北京房山岩体的磁组构特征及其 对岩体侵位的约束

岩浆岩的磁组构与岩浆流动、侵位时应力和冷凝后遭受后期构造改造作用有关.本文分析了北京房山岩体东山口-凤凰亭剖面岩石磁化率各向异性(AMS)变化.热磁曲线和磁滞回线分析显示,岩石的主要载磁矿物为多畴磁铁矿颗粒.AMS磁化率椭球体呈压扁状,磁面理发育且产状陡倾,磁化率各向异性度P值平均值高达1.189.自边缘相(东山口)到中心相(凤凰亭),岩石磁化率椭球的扁率E值和形状因子T值逐渐减小,说明磁组构主要反映岩浆流动和岩体侵位时近NNE-SSW方向的挤压作用,在侵位冷凝后并没有遭受到明显的构造改造.     

聂拉木地区高喜马拉雅岩石磁组构及其构造含义

利用岩石磁化率量值椭球体与岩石构造应变椭球体的共轴性,在缺乏岩性标志层的高喜马拉雅结晶基底（聂拉木地区）进行岩石磁组构研究,进而研究喜马拉雅造山带的变形期次和过程.磁组构特征表明：磁化率各向异性度P在樟木镇北1km处的片岩最高为172,在康山桥南1km处最低,为113;百分率各向异性度H在1182%～4507%之间;磁性线理L在102～109之间,磁性面理F在106～160之间,磁性面理F比磁性线理L发育;磁化率椭球体的形状因子T在019～076之间,磁化率椭球的扁率E在104～149之间,磁化率椭球体的形状为一压扁椭球;樟木镇北1km到肉切村,平均最小磁化率主轴方向D3为S－N（除聂拉木北1km的MA9外）,大多数样品最小磁化率主轴方向倾角I3＞51°,最高达726°,局部发育有拉长形磁化率量值椭球体.本文研究结果表明,聂拉木地区早期经历强烈的韧性变形,推测可能是一条巨大的右旋逆冲韧性变形带,晚期构造掀斜.     

如何确定居里温度

居里温度是磁性矿物的特征温度,通常我们利用实验室测量的居里温度(T_c)来鉴别岩石中的磁性矿物种类.由于磁性矿物的粒径以及其他金属的取代等都会对T_c产生影响,因而准确确定T_c对于判断磁性矿物的粒径分布和其他金属的取代程度等具有重要的意义.目前实验室中主要通过测量热磁曲线获取矿物的居里温度,包括磁化强度随温度的变化曲线(M_sT曲线)和磁化率随温度的变化曲线(χ-T曲线)两种传统测量方法.对于M_s-T曲线,通常确定T_c的方法有图解法,求导法和外推法(extrapolation);而对于χ-T曲线,确定T_c的方法除了图解法,求导法之外,还主要包括Hopkinson峰值法、1/χ法.近期随着仪器的更新,可以测量不同温度下1/4段磁滞回线,该方法不仅可获得传统的M_s-T和χ-T曲线,还可以获得不同磁场强度下磁化强度随温度的变化曲线以及高场磁化率随温度(χ_h-T)的变化曲线和Arrott图(磁化强度的立方M~3与磁场h的相关性图),进而获取多种参数来计算T_c,是确定T_c的一种新的方法.本文简要综述了这些方法的原理及应用实例.     

磁组构的分离与岩石构造变形分析

目前实验条件下获得的AMS(磁化率各向异性)是岩石内所有磁性矿物磁化率各向异性叠加的综合响应,详细的岩石磁学和构造地质学的综合分析表明常规AMS测试结果通常无法揭示岩石复杂的构造变形过程.本文综述了运用非磁滞剩磁各向异性(AARM)、低温AMS(LT-AMS)和高场AMS(HF-AMS)等实验方法对岩石AMS组分进行分...     

非滞后剩磁各向异性

由于非滞后剩磁各向异性和等温剩磁各向异性的参数直接与岩石中的携磁矿物颗粒有关,它比传统的磁化率各向异性更明确地指示岩石组构,在构造地质研究中有较大应用前景．本文介绍了非滞后剩磁及其各向异性的测定方法,并以一个实例阐述了它在构造地质中的应用．     

杭州城区土壤的磁性与磁性矿物学及其环境意义

对杭州城区四个不同功能区块土壤进行了系统的环境磁学测定,结果表明城市土壤的磁化率平均值为128×10^-8m³·kg^-1,频率磁化率平均值3.6%(样品数=182),城市土壤呈现明显的磁性增强. 城市土壤的磁化率与频率磁化率呈极显著指数负相关,表明城市土壤磁性增强明显区别于自然成土过程引起的以超顺磁性(SP)颗粒为主的表土磁性增强机理. 统计分析表明,城市土壤磁化率与软剩磁和饱和等温剩磁(SIRM)呈显著直线正相关,说明亚铁磁性矿物是城市土壤剩余磁性的主要载体. 综合等温剩磁获得曲线、热磁曲线、磁滞回线等岩石磁学测定和SEM/EDX分析,城市土壤的磁性矿物以磁铁矿和赤铁矿为主,磁性矿物以假单畴-多畴（PSD-MD）颗粒存在,粒度明显大于成土过程形成的磁性颗粒,这些磁性颗粒主要来自燃料燃烧、汽车尾气等环境污染物. 因此,城市土壤磁测可作为城市土壤污染监测、污染空间分布和污染物来源判断的新手段.     

磁性矿物的磁学鉴别方法回顾

磁性矿物的组成和颗粒粒径的分布决定了岩石或沉积物的基本磁学性质及其所携带的天然剩磁在地质时期内的稳定性.由于自然界中磁性矿物的复杂性和多样性，如何有效的确定磁性矿物的成分和粒径分布一直是岩石磁学的基础和难点.本文对确定磁性矿物成分和粒径分布的常见方法进行了较为详细的总结和分析，并对常见磁性矿物在高温和低温下的磁学性质进行了详细的论述.最后对如何应用综合方法判定样品中的磁性矿物种类以及粒度分布进行了探讨.     

磁组构研究现状

磁组构技术作为一种快速、经济和无损性方法测量岩石组构方法,已被广泛用于地质和古今环境研究。随着测试仪器和磁学理论的不断完善,除磁化率各向异性（ＡＭＳ）测量外,近几年非磁滞剩磁各向异性（ＡＡＲ）和等温剩磁的各向异性（ＡＩＲ）的研究较多。同时随着扫描电镜等非磁方法研究和岩石磁性参数测量相结合,人们认识到磁性矿物组成对磁各向异性的重要控制作用。岩石应变磁组构测量在过去几年得到较大发展。岩浆岩的研究主要信     

阜平猴石顶太古界褶皱的岩石磁性组构

猴石顶太古界重褶皱位于阜平太古宙穹状复合褶皱群中一个钩状褶皱的“钩子”部位。其中一层斜长角闪岩标志层的岩石磁性组构的分布情况为:1.在翼部的磁化率量值椭球是压扁形的,磁性叶理面的方向与变质层面及片麻理的方向基本一致,表现为向北西倾斜的倒转褶皱;2.在太古宙再次变形阶段所形成的转折端部位,磁性叶理面的走向变化较大,并出现拉长形的磁化率量值椭球,反映了经受过拉张作用的变形和多于一次的不同方向应力的作用;3.西翼的磁性线理值与磁性叶理值以及磁化率各向异性度都大,反映它经受过较强的剪切应力与压应力的作用;4.磁性线理主要倾向北半球,而且部分磁性线理近南北方向分布。 推测猴石顶重褶皱可能处于向北倾伏的主体构造的东侧。 上述岩石磁性是由自行设计的静态测量方法,用国产的数字式无定向磁力仪测定的。     

捷克黄土的磁学性质及古气候意义

对捷克Znojmo剖面末次间冰期以来黄土-古土壤序列进行了较为详细的岩石磁学和X射线衍射实验研究, 结果表明捷克黄土-古土壤磁化率变化与中国黄土高原风成沉积物具有相似的特征, 即土壤化作用使磁化率升高. 磁化率随温度的变化特征和等温剩磁测定以及X射线衍射实验揭示出Znojmo剖面黄土和古土壤的主要磁性矿物是磁铁矿, 并含有少量的磁赤铁矿、赤铁矿和黄铁矿或磁黄铁矿以及针铁矿. 磁化率各向异性研究表明, Znojmo剖面黄土和古土壤的磁线理小于磁面理, 这说明磁化率椭球体为压扁形, 最大轴的方向呈现随机分布特征, 不能指示大气传输尘埃沉积时的古风向.     

黄河兰州段2018年汛期沉积物的磁学特征研究：对古洪水重建的启示

现代洪水沉积物的沉积学特征研究是开展古洪水重建的一项基础工作.2018年黄河汛期洪水沉积物在兰州体育公园形成了一道天然堤.对该天然堤剖面的岩石磁学研究显示:沉积物中的磁性矿物既有磁铁矿,又有赤铁矿/针铁矿.磁化率、饱和等温剩磁、非磁滞剩磁、S-ratio和L-ratio等参数在剖面上没有明显变化,指示2018年洪水沉积物源区、磁性矿物的种类和含量变化不显著.剖面下部(66～110 cm)沉积物的磁化率各向异性(AMS)椭球最大轴偏角集中分布(K_1-Dec=22.8°±10.3°),上部(0～64 cm)沉积物的磁化率最大轴偏角在上半平面内随机分布;下部沉积物的磁性矿物粒度指标(X_(ARM)/X和X_(ARM)/SIRM)和天然剩磁(NRM)强度低于上部;指示洪水沉积物的下部和上部分别形成于2018年黄河二号和三号洪水期间.由于二号洪水流量及水位陡升陡降、持续时间短,三号洪水水位升降相对缓慢、持续时间长;造成了两次洪水沉积物的AMS特征、X_(ARM)/X、X_(ARM)/SIRM以及NRM强度差异.本研究揭示洪水沉积物的磁学参数能够灵敏地响应不同水动力条件和持续时间的洪水期次,从而具有高分辨率区分洪水事件的潜力.     

黄土沉积物的岩石磁学特征 与土壤化作用的关系

对黄土高原由北向南分布的靖边、宜川和段家坡3个采样点上,黄土-古土壤序列黄土层L8和古土壤层S8详细的岩石磁学实验表明1)从北到南,高场磁化率逐渐增高,反映了粘土矿物含量增加,土壤化作用加强的趋势;2)3个采样点黄土层的低场磁化率基本相同,而古土壤层S8的低场磁化率则表现为宜川高于靖边,而段家坡剖面磁化率低于宜川剖面磁化率的特征,表明低场磁化率值的大小与土壤化作用、古降雨量之间的关系是很复杂的;3)随着磁化率的升高,超顺磁性颗粒的含量明显增加,但磁性矿物含量的增加对磁化率增强的影响可能大于磁性矿物粒度变化的影响;4)3个剖面黄土层L8的磁化率-温度曲线形状基本相同,磁赤铁矿相对含量与土壤化作用成正相关.对古土壤层S8而言,段家坡剖面的温度磁化率曲线稍微不同于其他两个采样点,可能是由于磁性矿物粒度的差异造成的.     

一阶反转曲线(FORC)图的原理及应用实例

自然样品中的磁性矿物携带着丰富的环境演化信息．然而在一般情况下,自然样品的磁性是其含有的诸多磁性矿物的综合反映．为了分离这些磁信息,近年来发展了一种新的岩石磁学方法：一阶反转曲线（FORC）图．该方法不但可以确定磁性矿物矫顽力的分布以及磁性矿物颗粒之间磁相互作用的强弱,而且还可以帮助区分磁性矿物的种类和磁畴状态．本文首先详细介绍该方法的基本原理和其物理意义,在此基础上,给出了一个应用FORC图确定含铝的钛磁铁矿玄武岩样品中磁性矿物在加热过程发生转变的研究实例．在两个温度下的FORC图密度分布差的结果表明,这种新方法可以灵敏地检测样品中微弱的磁性矿物改变,因此在岩石磁学、环境磁学和古地磁学研究中具有很好的应用前景．     

变形岩石磁性各向异性及其应变相关性的模拟

本文介绍处于弱磁场中的磁性砂岩人工样品,在三种应变作用下磁化率各向异性特征的研究结果.结果表明,磁化率椭球与应变椭球之间,显示了密切的相关性.文中并对上述情况下,磁化率各向异性特征及剩磁特征,从机理上进行了分析.     

磁铁矿岩的流变与磁化率各向异性

在高温高压及慢应变率下使磁铁矿岩样品发生了流变。对此过程前后的磁性测试表明,产生了与流变过程相关的磁化率各向异性。进一步研究说明,这种“流变磁效应”,主要是由于岩样内磁性矿物颗粒在流变过程中,由大致等粒形且方向性不明显而转变为扁椭球形且具有了一定优选方位而造成的。地震孕育是在高温、高压及缓慢的时间过程中进行的,因此研究流变带来的物性变化对于地震前兆的认识至关重要。本实验结果从一个新的角度探索地震磁效应,具有理论和实际意义。     

用旋转式磁化率仪和卡帕桥对岩样磁组构的比测

磁化率各向异性(AMS)是岩石的普遍特性,它反映岩石磁性矿物的择优取向,即磁组构(Magnetic fabric).近三十年来,磁组构技术逐渐应用于地质和地球物理学,显示广阔的研究前景.测量磁组构的仪器有多种,原理不一,故有必要用同一样品在不同原理的仪器上进行比测,以便确认数据的一致性和可靠性.用黄土、变质岩、玄武岩及掺有铁粉的断层泥制成正方体或圆柱体样品,在卡帕桥(KLY-1和KLY-2)和旋转式磁化率仪(Minisep)上进行比测发现:(1)前者的精度(即重复性)在多数情况下优于后者;2)用旋转式磁化率仪测量之前,必须先测得样品z轴的体磁化率,其标定值取决于厂家在标准样品上标示的数值及被测样品与标准样品的相对体积.就旋转样品测量AMS而言,其标定值应为z轴体磁化率测量标定值的一半.      

应力作用对岩石磁性的影响

应力作用对岩石磁性的影响对于地震磁效应、磁性构造学、下地壳与上地幔物质磁性结构及陨石磁学研究等具有潜在的意义.本文对上世纪50年代以来,有关应力作用下,岩石(或磁性矿物)的磁化率及其各向异性、剩磁、磁滞特征和磁性(高温、低温)转换点等磁性特性的变化特征及影响岩石磁性对应力作用响应特性的主要因素进行了系统地总结.结果表明...     

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.     

天山北麓黄土环境磁学特征及其古气候意义

新疆黄土-古土壤序列环境磁学参数的变化机理及其气候意义仍存在争议.本文选择天山北麓的中梁黄土剖面,系统开展了低温和常温下环境磁学参数的测试与研究,测量包括室温的磁化率与饱和磁化强度,以及磁化率与饱和剩余磁化强度的低温变化.结果发现,该剖面黄土和古土壤样品的磁性矿物主要由磁铁矿与磁赤铁矿组成,不含任何粒级成壤形成的超顺磁矿物颗粒,其磁化率信号主要记录了粉尘磁性矿物含量变化,较高的磁化率指示较强的风动力状况或者较近的风尘源区,新疆黄土的这种环境磁学"风尘输入模式"可用来重建干旱区的风动力强弱变化.     

福建三明地区被污染土壤的磁学性质及其环境意义

对福建三明某钢铁厂和火电厂附近的污染表土样品进行了多参数的岩石磁学测试分析,包括χ T曲线、磁滞回线、等温剩磁获得曲线等. 三明地区污染表土中的磁性矿物有磁铁矿、赤铁矿和磁黄铁矿. 样品中磁性矿物的平均粒度较粗,为较大的准单畴,甚至多畴,粒度明显大于成土作用所产生的磁性颗粒. 粗粒的磁铁矿颗粒是污染物的主要磁性组分. 虽然磁化率测量可以作为一种简单、快速而且廉价的检测污染土壤的方法,但同时辅以必要的岩石磁学测量将有利于提取更多的污染信息. 对于低磁化率的污染土壤,亚铁磁性硫化物的存在可以作为土壤可能被污染的证据之一.