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《地球磁场强度对地球内部动力学过程的制约-朱日祥》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、中阁种荃(D辑)第4期SCIENCEINCHINASeriesD)2002年4月犯卷第*地球磁场强度对地球内部动力学过程的制约朱日祥潘永信史瑞萍(中国科学院地质与地球物理研究所,北京100101)一摘要利用KAr年龄测定法确定了辽西义县组下部出露的玄武岩时代相当于地磁极..O(1210一1,性年表的M20.6Ma)在详细岩石磁学和地磁场古方向测定的基础上利用改e,进的Theilr方法对该时代的火山岩进行了地球磁场古强度测定确定了与MO对应的...,地球磁场虚偶极矩(vDM)为(36士010)幻02AmZ相当于现今值的45%结合已有的全球地球磁场古强度数据,探讨地质历史时期地球磁场
2、变化的地球内部可能控制因素及地球动力学意义.关键词地球磁场强度白坚纪地球内部物理地球磁场起源于地球外核流体的运动,它的变化蕴藏着丰富的地球内部动力学过程的信息.地质历史时期地球磁场强度变化特征可为建立地球动力学模型提供重要的约束条件.然而,由于地球磁场古强度测定所涉及的理论和实验比古方向测量要复杂得多,目前古强度数据仍十分匾乏,远远滞后于古方向研究,使得人们难以全面认识地质历史时期地球磁场的变化,进而阻碍了利用地球磁场变化探索地球内部发生的物理过程[`」.目前,用于测定地球磁场古强度最主要的Theiler方法,该方法要求对样品进行多次加.热12]加热过程中岩石样品往往要发生磁性矿
3、物转变,从而无法获得真实的地球磁场古强度数据.由此可见,要获得可靠的地球磁场古强度结果,必须首先阻止岩石样品在加热过程中的矿物相转变.近年来,我们从解决实验设备、技术和方法人手,针对样品加热过程中易氧化的难题,设.计了样品在真空或氢气环境下热处理设备,从而提高了获取可靠古强度数据的成功率同时,,3[,,在反复实验和理论分析的基础上提出了一种测定地球磁场古强度的新方法4]克服了经典ee.Thllir方法[2]耗时长的缺点我国东部地区广泛出露中生代以来喷发的火山岩,为进行地质历史时期古强度研究提供了良好条件.本文主要报道从辽西白噩纪火山岩中获得的地球磁场古强度测定结果,在此基础上讨论
4、地球磁场变化与地球内部动力学过程的相关性.1地质背景简述和样品采集中生代中晚期,受西太平洋动力学体系和地球深部过程的复合控制,我国东部地区经历了频繁而剧烈的火山活动,这一时期形成的火山岩带构成了环太平洋火山岩带的重要组成部分.早白奎世义县旋回(135一120Ma)火山岩段主要由早期的中基性喷出岩和晚期的中酸性喷一一,一20010621收稿200一1208收修改稿,一国家重点基础研究发展规划项目(编号:G1999075509)和中国科学院知下程(编号:KzCXI07)识创新资助项目中国科学(D辑)第犯卷.出岩构成,岩石组合为玄武岩、安山岩、粗面岩和流纹岩等本次用于古强度测定的样品主
5、要采自辽西义县组下部出露的玄武岩段.利用便携式古地.磁钻机,在义县砖城子一宋八户剖面(121“06’E,41“29’N)出露的熔岩流中取得定向岩心75个在实验室内将每个岩心切割成3一5个厚度为1cm的样品用于岩石磁学和地球磁场古方向及古强度研究..r2KA年龄测定选择经薄片鉴定后的新鲜岩样进行破碎,采用火焰光度计法测定K含量,利用MM一120型质谱仪和与其相连的全金属萃取系统进行A:的同位素分析.两个样品的K一A:年龄测定结果如表1.一表IKA:年龄测定结果Ar/lo一苦omol’)/Ma样品年龄..YXI1.12087士23485..YXll.144.64412099士2312
6、a土Za)3火山岩的磁学性质为系统了解上述火山岩样品中所含磁性矿物的种类和粒度等特征,每个熔岩流至少选择2块样品进行详细的岩石磁学性质分析.所有实验是在中国科学院地质与地球物理研究所古地磁实验室完成的.在最大强度为.27T的连-0010乃月名.7石.5屏2注3:0续可变强磁场(H)下获得的饱和等温剩磁(SIRM)曲线表明,样品在外场强度小于或接近0mT,RM30时已基本达到饱和SI的剩磁滚已15翻乃1矫顽力大约在35一40mT之间(图1).这些结果表明,义县白奎纪火山岩的主要载磁矿物为一些低矫顽力磁性矿物,如磁铁矿.利用梯度磁力仪(MieroMagModel2900)对40块样品
7、进行了磁滞回线测量,强磁场下磁滞回线.,一50e40一30一20一100形态表明样品中顺磁性矿物很少由饱和磁场/mT磁场/T磁化强度(Ms)与饱和剩磁(Ms)r及矫顽力(cH),图1sIRM获得曲线和矫顽力谱曲线与剩磁矫顽力(Hcr)比值的关系可知5l[样品中载磁矿物以似单畴(PSD)磁铁矿颗粒为主.对于地球磁场古强度测定来说,样品中磁性矿物在加热过程中保持稳定是获得可靠结果的必要条件16].为了确定玄武岩样品的热磁性质,利用可变场磁天平V(FT)B测定了25块样品.的磁化强度(
