Anisotropy of Magnetic Susceptibility in Clastic Sediments and Sedimentary Rocks

Mgr. Jan Černý, Ph.D.

Doctoral thesis

Abstract:

Tato práce je zaměřena na metodické studium anizotropie magnetické susceptibility a magnetických staveb, a to jak v klastických nezpevněných sedimentech, tak i ve zpevněných sedimentárních horninách. Studium primárních magnetických staveb v nezpevněných klastických sedimentech probíhalo na vzorcích získaných při paleoseismologickém výzkumu na pobřeží Pacifiku v Mexiku. V případě sedimentů odebraných v depozičním prostředí laguny byly kromě magnetických staveb studovány také parametry anizotropie magnetické susceptibility a jejich laterální variabilita v závislosti na stratigrafické úrovni. Výsledky ukázaly přítomnost zvláštní primární nekoaxiální imbrikované stavby v jílu a také významnou laterální variabilitu některých parametrů magnetické anizotropie. Studium magnetických staveb ve zpevněných klastických sedimentárních horninách proběhlo v Ordovickém stratigrafickém sledu pražské synformy. Tam byla zjištěna přítomnost všech tří možných typů koaxiálních staveb: normálních, intermediálních a inverzních. Největší pozornost byla věnována inverzním stavbám, které byly způsobeny přítomností ankeritu. Na nich bylo také provedeno metodické studium zaměřené na separaci magnetických staveb. V práci jsou navíc představeny dvě nové metody separace magnetických staveb. První z nich je založena na chemickém rozpouštění ankeritu a druhá představuje matematickou separaci. Co se týče intermediálních staveb, tak důvod jejich vzniku v ordovických horninách pražské synformy není zcela vyjasněn, a však v práci jsou naznačeny možné příčiny jejich vzniku. Normální magnetické stavby byly zjištěny na celém území synformy a byly identifikovány jak primární, tak sekundární stavby. Příčiny vzniku deformačních staveb jsou spjaty jistě s několika různými deformacemi, a tak bylo poměrně obtížné od sebe oddělit jednotlivé typy deformačních staveb. Nicméně jeden typ deformačních magnetických staveb je jistě spjat s hercynskou vrásově násunovou tektonikou. Tento typ staveb má směr magnetické lineace paralelně s osami velkých vrás v pražské synformě, a to průměrně ve směru SV-JZ. Druhý typ magnetických staveb mající sj. směr magnetické lineace může být pravděpodobně výsledkem dvou na sobě nezávislých deformací a třetí typ magnetických staveb je pravděpodobně spjat se závistským zlomem.

Abstract:

The subject of the Dissertation is methodical study of anisotropy of magnetic susceptibility (AMS) and magnetic fabrics in sediments and sedimentary rocks. The study of primary magnetic fabrics in sediments was carried out on samples collected in a lagoonal environment of the Pacific Ocean coast in Mexico. Magnetic fabrics and lateral variability of AMS parameters were studied in sediments. The results from sediments showed the presence of an unusual primary non-coaxial fabric in clay interpreted as lateral imbrication as well as a significant lateral variability of some AMS parameters. The study of magnetic fabrics in sedimentary rocks took place in the Ordovician rocks of the Prague Synform, Barrandian area, Czechia. The presence of normal, intermediate and inverse magnetic fabrics was identified in the Ordovician sequence. The greatest attention was given to inverse magnetic fabrics which were caused by the presence of ankerite in the samples. Using the samples with ankerite allowed to perform a new methodological study focused on the separation of magnetic fabrics. This methodological study made possible to separate inverse and hidden normal magnetic fabric components. The identified intermediate magnetic fabrics were exclusively linked to the two basal formations of the Ordovician sequence. The reason for their occurrence in the Ordovician rocks of the Prague Synform is not fully understood yet. However, a few possible causes of their origin are suggested. Normal magnetic fabrics were found throughout the whole territory of the Prague Synform, and both primary and secondary magnetic fabrics were identified. The secondary deformational fabrics recognized in the synform are certainly connected with several different deformations, so it was quite difficult to separate each type of deformational fabrics from one another. Nevertheless, one type of deformational magnetic fabrics is certainly associated with the Hercynian thrust tectonics that affected the area. This type of magnetic fabrics has the mean direction of magnetic lineations parallel to large fold axes in the Prague Synform trending NE–SW. The second type of deformational magnetic fabrics with N–S orientation of magnetic lineations may be associated with at least two different strain events. The third type of deformational magnetic fabrics is probably related to the Závist Fault.

Keywords

Anisotropy of Magnetic Susceptibility, Structural Geology, Tectonics, Sedimentary rock, Sediment, Barrandian, Ordovician, Mexican Pacific Coast, Methodology, Magnetic Fabric, Anizotropie Magnetické Susceptibility, Strukturní Geologie, Tektonika, Sedimentární horniny, Barrandien, Ordovik, Mexické Pobřeží Pacifiku, Metodika, Magnetická Stavba

Language used: English

Date on which the thesis was submitted / produced: 14. 6. 2017

Thesis defence

• Date of defence: 6. 10. 2017
• Supervisor: doc. RNDr. Rostislav Melichar, Dr.
• Reader: doc. RNDr. Jiří Žák, Ph.D., doc. Stanislaw Mazur

Masaryk University

Faculty of Science

Doctoral programme / field:
Geology (4-years) / Geological Sciences