岩石磁学与古地磁实验室简介

近年来，中国科学院地质与地球物理研究所岩石磁学与古地磁学实验室始终以实验、观测和理论“三位一体”的研究思路为宗旨，提出了以先进的硬件设备、完善的测试环境和创新的实验方法为依托体系的现代实验室建设理念，富有创意地发展了一些实验技术和实验方法，建立了国际水平的实验条件和实验能力．良好的研究环境和富有开拓的研究思路，吸引了包括欧美国家在内的国际知名学者来实验室开展合作研究．近年来每年都有一批实验数据在Nature，JGR(Journal of Geophysical Research)，EPSL(Earth P1anet Sciences Letter)和中国科学、地球物理学报等国内外学术期刊发表．该实验室已逐步成为岩石磁学与古地磁学领域国内外研究中心之一，大大地提升了我国在该领域研究的国际地位．     

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.     

环境磁学研究的简介

本文概述了环境磁学研究方法的基本问题，原理和应用，提出了环境磁学存在的问题和发展的方向。     

苏北盆地兴化1#钻孔沉积物的岩石磁学特征

对苏北盆地兴化1#钻孔岩心沉积物进行了质量磁化率、频率磁化率、变化曲线、等温剩磁和磁滞回线等参数的测试分析,结果表明,粘土质沉积物中的主要载磁矿物为磁铁矿和赤铁矿;砂质沉积物中的磁性矿物除了磁铁矿和赤铁矿外,还含有少量的磁赤铁矿和针铁矿.针铁矿普遍存在于钻孔下部的样品中.整个钻孔沉积物中的磁性矿物颗粒都是介于单畴和多畴之间的准单畴颗粒,但粘土质沉积物中的磁性矿物颗粒更趋近于单畴颗粒,而砂质沉积物中的磁性矿物颗粒更趋近于多畴.根据不同的磁性矿物组合特征,选择合理的温度和磁场强度区间对古地磁退磁结果进行分析,得到沉积物可靠的特征剩磁方向,为古地磁年代学提供依据.     

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．     

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.     

兰州盆地渐新世沉积物岩石磁学性质探究

我国西北地区出露大量富含哺乳动物化石的"第三纪红层", 探明这些地层的岩石磁学特征对进一步开展磁性地层、环境磁学和古气候学研究具有重要意义. 本文对青藏高原东北缘兰州盆地渐新世地层进行了详细的岩石磁学研究, 分别确定了咸水河组下部砂岩和泥岩中磁性矿物含量、种类及其在加热过程中的转变; 并结合X射线衍射, 漫反射光谱和粒度分析等非磁学手段, 揭示了磁性矿物种类与沉积环境的关系. 结果表明, 剖面底部和顶部的砂岩为河道沉积, 磁性矿物含量较低, 主要为高矫顽力的赤铁矿和针铁矿; 中部泥岩为湖相沉积, 指示了一个相对稳定的静水沉积环境, 其磁性矿物含量比砂岩要高, 不仅含有高矫顽力的赤铁矿和针铁矿,也含有低矫顽力的磁铁矿. 在岩石磁学和环境磁学结果的基础上,结合野外考察和古生物证据, 我们推测兰州盆地在晚渐新世为半湿润半干旱的气候条件, 这为赤铁矿的生成提供了有利条件, 导致盆地中富含赤铁矿的红色泥岩广泛发育.     

张北汉诺坝玄武岩的岩石磁学性质研究

通过新河口汉诺坝玄武岩的综合岩石磁学测定和分析,确定了该剖面21个熔岩流的磁性矿物是以钛磁铁矿为主,部分含钛较高. 基于磁化率各向异性测定,推断张北汉诺坝玄武岩是由位于北东和北北西两个方向的古火山口喷发而成,这与野外观察一致. 这一结果对探讨火山喷发历史和地球深部过程是有意义的.     

张北汉诺坝玄武岩的岩石磁学性质研究

通过新河口汉诺坝玄武岩的综合岩石磁学测定和分析,确定了该剖面21个熔岩流的磁性矿物是以钛磁铁矿为主,部分含钛较高. 基于磁化率各向异性测定,推断张北汉诺坝玄武岩是由位于北东和北北西两个方向的古火山口喷发而成,这与野外观察一致. 这一结果对探讨火山喷发历史和地球深部过程是有意义的.     

珠江三角洲沉积物的岩石磁学性质及其环境意义

选取珠江三角洲区域位于广州番禺的PD钻孔进行沉积物岩石磁学和环境磁学记录的研究. 岩石磁学实验表明钻孔大部分沉积物以低矫顽力的磁铁矿类矿物为主要控磁矿物, 但仍存在少量铁硫化物. 在有机质丰富的灰黑色黏土沉积中, 铁硫化物含量增加, 成为影响沉积物磁性特征的主要矿物, 标志着海退后富含有机质而缺氧的沼泽环境. 以赤铁矿和针铁矿类矿物为主要控磁矿物的花斑黏土, 表明了一个较长时期的暴露风化过程, 代表着沉积间断. 在以磁铁矿类矿物作为主要载磁矿物的沉积物中, 磁铁矿浓度及粒度的变化主导磁化率(κ)、饱和等温剩磁(SIRM)等环境磁学参数的变化, SIRM/κ 和χ_arm/SIRM的大小旋回响应于海平面的升-降过程, 它们的高值反映了磁性矿物粒度变细、海平面上升. 在沉积学分析的基础上, 根据环境磁学参数截然不同的变化规律, 结合微体古生物数据, 将珠江三角洲沉积物代表的环境分为两次显著的海平面上升－下降旋回, 晚更新世和全新世的海侵又包含若干个比较明显的次级海平面波动过程.     

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.     

地气耦合研究进展简介

简要介绍了近十多年来地气相互作用研究领域所取得的成果,并从整体地球系统的角度探索自然灾害(气象灾害和地震灾害)的成因.在总结和评述过去工作的基础上,提出了地幔对流节律性假说,并利用这一假说解释了板缘地震、地球自转和厄尼诺之间的关系;利用地幔中存在中小尺度对流这一设想并结合绝对涡度守恒原理讨论了板内地震、地热流和旱涝分布之间的联系.最后提出了对今后地气耦合研究工作的一些看法.     

磁化率及其环境意义

作为地质与环境演化过程的替代指标,磁化率被广泛地用来研究各种与古气候和环境演化相关的问题.然而,磁化率的复杂性和多解性常常被忽略.本文从磁化率的物理基础出发,系统地论述了磁化率的测量、影响磁化率的主要因素（包括磁性矿物的类型、粒径、温度、频率和外加场等）,简要介绍了磁化率在海陆古环境研究中的应用.     

《数理地展学进展》中、英文版简介

由中日两国学者联合撰写与主编的专著《数理地展学进展)(中、英文版)已由地展出版社公开出版发行。     

新版1：1000000新疆地震构造图简介

在1∶500 000地质图的基础上,参考了1∶2 000 000新疆维吾尔自治区地震构造图和1∶4 000 000中国活动构造图,系统收集了近10年来的活动构造、新构造、地球物理、地震活动、盆地区第四系等厚线和GPS形变观测等资料的基础上,经综合分析研究编制新版1∶1 000 000新疆地震构造图.该图共含括第四纪以来的活动断层200余条,这些构造多经过ETM等影像资料的精确校对核实,其展布和几何特征与实际情况更为吻合.该图的编制,对新疆地区的地震烈度区划、震害预测预防、城乡建设、经济规划和地震应急等具有较重要的实用参考价值.     

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.     

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.     

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.     

A BRIEF INTRODUCTION TO THE NEW METHOD FOR RIVER PROFILE ANALYSIS: Integral Approach

The topography and geomorphology of active orogens result from the interaction of tectonics and climate. In most orogens, a fluvial channel is most sensitive to the coupling between tectonics, lithology, and climate. Meanwhile, the related signals have been recorded by both the drainage geometry and channel longitudinal profile. Thus, how to extract tectonic information from fluvial channels has been a focused issue in geologic and geomorphologic studies. The well known stream-power river incision model bridges the gap between tectonic uplift, river incision and channel profile change, making it possible to retrieve rock uplift pattern from river profiles. In this model, the river incision rate depends on the rock erodibility, contributing drainage area and river gradient. The steady-state form of the river incision model predicts a power-law scaling between the drainage area and channel gradient. Via a linear regression to the log-transformed slope-area data, the slope and intercept are channel concavity and steepness indices, respectively. The concavity relates to lithology, climatic setting and incision process while the channel steepness can be used to map the spatial pattern of rock uplift. For its simple calculation process, the slope-area analysis has been widely used in the study of tectonic geomorphology during past decades. However, to calculate river slope, the coarse channel elevation data must be smoothed, re-sampled, and differentiated without any reasonable smooth window or rigid mathematical fundamentals. One may lose important information and derive stream-power parameters with high uncertainties. In this paper, we introduce the integral approach, a procedure that has been widely used in the latest four years and demonstrated to be a better method for river profile analysis than the traditional slope-area analysis. Via the integration to the steady-state form of the stream-power river incision equation, the river longitudinal profile can be converted into a straight line of which the independent variable is the integral quantity χ with the unit of distance and the dependent variable is the relative channel elevation. We can calculate the linear correlation coefficient between elevation and χ based on a series of concavity values and find the best linear fit to be the reasonable channel concavity index. The slope of the linear fit to the χ value and elevation is simply related to the ratio of the uplift rate to the erodibility. Without calculating channel slope, the integral approach makes up for the drawback of the slope-area analysis. Meanwhile, via the integral approach, a steady-state river profile can be expressed as a continuous function, which can provide theoretical principle for some geomorphic parameters (e.g., slope-length index, hypsometric integral). In addition, we can determine the drainage network migration direction using this method. Therefore, the integral approach can be used as a better method for tectonogeomorphic research.