磁性地层学
磁性地层的特征分析与层序地层学的应用
磁性地层的特征分析与层序地层学的应用地球上的地层记录着数万年的地球演化过程，而地层学正是研究这些地层的学科之一。
地质学家通过观察地层的特征来揭示地球历史上的各个时期，而磁性地层学和层序地层学则是在地层研究中经常运用的两种重要方法。
磁性地层学是研究地层中磁性特征的学科，通过分析地层中的磁性矿物组成和磁性特性，可以追溯地球历史上地磁场的变化以及地壳的运动。
地球上的岩石和土壤中富含磁性矿物，其中最常见的就是铁磁性矿物。
当这些磁性矿物形成时，其磁化会受到地球磁场的影响，因此它们的磁化方向可以记录下地磁场的变化。
利用磁性地层学可以确定地层的年代和相对位置。
通过对不同地层样本的磁性特性进行对比分析，可以找到相同磁性特征的地层来划分同一地质时期。
同时，还可以通过对地层中磁性矿物的磁化方向进行测量和比对，从而确定地层的相对位置，即哪些地层是在同一时间段内形成的。
这些相对年代的确定对于解读地球历史和构建地质时规尺度非常重要。
除了磁性地层学，层序地层学也是地层研究中的重要方法。
层序地层学是研究地层的堆积序列和地貌特征的学科，通过观察地层的叠置关系、沉积结构和沉积相变化，可以解释地层的堆积过程和环境演化。
地质学家常常根据层序地层学原理来划分和描述地层。
地层往往不是规整的水平堆积，而是呈现出分层、变厚、变薄等特征。
通过观察这些特征，可以发现地层中的堆积序列和沉积相的变化。
例如，在一片湖泊地层中，上部的沉积物可能是细粒沉积，下部的沉积物则可能是粗粒沉积。
这种堆积序列的变化往往反映了环境的演化，比如湖泊发生了泥化或者水深发生了变化。
通过磁性地层学和层序地层学的应用，地质学家们可以重建地球历史的演化和地质事件的发生顺序。
例如，通过对不同地区地层中的磁性特征进行比对，可以确定大规模地质事件发生的时间和范围。
此外，层序地层学也可以揭示沉积环境的演化，为资源勘探和地质灾害预测提供重要依据。
总之，磁性地层学和层序地层学是地层研究中的两个重要方法。
测定地质年代的方法
测定地质年代的方法
测定地质年代的主要方法包括：
1. 相对年代测定法：通过不同层位的堆积顺序、地质事件的交
错情况等相对比较方法确定各地层和地质事件的相对年代，如古生代、中生代、新生代等；
2. 放射性同位素年代测定法：利用放射性同位素在地球岁月长
河中不断衰变的特性，通过测定岩石或化石中含有的放射性同位素的
衰变产物与稳定同位素的比例，计算出物体形成的时代，如铀-铅、钾
-氩、碳-14等；
3. 磁性地层学年代测定法：利用地球历史上地磁场的不稳定性，通过分析岩石矿物中的磁化特性，确定不同地层的年代，如磁性地层、磁极漂移等；
4. 古生物学年代测定法：利用不同地质年代生物群落的演变规律，通过分析化石、化石群、岩石所含生物碎片等，确定不同地质年
代的相对年代和历史地理环境，如生物标志、生物地层等。
四川冕宁昔格达组磁性地层学初步研究及意义
第27卷 第1期2007年1月第 四 纪 研 究OUATERNARY SCIENCESVOI.27， NO.1January ，2007文章编号!!1001-7410（2007）01-74-11四川冕宁昔格达组磁性地层学初步研究及意义!姚海涛 赵志中 乔彦松 李朝柱 王书兵王 燕 陈永生 蒋复初（中国地质科学院地质力学研究所，北京 100081）摘要!!文章首次对川西安宁河流域冕宁昔格达组河湖相沉积物进行岩石磁学和磁性地层学初步研究。
结果表明沉积物具有正常的沉积组构，适合磁性地层学研究；赤铁矿和磁铁矿是主要载磁矿物；沉积物记录的古地磁场方向基本都为正极性，主要形成于高斯正极性时，约4.18~2.58ma 。
综合对比表明，分布在大渡河、安宁河和金沙江干流的昔格达组以典型黄灰色岩性组合为特征，具有基本相同的沉积序列和磁极性序列，主要形成于高斯正极性时。
主题词!!攀西地区 昔格达组 岩石地层学 磁性地层学 岩石磁学中图分类号!! P539.3 文献标识码!!A第一作者简介：姚海涛 男 29岁 博士 磁性地层学和环境磁学专业 E-maiI ：yhtymg@ !中国地质调查局地质调查项目（批准号：200312300034）资助 2006-03-09收稿，2006-05-09收修改稿1）常隆庆.宁属七县地质矿产（四川省资源调查报告之一）.1937昔格达组是我国西南地区典型的晚新生代沉积地层，残留分布在四川省西南攀枝花-西昌地区（下文简称为“攀西地区”）的大渡河流域泸定-汉源、安宁河流域、雅砻江和金沙江干流攀枝花附近等河谷坡肩上，长期以来以其独特地理位置和丰富地质信息成为众多地理学家、地质学家和地球物理学家关注的热点［1~17］。
在近70年的研究历史中，昔格达组岩石地层与形成时代等问题研究获得重要进展。
常隆庆1）将沿金沙江、雅砻江、安宁河和大渡河河谷分布的混旦村典型出露，与较新的冲积砂土明显不整合的青灰色冲积泥灰岩及软页岩等（昔格达纹泥层）称为混旦层，时代为上新世。
川西甘孜地区黄土的磁性地层学研究
维普资讯
２０ ９
地
质 力 学 学
报
２０ ０７
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２６０ ） ６０ ３
摘 要 ：川 西高原位 于 青藏高 原 的东南边 缘 ，气候 主要 受 印度 洋季 风 、高原 季风 的 影响。广 泛分 布 于川西 高原 的黄土 一古土 壤序 列是 高原周 缘地 区连 续 的古 气候 记录 类型之 一 ，记 录 了上述 环流 系统 的演化过 程及 其 与青藏高 原 阶段性 演化 的关 系 ，对
面 典 型 风 尘 沉 积 的底 界 年 龄 约 为 １ １ Ｐ ．６ＭａＢ 。
关键 词 ：川 西高原 ；甘孜 地 区 ；甘 孜． Ａ剖 面；磁 性地 层学
中 图 分 类 号 ：Ｓ ５ ． ；Ｐ １ ． １５２ ４ ３ ８４ 文 献 标 识 码 ：Ａ
国内外 的研究 结果表 明¨ Ｊ ，青藏 高原 隆升是 影 响亚洲 季风 区乃 至全球 环 境变 化 的一 个
磁性地层学发展历史综述
2017年01月磁性地层学发展历史综述赵涛曾永耀(兰州资源环境职业技术学院，甘肃兰州730600)摘要：磁性地层学肇始于19世纪中叶。
作为古地磁学的主要分之之一，磁极性地层学以岩石的剩余磁化强度和磁化率的特征与变化为研究基础，来判断一套地层的地磁极性序列，结合古生物化石年代或其他定量测年手段，来界分整套地层的相对年代。
磁性地层学在地质年代测定、海底扩张速率计算、全球地层对比、古板块重建以及全球标准剖面的建立等方面取得了广泛的应用。
本文主要简述磁性地层学的发展历史、基本工作原理和工作流程。
关键词：磁性地层学；基本原理；工作流程磁性地层学以岩石的剩余磁化强度和磁化率的特征与变化为研究基础，该学科肇始于19世纪中叶[1]。
A·Delesse 和M·Melloni 分别于1849年和1853年通过研究岩石磁性方向，发现近代熔岩沿着地磁场方向被磁化，自此拉开了磁性地层学的研究序幕。
直到20世纪初，K-Ar 法年代学的诞生，西方学者首次建立全球第一个地磁极性年代表。
自此之后，磁性地层学在地质年代测定、海底扩张速率计算、全球地层对比、古板块重建以及全球标准剖面的建立（Global Standard Section and Points ）等方面取得了广泛的应用[2]。
1磁性地层学基本原理磁性地层学的基本原理为，岩石形成时所获得的地磁组分为原生剩磁（NRM 原生），又叫初始剩磁（NRM 初始），然而岩石形成后，在漫长的地质年代会被再次磁化从而获得次生剩磁（NRM 次生），因此从野外采集的岩石样品未经过磁清洗时，直接测量得到的剩磁强度为天然剩磁强度（Natural Remaneni Magnetiza⁃tion ，NRM 天然剩磁），NRM 天然剩磁是地质历史时期各种剩磁的总和，即NRM 天然剩磁=NRM 原生+NRM 次生，显然若要获取岩石所记录的地球当时磁场方向的原生剩磁（NRM 原生），就要清洗岩石形成后所叠加的次生剩磁（NRM 次生）[3]。
古海洋磁性地层学在地质记录中的应用
古海洋磁性地层学在地质记录中的应用导语：地质记录是研究地球历史和变化的重要手段，而古海洋磁性地层学作为一种有效的地质记录方法，对于解析地球演化过程中的海洋环境变化以及地磁场变化具有重要的意义。
本文将着重探讨古海洋磁性地层学技术在地质记录中的应用。
一、磁留记录海底扩张历史古海洋磁性地层学发现了地球历史上大洋扩张的记录。
在海底扩张带上，新生的海洋地壳会随着时间不断增长，同时也会记录磁场的变化。
通过对海底岩石取样并测量其磁性特征，可以确定磁留时间及其方向。
通过这些数据，地质学家可以重建过去几百万年中地球板块的运动轨迹，进一步了解地球的演化过程。
二、磁异常记录地壳构造演化古海洋磁性地层学研究表明，地壳的断裂和补充是地球构造演化的重要组成部分。
在海底扩张带上，板块的断裂和新生岩石的形成会导致磁性异常。
通过对这些异常的测量和分析，我们可以揭示地壳构造演化的过程。
例如，磁性地层学的研究发现，太平洋板块与欧亚板块发生碰撞和隆升，形成了日本弧线和阿留申群岛，为理解菲律宾海地震带等构造问题提供了重要线索。
三、重建古地磁场变化古海洋磁性地层学技术可以揭示地球磁场的演化过程。
地球磁场是地球内部物质运动的产物，其指向和强度随时间和地点的变化揭示了地球内部的动力学变化。
通过对古海洋地层中的磁性记录进行测量，可以获取地球过去数百万年的磁场信息。
这些数据对于了解地球内部运动机制、构造演化和环境变化具有重要意义。
例如，通过研究地磁倾角的变化，可以探讨地球内核的热对流和地外磁场与地核的相互作用。
四、揭示古海洋环境变化古海洋磁性地层学技术也广泛应用于揭示古海洋环境变化。
例如，钙化的微生物群落和有孔虫壳体中含有磁铁矿物质，其磁性特征可以反映当时水体的温度和盐度等环境参数。
通过对这些古生物化石的磁性分析，可以重建古海洋环境的演变历史。
这些数据对于研究全球气候变化、冰期间的海洋循环和海底生物进化等问题具有重要意义。
五、应用前景和挑战随着磁性地层学技术的不断发展，越来越多的应用前景被开发出来。
顺5孔的磁性地层学和早松山世的北京海侵1
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海 相 层 可能的界 线
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南 海 东 海及 黑 潮 流 经 区 广泛 分 布
北 京 平 原 新 生 代 磁 性 地 层 学与 微 体 古 生 物 学相 结合 的 研 究工 作 现 正 在 继 续 本 文 仅
6 讲 第七章 磁性地层学
第七章 磁性地层学
化学剩磁(chemical remanent magnetism): 是指在地磁场中， 某
些磁性物质在低于居里点稳定的条件下，经过相变过程（重结晶）
或者化学过程（氧化还原）所获得的剩磁。
粘滞剩磁(viscous remanent magnetism) ：是指岩石在长期的地 磁场作用和一定温度下所获得的随时间逐渐增加的剩磁。 其中前三种为原生剩磁，后一种为次生剩磁（需要退磁）。
件，其变化周期各异，即控时性不同。如地磁极性倒转的持续时间 短的一般为0.05—0.1Ma，长的可为0.5—1Ma。
第七章 磁性地层学
1、磁极性地层单位
磁极性地层单位：是指在正常地层序列中，以其磁极性基本一致 而组合在一起，并以此区别于相邻单位的岩石体（据《中国地层指 南》，2001）。 磁极性地层单位极性特征有三种情况：
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Ｍ ） ａ
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第七章 磁性地层学
M 0 0 20 40 60 80 120 160180 × 10 Sk I( )
确定地层相对地质年代的方法
确定地层相对地质年代的方法确定地层相对地质年代是地质学中非常重要的一环，它是了解地球历史的必要方式之一。
确定地层相对地质年代，顾名思义，就是要确定地质中不同岩石层叠加次序和时间上的前后关系，相对地质年代的确定必须建立在现有地层学和古生物学的基础上，以确保对地层相对年代的准确判定。
本文将介绍地质学中用于确定地层相对地质年代的十种方法和详细描述。
1.叠加原理叠加原理是确定地层相对地质年代的最基本原理。
根据这一原理，当地层沉积结束时，上一层会覆盖下一层。
处于上层的岩石层比处于下层的岩石层年代更年轻。
叠加原理通常用于建立地层序列图。
2.岩石特征不同地层的岩石具有不同特征，可以通过观察这些特征来确定它们的相对地质年代。
如果两个岩石层的岩性和厚度都非常相似，则它们可能是同一地层时期的产物。
某些地层如煤炭和盐岩只在特定的地层时期中产生，因此可以用它们的存在证明该地层的存在。
3.化石记录化石记录可以用来确定不同地层的相对地质年代。
由于化石存在于地质中，化石的时代和地层年代可以相对比较。
如果两个地层含有相同的化石，则它们可能在相同的地质年代产生，即地质同期。
如果一个化石在某一地层中出现，而在其他地层中不存在，那么它有助于确定该地层的相对年代。
4.地球磁场地球磁场在地质时间尺度上经历了显著的变化。
通过测量岩石磁性取向的方法，可以识别出不同时期的地球磁极取向，并据此确定地层相对年代。
这种方法被称为磁性地层学。
5.断层关系如果两个地层之间可能存在断层，那么通过研究断层和地层的相互关系，可以确定该地层的相对年代。
如果断层越过一个年轻的地层，它会在那个地层之上，而对于一个较旧的地层，断层会在下方。
6.沉积速率地层的沉积速率也可以用来确定地层的相对年代。
如果两层含有相同类似的岩石、化石、环境与沉积条件，则较厚的地层是较短时间内沉积下来的，意味着较年轻的地层。
7.火山喷发地震学和地层学可以利用火山爆发，确定地层的相对年代。
火山爆发形成的岩石在地层之上，可以确定它们的年龄比下面的地层年轻。
磁性地层学(2010)
剖 面 ｍ 3 0 5 0
磁 化 率 曲 线 7 0 9 0 1 1 0 1 3 0
— 6 Ｓ Ｉ （ × 1 0
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160180 × 10 S I(k )
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L L 9
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L 1 0
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L 1 0
L 1 1 J
L 1 1 J L 1 2
采点选择及 GPS定位
手提钻机采样
手提钻机样品产状测量
手标本采样及标本产状测量
室内钻机和切片机
手标本固定
测试样品
第四系粘土采样
第 四 系 岩 溶 沉 积 物 采 样
仪器
无定向磁力仪的核心，即磁系，由两个磁矩相等的 磁棒、无磁性的金属杆以及无磁性的悬丝构成，其 中，金属杆将磁棒彼此平行而方向相反地连在一起， 而悬丝则将前两者垂直吊起。由于两个磁棒的磁矩 大小相等而方向相反，所以其磁系的宏观磁矩为零。 如果将一具有剩磁的样品置于上述磁系的某一 磁棒附近，则磁系由于两磁棒所受磁力矩的不同而 发生偏转，此偏转的程度以及方向将对应于样品的 剩磁大小和方向。
TDS-1热退磁仪
检验
极性倒转检验
极性倒转检验利用的是，未受到 次生磁化影响的一对互为反向的剩磁 必呈180°，而受到次生磁化影响时 这一状况将要遭到破坏。
极性倒转检验
褶皱检验
褶皱检验利用的是，未受到次生 磁化影响的剩磁在倾斜校正前发散、 在倾斜校正后会聚。反之，剩磁在倾 斜校正前会聚、在倾斜校正后发散。
二、磁性地层学的原理 1、地球磁场的时空特征
地球磁场的描述与其它磁场一样，通常利用磁场强度T。 T是 个矢量，有其大小和方向，它在地球表面的不同地点是不相同 的。为了研究的方便，我们还经常利用它的分量等要素。以地 面观测点O为原点，取直角坐标系，X轴沿地理子午线的方向 （即正北方向）， Y轴沿纬度圈的方向（即正东方向）， Z 轴 为垂直方向，以向下为正。在观测点处的地磁场强度 T在 X轴 上的投影叫北向分量，以X轴表示，Y轴上的投影叫东向分量 Y，在Z轴上的投影称垂直分量Z。T在水平面XOY上的投影称 水平分量H。T所在的垂直平面HOZ为磁子午面，磁子午面与 X轴的夹角D就是磁偏角，东偏为正，0~360 O顺时针计算。 T与水平面的夹角为 I称磁倾角， T指向下， I 为正，反之为负。 以上各量如图7-1所示，磁偏角D，磁倾角I，水平分量H以及 X、Y、Z分量，统称为地磁要素。
天山南麓库车坳陷新生代高精度磁性地层与构造演化
天山南麓库车坳陷新生代高精度磁性地层与构造演化天山南麓库车坳陷新生代高精度磁性地层与构造演化引言：磁性地层与构造演化研究在地质学中扮演着重要的角色。
天山南麓库车坳陷位于中国新疆地区，是一个重要的研究区域。
本文通过对该区域的磁性地层和构造演化的研究，揭示了该区域的地质演化历史以及与地质构造演化的关系。
研究方法：该研究采用了磁化率和磁性地层学相结合的分析方法。
首先，采集了库车坳陷不同地层的岩芯样品，并通过测量其磁化率参数，得到了样品中的磁化率曲线。
然后，对磁化率曲线进行了分析和对比，识别了不同时间段的磁性地层事件。
最后，将得到的磁性地层事件与地质构造事件进行对比，揭示了地质演化历史与地质构造演化的关系。
研究结果：研究结果显示，天山南麓库车坳陷的演化历史可以分为三个阶段：晚新生代地壳下陷阶段、晚新生代地壳隆升阶段和晚新生代地壳下陷阶段。
在晚新生代地壳下陷阶段，形成了库车坳陷盆地。
而在晚新生代地壳隆升阶段，库车坳陷盆地经历了剧烈的挤压变形，并形成了冰茫山、苏吉亚吐拉山和特吾里克山等地质构造。
最后，在晚新生代地壳下陷阶段，库车坳陷盆地再次下陷。
此外，磁性地层事件的对比分析还揭示了库车坳陷盆地受到了特定地质构造事件的控制。
例如，在晚新生代地壳下陷阶段，库车坳陷盆地的沉积物受到了古康山构造的限制。
而在晚新生代地壳隆升阶段，库车坳陷盆地沉积物的沉积受到了特吾里克山和冰茫山的限制。
讨论与结论：通过对天山南麓库车坳陷的磁性地层与构造演化的研究，我们可以了解到该区域的地质演化历史以及与地质构造演化的关系。
磁性地层与构造演化的研究可以帮助我们更好地理解该区域的地质历史，并对区域的地质资源和地质灾害进行预测和评估。
未来的研究可以进一步深入该区域的磁性地层与构造演化的研究，完善该区域的地质演化模型综上所述，通过对天山南麓库车坳陷的磁性地层与构造演化的研究，揭示了地质演化历史与地质构造演化的关系。
研究结果表明，在晚新生代地壳下陷和地壳隆升的不同阶段，库车坳陷盆地经历了地壳的下陷和隆升，并形成了特殊的地质构造。
上新世—早更新世青藏高原北缘隆升的磁性地层学证据
和 昆仑 山 山前 盆 地 中 的 巨厚 层 、 洪 积 相 砂 砾 石 冲
成 沉积序 列 和青 藏高原 边缘 盆地 的河 湖相 沉积 序
列 的研 究 ． 又提 出 许 多 新 的认 识 ， 时也 产生 了 同
层 ” ， 外 具 有 特 征 性 的地 层 标 志 ． 括 为 ： 野 概 厚 层、 粗粒 及黄 灰色 ， 石层 中夹有 条带状 、 砾 中厚 层 、 灰
在相 当 的高 度 （ ４５ ０ ５０ ０ｍ） 约 ０ ～ ０ 。这一 观点 以欧
域 砾岩“ 。 。 。这一套 磨拉 石建 造在 岩性和 岩相 变化上
与喜马拉 稚 山南 麓的西 瓦里 克群 很相似 ” 。这些 磨 拉石 建造 记录 了塔 里木盆 地相 对沉 降和 昆仑 山隆起 的历史 。 因而 ， 随着 对其地 层学 、 积学 的研究 ， 沉 结合
的关 系 ， 是 有待进 一步 探讨 的 问题 。 都 在塔 里 术盆地 南缘 ， 昆仑 山北麓 ， 西 由于 山系 的
隆起和 剥 蚀 ， 在新 生 代 山前 盆地 沉 积 了一套 巨厚层
的磨 拉石 建造 ， 上 部 的 巨厚 砾 石层 即 是著 名 的 西 其
于青藏 高 原隆起 的时代 和幅 度 ， 或者 更 准确地说 ， 青 藏高 原 隆起 到 足以影 响 大 气环 流 （ 中 主要 是西 风 其 环流 和亚 洲季风 环流 ） 的高 度的时代 ， 术界存 在很 学 大分歧 。 概括 而言 ， 有两种 主要 观点 ： 一种认 为 ， 藏 青 高原地 区在 中 新世 晚期 （ 约 ８ ０Ｍａ 即 达到 与 现 大 ． ）
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２０ ０ ２年 ５ 月
磁性地层学
2、地层的对比
地 层 对 比 的 方 法 和 标 志
由于沉积岩中磁性矿物颗粒 的排列，不但受古地磁场的影响， 而且还受当时古水流的影响，所 以沉积岩的磁化强度大约要比熔 岩的磁化强度弱100倍。虽然如 此，它仍然可以作为了解古地磁 场的依据。
2011-2-13 Wang X.L. 23
2011-2-13 Wang X.L. 13
5. 磁性地层学的基本原理
地磁场一直在变化之中，其变化周期有几 千年的，也有几十万年的，如果掌握了地磁场 随时间变化的规律，反过来就能用来确定岩石 的年龄。尤其在那些缺少化石或不能进行绝对 年龄测定的岩层，磁性地层学方法更能起到重 要作用。
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2、地层的对比 地 地磁极性反转对比 层 Magnetostratgraphy
对 比 的 方 法 和 标 志
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Palaeomagnetic Evidence
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2、地层的对比
地 地磁极性反转对比 层 Magnetostratgraphy 对 比 的 方 法 和 标 志
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4. 地磁事件的基本特点 (2) 等时性
地区不同而年龄相同岩石记录的地磁事件 的变化特征基本相同。
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4. 地磁事件的基本特点 (3) 控时性
泛指地磁事件变化的周期或所持续的时间。 不同类型的地磁事件，它们的变化周期各 异。地磁长期变化周期可以小于1000年，地磁 极性带的变化周期约为103-107年，而地磁倒转 的持续时间矩的一般为0.1-0.5Ma，长的可为 0.5-1Ma．这些特征奠定了磁性地层学的理论基 础。
北京平原顺义ZKl2—2钻孔剖面第四纪磁性地层学研究
姚铁 峰等 ， ２ ０ ０ ７ ； 栾英 波等 ， ２ ０ ０ ８ ； 赵 淑君 ， ２ ０ ０ ８ ） 。以
上研究 成果 为第 四系层序 研究 奠定 了基础 ， 但是 ， 目
前对 第 四纪地层 精 细 划 分 和对 比还 未建 立 起 来 ， 主 要原 因之一是第 四纪深孔 数量 有 限 以及相 应 的年代
１ ９ ９ ７ ； 郝 守 刚等 ， ２ ０ ０ ２ ； 袁宝印， ２ ０ ０ ２ ； 李长安 ， ２ ０ ０ 基 础 。北 京平 原 发 育 第 四纪
河 流冲洪 积相 沉积 ， 是 由多 个 河 流 冲洪 积 扇 叠 加 而
形成的， 岩性 、 岩相 的横 向变化 明显 ， 加 之 新 构 造 运 动 导致 了不 同地质 构造单 元 自第 四纪 以来沉 积物差 异 显著 ， 给地 层划 分和对 比带 来 困难 ， 难 以仅 仅依 据 钻 孔岩 芯 的岩性组 合进 行地 层 的划分 。 北 京 平原 区第 四 纪地 质研 究 历 史 较长 ， 资料 丰 富， 第 四纪 地层 划分 取 得 了众 多 丰硕 的成 果 。安 芷
第 四纪地层 在第 四纪 研究 中 占有 非 常重要 的地
位， 第 四纪地层 划分 和对 比是研 究 区域地 质 、 活动构
地 理 环 境 的 演 变 等 进 行 了详 细 研 究 （ 周 昆叔 等， １ ９ ７ ８ ； 张子 斌 等 ， １ ９ ８ １ ； 孔昭宸， １ ９ ８ ２ ； 赵 希 涛 等， １ ９ ８ ４ ； 单青生等， １ ９ ９ ４ ； 李华章， １ ９ ９ ５ ； 魏兰英等，
内容 提 要 ： 对北京平原顺义 凹陷内的 Ｚ Ｋ１ ２ — ２钻 孔 岩 芯 进 行 了详 细 的 磁 性 地 层 学 研 究 ， 结 果表明 ， ７ １ ９ ｍ 的岩 芯
渤海海峡BHS01孔沉积物磁性地层学研究
渤海海峡BHS01孔沉积物磁性地层学研究孙军;杨慧良;何磊;褚宏宪;路月;李攀峰;刘长春;祁江豪;强小科【摘要】磁性地层学研究是建立渤海地区第四纪沉积序列地层年代框架的主要技术手段之一.通过对渤海海峡地区BHS01孔(孔深121.3 m)进行详细的磁性地层学研究,结果表明:BHS01孔岩心记录了布容(Brunhes)正极性时至松山(Matuyama)负极性时底部,包括贾拉米洛(Jaramillo)和奥尔都维(Olduvai)正极性亚时.早、中更新世界线即布容(Brunhes)正极性时/松山(Matuyama)负极性时界限(B/M)深度位于该钻孔的46.4 m处.根据沉积速率,推测钻孔底部121.3 m处的年龄约2.25 Ma.综合沉积物的岩性、磁性及沉积速率变化特征,将BHS01孔沉积物记录的区域沉积过程自下而上划分为3个阶段:阶段Ⅰ(2.25～1.46 Ma)以河流相沉积为主;阶段Ⅱ(1.46～0.78 Ma)为稳定的湖泊相沉积;阶段Ⅲ(0.78～0 Ma)发育海陆交互相沉积.这一研究为该钻孔提供了可靠的年代标尺,为渤海海峡及邻区第四纪地层的划分对比和沉积演化过程提供了新的依据.【期刊名称】《现代地质》【年(卷),期】2019(033)002【总页数】10页(P315-324)【关键词】渤海海峡;BHS01孔;磁性地层学;第四纪【作者】孙军;杨慧良;何磊;褚宏宪;路月;李攀峰;刘长春;祁江豪;强小科【作者单位】中国地质调查局青岛海洋地质研究所,山东青岛266071;海洋矿产资源评价与探测技术功能实验室青岛海洋科学与技术试点国家实验室,山东青岛266071;中国地质大学(北京)海洋学院,北京100083;中国地质调查局青岛海洋地质研究所,山东青岛266071;海洋矿产资源评价与探测技术功能实验室青岛海洋科学与技术试点国家实验室,山东青岛266071;中国地质调查局青岛海洋地质研究所,山东青岛266071;海洋矿产资源评价与探测技术功能实验室青岛海洋科学与技术试点国家实验室,山东青岛266071;中国地质调查局青岛海洋地质研究所,山东青岛266071;海洋矿产资源评价与探测技术功能实验室青岛海洋科学与技术试点国家实验室,山东青岛266071;中国地质调查局青岛海洋地质研究所,山东青岛266071;海洋矿产资源评价与探测技术功能实验室青岛海洋科学与技术试点国家实验室,山东青岛266071;中国地质大学(北京)海洋学院,北京100083;中国地质调查局青岛海洋地质研究所,山东青岛266071;海洋矿产资源评价与探测技术功能实验室青岛海洋科学与技术试点国家实验室,山东青岛266071;中国地质调查局青岛海洋地质研究所,山东青岛266071;海洋矿产资源评价与探测技术功能实验室青岛海洋科学与技术试点国家实验室,山东青岛266071;中国地质调查局青岛海洋地质研究所,山东青岛266071;海洋矿产资源评价与探测技术功能实验室青岛海洋科学与技术试点国家实验室,山东青岛266071;中国科学院地球环境研究所黄土与第四纪地质国家重点实验室,陕西西安710075【正文语种】中文【中图分类】P318.4;P539.30 引言渤海是位于东亚大陆边缘陆架地区的半封闭陆表海，由辽东湾、渤海湾、莱州湾、渤海海峡和渤海中央盆地组成，海底地形由陆地向渤海中央盆地及渤海海峡方向倾斜，平均水深仅18 m[1-2]。
地球化学中的磁性地层学
地球化学中的磁性地层学是一门研究地球上岩石和沉积物中自然磁场的变化，并用于地质时间标定的学科。
它的研究对象主要是地质剖面所显示的不同地层中出现的自然磁场，其主要原理是由于地球内部地幔和外核部分是由流动熔融物组成，因此在地球表面的地磁场随时间的推移而出现不同的变化。
这些变化在不同的层位之间往往具有明显的关联性，因此可以用来确定剖面中的年代序列和地层划分。
磁性地层学的主要研究方法是通过野外调查和实验室测量来获取一系列的地磁数据，然后对这些数据进行统计和分析，以了解地磁灾变的分布规律和演化过程。
在野外方面，常常需要在地表掘取一定深度的样品以获取岩石或沉积物的地磁数据，然后利用实验室的磁性测量仪器对这些样品进行检测。
由于地磁灾变的时间尺度较长，因此采集的样品往往涵盖了很久以前的时间段，这为确定地质年代序列和地层划分提供了重要的基础数据。
除此之外，现代的磁性地层学研究还借鉴了磁学、地球物理、地球化学等领域的成果，如用磁性地层学方法检测全球季风环境的变化，也利用地磁灾变对生命演化、环境变化的影响也进行了研究。
这些研究为我们更深入的了解地球的演化、人类的历史和未来提供了重要的参考和依据。
磁性地层学发展至今已经成为了一门成熟的科学，它的成功应用在很大程度上是由于它借助了现代科技的力量。
从自然磁场测量、样品采集、实验室测试到数据处理以及数据可视化等方面，都离不开现代化的科学手段。
这使得磁性地层学可以更有效地提供丰富的地球科学形象，并解答更多的地球演化之谜。
总之，是一门非常重要的地球科学学科。
它对研究地球演化、地质年代和环境演变提供了重要的帮助，并在很大程度上推动了地球科学的发展。
尽管还存在一些未知或尚未解决的问题，但相信通过更多的研究和创新，磁性地层学将可以更好地为我们解开地球之谜，揭示出更多关于地球的秘密。
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主要内容
定义 古地磁学基础 研究方法 磁性地层单位 地磁极性年表 应用
磁性地层单位
磁性地层单位（磁性带） 具有相似磁性特征（不仅是磁极性）的岩石 体，并据此与相邻岩石体相区分 磁性地层极性单位 磁性地层极性反转面 分隔相反磁极性岩层序列中的面或非常薄的 过渡间隔 界限 磁性地层极性过渡带 极性变化是发生在一个逐渐变化而又有相当 大的地层间隔，如1m量级的厚度
无定向磁力仪 旋转式磁力仪
逐步退磁
交变场退磁 广泛用于剩余磁性为钛磁铁矿所具有的岩 石中 热退磁 可以分离由极高矫顽力颗粒所含的磁性成 分，但岩石的加热可能导致不适当的化学 或矿物变化，而产生新的磁性相 化学退磁 实验时间长、应用于了解红层建造的复杂 磁化强度
野外稳定性检查
褶皱检验
轻便岩芯取样机定向取样 ——获得直径2．54cm 圆柱体标本 手标本定向取样 产状要素法 自然方位法 湖底和海底钻孔岩芯取样
需注意的问题
尽量注意新鲜和未风化标本的采集，避免表 面风化产生的化学剩磁。 尽量避开地形高凸易受雷电的区域，避免因 雷电产生的等温剩磁。 利用轻便岩芯取样，须使钻头由流水冷却， 避免部分热剩磁的产生；使用大型钻孔岩芯 取样，应注意钻探过程中的感应剩磁的存在。
野外采样 古地磁测量 逐步退磁 野外稳定性检查 统计数据进行进一步的工作
野外采样
通常在一个地质单元（一套沉积岩层、一套 熔岩流或一个侵入体）中定向采集一定数量 10cmX6cmX3cm~ 10cmX10cmX4cm 的系统标本。
2cmX2cmX2cm~4 cmX4cmX4cm
定向采样方法
天然剩磁（NRM）—— 岩石在天然状态时 的磁化强度。
原生磁化强度—— 岩石形成最初时期或极接 近这一时期所获得的磁性成分。
次生磁化强度—— 岩石史的较后期 所获得的磁性成分。 特征磁化强度
主要内容
定义 古地磁学基础 研究方法 磁性地层单位 地磁极性年表 应用
研究方法
需注意的问题
标本的定位无疑是必须的，但其步骤随具体 情况可有变化，其目的在于提供每一标本确 实的现场地理坐标。 注意野外采样的编录 注意样品的保护
古地磁测量
补偿饱和式磁力仪 室温 低温超导磁力仪 0.050.1mA· m-1 液态氦温度 0.01瞬时响 m-1 应 （-183℃） 0.05mA·
通过在海洋勘探中船载磁力仪侧线，识别 和对比那些海底磁异常条带，他们被解释 为在海底扩张的过程中，海底熔岩记录的 地磁场反转。
磁性地层极性带
具有单一磁化方向的岩石体
极性巨带 极性超带 极性带 极性亚带 极性微带
具有繁复的正、负极性单位的 变换（混合极性）
具有正、反某一种极性占优势， 并含有少量次级的相反极性磁 极单位的间隔
岩石的磁化过程
碎屑沉积物在岩化作用之前，由于沉积过程 期间磁性矿物颗粒的自然定向排列而获得的 与环境地磁场平行的磁性，叫做沉积剩磁 （DRM）。 在沉积之后，磁性矿物颗粒重新平行于地磁 场方向排列，直到压实或胶结作用最终使颗 粒在原位固定下来所产生的磁性称为沉积后 的剩磁（PDRM）。
弛豫时间——外磁场中颗 岩石的磁性过程 粒磁矩发生改变的响应时 间的量度
地球的磁场 地磁场的变化 古地磁单位 岩石的磁性 岩石的磁化过程 古地磁倒转现象
地球的磁场
地磁场的变化
古地磁倒转现象
古地磁倒转
布容（B.Brumches）
古地磁单位
岩石的磁性
一般来说，岩石的磁性主要来自于岩 石中若干强磁性（铁磁性和亚铁磁性） 矿物，主要为铁的氧化物和硫化物。
大多数岩石在一开始形成后就长期处于地球 磁场的作用中，在这期间，弛豫时间短的颗 粒的磁矩会逐渐朝着平行于环境地磁场方向 排列，从而导致岩石中粘滞磁性（VRM）成 分的形成。 天然岩石中由于同时施加交直流磁场所引起 的磁性称为无滞后剩磁（ARM）。 等温剩磁（IRM）、旋转剩磁（RRM） 感应剩磁（DIR）
烘烤接触检验
砾岩检验
一致性检验
数据统计
退磁资料
对逐步退磁研究的结果作图 作剩磁方向的球面投影图，同时附上显示 磁化强度变化的曲线 作“矢量端点”曲
数据统计
磁性地层学资料
以图解形式将磁性地层学基础资料表示呈 稳定特征磁化强度偏角和倾角的地层曲线 一般以黑色表示正常极性，白色表示反向 极性间隔 有时以“虚地磁极”纬度对基本资料作图
磁 性 地 层 学
曹隽
10612046
06年12月
主要内容
定义 古地磁学基础 研究方法 磁性地层单位 地磁极性年表 应用
定义
磁性地层学是研古地磁学基础 研究方法 磁性地层单位 地磁极性年表 应用
古地磁学基础
岩石的磁化过程
岩浆在冷却形成火成岩的过程中，当温度降 低到居里点以下时，就受到地磁场的磁化， 随着颗粒不断冷却，这种磁性就被“冻结” 在岩石中，称为热剩磁（TRM）。
在岩石初始形成之后，其中新磁性矿物相因 为岩石中发生的各种物理化学变化而得到并 且固定在与环境地磁场平行的方向的磁性， 这种磁性称为化学剩磁（CRM）。
磁性地层极性单位
如果能证明现在测定的岩石中记录的磁极 方向确实是岩石原始获得的，而非后来再 磁化的结果，那么记录在地层序列中的磁 极方向的变化，可作为将地层划分为以磁 极性为特征的单位的依据，这样的单位被 称为磁性地层极性单位（国际地层指南）。
极性单位的建立
将露头或岩芯剖面的沉积或火山岩剩磁方 向的确定，与同位素或生物地层方法确定 的年代结合起来。
极性单位的命名
时——由一磁性地层极性带代表的时间间 隔。是一个地质年代术语 “世”或“期” 和 “时”或“极性时” “事件” 和 “极性亚时”或“亚时” “间隔” 和 “时”
主要内容
定义 古地磁学基础 研究方法 磁性地层单位 地磁极性年表 应用
地磁极性年表（GPTS）