古地磁:从地球到火星

古地磁学是一门典型的交叉学科,通过综合地质学、地球物理学、环境科学等学科相关方法,分析天然样品中记录的磁学信息,深入研究地磁场演化、地球动力学过程、古环境与古气候演化等.自20世纪中叶以来,古地磁学在各研究领域得到快速发展,通过进一步与其他学科交叉,衍生出诸多新兴方向.首先回顾了古地磁学的发展历史与基础研究领域.在此基础上,重点介绍了高精度卫星磁测与相关研究新领域、月球与火星磁学研究的新进展.同时,对古地磁学与高精度磁测等方法集成在地磁场演化、板块构造、深部结构、月球磁场演化、火星磁场及环境演化等方面的综合应用进行了讨论.最后,对古地磁学未来的潜在研究方向进行了展望.      

我国古地磁学在岩石圈构造演化研究中的现状和问题

结合近几年受理的古地磁基金项目,概括地分析了我国古地磁学及其在研究岩石圈构造演化中的基本概况和存在的问题;并对促进学科和科研工作的发展提出了建议。     

地磁学、古地磁学和环境磁学的研究新进展——第32届国际地质大会学科总结和评述

第32届国际地质大会接受关于地磁学、古地磁学、环境磁学方面的摘要120余篇,主要内容涉及：（1）古地磁学在古大陆再造中的应用;（2）地磁场倒转和长期变的理论、观测和应用以及磁性地层学;（3）磁化率测量在地层划分和对比中的应用;（4）气候变化的环境磁学证据;（5）环境污染监测的环境磁学方法等研究领域。此外,磁法勘探也有很好的成果展出。基于物质磁学和地磁学的方法技术在日益广阔的地学研究领域中有很好的应用前景。     

湖北省郧县恐龙化石分布地区古地磁学初步研究

湖北郧县梅铺－带晚白垩世地层以盛产恐龙化石闻名于国内外，在大量地质工作研究的基础上进行了古地磁学研究，给出了该区的古应力方向，为该区建立国家地质公园和地质科学考察研究中心、地学科普教育基地提供了基础参考数据。     

前寒武纪古地磁学的研究前景

前寒武纪的地磁场与显生宙相比,具有强度大,极性反转频率低、长期变化小的特点。变质作用能引起磁性矿物的转变。所以前寒武纪变质岩的古地磁学研究是可行的,它能促进前寒武纪构造演化的研究。     

闽粤晚白垩世古地磁学研究

在福建沙县至上杭、广东兴宁至河源上白垩统采集古地磁学定向样品３９０个（３９个采点）,进行了古地磁学研究,研究表明,闽粤两地的晚白垩世地磁学数据具有廊的重合性,福建：古地磁偏角１１．７°,地磁倾角４２．９°,地磁极位置北纬７９．４°,东径２１０．３°;广东;古地磁偏角１０．７°,古地磁倾角４４．０°,古地磁有位置北纬８０．１°,东径１９３．４°,该古寺磁学数据反映了中国华南地区自晚白垩世至今曾经厍过     

浙江丽水Ⅰ盆地白垩纪古地磁学研究

在浙江丽水Ⅰ盆地白垩系采集古地磁样品０１个,经测试得出晚白垩世末期的古地磁偏角为２４．７５°,古地磁倾角为４８．１４°,古纬度为２９．１６°Ｎ,为中国东部晚白垩世末期边南移、边顺时针旋转的区域性构造运动提供了证据。     

川滇菱形地块白垩纪古地磁学特征

在位于川滇菱形地块的西昌西南大德里向斜两翼的白恶系红和岩内采集古地磁学定向样品９６个,进行了古地学研究,研究结果表明,西昌晚白垩世末期的古地磁偏角为５．９°,古地磁倾角为４５．８°,地磁极位置为北纬８４．７°,东径１９３．３°,将该数据与作前期研究结果对比,则可见自楚雄至无谋,进而至西昌,其古地磁偏角逐渐靠近正北,而古地磁极纬度渐次升高,这反映了川滇菱形地块内的断块呈自西南至东北逐渐减弱的顺时针     

塔里木地块晚新元古代古地理位置的古地磁新制约

塔里木地块新元古代的古地理位置一直都存在争议。本文对新疆阿克苏地区晚新元古代苏盖特布拉克组上亚组两个剖面286块古地磁样品进行了系统古地磁学研究,从151个样品中分离获得了三个剩磁组分。其中,中温组分未通过褶皱检验,为新生代的重磁化结果;高温特征剩磁组分HTC1和HTC2均通过了褶皱检验,且HTC1组分还在95%置信水平上通过了倒转检验。但HTC2组分对应古地磁极落在塔里木地块晚泥盆世—中石炭世古地磁极之间,而HTC1对应古地磁极,λp/φp=4. 5°S/93. 0°E（dp/dm=7. 6°/9. 9°）显著区别于塔里木显生宙以来的古地磁极。为此,我们将HTC1组分解释为岩石形成时期获得的原生剩磁;根据砂岩碎屑锆石测年结果,其年龄为~588 Ma。结合地质和地球化学资料以及邻近陆块的古地磁数据,我们认为塔里木地块在新元古代很可能位于Rodinia超大陆的外围,澳大利亚 东南极板块的西北缘;在Rodinia超大陆的裂解过程中,随着原特提斯洋的扩张不断向西北方向漂移,直到~580 Ma完全裂离于澳大利亚古陆。     

安徽庐江龙桥铁矿含矿地层的古地磁学研究

通过对安徽庐江龙桥铁矿ＺＫ１００４孔（深６１７ｍ）１３２个古地磁标本的研究，认为该矿区赋矿地层的时代应属晚侏罗世（１３６－１４７Ｍａ）；其上覆火山岩地层应旭属下白垩统；将龙门院组、砖桥组划归下白垩统较为合理。     

造山带古地理重建的研究方法综述

本文系统地评述造山带古地理重建的方法，该方法包括古地磁学、沉积学、古生物地理学、构造地质学和地球化学等方法。文中强调了板块构造与古地理重建的重要性。古地磁数据是精确地进行古地理重建的关键。各种方法应当综合分析，同时也指出了各种单一方法的局限性和简介了古地理重建的某些进展。     

柴达木地块古地磁研究及其演化

根据柴达木地块获得的6个古地磁数据,结合已知的古地磁数据阐述了柴达木地块及与相邻板块间的演化模式.结果表明柴达木地块从震旦纪到石炭纪一直处于赤道附近和低纬度地区.石炭纪时,柴达木、杨子及走廊过渡带三地块均处在赤道附近,三者可能是连在一起的.而华北板块与上述三地块至少有10°左右的纬向差,因此,华北与柴达木、杨子和走廊过渡带当时还没有连在一起.     

青藏高原风火山砂岩的磁性特征及其意义

风火山白垩系紫色砂岩样品的矿物学分析结果表明,大部分样品的磁性载体是铁白云石.根据退磁曲线估计其居里点为500℃左右.当退磁温度增加到600℃左右,铁白云石开始分解,形成磁铁矿,致使样品在此温度段退磁时,其磁性不但不减小反而骤然增加,甚至可达天然剩磁的十几倍,其原生成分受到破坏.因此,在低于居里点温度确定的本征剩磁及相应的古地磁数据将能反映特定的地质意义.由风火山白垩系古地磁数据可见,青藏高原巴颜喀拉地体白垩系以后仍然存在着较大规模的北向移动.     

华北陆块早三叠世刘家沟组古地磁学新数据

在河北武安大淑村刘家沟组布采点１３个,采样９１个,进行了古地磁学研究,研究结果表明,华北陆块与陆块在早三叠世时尚未形成一体,自上三叠世至今,华北陆块以反时针,扬子陆块以顺时针,各自旋转了数十度。     

从古地磁研究看中国大陆形成与演化过程

古地磁学是进行大陆板块或微板块(地块)运动演化过程和古地理重建的最有效手段之一。近半个世纪以来,通过中外学者艰苦卓绝的努力,在中国大陆上积累了大量的古地磁数据,为中国大陆各主要块体的起源、构造演化和碰撞拼合过程等提供了定量约束。文中根据现代古地磁数据可靠性判别标准,对扬子、华北及塔里木地块显生宙古地磁数据进行了重新分析和筛选,结合拉萨和喜马拉雅地块的古地磁数据,对中国大陆的形成和演化提出了几点认识:(1)古生代中国大陆各主要块体基本位于赤道附近的低纬度地区;早古生代扬子、华北及塔里木地块与东冈瓦纳大陆关系密切;(2)中生代是中国大陆各主要块体发生碰撞和拼合的主要时期;(3)中国大陆主要块体间的碰撞和拼合具有局部首先碰撞、相互旋转、完全拼合、陆内挤压造山和伸展反弹的特点。     

安比拉事件在中国存在的证据

黄土地层、珠江口盆地第四纪地层以及雷州半岛英利火山岩的古地磁学研究表明,布容极性时出现有反极性地磁场。英利火山岩的K—Ar同位素年代测定值为0.58±0.13Ma。据气候地层学和生物地层学资料确定,黄土地层和珠江口盆地第四纪地层的反极性层段的年代分别为0.45Ma和0.47—0.48Ma。这些反极性层段的年代相当于安比拉事件的年代。从中国不同地区、不同地层揭示的这一事件证实了安比拉事件为全球性极性倒转,并非极性漂移。安比拉事件的确定将为中、晚更新世地层的划分提供磁极性的依据。     

重磁化时间限定及其意义

伴随着热事件、流体事件的发生,在温度升高或有流体的参与以及既有热也有流体参与情况下,矿物的交代、重结晶、新生矿物的形成普遍存在,在这种情况下原生剩磁容易被新生成的次生剩磁所覆盖。遭受过重磁化的研究对象可以根据其经历过的热事件、流体事件的时间确定其重磁化的具体时间及过程,提取出具有年代学意义的重磁化信息,再与已知古地磁学结果进行对比,进而分析研究区的精细构造演化历史。     

极移与构造运动

真极移现象已由古地磁学家观测到,数量级约为1°/Ma,它还得到流变学的证明。一个大陆的视极移减去真极移等于该大陆在地幔上的运动。笔者用真极移模型研究了华北中生代地壳运动,其结果与地质证据相容。此外还求出200Ma以来华北陆块的纬度变化和方位角变化,得出华北陆块受地幔的作用使纬度变化比其方位角变化稍大,证明华北大地构造有其方向性特征。      

山西二、三叠系界线岩石地层的次生磁化及其地质意义

在太原西山剖面自上石盒子组1段至刘家沟组底部采集定向标本131个,在宁武孙家沟剖面自石千峰组至刘家沟组采集定向标本58个,进行了古地磁学研究。逐步地层展平校正表明,两剖面所获得的剩磁分别为校正系数等于0．5和0．6时的次生磁化。经与公认的华北陆块古地磁学数据对比,前者剩磁的产生时间应为晚三叠世,而后者的产生时间则应为白垩纪。岩石地层次生磁化的构造地质学意义为：晚三叠世,山西断块成为统一中国大陆的一部分;白垩纪,太原地区以隆升为主,宁武地区在隆升的同时发生岩层变形;新生代,山西断块在隆升的同时,中部产生断陷,但岩层变形不明显;宁武地区明显的盖层褶皱大体形成于白垩纪,而山西现今的地貌高度则至少来自于印支以及燕山两期构造活动的长期隆升。     

河西走廊地块古生代地层古地磁初步研究

古地磁初步研究结果表明,早古生代阶段,河西走廊过渡带与阿拉善地块古纬度接近,且漂移过程中形影相随,说明其间并无洋盆相隔。志留纪末,河西走廊过渡带与阿拉善地块拼接,但二者磁极位置与古方位均有差异,可能表明走廊过渡带相对于阿拉善地块同时作了顺时针旋转。泥盆纪时,两地块古纬度一致,但古方位不同,可能反映在碰撞拼合后二者间仍有相对的旋转运动。二叠纪时,二块体的空间位置及其配置关系已与现状接近。