岩石的磁学性质

岩石磁学是古地磁学和环境磁学的基础，正确认识岩石的磁学性质对获得可靠的古地磁学和环境磁学记录是至关重要的，本文较详细综述了自然界学了性矿物的晶体化学结构，主要磁学性质以及鉴定特征，并讨论了它们的磁学性质在古地磁学和环境磁学研究中的意义。     

黄铁矿加热过程中的矿相变化研究——基于磁化率随温度变化特征分析

对采自河南嵩县祁雨沟7号角砾岩筒的黄铁矿样品进行了详细的磁化率随温度变化特征研究,加热的最高温度为700℃,结果表明黄铁矿受热分解最终生成磁黄铁矿.黄铁矿通过两个可能的途径转变为磁黄铁矿：一个是黄铁矿颗粒首先经表面吸附氧的氧化转变为磁铁矿,随温度升高新生成的磁铁矿与黄铁矿晶格中挥发出的硫进一步反应转变为磁黄铁矿;另一可能途径是黄铁矿直接脱硫转变为磁黄铁矿,此反应为磁黄铁矿的主要来源.氩气环境下加热过程中,从约380℃开始即有磁铁矿生成,但直到约535℃才有磁黄铁矿的生成.在535℃～560℃的加热过程中生成的磁黄铁矿居里温度不稳定,直到加热至高于约560℃时才生成居里温度稳定的磁黄铁矿.氩气环境下,黄铁矿受热生成的磁性矿物的类型仅受最高温度的控制,与高温段的滞留时间无明显关系,而其生成量同时受最高温度和高温段滞留时间的控制.     

微磁模拟及在岩石磁学中的应用

岩石或沉积物的磁学性质受到所含矿物的种类、粒径、形状、相互作用以及环境等多种因素的作用,但是传统的岩石磁学实验很难定量解耦这些参数的影响.本文从微磁模拟与岩石磁学相结合的角度探讨了定量分析矿物磁学特征的研究进展.首先对微磁模拟的原理和发展历程进行了简要介绍.随后就矿物磁信息记录的物性影响和化学改造两个基本问题,总结了微磁模拟在岩石磁学领域的应用特色.最后对微磁模拟在岩石磁学中的研究前景提出了展望.以上讨论指出微磁模拟在地学中具有重要应用价值,加深了我们对地质过程中矿物磁学性质的理解.

     

库车坳陷下白垩统巴什基奇克组碎屑岩储集层的岩石磁学特征

识别含油气层是油气勘探开发的重要环节,因此准确判断储层中含油气层的特征尤为重要.油气进入储集层之后会导致储集层发生一系列成岩作用,形成流体包裹体或自生矿物等,对含油气层的物性产生重要影响.为确定含气层与背景地层岩石磁学性质的差异,本文针对库车坳陷克深地区下白垩统巴什基奇克组碎屑岩储集层样品,进行了系统的岩石磁学研究,包括磁化率、天然剩磁强度、磁滞回线、等温剩磁获得曲线和反向场退磁曲线、κ-T曲线、低温有场及零场冷却曲线等.研究结果发现,巴什基奇克组碎屑岩储集层中磁性矿物主要为赤铁矿和磁铁矿,与背景地层样品的磁学性质(磁化率、天然剩磁强度、非磁滞剩磁强度等)相比,含气层样品磁性略微增强,指示细颗粒磁铁矿含量相对升高,这与成藏过程中还原性碳氢化合物对储集层改造作用结果密切相关.     

重磁化碳酸盐岩中磁性矿物相变特征分析

通过光学显微镜鉴定和电子探针元素特征X射线像分析与化学成分定量分析 ,对已进行过岩石磁学实验研究的 10个华北地块早古生界重磁化碳酸盐岩样品进行了磁性矿物相变特征分析 .在部分样品中发现了通过交代黄铁矿形成的、不含Ti的次生磁铁矿 ,它们可能就是重磁化剩磁的主要携磁矿物 .在其中 4个样品所含的磁铁矿中还发现了黄铁矿交代残余 ,这为确认磁性矿物相变现象提供了有力的证据 ,并为如何识别与重磁化相关的次生磁铁矿提供了鉴别标志 .在此基础上 ,进一步探讨了重磁化的形成机制     

张北汉诺坝玄武岩的岩石磁学性质研究

通过新河口汉诺坝玄武岩的综合岩石磁学测定和分析,确定了该剖面21个熔岩流的磁性矿物是以钛磁铁矿为主,部分含钛较高. 基于磁化率各向异性测定,推断张北汉诺坝玄武岩是由位于北东和北北西两个方向的古火山口喷发而成,这与野外观察一致. 这一结果对探讨火山喷发历史和地球深部过程是有意义的.     

张北汉诺坝玄武岩的岩石磁学性质研究

通过新河口汉诺坝玄武岩的综合岩石磁学测定和分析,确定了该剖面21个熔岩流的磁性矿物是以钛磁铁矿为主,部分含钛较高. 基于磁化率各向异性测定,推断张北汉诺坝玄武岩是由位于北东和北北西两个方向的古火山口喷发而成,这与野外观察一致. 这一结果对探讨火山喷发历史和地球深部过程是有意义的.     

湖泊沉积物中胶黄铁矿的鉴出及其磁学意义

对青藏高原东部若尔盖盆地钻孔获取的湖泊沉积物进行了详细的岩石磁学调查及矿物学鉴定, 发现大量胶黄铁矿存在, 并认定其为主要的磁载体. 该矿物颗粒细小, 粒度均匀, 可能为生物化学成因. 与大量文献报道的相反, 在长期暴露于空气后, 样品中的胶黄铁矿仍未被氧化. 这可能与钻孔内该矿物被硅质胶结物包裹有关. 研究结果初步揭示了湖泊沉积物磁学研究的复杂性, 同时也为环境磁学机理的研究提供了新的线索.     

磁性矿物的磁学鉴别方法回顾

磁性矿物的组成和颗粒粒径的分布决定了岩石或沉积物的基本磁学性质及其所携带的天然剩磁在地质时期内的稳定性.由于自然界中磁性矿物的复杂性和多样性，如何有效的确定磁性矿物的成分和粒径分布一直是岩石磁学的基础和难点.本文对确定磁性矿物成分和粒径分布的常见方法进行了较为详细的总结和分析，并对常见磁性矿物在高温和低温下的磁学性质进行了详细的论述.最后对如何应用综合方法判定样品中的磁性矿物种类以及粒度分布进行了探讨.     

华北地块早古生代地层单元的岩石磁学特征研究

通过对采自华北地块西部鄂尔多斯盆地边缘早古生代地层单元中的４４块定向岩芯样品的岩石磁学实验（饱和等温剩磁及剩磁矫顽力的测量,三轴磁化的饱和等温剩磁的系统热退磁和低温实验）研究,揭示出华北地块早古生代地层单元的各类岩石中,主要载磁矿物的构成具有磁铁矿或赤铁矿与中等居里温度的磁黄铁矿、磁赤铁矿等共存的特征;个别地层单元的岩石中以极低居里点的针铁矿为主要载磁矿物．     

华北地块早古生代地层单元的岩石磁学特征研究

通过对采自华北地块西部鄂尔多斯盆地边缘早古生代地层单元中的４４块定向岩芯样品的岩石磁学实验（饱和等温剩磁及剩磁矫顽力的测量，三轴磁化的饱和等温剩磁的系统热退磁和低温实验）研究，揭示出华北地块早古生代地层单元的各类岩石中，主要载磁矿物的构成具有磁铁矿或赤铁矿与中等居里温度的磁黄铁矿、磁赤铁矿等共存的特征；个别地层单元的岩石中以极低居里点的针铁矿为主要载磁矿物．     

干旱区高山泥炭磁学特性研究

对干旱区高山—新疆阿尔泰山中段连续的泥炭沉积序列进行详细系统的磁学分析,获得泥炭沉积物中磁性矿物的类型、含量以及粒径大小等磁学特性,探讨了在富含大量有机质的氧化还原条件下磁性矿物的保存与变化机理.岩石磁学结果表明沉积物中亚铁磁性矿物的富集程度低,磁性较弱.主要含有磁铁矿、赤铁矿、顺磁性矿物以及大量的抗磁性矿物组分,并且证实泥炭沉积物中不可能含有生物成因的趋磁细菌.沉积物的磁性颗粒主要以细颗粒为主,但同时还存在粗颗粒成分.研究结果指示在泥炭表层酸性的亚氧环境中,亚铁磁性矿物在较短的时间内伴随着部分溶解和改造,导致沉积物磁性浓度的降低和粒径的减小,快速的沉积和埋藏之后,长期处于缺氧的碱性还原环境下,磁铁矿发生的变化很小或基本不会再次被改造.     

甘肃西山坪遗址岩石磁学性质及其研究意义探讨

对甘肃西山坪遗址剖面样品进行磁化率、频率磁化率、热磁分析、非磁滞剩磁和等温剩磁等一系列岩石磁学实验测试,分析环境磁学参数特征变化,试图探讨西山坪遗址研究意义,为今后深入研究该沉积序列蕴含的古环境记录提供了岩石磁学基础.结果表明：西山坪遗址剖面沉积物中磁性矿物主要以低矫顽力的磁铁矿和磁赤铁矿为主,高矫顽力磁性矿物赤铁矿含量极其有限,越向剖面表层,强磁性矿物含量逐渐增加.磁性矿物颗粒表现出黄土的典型特征,以单畴、准单畴为主,含有一定量的超顺磁颗粒,颗粒度越向剖面表层越细.从物源上看,遗址沉积物主要来自近源的黄土风尘堆积,主要是风成堆积,并混合大量人类活动信息,给今后综合研究岩石磁学与人类活动特征的关系有一定借鉴意义.     

柴达木盆地一里坪凹陷新近系混积岩岩石磁学特征

柴达木盆地腹地因其沉积地层厚度较大,开展古地磁研究对还原青藏高原隆升过程、揭示全球气候变化规律等具有更为重要的意义,但发育于盆地内部的细粒混积岩沉积具有何种岩石磁学特征,是否可用于磁性地层学测试尚无相关研究.本研究通过X-衍射、κ-T曲线、饱和等温剩磁及反向场退磁和三轴等温剩磁系统热退磁实验对柴达木盆地一里坪凹陷内部钻...     

豫北早古生代灰岩的岩石磁学研究

对一些可分离出岩石形成时原生剩磁的样品进行深入的岩石磁学研究,发现天然剩磁的特征通常取决于磁铁矿的颗粒度(或单、多磁畴状态),单、多磁畴磁铁矿的含量不同,导致了中温与高温剩磁分量不同程度的叠加,也就造成了不同磁分量分离难易程度的不同     

泥河湾盆地大长梁剖面河湖相沉积物的岩石磁学性质

以热磁分析为主,对中国北方泥河湾盆地更新世河湖相地层中灰绿色粉砂和灰黄色粉砂/细砂两种典型沉积物进行了详细的岩石磁学研究,有效确定了这两类沉积物中磁性矿物的种类、粒度特征以及加热过程中磁性矿物的变化过程和产物,并对其包含的古环境意义进行了初步探讨.灰绿色粉砂样品主要含有磁铁矿和赤铁矿两种磁性矿物,磁性相对较弱,颗粒相对较细;灰黄色粉砂/细砂主要含有磁铁矿和磁赤铁矿,磁性相对较强,颗粒相对较粗.在氩气环境中经700℃加热处理后,这两种沉积物中的绿泥石都分解,并生成超细粒（处于超顺磁和单畴颗粒区间）的磁铁矿,导致磁化率大幅升高.因此泥河湾盆地沉积物的热磁特征可以用来检测样品中绿泥石的相对含量,进而反映该地区化学风化作用强度的变化.此外,灰绿色粉砂样品中绿泥石含量比灰黄色粉砂/细砂样品的含量高,在氩气中加热后,磁化率升高幅度也较高,可能反映了化学风化相对较弱的沉积环境.     

磁铁矿的低温磁学性质研究进展

磁铁矿(Fe3O4)是自然界沉积物和岩石天然剩磁的最主要载磁矿物.本文主要评述低温条件下(2\|300K)磁铁矿的晶体结构特征、Verwey相变以及磁晶各向异性等,重点介绍了两种重要的剩磁随温度变化曲线.最后简单地介绍磁铁矿的低温磁学研究在地学中的应用以及氧化和超顺磁效应对低温磁学性质的影响.     

巴黎盆地下侏罗统的岩石磁学研究及其意义

通过下佛罗统磁性地层学研究,获得了一些能记录岩石形成时的地磁场的样品,根据常规的古地磁方法,等温剩磁和热退磁实验,说明这些岩石的主要载磁矿物为磁铁矿.磁滞回线参数的测量表明多数载磁矿物磁铁矿为假单磁畴,少量样品则可能为假单磁畴与多磁畴的混合物.通过与北美古生代重磁化岩石的磁滞回线参数比值对比,说明重磁化与非重磁化岩五磁滞回线参数比值的分布趋势有明显差别,这一差别可能用于判定岩石的重磁化和非重磁化性质.     

断层岩磁学研究及其意义

断层岩的物理、化学及结构特征是直接了解断层活动特性、形变环境、破裂摩擦机制等地震学特性,评价地震危险性与认识地震物理化学行为的最基本证据.本文对断层岩磁学研究这一岩石磁学与地震学交叉新领域的研究现状进行了总结论述.已有研究表明,断层岩的磁学研究能够为断层区域应力环境及应变历史、断层带温度状态、热事件及热历史、断层活动历...     

巴黎盆地下侏罗统的岩石磁学研究及其意义

通过下佛罗统磁性地层学研究,获得了一些能记录岩石形成时的地磁场的样品,根据常规的古地磁方法,等温剩磁和热退磁实验,说明这些岩石的主要载磁矿物为磁铁矿.磁滞回线参数的测量表明多数载磁矿物磁铁矿为假单磁畴,少量样品则可能为假单磁畴与多磁畴的混合物.通过与北美古生代重磁化岩石的磁滞回线参数比值对比,说明重磁化与非重磁化岩五磁滞回线参数比值的分布趋势有明显差别,这一差别可能用于判定岩石的重磁化和非重磁化性质.