлеченной из Потамидских глин (Б).
обработки дитионатом натрия никаких заметных изменений не произошло. Это единственный вид химической обработки, применяемый на протяжении всего процесса сепарации, и он не должен приводить к изменению морфологии зерен магнетита, за исключением того, что на поверхности благодаря окислению образуется тонкий слой маггемита.
После двухдневной химической обработки раствор центрифугируется, жидкость сливается и образец, повторно суспендированный с помощью ультразвука, несколько раз промывается дистиллированной
Рис. 36.3. Картина дифракции электронов для магнитной фракции из Потамидских глин острова Крит до обработки дитионатом натрия. Длина волны электронов 6 пм, длина камеры 180 мм. Позитив увеличен в 7 раз.
водой. И наконец, на последней стадии раствор с помощью пипетки наносится на предметное стекло, при этом образуется тонкая пленка с максимальным количеством частиц в центре. Затем магнитные частицы можно с помощью небольшого магнита оттянуть из центра, оставив там немагнитные зерна.
Подготовка образцов для исследования методом ПЭМ проводилась способом, описанным Toy (это издание), включающим в себя лишь одно небольшое усовершенствование. Скопления магнитных частиц частично рассеивались в переменном магнитном поле с амплитудой 100 мТл и частотой 400 Гц, создаваемом размагничивающей установкой. Как полагают, эта процедура начинается с разбиения скоплений на цепочки взаимно отталкивающихся частиц, ориентированные параллельно переменному полю. По мере прохождения этих цепочек через раствор и осаждения их на сетках от них под действием переменного поля отделяются кристаллы. На практике эта методика работает довольно успешно.
Чистота полученного порошка проверяется стандартным методом Дебая-Шеррера. Почти все дифракционные линии наших образцов совпадали с линиями эталонного чистого магнетита (рис. 36.2). Размеры ячейки и мольную долю Fe2Ti04 этих магнетитовых фракций можно определить путем сравнения их дебаеграмм с дебаеграммой кремния, стандартные величины размера решетки и мольной доли которого составляют 8,39 А и 0,02 соответственно. Прежде чем приступить к изучению конечных продуктов сепарации магнетита всех образцов, нами также был изучен на ПЭМ сепарат магнетита, не обработанный дитио-натом. Анализ дифрактограмм подтвердил, что преобладающая часть зерен темноцветных минералов в образцах (рис. 36.3), если не все, представлена магнетитом. Эти результаты прямых наблюдений согласуются с выводом, полученным непосредственно из магнитных измерений (Langereis, 1979; Valet, Laj, 1981).
4. Магнитные измерения
Другой мерой содержания мелкозернистого магнетита в каждом образце является отношение между интенсивностями IRM первой выделенной фракции и всего образца в целом. На рис. 36.1 показан характер изменения как этого отношения, так и остаточной намагниченности всего материала для каждого образца Потамидского и Скоулоудхинско-го разрезов. В Потамидском разрезе оба параметра уменьшаются в осадках двух нижних уровней переходов полярности, а в Скоулоуд-хинском разрезе соответственно остаются без изменений. Интенсивность также уменьшается в осадках верхних слоев Потамидского разреза (Langereis, личное сообщение). Эти данные согласуются с исчезновением большого количества однодоменного магнетита в некоторых частях формации.
