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组分进行分离,可以定量获取不同磁性矿物的磁组构贡献,进而解释其不同的变形特征.在此基础上阐述了近年来针对不同磁性矿物组合的AMS分离方法的理论技术创新和进展及其在岩石构造变形特征分析中的应用前景,讨论了常见磁性矿物单晶的岩石磁学性质及各向异性度（P_j）与形状因子（T）在揭示岩石变形特征中的复杂性与局限性,最后举例并分析了磁组构分离技术在造山带岩石构造变形分析中的应用.

     

岩石磁组构可以揭示应变吗？——以华南地块早三叠世灰岩为例

一般认为磁组构能有效地反映岩石所经历的应变特征.为了研究不同类型的磁组构和不同期次应变之间的关系,对来自华南地块两个地区的早三叠世灰岩样品进行了岩石磁学、磁组构以及应变特征的对比分析.来自湖北通山县的样品经历了三期构造变形,这为解析磁组构和多期次应变提供了理想的机会.岩石磁学结果显示携磁矿物主要为磁铁矿.磁化率各向异性（AMS）和非磁滞剩磁各向异性（AAR）结果显示其最小轴与层面垂直,最大轴和中间轴分布于层面内,反映了沉积和压实作用产生的应变,而后期构造应变在磁组构中没有体现.来自广东连县的样品发育有渗透性压溶缝面理和方解石脉,说明经历了构造应变.AMS结果没有显示占优势的组构方向.AAR结果显示三轴组构,其最大轴分布于最大应力方位,与构造应变特征吻合,最初的压实组构被构造应变组构所代替.上述结果表明：（1）AAR可以很好地反映渗透性应变的特征,而AMS有时会失效;（2）应变的尺度要小于样品的尺度,磁组构才能有效地反映应变.     

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．     

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．     

岩石磁组构对剩磁稳定性的制约探讨: 以印支地块中生代碎屑岩和拉萨林周盆地设兴组红层为例

岩石磁组构因能提供磁性矿物晶体形状、排列方式等赋存信息而被广泛应用于判别岩石剩磁是否受到了后期构造应力的显著影响; 但常规岩石磁化率各向异性(AMS)是否能够准确限定岩石剩磁的稳定性, 目前尚无深入探讨.本文以印支地块Nakhon Thai盆地中生代Nam Phong、Phu Kradung和Phra Wihan组三套碎屑岩样品及拉萨地块林周盆地设兴组红层样品为例, 通过岩石磁化率组构和剩磁组构的对比分析发现, 尽管Nam Phong组绝大多数样品和Phu Kradung组全部样品的AMS组构显示其具有铅笔状至强劈理过渡型构造变形组构特征, 但高场等温剩磁各向异性(hf-AIR)显示其高矫顽力赤铁矿所携带的特征剩磁组构仍具有典型沉积组构特征, 表明其以赤铁矿为主的载磁矿物未遭受后期构造应力的显著影响, 仍然能够准确记录岩石形成时期的古地球磁场方向.另一方面发现有且仅有剩磁组构才是判别碎屑沉积岩特征剩磁是否遭受了后期构造应力影响的充分必要条件.也就是说, 如果岩石剩磁组构(如以赤铁矿为主要载磁矿物的岩石hf-AIR组构)指示其原始沉积组构已被构造组构显著叠加或取代, 则必然说明该岩石剩磁方向已受到构造应力的作用而发生了显著偏转, 因而不能直接用于构造演化和古地理重建等块体运动学研究.

     

磁组构（上）

地球科学领域岩石磁组构的研宄,对许多人来讲,还是一个陌生的课题。磁组构测量的是用磁化率量值椭球描述的岩石磁化率各向异性。由于它保留了成岩环境、动力变质的信息,可用于环境科学和应变分析。这期我们刊登科普文章《磁组构》,叙述这项技术的理论依据、测量及数据统计分析方法;介绍几项新成果,包括中国黄土、金伯利岩管及阜平县双重褶皱磁组构的研究,旨在向大家展示这一新的课题在地震地质、地球科学领域研究的可观前景。     

等温剩磁各向异性及其在磁倾角校正中的应用

等温剩磁各向异性是一种新的磁组构研究方法 .与非滞后剩磁各向异性的参数一样 ,等温剩磁各向异性的参数直接与岩石中的携磁矿物颗粒形状有关 ,它直接反映了岩石形成与压实作用下携磁矿物的变形和变位 .利用等温剩磁各向异性技术 ,有可能对磁倾角偏低进行有效的校正 .本文介绍了等温剩磁各向异性及其在磁倾角校正中的应用 ,并以塔里木盆地库车拗陷的苏维依组红色砂岩的实验为实例 ,获得磁倾角校正值 ,与理想的欧亚板块磁倾角值十分吻合     

等温剩磁各向异性及其在磁倾角校正中的应用

等温剩磁各向异性是一种新的磁组构研究方法 .与非滞后剩磁各向异性的参数一样 ,等温剩磁各向异性的参数直接与岩石中的携磁矿物颗粒形状有关 ,它直接反映了岩石形成与压实作用下携磁矿物的变形和变位 .利用等温剩磁各向异性技术 ,有可能对磁倾角偏低进行有效的校正 .本文介绍了等温剩磁各向异性及其在磁倾角校正中的应用 ,并以塔里木盆地库车拗陷的苏维依组红色砂岩的实验为实例 ,获得磁倾角校正值 ,与理想的欧亚板块磁倾角值十分吻合     

磁组构与构造变形

磁组构通常指磁化率各向异性,即AMS（Anisotropy of Magnetic Susceptibility）,是一种重要的岩石组构,是弱变形沉积岩地区灵敏的应变指示计.近年来,AMS在造山带及前陆地区的广泛应用为构造变形研究提供了极大的帮助,同时提升了该方法的理论认识.本文在研读最新相关文献与著作的基础上,结合笔者及研究团队在龙门山地区获得的磁组构研究成果,综述了磁组构在沉积岩地区构造变形研究中的应用进展,并基于现有的研究认识对关键问题进行讨论,提出以下几点认识：（1）磁性矿物分析是AMS研究的关键,应结合多种岩石磁学实验及光学与电子显微构造研究手段展开详细的磁性矿物学分析;（2）磁化率椭球与应变椭球的对应主轴在绝大多数情况下相互平行,但在不同期次、不同种类复杂的磁性矿物组成,或者多期次构造变形的影响下,AMS与应变的关系相对复杂,应比对高场和低温AMS及非磁滞剩磁各向异性（AARM）测试结果,获得不同矿物的优选定向特征,并对获得的组构进行分期;（3）AMS可以揭示造山带及其前陆地区的构造演化历史,并且是分析断层相关褶皱的有限应变特征和变形机制的重要方法,同时也是厘定断裂带变形性状和期次及运动学分析的有效手段;（4）磁组构形成于成岩作用早期或构造变形的最早阶段,能很好地记录褶皱和逆冲作用之前的平行层缩短变形,因此可以揭示同沉积阶段的古构造应力方向.后期足够强烈的构造变形能局部改造或彻底掩盖先存AMS记录,构造流体有关的同构造期结晶矿物或先存矿物的重结晶导致的再定向被认为是其根本原因;（5）斜交磁线理是一种特殊的磁组构类型,反映了区域构造叠加或多期构造变形作用或隐伏斜向逆冲等可能的构造过程,有必要结合多方面的地质证据对其成因作出合理解释.

     

岩石磁性组构的研究述评

岩石样品磁化率各向异性,即磁性组构的研究,已逐渐引起人们注意。沉积岩的磁性组构与其沉积和压实过程有关;火山岩则取决于其熔岩流动情况;而变质岩则与塑性形变及重结晶等过程有关。可见,磁组构可以成为构造分析的工具。而这一手段将为经济建设做出贡献。对板岩形变与磁组构的关系,有人曾提出定量关系。笔者现正试图将断层剖面上各种岩石的磁组构,作为应变指标来说明古应力应变,进而为断层运动历史提供可靠证据。黄土的研究涉及古气候、磁性地层及第四纪地磁场的行为。除传统的古地磁研究,划分各个极性时,或探讨磁化率变化曲线与古气候的关系外,其磁性组构的研究还提供新的信息,将成为第四纪研究的一种手段。而岩石磁性组构这项新手段必将推动地球科学的发展。