前人对中国黄土开展的磁性地层工作表明松山-布容古地磁极性倒转界线位于L8中下部或是S8顶部,其下的L9(第9层黄土,“上粉砂层”,著名的野外标志层)应记录松山负极性。然而,报道显示L9中常存在部分正极性样品点或是正极性带。这些极性异常曾被解释成为采样失误或是极性漂移事件,也有研究认为这些磁异常为重磁化现象,但缺乏对其机制的具体解释。
地质与地球物理研究所地球深部与过程研究室博士后靳春胜与其合作导师刘青松研究员对洛川剖面的L9进行了详细的岩石磁学研究,尤其是低温磁学性质测量。结合全岩粒度参数、环境磁学参数、磁选物扫描电镜结果,他们对L9中记录的磁异常的可能原因进行了重新解释:一部分异常是由重磁化造成的,另一部分由碎屑剩磁紊乱所致,部分异常为二者共同作用。他们的结果可清晰地识别这三种控制因素。重磁化现象主要为布容正极性期的粘滞剩磁对L9中粗颗粒磁铁矿(多畴或粗的假单畴颗粒)所携带的原生剩磁的改造(甚至是完全替代)所致;碎屑剩磁紊乱则是地磁场强度较弱时难以有效地排列载磁颗粒。同时,该工作为L9重新进行了年代界定,结合气候学参数他们认为L9并非第四纪最严寒的时期,而是覆盖了MIS 20-24这几个气候阶段。L9作为上粉砂层,粒度变粗,很可能是物源变化,而非气候变化造成的。
图1:黄土高原示意图。五角星为采样点所在。
图2:(a)岩性地层;(b)古地磁极性柱;(c)实线为中值粒径,虚线为磁化率曲线;(d)磁偏角;(e)磁倾角;(f)虚地磁极纬度;(g)随深度变化的样品相对强度;(h)随时间变化的样品相对强度;(i)灰线为深海氧同位素曲线,黑线为ODP 983孔记录的地磁场相对古强度。
该成果近期发表于国际知名的地球物理领域研究期刊Physics of the Earth and Planetary Interiors上(Jin et al. Remagnetization mechanism and a new age model for L9 in Chinese loess. Physics of the Earth and Planetary Interiors, 2011,187: 261-275)。
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