古地磁學(xué)是研究大陸漂移、板塊構(gòu)造和區(qū)域變形等的有效手段之一，在地塊古地理重建和地塊運(yùn)動(dòng)研究上具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。但在成巖后漫長(zhǎng)的地質(zhì)歷史中，巖石記錄的原生磁場(chǎng)信息可能會(huì)與后期磁場(chǎng)疊加，甚至被完全改造，即發(fā)生了重磁化。重磁化如果沒(méi)有被識(shí)別，會(huì)嚴(yán)重影響古地理重建。常用的野外檢驗(yàn)（如褶皺檢驗(yàn)、倒轉(zhuǎn)檢驗(yàn)、烘烤檢驗(yàn)和礫石檢驗(yàn)等）可以幫助判斷巖石所記錄古地磁方向的原生性與否，利用巖石磁學(xué)進(jìn)行的剩磁獲得機(jī)制研究，也可以為判斷重磁化與否提供重要依據(jù)。

近日，中國(guó)科學(xué)院青藏高原研究所新生代環(huán)境團(tuán)隊(duì)顏茂都研究員及其合作者，選取青海省玉樹(shù)州雜多地區(qū)各兩組記錄了重磁化和原生剩磁的巖石，開(kāi)展系統(tǒng)的巖石磁學(xué)對(duì)比研究（圖1）。其中兩組重磁化樣品分別為中上侏羅統(tǒng)雁石坪群布曲組灰?guī)r與下石炭統(tǒng)雜多組灰?guī)r，團(tuán)隊(duì)先期工作揭示其記錄的是新生代重磁化方向，系鐵硫化物氧化為自生磁鐵礦并產(chǎn)生化學(xué)剩磁所致；而原生剩磁樣品分別為晚二疊-早三疊紀(jì)界限附近的尕笛考組火山巖和早白堊世126Ma的花崗巖。這四組巖石樣品的主要載磁礦物均為磁鐵礦，在重磁化巖石樣品中以穩(wěn)定SD和SP顆粒為主，而在原生剩磁巖石樣品中則以SD-PSD顆粒為主。NRM強(qiáng)度衰減曲線顯示次生磁鐵礦的解阻溫度低于原生磁鐵礦。IRM端元分析和組分分析均揭示了重磁化巖石樣品中SP磁鐵礦的存在。低場(chǎng)和高場(chǎng)的熱磁曲線均揭示了鐵硫化物在加熱過(guò)程中向磁鐵礦轉(zhuǎn)變。此外，磁滯特征分析揭示兩類(lèi)磁鐵礦具有明顯的差異，如重磁化巖石樣品中SP和SD磁鐵礦組合產(chǎn)生了蜂腰狀磁滯回線，而原生剩磁巖石樣品則以大肚狀為主。另外，還對(duì)比評(píng)估了重磁化原生剩磁巖石在包括Day圖、Néel圖、Borradaile圖以及Fabian圖等幾種不同磁疇狀態(tài)圖中的區(qū)別（圖2）。在Day圖中，重磁化巖石樣品的投點(diǎn)靠近SP-SD趨勢(shì)線，而原生剩磁巖石樣品投點(diǎn)則靠近SD-MD趨勢(shì)線；在Néel 圖中，重磁化巖石樣品分布在USD-SP區(qū)域左側(cè)，而原生剩磁巖石樣品更集中在USD-SP區(qū)域；而兩類(lèi)巖石在Borradaile圖中并沒(méi)有表現(xiàn)出明顯的區(qū)別；Fabian圖和磁滯回線的定量分析含同一形狀參數(shù)，在大多數(shù)重磁化巖石樣品中該參數(shù)大于0，而在多數(shù)原生剩磁巖石樣品中該參數(shù)則小于0；定量分析文獻(xiàn)中大量的磁滯回線中該形狀參數(shù)，證明從磁滯特征判斷重磁化的有效性（圖3）。該文強(qiáng)調(diào)，全面的巖石磁學(xué)研究，尤其是Day圖、Fabian圖、熱退磁衰減曲線分析、IRM組分分析和端元分析等，可以單獨(dú)或者結(jié)合野外檢驗(yàn)方法來(lái)判斷以磁鐵礦為主要載磁礦物巖石剩磁方向的原生性與否。

該成果近期以“Remagnetization of magnetite-bearing rocks in the eastern Qiangtang Terrane, Tibetan Plateau (China): Mechanism and Diagnosis”為題，發(fā)表在國(guó)際地球物理領(lǐng)域著名期刊《Physics of the Earth and Planetary Interiors》。我所畢業(yè)生付強(qiáng)博士為第一作者，顏茂都研究員為通訊作者。該研究獲得國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（41974080，41988101-01）、國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)項(xiàng)目（2022YFF0800502）和“第二次青藏高原綜合科學(xué)考察研究”專項(xiàng)（2019QZKK0707）等聯(lián)合資助。

論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.pepi.2024.107184

圖1 研究區(qū)地質(zhì)及剖面概況

圖2 部分巖石磁學(xué)結(jié)果

圖3 磁滯回線的定量分析

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