11月1日,国际顶级期刊《地球物理研究通讯》(Geophysical Research Letters)以《识别生长地层:磁化率各向异性校正古地磁数据的新见解》(Identification of Growth Strata: New Insights From Anisotropy Corrected Paleomagnetic Data)为题在线发表论文,探索地球表面沉积物如何可靠记录过去地球磁场信息。论文的第一单位为首都师范大学,第一作者是首都师范大学资环学院博士研究生孙欣欣,杨振宇教授为通讯作者,该论文得到国家自然科学基金 (42172254和42274095) 项目的资助。
地球上的磁场在我国古代被用于导航,地球磁场的性质可帮助我们了解地球历史时期不同地区所处的(古)地理位置。研究利用高灵敏度的超导磁力仪,测定地质时期某大陆某一地区岩石形成时的地球磁场性质、研究地质历史时期地球表面大陆和海洋的位置变化以及不同地质时期的地球古地理和气候-环境变化。目前已有对岩石中记录的磁学性质的可靠性分级评判,判定岩石是否能可靠地记录岩石形成时的地磁场信息的研究,各个时期形成的沉积岩也已被广泛用于这方面。然而一些沉积盆地在形成过程中,沉积物是否可以准确记录其形成时的地磁场方向并未被关注,如受构造控制的盆地的形成、同构造活动形成的沉积物可能会导致记录的地磁倾角异常等。
为了探索同构造活动盆地中生长地层对古地磁倾角记录的影响以及如何快速识别生长地层,孙欣欣等对青藏高原东南缘耿马盆地中新世生长地层开展了该时代地磁场性质和磁化率各向异性(AMS)研究,分析了该时期沉积物记录的地磁倾角及AMS数据与采样所处构造位置之间的相关性。研究发现,位于耿马盆地边缘生长端(section A)的古地磁倾角及AMS结果与盆地稳定的沉积端(section D)存在差异性,导致该差异性的原因是生长地层存在生长角,即地层原始层理并非水平,导致盆地边缘生长端的古地磁倾角及AMS数据校正错误。
图1. 耿马盆地中新世泥岩古地磁及磁化率各向异性结果。 (A)和(B) section A和section D特征剩磁的采点平均结果在地理坐标和地层坐标系下的等面积投影图。(C)和(D) section A和section D磁化率各向异性结果图。
研究提出了更为简洁的古地磁数据同构造沉积校正方法, 该方法消除了盆地稳定沉积端和生长端磁倾角之间的离散性。其创新性在于可利用AMS数据快速识别生长地层,量化生长地层的生长角,并正确校正生长地层的古地磁倾角和AMS数据。研究也为构造盆地沉积物的古地磁数据校正提供了非常关键的新方法。
图2. 古地磁数据沉积校正原理示意图。 (A) 地层水平沉积原理的示意图。(B) 生长地层同构造-沉积-校正原理的示意图。(C)同构造沉积校正后剖面A-D特征剩磁等面积投影图。
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论文链接:https://doi.org/10.1029/2023GL105625
(来源:资环学院;作者:饶悦榕;值班编辑:王艺洁、刘子嘉;责任编辑:哈婧琦)