华北地块早古生代地层单元的岩石磁学特征研究

通过对采自华北地块西部鄂尔多斯盆地边缘早古生代地层单元中的４４块定向岩芯样品的岩石磁学实验（饱和等温剩磁及剩磁矫顽力的测量，三轴磁化的饱和等温剩磁的系统热退磁和低温实验）研究，揭示出华北地块早古生代地层单元的各类岩石中，主要载磁矿物的构成具有磁铁矿或赤铁矿与中等居里温度的磁黄铁矿、磁赤铁矿等共存的特征；个别地层单元的岩石中以极低居里点的针铁矿为主要载磁矿物．     

甘肃西山坪遗址岩石磁学性质及其研究意义探讨

对甘肃西山坪遗址剖面样品进行磁化率、频率磁化率、热磁分析、非磁滞剩磁和等温剩磁等一系列岩石磁学实验测试,分析环境磁学参数特征变化,试图探讨西山坪遗址研究意义,为今后深入研究该沉积序列蕴含的古环境记录提供了岩石磁学基础.结果表明：西山坪遗址剖面沉积物中磁性矿物主要以低矫顽力的磁铁矿和磁赤铁矿为主,高矫顽力磁性矿物赤铁矿含量极其有限,越向剖面表层,强磁性矿物含量逐渐增加.磁性矿物颗粒表现出黄土的典型特征,以单畴、准单畴为主,含有一定量的超顺磁颗粒,颗粒度越向剖面表层越细.从物源上看,遗址沉积物主要来自近源的黄土风尘堆积,主要是风成堆积,并混合大量人类活动信息,给今后综合研究岩石磁学与人类活动特征的关系有一定借鉴意义.     

菱铁矿热转变过程中岩石磁学性质基本特征

利用吉林大栗子铁矿纯菱铁矿样品,系统测量了菱铁矿在空气环境下热处理产物的磁化特征．揭示出其饱和等温剩磁（ＳＩＲＭ）、剩磁矫顽力（Ｈ（ｃｒ））和居里温度（Ｔｃ）随加热温度升高而发生的系列变化,美铁矿氧化过程中准稳定态磁性矿物磁赤铁矿（ｒ－Ｆｅ２Ｏ３）是中间产物之一,并且具有较高的热稳定性．Ｘ射线衍射和穆斯堡尔（Ｍｏｓｓｂａｕｅｒ）效应等分析结果证实了岩石磁学研究所揭示的菱铁矿氧化中磁性矿物转变过程．菱铁矿氧化过程中结晶结构的转变可能会影响其氧化产物的磁性特征．     

澳大利亚悉尼Long Reef Beach中新世古土壤岩石磁学特征及环境意义

本文对发育在澳大利亚悉尼附近的Long Reef Beach中新世古土壤剖面进行了系统的岩石磁学研究,测量了磁化率、饱和磁化强度、饱和等温剩磁、非磁滞剩磁等常温磁学参数和磁滞回线,并对所有样品进行了热磁分析.实验结果表明:全新世软土层主要磁性矿物为MD颗粒磁铁矿,磁性矿物含量与黄土高原黄土层相当.中新世老成土层随地层深度增加主要磁性矿物由磁铁矿转变为磁赤铁矿,随着磁铁矿向磁赤铁矿的转化,开始出现赤铁矿;磁性矿物粒径分布较广,以PSD颗粒为主,其次为SD颗粒,同时含有少量MD颗粒;磁性矿物含量高于黄土高原强发育古土壤层.中新世红土矿层主要磁性矿物为赤铁矿,同时含有少量磁赤铁矿和针铁矿,属于铁的富集层,赤铁矿以SD颗粒为主,含少量PSD和MD颗粒.Long Reef Beach中新世古土壤形成时期,对应着一种全球性高温多雨气候,地表化学风化作用十分强烈.丰富的降水,导致中新世老成土层发生淋溶作用,磁铁矿在向下淋溶迁移过程中逐渐氧化为磁赤铁矿和赤铁矿,铁氧化物最终在红土矿层淀积,磁赤铁矿经高温压实作用再结晶转化为赤铁矿.磁性矿物转化过程可概括为磁铁矿—磁赤铁矿化的磁铁矿—磁赤铁矿—赤铁矿,其中部分磁赤铁矿具有热稳定性,在空气(氩气)环境中加热到700℃未发生转化.     

黄铁矿加热过程中的矿相变化研究——基于磁化率随温度变化特征分析

对采自河南嵩县祁雨沟7号角砾岩筒的黄铁矿样品进行了详细的磁化率随温度变化特征研究，加热的最高温度为700℃，结果表明黄铁矿受热分解最终生成磁黄铁矿.黄铁矿通过两个可能的途径转变为磁黄铁矿：一个是黄铁矿颗粒首先经表面吸附氧的氧化转变为磁铁矿，随温度升高新生成的磁铁矿与黄铁矿晶格中挥发出的硫进一步反应转变为磁黄铁矿；另一可能途径是黄铁矿直接脱硫转变为磁黄铁矿，此反应为磁黄铁矿的主要来源.氩气环境下加热过程中，从约380℃开始即有磁铁矿生成，但直到约535℃才有磁黄铁矿的生成.在535℃～560℃的加热过程中生成的磁黄铁矿居里温度不稳定，直到加热至高于约560℃时才生成居里温度稳定的磁黄铁矿.氩气环境下，黄铁矿受热生成的磁性矿物的类型仅受最高温度的控制，与高温段的滞留时间无明显关系，而其生成量同时受最高温度和高温段滞留时间的控制.     

天山北缘新近系沉积物岩石磁学研究

岩石磁学研究表明, 天山北缘塔西河剖面新近系可划分为湖相沉积型、河流相沉积型和冲积扇沉积型三种类型, 分别对应于剖面的底部(沙湾组和塔西河组中下部)、中部(塔西河组顶部和独山子组中下部)和上部(独山子组顶部和西域组), 其中湖相沉积岩石磁学性质复杂, 除与沉积物物源密切相关外, 还可能受风化作用、原地磁性矿物自生或成岩作用以及生物活动的影响, 天然剩磁强度为10^-3~10^-2 A/m, 主要磁性矿物为磁铁矿, 高矫顽力磁性矿物可能为针铁矿. 磁性矿物颗粒由假单畴和单畴(PSD+SD)或单畴和超顺磁混合组成(SD+SP); 河流相沉积天然剩磁强度为10^-2~10^-1 A/m, 主要磁性矿物为磁铁矿和赤铁矿, 磁性矿物颗粒为假单畴(PSD), 450~580℃可获得稳定的特征剩磁方向, 特征剩磁载磁矿物为磁铁矿; 冲积扇沉积天然剩磁强度介于湖相和河流相沉积之间, 主要磁性矿物也为磁铁矿和赤铁矿, 580~680℃获得稳定特征剩磁方向, 特征剩磁载磁矿物为赤铁矿, 磁性矿物颗粒为假单畴(PSD).     

江西彭泽末次冰期风沙沉积序列的磁学特征及其古气候意义

江西彭泽红光沙山剖面是在约２５～１３ｋａＢＰ左右形成的风砂层夹１２个弱发育 古土壤层的沉积序列．详细的岩石磁学研究表明，该沉积序列的磁性矿物以磁铁矿为 主，并含少量磁赤铁矿和赤铁矿．与风砂层相比，弱发育古土壤层的磁性颗粒较小，低 矫顽力磁性组分的相对比例较大，且磁性矿物的含量明显增加．在该沉积序列中，从风 砂层到弱发育古土壤层，磁化率、非磁滞剩磁、饱和等温剩磁以及低－高矫顽力磁性矿 物的比率等磁学参数显示一定的渐变性；而从弱发育古土壤层到风砂层，这些磁学参 数表现为急剧的变化．低矫顽力磁性组分的含量在该序列最底部倒数第二个风砂层中 最低，向上至层序顶部，风砂层中的低矫顽力磁性矿物的含量大体上缓慢递增．这些磁 学特征反应了末次冰期盛冰期区域性气候的变化．     

有机质对纳米级磁铁矿热稳定性的影响

单畴磁铁矿颗粒是地质样品中最重要的磁性载体,其稳定性一直备受关注.为了认识有机质对纳米级磁铁矿颗粒热稳定性的影响,本文对比研究了趋磁细菌AMB-1合成的单畴磁铁矿分别在全细胞中和经去胞提纯后的纯化磁小体中的热磁性质,以及热处理后样品的磁滞参数和低温磁性的变化.发现仅有磁小体膜包裹的纯化磁小体中单畴磁铁矿热稳定性极强,而全细胞中的单畴磁铁矿加热过程中发生了显著的热变化:磁铁矿在约270℃即开始转化,400℃以前几乎完全被有机质还原为顺磁性物质;同时在400℃以前,有机质的还原作用与有机质热分解引起磁小体链的坍塌,共同导致了样品矫顽力(B_c)、剩磁矫顽力(B_cr)和剩磁比(M_rs/M_s)的减小,以及矫顽力比(B_cr/B_c)的增加. 我们的实验结果清楚地表明,当地质样品中含有较多有机质组分并受热事件影响时,其中的单畴磁铁矿难以得到保存.     

三门峡盆地晚新生代沉积物磁性载体类型

对三门峡盆地晚新生代沉积岩样品进行岩石磁学研究,通过三轴饱和等温剩磁和剩磁矫顽力实验、交变退磁和热退磁实验及磁化率测定,发现黄土-古土壤、河湖相灰绿层和冲洪积层3种不同岩性的磁载体存在显著差异.即黄土-古土壤以磁铁矿为主,赤铁矿和磁赤铁矿很少;河湖相灰绿色沉积磁性矿物含量较低,主要为赤铁矿和磁铁矿,但磁铁矿较多,此外还有一些不稳定磁性矿物(如针铁矿、菱铁矿等);冲洪积物以磁铁矿和赤铁矿为主,磁铁矿相对较多.     

泥河湾盆地大长梁剖面河湖相沉积物的岩石磁学性质

以热磁分析为主,对中国北方泥河湾盆地更新世河湖相地层中灰绿色粉砂和灰黄色粉砂/细砂两种典型沉积物进行了详细的岩石磁学研究,有效确定了这两类沉积物中磁性矿物的种类、粒度特征以及加热过程中磁性矿物的变化过程和产物,并对其包含的古环境意义进行了初步探讨.灰绿色粉砂样品主要含有磁铁矿和赤铁矿两种磁性矿物,磁性相对较弱,颗粒相对较细;灰黄色粉砂/细砂主要含有磁铁矿和磁赤铁矿,磁性相对较强,颗粒相对较粗.在氩气环境中经700℃加热处理后,这两种沉积物中的绿泥石都分解,并生成超细粒（处于超顺磁和单畴颗粒区间）的磁铁矿,导致磁化率大幅升高.因此泥河湾盆地沉积物的热磁特征可以用来检测样品中绿泥石的相对含量,进而反映该地区化学风化作用强度的变化.此外,灰绿色粉砂样品中绿泥石含量比灰黄色粉砂/细砂样品的含量高,在氩气中加热后,磁化率升高幅度也较高,可能反映了化学风化相对较弱的沉积环境.     

中中新世秦安黄土-古土壤序列磁性增强机制及其环境意义

中中新世黄土高原风尘堆积序列磁化率显著增高,在区域内已成为地层对比标志,然而其磁性增强机制依然不清楚.本文对秦安地区QA-I剖面约14～17.1 Ma期间的黄土-古土壤样品进行了系统的环境磁学、岩石磁学(热磁性质、磁滞性质、非磁滞剩磁与饱和等温剩磁比值χ_ARM/SIRM等)和色度指标分析.结果表明,QA-I剖面黄土-古土壤序列样品中磁性矿物为准单畴(PSD)磁铁矿、超顺磁/单畴(SP/SD)磁赤铁矿和赤铁矿,古土壤中细粒磁赤铁矿含量高于上下相邻黄土层.CBD(Citrate-Bicarbonate-Dithionite)处理方法显示,中中新世风尘序列中碎屑成因的PSD磁铁矿含量变化不大,约14.5～16.0 Ma期间成壤成因SP/SD磁赤铁矿含量的增多,是导致该时期风尘堆积序列磁化率增强的主要原因;这与该时期较低的土壤发育程度并不一致,表明CBD处理方法虽然可有效获取成壤成因SP/SD磁赤铁矿信息,却无法区分其为当地还是源区成壤成因.低温磁学研究表明,QA-I剖面约14.5～16.0 Ma期间SP/SD磁赤铁矿可能为碎屑磁铁矿颗粒的风化外壳,其含量高低变化与风尘样...     

大荔人遗址黄土-古土壤剖面岩石磁学性质研究

自从大荔人化石被发现以来,其遗址剖面便成为研究热点.先前的研究主要集中在地层的对比划分与头盖骨年龄的推断方面,然而对于载磁矿物的鉴定及其古气候含义方面的研究却相对较少.鉴于此,本文运用热磁分析、饱和等温剩磁和剩磁矫顽力谱分析、磁滞回线分析、频率磁化率分析、热退磁分析等方法,对大荔人遗址剖面进行了系统的岩石磁学性质研究,鉴定出其主要载磁矿物为磁铁矿,赤铁矿,磁赤铁矿,磁畴状态主要是似单畴.磁铁矿,赤铁矿是样品中特征剩磁的携带者;主要起源于成土作用的超顺磁颗粒和新生成的亚铁磁性矿物,是古土壤样品磁化率增强的主要贡献者;古土壤中软磁性矿物的含量高于黄土.样品中磁赤铁矿的含量并不高.黄土-古土壤样品的频率磁化率曲线,古里雅冰芯氧同位素、细微粒浓度曲线,岐山五里铺剖面有机质含量曲线在古气候记录方面具有一致性,都展示出至少从MIS5以来,气候从冰期到间冰期的变化是渐变的,反之则表现了突变特征.上述岩石磁学研究丰富了大荔剖面的磁学领域研究内容,为相关课题的深入研究提供了依据.     

甘肃陇中盆地会宁关公滩剖面磁性地层年代学研究

本文对陇中盆地会宁含小哺乳动物化石的关公滩剖面河湖相沉积序列进行了详细的岩石磁学和磁性地层学研究,磁化率各向异性结果表明关公滩剖面沉积物记录了典型的原生沉积组构,沉积物沉积以后几乎没有受到后期的扰动.最大磁化率主轴方向与现今的古水流流向基本一致,表明区域西高东低的地貌至少在中更新世早期已经形成.磁滞回线、等温剩磁获得曲线的矫顽力谱分析、三轴等温剩磁退磁曲线等岩石磁学结果显示：关公滩剖面河湖相沉积物的磁性矿物有磁铁矿、磁赤铁矿和赤铁矿,其中磁铁矿和赤铁矿是主要的剩磁载体,但其特征剩磁载体以赤铁矿为主.系统退磁结果显示,在大部分样品中,磁铁矿和赤铁矿均记录了几乎相同的特征剩磁的方向,整个剖面呈现单一的正极性.另外,关公滩剖面底部河湖相沉积物中产出丰富的小哺乳动物牙齿化石,经初步研究包括复齿鼠兔（Ochotonoides complicidens）、丁氏鼢鼠（Myospalax tingi）、方氏鼢鼠（Myospalax fontanieri）、变异仓鼠（Cricetinus varians）、大林姬鼠（Cricetinus varians）、复齿旱獭（Marmota complicidens）等六个种类,其中丁氏鼢鼠和复齿鼠兔是相对原始的种类,其时代跨越早更新世至中更新世早期,其他都是我国北方中、晚更新世常见的种类,该小哺乳动物化石组合性质表明其时代很可能为中更新世早期.因此,综合磁性地层学和小哺乳动物生物年代学结果,关公滩剖面记录了布容正极性时的沉积,剖面底部堆积及其哺乳动物群的时代应为中更新世早期.     

湖泊沉积物中胶黄铁矿的鉴出及其磁学意义

对青藏高原东部若尔盖盆地钻孔获取的湖泊沉积物进行了详细的岩石磁学调查及矿物学鉴定, 发现大量胶黄铁矿存在, 并认定其为主要的磁载体. 该矿物颗粒细小, 粒度均匀, 可能为生物化学成因. 与大量文献报道的相反, 在长期暴露于空气后, 样品中的胶黄铁矿仍未被氧化. 这可能与钻孔内该矿物被硅质胶结物包裹有关. 研究结果初步揭示了湖泊沉积物磁学研究的复杂性, 同时也为环境磁学机理的研究提供了新的线索.     

福州盆地全新世沉积物的磁学性质及其对环境变化的响应

福州盆地位于海陆过渡地带,在海陆变迁过程中,沉积物记录了高分辨率的环境信息,是揭示沉积特征对环境变化响应过程及模式的理想区域.本文选择位于福州盆地的FZ5钻孔进行岩石磁学、环境磁学和古地磁学方面的研究,以期阐明该区域沉积物磁学性质对陆源碎屑输入、海平面变化和成岩作用的响应.岩石磁学结果表明钻孔沉积物以低矫顽力的亚铁磁性矿物为主体,但是在不同的环境变化阶段,磁性矿物的类型有较大变化.在9~3 cal. ka BP的海侵过程中,沉积物中以磁铁矿为主体,存在菱铁矿和铁硫化物等还原性矿物.硫化作用使细粒磁铁矿溶解形成胶黄铁矿和黄铁矿,其峰面随碎屑磁性矿物的浓度变化而迁移.但硫化作用没有完全消除磁铁矿携带的特征剩磁和陆源碎屑输入量以及海平面升降对该阶段沉积物磁性的控制.在~3 cal. ka BP以来随着海平面下降、沉积环境向陆相氧化环境转化,虽然早期还原作用仍然存在,但后期氧化作用使磁性矿物向高矫顽力的赤铁矿等矿物转变,氧化作用基本扰乱了磁铁矿携带的剩磁.沉积及其后期成岩作用过程中,发生在约~8.2、~7.7、~7.5、~2.7、~1.5、~0.5 cal. ka BP六次强烈的古氧化界面反映了福州盆地当时异常干旱或湿热的气候事件.     

许家窑泥河湾沉积物的岩石磁学性质

对许家窑泥河湾河湖相沉积物开展的一系列岩石磁学实验结果显示: 磁铁矿、磁赤铁矿和赤铁矿为主要的载磁矿物; 低温磁化率和低温剩磁测量是查明磁铁矿、磁赤铁矿化及超顺磁颗粒存在的非常有效的手段; 尽管在局部深度上部分磁铁矿可能经历了低温氧化, 但SD/MD磁铁矿颗粒的大量存在仍是沉积物磁化率增强的主要原因之一; SD/MD磁铁矿和赤铁矿为碎屑成因, 由二者为主要磁性载体的特征剩磁(ChRM)反映了沉积物形成时的原始磁场, 而磁赤铁矿则可能代表了叠加于原生剩磁上后生的化学成分.     

中国东部红土的磁性及其环境意义

通过中国东部红土剖面的环境磁学参数（磁化率、频率磁化率、非磁滞剩磁、饱和等温剩磁等）测量,获得了红土剖面磁性矿物浓度、粒度和类型等特性随深度的变化曲线以及红土经连二亚硫酸钠一柠檬酸钠一重碳酸钠溶液（ＤＣＢ）处理后的磁性参数变化．根据红土剖面环境磁学参数及其磁参数比值的变化可将红土分为３个层段,各层段的磁性矿物特征存在明显的差异．证实了红土剖面中的磁性载体主要是磁赤铁矿、赤铁矿和针铁矿,并分离出了球粒状磁颗粒．认为红土磁性矿物的数量、粒度、类型等的变异指示了其形成时的环境特征,其频率磁化率和ＤＣＢ处理的磁化率损失量指示了红土成壤化作用的强弱,可作为在红壤区研究过去全球变化的一种新途径．     

华北盆地南缘早古生代岩石的重磁化——Ⅱ.岩石磁学结果

华北盆地南缘早古生代岩石系统的岩石磁学研究表明,其岩石中的磁性矿物组合相当复杂,重磁化时代可分为晚二叠/早三叠世和早、晚白垩世2个大的阶段.焦作剖面具有原生剩磁和次生剩磁岩石共生的特征,以及细致的岩石磁学分析表明,未重磁化和重磁化岩石两者间磁铁矿颗粒度大小存在明显区别,这暗示了热粘滞剩磁是重磁化的重要原因之一,而济源和登封剖面不仅岩石遭受完全的重磁化,而且广泛发育早白垩时期形成的磁黄铁矿,磁黄铁矿形成则暗示着造山热液的渗透作用.     

拉萨地块中二叠统洛巴堆组岩石磁学及其地质意义

拉萨地块是研究班公湖—怒江特提斯洋和雅鲁藏布江特提斯洋演化过程的关键,但印度—亚洲大陆的碰撞可能导致拉萨地块遭受不同程度的重磁化影响,为寻找理想地层进行古地磁研究,本文对拉萨地块中二叠世洛巴堆组砂岩、火山岩及灰岩样品进行详细的岩石磁学研究,以确定各类岩石是否具备记录原生剩磁信息的能力．结果表明砂岩样品中主要载磁矿物为磁黄铁矿,火山岩及灰岩样品中主要为磁铁矿或赤铁矿．结合区域地质资料和部分样品退磁实验,本文认为砂岩样品可能遭受林子宗群火山和岩浆活动所提供的区域热扰动影响,记录了古近系重磁化信息;火山岩和灰岩样品可能记录了岩石形成时期的原生剩磁信息,有望从中获得可靠古地磁数据．     

南海南部约80ka以来的古地磁记录

晚更新世以来以一系列地磁漂移事件是区域地层对比和确定沉积物年代框架的重要工具.但是在海相沉积物中,识别这些地磁漂移事件多依赖相对磁场强度(RPI)的变化,在地磁方向异常方面鲜有报到,从而影响对这些事件可靠性的讨论.本文选择南海南部巽他陆架附近重力活塞钻孔BKAS2PC的沉积物,进行系统的岩石磁学和古地磁研究,获得该钻孔沉积记录的RPI和磁倾角变化信息.岩石磁学及扫描电镜结果表明沉积物的原生主要载磁矿物为单畴(SD)和假单畴(PSD)钛磁铁矿.在一些层位,沉积后发生的还原作用形成胶黄铁矿等铁硫化物.磁性矿物的浓度和粒度等参数呈现显著的两阶段变化特征,上部(约220 cm以上)含量低而粒度细,下部含量高但粒度相对较粗,整体上均在一个数量级范围内波动.样品的交变退磁特征显示当交变场超过60 mT时,受胶黄铁矿影响产生旋转磁化,剩磁强度反而上升.因此,在20～60 mT之间确定原生特征剩磁,并把RPI定义为NRM_((20-40)mT)/ARM_((20-40)mT).通过~(14)C限定,并与其他有良好年代控制的相对磁场强度曲线进行对比,建立了钻孔的年代框架.结果显示,钻孔沉积物记录了几次显著的地磁漂移事件,这为联合应用RPI与磁场方向异常构建海相沉积物年代学框架提供了新的依据.