非磁滞剩磁(ARM)及其在地学中的应用

非磁滞剩磁(ARM)是实验室中人为产生的剩磁之一,其获得过程是在一个幅度逐渐降低的交变场中,同时叠加上一个很小的直流场所获得的剩磁.非磁滞剩磁作为岩石磁学重要的剩磁参数之一,已广泛地应用于古气候环境演化及古磁场相对强度变化的研究中.同其他岩石磁学参数相似,非磁滞剩磁具有较为复杂的性质并受多种因素影响.因此,正确认识非磁滞剩磁的性质对于解决复杂的地学问题至关重要.本文从物理基础出发,系统地论述了非磁滞剩磁的特征及其主要的影响因素(包括颗粒的粒径、磁相互作用、交变退磁场幅值的衰减率等),并对比了其与热剩磁(TRM)之间的异同.最后,简要介绍了非磁滞剩磁在相对古强度和海陆古气候变化中的应用.     

现代黄河三角洲沉积物磁性地层年代框架及环境磁学研究

本文对黄河三角洲Z07孔沉积物进行了系统的磁性地层学和环境磁学研究.通过结合沉积速率和古地磁长期变化数据,我们为该孔建立了较为精确可信的年代框架(1999-03—2006-06A.D.).环境磁学结果表明黄河三角洲沉积物与中国黄土的磁学特征相似,主要载磁矿物为单畴(SD)磁铁矿,超顺磁颗粒(SP)含量也较高.整体上,该孔沉积物磁学参数的变化主要受粒度和含量控制.岩芯磁性参数在2003年前后发生了系统变化.我们认为,黄河自2002年起进行调水调沙工程,黄河下游河道冲刷加剧,形成新的物质来源,河流输入的沉积物粒度变粗,输沙量增加,这一新的物质来源是造成Z07钻孔磁性参数发生显著变化的主因.     

宁金岗桑冰芯不溶性微粒的岩石磁学性质及其环境意义

冰芯中所含不溶性微粒与大气粉尘沉降过程密切相关,是重建气候环境变化的良好载体.本文对宁金岗桑冰芯（56m,公元1864～2007年）样品中不溶性微粒进行了系统的岩石磁学研究.结果表明,不溶性微粒的载磁矿物以低矫顽力、准单畴颗粒的磁铁矿为主.在过去的144年中,磁性矿物的粒径无显著变化.但是其含量（饱和等温剩磁指标）变化以～1980年为界,之前变化稳定,之后显著增多.这一现象与青藏高原及北半球的气温变化在大的趋势上具有良好的相似性.我们认为磁性颗粒的增加与气候变暖有着一定的关系.其可能的机制是：在大的时间尺度上,气候变暖导致的冰川退缩和局地气候不稳定使得冰芯中含有磁性矿物的大颗粒物质增多,而与年降水变化相关的沙尘天气频率相关性较弱.因此,青藏高原冰芯不溶性微粒的饱和等温剩磁可能在趋势上反映了气候变暖,为研究该区大气粉尘的沉降过程提供新参数.     

1899—2011年青藏高原南部枪勇错沉积物磁性矿物的环境意义

重金属污染物因具有持久性和难降解性,严重影响生态系统健康。青藏高原湖泊远离人类污染区,是研究人类污染物远端效应的理想区域。基于定年数据,湖泊沉积物可以追踪近百年内的人类污染物变化趋势。环境磁学具有经济、快捷和无损耗的特点,被广泛证实可以有效指示重金属污染;但目前还缺乏对青藏高原湖泊沉积物中的相关环境磁学研究。为此,选取青藏高原南部枪勇错1899—2011年的沉积物,进行系统的环境磁学分析,探讨磁性矿物与重金属Hg的相关关系及环境指示意义。结果表明：1899—2011年磁性矿物的类型没有发生变化,可分为4类组分,其中：组分C1（赤铁矿）占比不断增多,C2（针铁矿）占比相应减少,C3和C4（磁铁矿）的占比基本保持不变。样品的饱和等温剩磁和低频磁化率与Hg含量相关性较低。然而C1组分与Hg含量呈现良好的正相关关系。本文认为在近百年全球和青藏高原气温不断增高的趋势下,枪勇错的主要补给——枪勇冰川融化加速,导致原来被冰川或冰尘封存的人类污染产生的Hg重新释放。在这个过程中,C1（赤铁矿）组分因表面积大而易于富集Hg,最终二者一同随融水进入到枪勇错。本研究表明,环境磁学可以应用于青藏高原南部湖泊的重金属研究,并为揭示Hg在青藏高原南部湖泊中的富集过程提供新的视角。     

北大西洋ODP 897D和1070A孔蛇纹岩磁性变化机制

蛇纹岩在大洋地壳性质、俯冲带地球化学、岛弧岩浆活动和镍矿床形成等地质过程中具有重要作用.以北大西洋大洋钻探钻孔ODP 897D和1070A孔的蛇纹岩为研究对象,综合磁学和地球化学研究,探讨了蛇纹岩样品的磁性矿物组成和变化机制.结果表明,钻孔中的载磁矿物主要为磁铁矿,在钻孔基岩的上段与顶部发育部分磁赤铁矿.蛇纹石化过程决定着铁在不同矿物相之间的分配状态,裂隙发育状态以及流体活动性等因素制约着磁铁矿的产出.通过钻孔对比,发现蛇纹石化过程中磁铁矿的产生机制单一,但是低温氧化过程持续时间的不同造成了不同钻孔之间的磁学性质差异.研究结果有助于理解蛇纹石化橄榄岩磁性增强机理,为合理解释该区航磁异常以及古地磁信息提供了新思路.     

2008年10月6日当雄Ms6.6级地震破裂过程

2008年10月6日16时30分(北京时间),西藏自治区拉萨市当雄县发生M_s6.6级地震.震中位于亚东-谷露近南北向裂谷带北段,是该活动构造带近年来发生的一次较大地震.我们利用中国地震台网中心(CENC)和美国地震学联合研究所(IRIS)提供的宽频带地震记录资料,基于点源和有限断层模型,通过波形拟合反演了该地震的震源过程.结果表明,本次地震的发震断层面走向为183.3°,倾角为49.5°,滑动角约为－115°,最大滑动量达130 cm,地震震源的深度为9.6 km,地震的标量地震矩为2.85×10¹⁸ N·m,破裂持续时间约10 s.根据地震破裂的几何学和运动学特征,推测该地震主要发生在亚东-谷露南北向裂谷活动构造带内的一个高角度西倾断层上,是一个以拉张为主且有一定的右旋分量的破裂事件,这与青藏高原现今GPS测量所揭示的该地区地壳运动特征基本一致,暗示了青藏高原南部从西向东地表运动从北北东向到南东东向的运动学转变所导致的地壳在近东西方向上的拉张变形特征.