地球磁场强度对地球内部动力学过程的制约.pdfVIP

。，．tf u√。’。’ 中橱种莹(D辑) 第32卷第4期 SCIENCEIN CHINA(SeriesD} 2002年4月 地球磁场强度对地球内部动力学过程的制约8 查日祥 潘．永信 史瑞萍P弓 R 中国科学院地虚与地球物理研究所，二E京100101} ’3 摘要 利用K．Ar年龄测定法确定了辽西义县组下部出露的玄武岩时代相当于地磁概 性年表的M0(121．0～120．6Ma)．在详细岩石磁学和地磁场古方向测定的基础上，利用改 进的Thellier方法对该时代的火山岩进行了地球磁场古强度测定，确定了与MO对应的 地球磁场虚偶捉矩(VDM)为(3．66±0．】0)x1022Am2．相当于现夸值的45％．结合已有的 全球地球磁场古强度数据，探讨地质历史时期地球磁场变化的地球内部可能控制因素 及地球甜力学毒义 关键词 地球磁场强度 白垩纪地球内部物理 地球磁场起源于地球外核流体的运动，它的变化蕴藏着丰富的地球内部动力学过程的信 息．地质历史时期地球磁场强度变化特征可为建立地球动力学模型提供重要的约束条件．然 而，由于地球磁场古强度测定所涉及的理论和实验比古方向测量要复杂得多，目前古强度数 据仍十分匮乏，远远滞后于古方向研究，使得人们难以全面认识地员历史时期地球磁场的变 化，进而阻碍了利用地球磁场变化探索地球内部发生的物理过程…． 目前，用于测定地球磁场古强度最主要的Tbellier方法，该方法要求对样品进行多次加 热”]．加热过程中岩石样品往往要发生磁性矿物转变，从而无法获得真实的地球磁场古强度数 据．由此可见，要获得可靠的地球磁场古强度结果，必须首先阻止岩石样品在加热过程中的矿 物相转变． 近年来，我们从解决实验设备、技术和方法人手，针对样品加热过程中易氧化的难题，设 计了样品在真空或氩气环境下热处理设备，从而提高了获取可靠古强度数据的成功率同时， 在反复实验和理论分析的基础上，提出了一种测定地球磁场古强度的新方法p41，克服了经典 Thellier方法口1耗时长的缺点． 我国东部地区广泛出露中生代以来喷发的火山岩，为进行地质历史时期古强度研究提供 了良好条件．本文主要报道从辽西白垩纪火山岩中获得的地球磁场古强度测定结果，在此基 础上讨论地球磁场变化与地球内部动力学过程的相关性． 1地质背景简述和样品采集 中生代中晚期，受西太平洋动力学体系和地球深部过程的复合控制，我国东部地区经历 了频繁而剧烈的火山活动，这一时期形成的火山岩带构成了环太平洋火山岩带的重要组成部 35。120 分．早白垩世义县旋回(1 Ma)火山岩段主要由早期的中基性喷出岩和晚期的中酸性喷 200t—06．21收藕，200]．12-08收修改稿 +同家重点基础研究发展规划项目(编号：G1999075509)秆1中国科学院知识创新丁程资助项目(编号KZCXl。07 中 国 科 学 (D辑 第3：卷 出岩构成，岩石组合为玄武岩、安山岩、粗面岩和流纹岩等 本次用于古强度测定的样品主要采自辽西义县组下部出露的玄武岩段利用便携式古地 磁钻机．在义县砖城子一宋八户剖面(121。06’E，41。29’N)出露的熔岩流中取得定向岩心75个 在实验室内将每个岩心切割成3—5个厚度为I 431TI的样品用于岩石磁学和地球磁场古方向及 占强度研究 2 K．Ar年龄测定 选择经薄片鉴定后的新鲜岩样进行破碎，采用火焰光度计法测定K含量，利用MM．1200 型质谱仪和与其相连的垒金属革取系统进行Ar的同位素分析．两个样品的K、Ar年龄测定结 果如表1 表】K—Ar年龄测定结果 】85 4 0lI 2