鶴慶孔湖相岩心記錄的還原成岩過程及其磁學意義

《鶴慶孔湖相岩心記錄的還原成岩過程及其磁學意義》是依託西北大學，由徐新文擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：鶴慶孔湖相岩心記錄的還原成岩過程及其磁學意義
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：徐新文
• 依託單位：西北大學

項目摘要

還原成岩過程是湖泊環境中普遍發育的一種沉積後作用，其對磁性礦物（尤其是鐵氧化物）的改造作用是湖泊沉積物岩石磁學、環境磁學研究領域中的難點和熱點。鶴慶孔湖相沉積物沉積連續、厚度大，記錄了多種沉積環境信息，為研究湖泊沉積磁性礦物變化特徵，分析還原成岩過程及其與沉積環境的關係提供了良好的實驗素材。因此，本研究將從岩石磁學方法入手，明確沉積物岩石磁學性質（磁性礦物的種類、含量和磁疇變化）隨沉積環境的變化特徵。結合部分地球物理、地球化學和礦物學方法，分析還原成岩過程對鶴慶孔湖相沉積物磁學性質影響的深度和強度，並探討其對古環境、古氣候信息的回響機制，明確磁學參數的古環境、古氣候意義。評估還原成岩過程及其產物（膠黃鐵礦）對沉積物記錄的古地磁信息的影響。為研究印度季風形成、演化歷史提供更為可靠的環境磁學指標和磁性地層學結果。同時，研究成果可為其他湖泊研究中岩石磁學、環境磁學方法的套用提供值得信賴的參考。

結題摘要

還原成岩過程在湖泊沉積環境中十分普遍，查明其對磁性礦物的改造是明確磁性地層學結果可靠性和探討環境磁學指標古氣候意義的基礎。鶴慶孔湖相岩心沉積連續、厚度大，是古環境、古氣候研究的理想材料。本項目以岩石磁學、環境磁學為基礎，並輔以電鏡掃描和能譜分析等礦物學手段，通過查明樣品中磁性礦物尤其是膠黃鐵的含量變化和磁疇特徵，明確湖相岩心磁性變化機制，探明磁學參數的古環境指示意義。同時，探討還原成岩過程對古地磁結果穩定性和精確性的影響。 岩石磁學證據表明，岩心上部載磁礦物為磁鐵礦和磁赤鐵礦。夏季風強盛的階段（高ISM Index），鐵氧化物受還原溶解作用較強，沉積物磁性較弱；夏季風較弱階段，還原溶解作用較弱，沉積物中除磁鐵礦外，同時含有磁赤鐵礦。岩心下部普遍含有膠黃鐵礦，以單疇顆粒為主，高矯頑力（Bc > 30 mT），高Mrs/Ms比值（> 0.4）。 岩心上部主要受還原溶解作用影響，磁性礦物含量呈降低趨勢，低矯頑力鐵氧化物占主導；岩心下部則以自生硫化物為特徵，高矯頑力的膠黃鐵礦含量呈升高趨勢。岩心下部受還原成岩作用影響層位，磁學參數均受控於膠黃鐵礦的相對含量，磁化率和矯頑力可指示膠黃鐵礦的相對含量。膠黃鐵礦含量與風化強度（Rb/Sr）和磁化率呈現同相位變化，與有機質含量（TOC）呈反相位變化，相對富集於夏季風較弱、侵蝕能力較強的階段。相對於有機質和硫酸鹽含量，陸源碎屑物的帶入是引起膠黃鐵礦含量變化的首要因素。在夏季風較弱的時期，較強的地表風化將更多陸源碎屑帶入湖內，還原性鐵含量的升高促進了還原成岩過程中膠黃鐵礦的形成。 熱磁學結果表明，膠黃鐵礦熱分解主要集中於200-400 oC。含膠黃鐵礦層位樣品熱退磁數據中，低溫組分（200-400 oC）為膠黃鐵礦載磁，高溫組分（400-550 oC）為磁鐵礦載磁。典型樣品高、低溫組分記錄的極性變化無顯著差異。含膠黃鐵礦層位記錄了Olduvai和Réunion極性壓時，及Halawa極性事件，與標準極性柱相比無顯著滯後。膠黃鐵礦應主要形成於還原成岩過程早期，其記錄的極性變化真實可靠。