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。     

推进古地磁研究的着力点

通过对当代古地磁研究现状的分析及今后前景的展望,本文着意深化古地磁研究在地球系统科学发展中可能继续发挥重要作用的正确认识,强化选用古地磁数据必须把握其可靠程度的科学意识。本文强调,对古地磁学及其物理化学基础的岩石磁学,急切需要在基础研究和实际应用等方面开展高水平的理论与实验工作。     

月球磁学观测与研究进展

月球磁场观测一直是月球研究的重要内容。20世纪六七十年代,通过绕月小卫星、Apollo登月及返回样品等观测实验,月球磁学研究已取得一系列重要进展,九十年代末期Lunar Prospector（LP）获得了月球的全球磁异常分布图。本文主要评述前人已取得的重要进展,重点讨论月球样品的剩磁来源、月球磁场古强度和发电机争论及其月球演化意义。     

古地磁学在煤田地质中的应用前景

古地磁学是五十年代兴起的一门年轻学科,它是通过测定岩石剩余磁化强度来研究史前地质时期地磁场及其演化规律的科学。在五、六十年代,海底条带状磁异常和视极移曲线,使古地磁为海底扩张、大陆漂移学说提供了无可辩驳的事实根据,奠定了板块运动的理论基础。此后,古地磁学在世界范围内飞速发展,并在地学的各个领域得到广泛的应用,愈来愈显示出强大的生命力。      

黄土高原西部白草塬剖面L1 和S1 记录的古地磁场特征

文章详细介绍了黄土高原西部白草塬剖面L1和S1的高精度岩石磁学和古地磁学结果,讨论了白草塬剖面记录古地磁场的特征,从古地磁学角度探讨白草塬剖面黄土沉积的连续性.白草塬剖面黄土沉积物中,磁铁矿和磁赤铁矿是主要的亚铁磁性矿物,粗粒的碎屑磁铁矿是其天然剩磁和特征剩磁的主要载体.白草塬剖面L1和S1没有记录任何地磁漂移.其中,L1没有记录Mono Lake或Laschamp地磁漂移的原因可归结于黄土沉积物堆积过程的不连续性和/或粗颗粒载磁矿物的重磁化,但前者是主要原因,而堆积过程的不连续性是导致S1没有记录Blake地磁漂移的主要原因.因此,白草塬剖面的L1和S1分别存在约2000年和 4000～6000年的沉积不连续.     

古地磁场的研究

古地磁学的研究已成为人类了解地球演化的一种手段。过去磁场的记录: 岩石的磁化强度记录着岩石获得磁性时的地磁场方向。我们借助于它可了解过去地磁场的性质,确定取样处过去地磁场的磁极。古地磁研究的主要目的之一是测定原生磁化强度。次生磁化强度本身意义不大,但它可帮助把岩石磁化历史与地质历史结合起来进行古地磁解释。古地磁地层厚: 地磁场的翻转是形成古地磁地层学的基础。因为全球磁场同时翻转,提供了全球时间界     

岩石的磁性

众所周知,能准确地测定地磁三要素的历史,距今尚不足150年.因而,从观测到的地磁场资料来研究周期大于100年的地磁现象是根本不可能的.然而,利用古地磁学却能对以100年或更长时间为周期的地磁现象进行解析,这是因为古地磁学可利用岩石具有天然剩磁(NRM)——磁场“化石”这一性质.显然,为确保“化石”的纯洁性,所利用的NRM资料必须不为漫长岁月中的各种外界干扰(例如:变质、风化及雷击等)所混淆,这就促进了以研究岩石剩磁的性质及稳定性为主的地学分支——岩石磁学在蓬勃发展.显然,岩石磁学就是古地磁学的基础.本文仅就其中最基本的研究成果,分岩石中的铁磁性矿物、铁磁性矿物的氧化过程、热剩磁、化学剩磁和沉积剩磁以及剩磁的稳定性和退磁方法等五部分综述如下.     

古地磁学、工作方法及其应用(三)

古地磁的应用古地磁学在地球物理学和地质学方面的应用,其依据是地磁场在从前寒武纪到现在的全部演化过程中,磁极位置不断移动,极性经常倒转.也就是这一依据对大陆漂移和海底扩张等假说提供了重要证据.对地球膨胀说(即地球半径在缓慢地增大)提供了数据,可计算出各个地质史期的地球半径.用古地磁学研究宇宙星球(例如月球、陨石)上物质的磁性,从而了解地磁场的起源和演化等方面的问题.根据测得的地磁倾角,可算出样品产地的古纬度.     

一門新学科——古地磁学

古地磁学是地球物理学的一个新部门。它还是一门非常年青的学科,因此其中必然还存在着不少悬而未决的问题。但是它又是非常有前途的。在获得充分发展后,它将在理论上和实践上作出很大的贡献。古地磁学是研究过去地质时期中地磁场情况的科学。研究的根据是岩石中保留下来的剩余磁性。我们大家都见过磁铁周围的铁屑的排列情形,其排列方向也就是代表磁场的磁力线的方向;此外大家也见过磁针如何按地磁场磁力线的分布指示南北,而地球的磁力线则归结于两极。     

高精度地层划分对比的可靠方法——磁性地层学研究

地球磁场的形成一直在变化中,既有千年尺度有规律的周期性的长期变化,又有几千年至百万年尺度的地磁场极性倒转变化.了解地磁场的变化规律,就可以从记录在不同时代岩石单元中的磁性特征推测其形成时代.磁性地层学就是利用岩石剩余磁性纪录地磁场变化特征解决地层问题的一门科学.它既是古地磁学与地层学交叉产生的边缘学科,也是古地磁学和地层学的分支学科.     

古地磁场研究:挑战与机遇

地磁场源于地核流体的运动,至少已有约35亿年历史.地磁场的起源及演化一直是地球科学研究的前沿领域之一,这是因为它既是地球宜居环境的重要保障,也是探究地球系统各圈层联系的重要途径.本文重点围绕保留在岩石中的"深时"古地磁场记录,分析在地球内部磁场的形成与维持、地磁场极性倒转、以及地磁场强度变化等古地磁场研究三个方面的主要...     

磁法勘探的科技进展

本文从地面磁测、航空磁测、海域磁测、岩石磁性及古地磁研究、地磁绝对测量、磁异常数据处理和解释理论以及发展趋势等方面,综述了磁法勘探科技在我国的进展情况。     

古地磁学在矿床研究中的应用

古地磁学是研究地质历史上地球磁场强度及其变化的一门学科,其核心是岩石中富含若干的磁性矿物。通过测定其保存的剩磁强度和方向等,可计算获得岩石形成时的初始磁性强度和方向,从而为约束岩石形成时的古磁极位置、形成时代和地球动力学背景等研究提供证据。矿石作为地球演化过程中形成的一类特殊的岩石,对其进行古地磁研究可为矿床的"源—运—储—保—变"等过程提供强有力的证据。现有关于矿床古地磁学的研究主要集中在两方面,一是通过矿物的退磁参数限定其形成时的磁化年龄（矿床定年）,二是通过磁组构信息获取矿床形成后的构造应力场变化（矿床保存变化）。需要指出的是,矿床古地磁学的研究一定要立足于地质事实。由于地质产状和围岩蚀变对磁性参数的影响极大,在进行矿床地磁数据处理时一定要慎重,并与磁性地层学互相印证,才有可能获得有价值的磁性参数,从而为约束矿床成因提供有效证据。     

地磁异常数据处理技术在低纬度地区的应用研究——以柬埔寨王国Mesam金矿为例北大核心CSCD

柬埔寨王国位于低纬度地区,地质勘查程度较低,地面高精度磁测技术能够快速获取磁异常信息,进行找矿评价。在低纬度地区磁化方向主要以水平磁化为主,磁性体产生的磁异常以负磁异常为主。本文通过对柬埔寨王国Mesam金矿磁测数据进行倒相180°、化赤和低纬度化极处理对比,认为三种处理方法得到的结果都能够完整地反映磁场分布特点,在不能忽略剩磁影响的低纬度地区对实测数据进行低纬度化极后再进行解释更加贴近真实且细节更加丰富。通过对低纬度化极后的磁异常进行水平总梯度模和小波多尺度分解计算等位场异常处理,认为磁异常水平总梯度模计算能够较好地反映深部地质体的边界范围,小波多尺度分解计算能够提取特定深度地质体的空间信息,在该区选取的磁异常处理技术是有效的,为进一步扩大该金矿区远景储量提供了新的思路。     

东北印度洋源汇过程及古环境与古季风演化

东北印度洋地理位置独特,其沉积物记录了青藏高原隆升及孟加拉扇的“源-汇”过程、印度季风与东亚季风的“海-气”交互作用、印-太暖池热传输的演变与高纬气候之间的相位关系等关键信息,是喜马拉雅地区“构造-气候-沉积”耦合演化的良好记录载体,是探讨多圈层相互作用、探索古气候与古环境演化的理想“窗口”。本文系统总结了近年来有关东北印度洋季风与表层环流特征、沉积物组成及物源、气候环境演化以及环境磁学记录等方面的研究进展。分析表明,东北印度洋为典型的季风风场,表层环流受季风影响强烈,夏季和冬季环流差异明显。沉积物类型丰富,包括河流输运而来的陆源碎屑、钙质和硅质为主的生物沉积以及火山物质等。但目前对于该区域的沉积物的具体组成、“源-汇”过程、迁移历史、季风演化与青藏高原隆升、高纬气候变化之间相互关系等方面的认识尚存在较大的分歧。同时,受样品获取难度大、磁学信号稀释严重等因素的限制,环境磁学作为一种在示踪沉积物物质来源、恢复古气候和古环境等方面被普遍认可的技术手段,在东北印度洋区并没有得到充分的发挥与应用。因此,未来需要在前人研究的基础上,将目光向东北印度洋更南、更深处延伸,对其“源-汇”过程进行全面分析。在研究方法上进一步拓展,采用更高精度的技术手段提取磁学信号,加大环境磁学的应用,寻找有效的替代性指标,解决该地区季风演化、古海洋环境变化等气候环境问题,为该地区环境气候研究提供新认识。并尝试开展地磁场长期变化(paleosecular variation, PSV)研究,建立东北印度洋的PSV记录,辅助修正全球地磁场模型,探究地球深部动力过程。     

高空正常地磁场在航磁编图中的应用

在研究磁异常时,习惯将正常地磁场从测得的地磁场值中消除,以便突出上地幔和地壳内的各种磁异常。正常地磁场的选择正确与否,直接影响到人们对磁异常的认识及地质现象的研究。对于大面积的航空磁测编图,正常地磁场的选择尤为重要。     

考古磁学─磁学在考古中的应用

60年代质子磁力仪问世,磁力勘查成为探查古遗存空间分布的主要地球物理方法之一。同时,古地磁学的发展使磁性地层学成为确定古遗存、古人类化石时代的重要手段。随着第四纪沉积物磁性特征研究的深人,又为环境考古提供了新的途径。作者通过实践研究,认为以古遗存本身及所处的地层的磁性特征为基础,从磁学机制出发,可将上述空间、时间及环境考古诸方面有机结合起来,构成统一的考古磁学。文中以祥硕的数据、实例介绍了应用的效果,并阐述了具体的工作方法与技术。     

基于无人直升机平台的航磁系统集成与应用

笔者介绍了无人直升机航磁系统的研发与集成,采用无人直升机作为飞行平台,搭载高精度航空磁测系统,具有低成本、高效率、不受机场跑道限制、可夜航、按设计测线全自主导航飞行等特点。该系统分别完成了磁补偿试验飞行与实际应用工作,补偿精度达到0.046 9 n T,测量成果与测区内以往航磁成果对比,其反映的地磁场特征形态基本一致,验证了该系统的有效性,航磁异常等值线在细节上表现更细致。本系统为大比例尺、高精度、小面积的航磁测量工作提供了一种高效灵活的工作手段。     

谢通门色药异常区铜找矿前景浅析

本文在区域地质、水系沉积物测量、土壤测量和高精度磁测等方面对色药异常区的铜找矿前景进行初步分析。利用1∶5万水系沉积物测量编制异常图,发现区内Mo、Cu、Bi、Pb、Zn、Sb、Sn、W、Ag、Hg等元素均有不同规模的异常,且Mo、Cu异常规模较大。通过高精度磁测结果显示区内有3个磁异常,已知铜矿化点均位于磁异常附近。通过土壤测量数据研究元素间的组合关系,推断区内可能的矿床类型与酸性侵入岩有关的斑岩型铜多金属矿。并对区内已发现的1号铜矿化点进行重点研究,表明区内寻找与中酸性侵入岩有关的铜多金属矿具有良好的找矿前景。     

EMM2010模型在中国大陆的精度评估及其适用性

基于我国大陆最新观测所得的1 302个地磁测点和32个地磁台站磁偏角D、磁倾角I、总强度F的1 334组准确数据,并结合地壳磁异常能谱变化特征,对增强地磁模型(EMM2010)在我国大陆的精度及其适用性进行了定量分析。结果表明：EMM2010模型(D、I、F)在我国大陆的总体精度分别为10.45′、8.08′、112.85 nT  ;东北、华北与新疆地区模型的精度为13.07′、8.90′、130.89 nT ;华南、青藏高原及其东缘地区模型的精度为7.07′、6.65′、81.84 nT;其精度是受模型有限的截断阶数、各区域的磁异常状况和磁测数据的误差等因素共同影响的。EMM2010模型的精度在我国大陆表现出显著的地域分布特征,与磁异常的分布形态及其复杂程度、梯度密切相关,异常越突出,形态越复杂,模型的精度越低。与世界地磁模型(WMM2010)、第11代国际参考地磁场(IGRF11)相比,EMM2010模型在我国大陆的总体精度平均提高了50%,主要原因是模型不仅包含了地球主磁场,同时还包含了地壳磁场。EMM2010模型应用于我国大陆的实例及精度分析表明,模型具有一定的适用性,但有其局限性,不能准确反映出我国大陆的地磁场信息,鉴于模型的精度,建议在EMM2010模型基础上,结合我国最新的各部门的高精度磁测数据,构建我国高精度的地磁场模型。