来源:中国科学院青藏高原研究所 发布时间:2024/4/14 10:46:19
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科学家揭示青藏高原羌塘东部岩石的重磁化机制

 

古地磁学是研究大陆漂移、板块构造和区域变形等的有效手段之一,在地块古地理重建和地块运动研究上具有独特优势。但在成岩后漫长的地质历史中,岩石记录的原生磁场信息可能会与后期磁场叠加,甚至被完全改造,即发生了重磁化。重磁化如果没有被识别,会严重影响古地理重建。常用的野外检验(如褶皱检验、倒转检验、烘烤检验和砾石检验等)可以帮助判断岩石所记录古地磁方向的原生性与否,利用岩石磁学进行的剩磁获得机制研究,也可以为判断重磁化与否提供重要依据。

近日,中国科学院青藏高原研究所新生代环境团队颜茂都研究员及其合作者,选取青海省玉树州杂多地区各两组记录了重磁化和原生剩磁的岩石,开展系统的岩石磁学对比研究(图1)。其中两组重磁化样品分别为中上侏罗统雁石坪群布曲组灰岩与下石炭统杂多组灰岩,团队先期工作揭示其记录的是新生代重磁化方向,系铁硫化物氧化为自生磁铁矿并产生化学剩磁所致;而原生剩磁样品分别为晚二叠-早三叠纪界限附近的尕笛考组火山岩和早白垩世126Ma的花岗岩。这四组岩石样品的主要载磁矿物均为磁铁矿,在重磁化岩石样品中以稳定SD和SP颗粒为主,而在原生剩磁岩石样品中则以SD-PSD颗粒为主。NRM强度衰减曲线显示次生磁铁矿的解阻温度低于原生磁铁矿。IRM端元分析和组分分析均揭示了重磁化岩石样品中SP磁铁矿的存在。低场和高场的热磁曲线均揭示了铁硫化物在加热过程中向磁铁矿转变。此外,磁滞特征分析揭示两类磁铁矿具有明显的差异,如重磁化岩石样品中SP和SD磁铁矿组合产生了蜂腰状磁滞回线,而原生剩磁岩石样品则以大肚状为主。另外,还对比评估了重磁化原生剩磁岩石在包括Day图、Néel图、Borradaile图以及Fabian图等几种不同磁畴状态图中的区别(图2)。在Day图中,重磁化岩石样品的投点靠近SP-SD趋势线,而原生剩磁岩石样品投点则靠近SD-MD趋势线;在Néel 图中,重磁化岩石样品分布在USD-SP区域左侧,而原生剩磁岩石样品更集中在USD-SP区域;而两类岩石在Borradaile图中并没有表现出明显的区别;Fabian图和磁滞回线的定量分析含同一形状参数,在大多数重磁化岩石样品中该参数大于0,而在多数原生剩磁岩石样品中该参数则小于0;定量分析文献中大量的磁滞回线中该形状参数,证明从磁滞特征判断重磁化的有效性(图3)。该文强调,全面的岩石磁学研究,尤其是Day图、Fabian图、热退磁衰减曲线分析、IRM组分分析和端元分析等,可以单独或者结合野外检验方法来判断以磁铁矿为主要载磁矿物岩石剩磁方向的原生性与否。

该成果近期以“Remagnetization of magnetite-bearing rocks in the eastern Qiangtang Terrane, Tibetan Plateau (China): Mechanism and Diagnosis”为题,发表在国际地球物理领域著名期刊《Physics of the Earth and Planetary Interiors》。我所毕业生付强博士为第一作者,颜茂都研究员为通讯作者。该研究获得国家自然科学基金项目(41974080,41988101-01)、国家重点研发项目(2022YFF0800502)和“第二次青藏高原综合科学考察研究”专项(2019QZKK0707)等联合资助。

论文链接:https://doi.org/10.1016/j.pepi.2024.107184

图1 研究区地质及剖面概况

图2 部分岩石磁学结果

图3 磁滞回线的定量分析?

 
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