碳酸盐岩作为古地磁研究的重要载体，在大陆漂移理论和地球动力学演化研究中发挥着关键作用。然而，准确识别碳酸盐岩是否经历重磁化过程仍面临显著挑战。这一科学难题主要源于重磁化时间的不确定性，这种不确定性不仅制约了我们对关键地质历史时期地磁场行为特征的理解，也深刻影响了古地磁数据对古地理重建的精度。
针对碳酸盐岩重磁化期次这一关键科学问题，中国科学院地质与地球物理研究所地球与行星磁场及宜居性团队章敏博士后和潘永信院士等人，联合南京大学、南方海洋科学与工程广东省实验室（珠海）、中国科学院南京地质古生物研究所和中国矿业大学（徐州）的研究人员开展深入合作研究。他们以广西蓬莱滩“金钉子”剖面瓜德鲁普统-乐平统之交碳酸盐岩为研究对象，系统开展了古地磁学、方解石U-Pb年代学、岩石磁学和电子显微学的综合研究，为揭示蓬莱滩剖面碳酸盐岩（重）磁化期次提供了新的科学依据和认识。
通过地质地球所多接收-电感耦合等离子体质谱实验室和南方海洋科学与工程广东省实验室（珠海）的方解石U-Pb年代学独立分析，交叉验证结果表明，蓬莱滩剖面碳酸盐岩至少经历了三期成岩过程，其年代分别为~126 Ma（早白垩世）、~223 Ma（晚三叠世）和~251 Ma（晚二叠世）（图1）。此外，系统的热退磁分析显示，蓬莱滩剖面碳酸盐岩样品在清除低温粘滞剩磁分量后，存在三期不同的剩磁分量（RM1、RM2、RM3）（图2a-图2b）。通过计算RM1、RM2和RM3三组分量对应的古地磁极，并与华南板块的视极移曲线进行对比，计算二者之间的差异度（DKL(p,q)），结果表明：RM1和RM2为后期重磁化分量，其磁化时期分别为白垩纪和晚三叠世；而RM3为晚二叠世的原生剩磁分量（图2c）。古地磁和方解石U-Pb定年两种独立方法的相互验证表明，蓬莱滩剖面至少经历了三期磁化作用，分别发生在晚二叠世、晚三叠世和早白垩世。结合岩石磁学和电子显微学分析指示流体作用是导致发生重磁化的主要因素。此外，根据RM3分量计算获得的虚地磁极纬度显示，蓬莱滩剖面上段牙形石Jinogondolella granti带到Clarkina dukouensis带下段以负极性为主，表明瓜德鲁普统-乐平统界线位于负极性带内部，为中-晚二叠世之交的全球海-陆地层对比提供了新的依据。
图1 方解石U-Pb定年结果。年龄不确定性为2σ；MSWD：平均标准权重偏差；灰色图标表示被舍弃的数据点；子图右侧的颜色条表示铀(U)浓度
图2 古地磁学结果。（a-b）典型样品的正交矢量图。LTC：低温剩磁分量； RM1，RM2和RM3分别表示三种不同中-高温剩磁分量。实心/空心圆表示水平/垂直平面投影；（c）蓬莱滩剖面获取的古地磁极与华南板块视极移曲线差异性对比；下标“g”和“s”分别表示地理和地层坐标系中的古地磁极结果
该研究通过综合运用古地磁学、方解石U-Pb年代学、岩石磁学和电子显微学等多种方法，成功识别了蓬莱滩剖面三期重磁化过程，为准确识别碳酸盐岩（重）磁化期次提供了新的科学依据，为古地磁数据的精确解释和古地理重建提供了参考。
研究成果发表于国际学术期刊JGR: Solid Earth（章敏*，秦华峰，吴石头，侯祎斐，肖征莲，祁锴贤，袁东勋，张华，邓成龙，沈树忠，潘永信. Calcite U-Pb geochronology and paleomagnetism reveal Mesozoic multi-episodic remagnetizations from the Penglaitan GSSP section, South China[J]. Journal of Geophysical Research: Solid Earth, 2025, 130: e2024JB030344. DOI: 10.1029/2024JB030344.）。该研究受国家自然科学基金（42388101, 42293280 42272031）资助。
章敏博士后
