地磁极性倒转与全球性地质事件的相关性
第四纪沉积物年代测定方法
第四纪沉积物年代测定方法第四纪沉积物是指第四纪时期因地质作用所沉积的物质，一般呈松散状态。
在第四纪连续下沉地区，其最大厚度可达1000米。
第四纪沉积物中最常见的化石有哺乳动物、软体动物、有孔虫、介形虫及植物的孢粉。
这些化石，有助于确定第四纪沉积物的时代和成因.第四纪沉积物年代测定方法主要有物理年代学方法、放射性同位素年代法、其他方法一、物理年代学方法物理年代学方法是利用矿物岩石的物理性质（如热、电、磁性等）测定沉积物的年龄的方法。
如古地磁法、热释光（TL）、光释光(OSL)、电子自旋共振（ESR）、裂变径迹法等。
1、古地磁学方法古地磁学方法是利用岩石天然剩余磁性的极性正反方向变化，与标准极性年表对比，间接测量岩石年龄的方法。
他的实质是相对年代学和绝对年代学方法的结合——运用古地磁数据建立极性时（世、期）和极性亚时（事件）的相对顺序，再运用同位素（主要是K—Ar法）测定他们各自的年代，继而建立统一的磁性年表。
（1）基本原理A．过去地质历史时期与现代一样，地球是一个地心轴偶极子磁场。
B.含有铁磁性矿物的岩石，在形成过程中受到地磁场的作用而被磁化，磁化方向与当时的磁场方向一致。
a.沉积岩：沉积剩余磁性。
b.火成岩：居里点之下，称为热剩磁。
居里点温度一般在500~650℃（表）C.不同时期磁场是变化的,因此保存在沉积物中的磁场特征也是变化的：变化包括磁极移动（106—109年）和磁场倒转（104-106）。
（2）古地磁极性年表（A.Cox）古地磁极性年表是根据一系列主要用K-Ar法测定年龄的不同时间尺度的极性变化事件编制的地磁极性时间表。
目前用于第四纪研究的极性年表是A.Cox 等1969年根据陆地和大洋已有的140多个数据拟定的5MaB.P.以来的地磁极性时间表，后经许多研究者补充修正，综合成表。
(3) 测年范围及应用条件：无时间限制，整个第四纪都可以。
剖面沉积连续、厚度巨大的细粒沉积层。
(4) 应用情况：方法成熟，广泛应用。
地貌学名词解释
1.地貌学----研究地表地貌的形态特征、成因、分布和形成发展规律的学科2.第四纪地质学---研究距今二三百万年内第四纪的沉积物、生物、气候、地层、构造运动和地壳发展历史规律的学科。
3.地貌---地球表面形状，指地壳表面由岩石构成的起伏形态4.地貌形态---主要是由形状和坡度不同的地形面、地形线（地形面相交）和地形点等形态基本要素构成一定几何形态特征的地表高低起伏。
5.地貌的基本形态---成因单纯、体积小、单个分布的地貌形态；例如冲沟、沙丘等6.地貌的组合形态---在空间分布上有一定的规律、在成因上有联系、在形态上无联系的地貌组合在一起。
如盆地、沙漠等。
7.夷平面---各种夷平作用形成的陆地表面。
是一种陆地抬升或侵蚀基面下降，侵蚀作用重新活跃，经过一个时期后所残留的地表形态。
8.风化壳---具有多层结构的残积物剖面称风化壳9.古土壤---指非现代成土条件下形成的土壤。
具有埋藏或非埋藏的表面10.残积物---地表岩石经受风化作用发物理破坏和化学成分改变后，残留在原地的堆积物11.崩塌---陡坡上(大于50°)的岩体或土体在重力作用下，突然发生急剧向下崩落、滚落和翻转运动的过程，称为崩塌。
12.错（座）落---岩体沿陡坡、陡崖上平行发育的一些近于垂直的破裂面发生整体下坐位移，其垂直位移大于水平位移。
13.撒落---斜坡（30-50度）上的风化碎石在重力作用下，长期不断往坡下坠落的现象。
14.倒石堆---崩落下来的大量石块、碎雪物或土体堆积在陡崖的坡脚或较开阔的山麓地带所形成15.滑坡---斜坡上岩体或土体在重力作用和水的参予下，沿一定的滑动面或滑动带做整体下滑的现象。
又称为地滑16.片流---降雨或冰雪融化后在斜坡表面形成的面状流水17.坡积物---是片流和重力共同作用下，在斜坡地带堆积的沉积物18.泥流---斜坡上的厚层风化土石（或黄土、红土）被水浸润饱和后，在重力作用下往斜坡下缓慢（有时迅速）流动的现象。
地层学复习资料
1间断:沉积间断简称间断，指在沉积过程中出现的中断不连续现象，沉积间断不同于地层缺失，他仅包含一个短暂停止沉积的时间间隔，一般在恢复沉积以前很少或未发生过侵蚀作用，生物的不连续往往反映沉积的不连续或沉积间断，因此常用生物地层方法来推断沉积间断2层型:是指一个已命名的成层地层单位或地层界线的原始或后来被指定作为对比标准的地层剖面或界线。
3 延限带:是指由某一个或多个生物类别的已知地质延限所代表的一段地层体。
作为该生物带定义的一个或多个生物类别是从某段地层序列的化石组合中严格筛选而来的。
“延限”一词具有地层延限和地理延限两种含义。
延限带是指任一生物分类单位在其整个范围内所代表的地层。
种、属、科来划分的。
4标志层：是指一层或一组具有明显特征可作为地层对比标志的岩层。
标志层应当具有所含化石和岩性特征明显、层位稳定、分布范围广、易于鉴别的特点。
标准层一般为沉积岩。
5退积序列：当沉积物的堆积速度小于盆地的沉降速度时冲积扇砂体向源区方向退积，或者向侧向转移，其结果便形成下粗上细的退积型的正旋回沉积层序。
6生物层序律：不同时代的地层中具有不同的古生物化石组合，相同时代的地层中具有相同或相似的古生物化石组合；古生物化石组合的形态、结构愈简单，则地层的时代愈老，反之则愈新7穿时：是指在连续的海侵或海退过程中，一个岩石地层体及其界线与地质时间界面斜交的现象。
8群落：是指具有直接或间接关系的多种生物种群的有规律的组合，具有复杂的种间关系。
我们把在一定生活环境中的所有生物种群的总和叫做生物群落，简称群落。
组成群落的各种生物种群不是任意地拼凑在一起的，而有规律组合在一起才能形成一个稳定的群落。
9极性带：是磁极性地层中的基本单位，通常每个极性带是以自身所特有的极性为基本特征，其时空位置均以上限和下限来区分，这种界限被称为转换带，标志着两种相反极性符号的变化。
极性带的延续时间为10^5——10^6a。
10事件地层：事件地层学是研究利用地质事件及其地质记录来对比地层和确定地层界线的学科，地层学的一个分支。
第四纪测年方法综述解读
第四纪测年方法综述摘要：第四纪与人类的关系及其在地质历史中的重要位置，需要高精度高分辨率的测年。
第四纪地质学家们改进、发展了许多第四纪的测年方法。
文章主要从岩石地层法、生物法、磁性地层法、考古法、放射性定年法等方面讨论了第四纪测年的基本理论及近年的一些研究进展。
鉴于我国第四纪工作者对黄土的深入研究，及其在国际第四纪中的重要地位，本文还着重论述了黄土中常用的测年方法。
目前，第四纪测年方法的主要进展表现在由于科学技术的提高，如激光显微探测技术等，使得测年的精度、功效显著提高而样品的用量却有了显著的降低，并且拓展了一些测年的应用领域，如电子自旋法应用于冰碛物的测年，其据测年结果建立的序列可与深海氧同位素阶段对比。
但要使得测年的可靠性增强，则需要有丰富的地质工作经验，根据所测样品的特征选择恰当的测年方法，且要尽量选择多种适当方法进行对比测年。
关键词：第四纪；测定年代；放射性；光释光；裂变径迹；黄土测年；第四纪是所有地质时期中最新也是最短的一个纪，是指约2.6 Ma BP以来地球发展的最新阶段。
由于在这个时期产生了人类及其物质文明，第四纪是自然与人类相互作用的时代，它的过去、现在和未来变化都与人类的生存与发展息息相关。
因此，对其的研究显得格外重要，形成了独立的第四纪科学。
人们探讨的环境演变一般都局限在第四纪范畴，在这样短的时期，要求更精确的、分辨率更高的测年，以便更准确地确定周期和相位，进行全球性对比，进而认识自然演变趋势和发展规律，为科学地推测过去、认识现在、预测未来找到依据。
第四纪地质的某些测年方法和技术与测定前第四纪物质(如K-Ar法)的方法和技术有很大的相似性。
建立在各种物理化学和生物作用基础上的前第四纪物质的许多测年方法和技术，稍加改进就可以用以第四纪地质的研究。
不仅如此，第四纪学家们也发展了许多专门测定年轻沉积物年龄的方法和技术。
从1949年Lebby提出14C法以来，现在可供选择的第四纪测年方法达到几十种，但各种方法的发展过程和应用程度相差较大。
地球磁场变化与地质灾害预测研究
地球磁场变化与地质灾害预测研究地球磁场是地球外磁场与地球内磁场的总和，它在地球外空间形成一个巨大的磁场，能够保护地球免受来自太阳和宇宙射线的伤害。
然而，地球磁场并非是一个静态的存在，它会随着时间和地点的变化而发生变化。
研究者们发现，地球磁场的变化与地质灾害之间存在着一定的关联性，这一发现引起了科学界的广泛关注。
过去几十年来，科学家们通过建立全球磁场监测网络，实时监测地球磁场的变化。
他们发现，地球磁场具有周期性变化的特征，其中最明显的是地球磁场的翻转现象。
地球磁场的翻转是指地球磁极位置从北极移动到南极，或者从南极移动到北极。
这种翻转现象并非一蹴而就，而是经历了数千年乃至数百万年的变化过程。
地球磁场的翻转与地质活动之间存在一定的关联性。
研究者们发现，在地球磁场翻转的期间，地质活动如地震、火山喷发等显著增加。
这一现象引发了科学家们的思考，他们开始深入研究地球磁场变化与地质灾害之间的具体关系。
一种解释认为，地球磁场的翻转过程中，地球内部的构造发生了变化，导致地质活动的频率和强度增加。
在地磁翻转过程中，地球内部产生了强烈的地热能和地磁能，这些能量的释放引起了地壳的变动，从而加剧了地震、火山喷发等地质灾害的发生。
另外一个解释认为，地球磁场的变化可能对地球生物产生了一定的影响。
地球磁场对地球生物的生长和繁殖起到了重要的调节作用，一旦地球磁场发生变化，可能会导致生物群体的异常行为和生理异常。
这些异常行为和生理异常可能会进一步影响到地球的生态平衡，从而增加了地质灾害的发生风险。
然而，目前关于地球磁场变化与地质灾害之间具体机制的研究还存在着很多争议。
科学家们需要进一步深入研究，通过大量的实地观测和实验研究，来获取更多的证据和数据。
只有通过不断的努力和实践，才能为人类提供更准确和可靠的地质灾害预测，为社会发展和人类生存提供更强有力的保障。
总结起来，地球磁场变化与地质灾害之间的关系是一个复杂而重要的研究领域。
虽然目前我们对于这一关系的了解还有限，但是通过不断的研究和实践，相信未来我们能够更加深入地理解地球磁场变化对地质灾害的影响。
地磁逆转的现象与影响
地磁逆转的现象与影响地球磁场，这个无形的护盾，自古以来一直守护着我们的星球及其居民。
然而，地质记录显示，这个稳定屏障并非一成不变，历史上它曾多次发生逆转，即地磁北和地磁南的极性互换。
这一自然现象虽罕见，却对地球生态系统及人类活动产生了深远的影响。
地磁逆转的过程缓慢而渐进，可能持续数千年甚至数万年。
在逆转过程中，磁场强度会逐渐减弱，直至接近零点，然后再次增强，但极性已经完全颠倒。
尽管科学家们尚未完全揭示逆转的具体机制，但广为接受的理论涉及到地球外核中的液态铁的流动变化。
地磁逆转对生物的影响首先体现在迁徙物种上。
许多鸟类、鱼类和海洋生物依赖稳定的磁场线导航。
逆转期间磁场的弱化和方向混乱可能导致它们的迁徙路线出现偏差，影响生存和繁衍。
对于不迁徙的物种，混乱的磁场可能干扰它们的日常定向行为，如觅食和归巢。
对人类而言，地磁逆转的潜在威胁主要来自技术系统受干扰。
现代交通工具如飞机和船只依赖地磁导航，磁场的变化可能导致导航错误。
此外，地球磁场是保护地球免受太阳风和宇宙射线侵袭的第一道屏障。
磁场减弱可能会增加宇宙射线到达地表的量，从而增加航天员及高空飞行乘客的辐射暴露风险，并对卫星通讯和地面电网造成潜在损害。
地磁逆转还可能影响地球上的磁场敏感实验和设备。
科学实验室需重新校准仪器，以适应新的磁场条件。
而某些依赖于精确磁场测量的考古和地质工作，也可能因磁场变化而受到挑战。
尽管地磁逆转听起来威胁重重，但其发生的频率和持续时间放在人类历史的时间尺度下显得微不足道。
大多数影响是逐渐显现的，给予科学家和工程师时间来适应和修正这些问题。
更重要的是，地球生命在以往多次逆转中展现了顽强的生存和适应能力。
地磁逆转无疑是一个引人入胜的自然现象，其对生物世界和人类社会都提出了挑战。
通过增进我们对它的理解，并采取预防措施，我们可以最小化其负面影响，同时继续保护和享受这个我们共同称之为家的蓝色星球。
地球化学揭示古地磁场演化与极性反转
地球化学揭示古地磁场演化与极性反转在我们生活的这颗蓝色星球上，隐藏着无数的奥秘等待着人类去探索。
其中，古地磁场的演化与极性反转就是一个充满神秘色彩且至关重要的研究领域。
而地球化学这一学科，就像一把神奇的钥匙，为我们打开了了解古地磁场的大门。
首先，让我们来搞清楚什么是古地磁场。
简单来说，古地磁场就是地质历史时期地球的磁场。
它可不是一成不变的，而是经历了复杂的演化过程，甚至还会出现极性反转的现象。
想象一下，地球的磁场就像一个巨大的磁铁，它的磁极会时不时地“颠倒乾坤”，这是不是很神奇？那么，为什么要研究古地磁场的演化与极性反转呢？这可不仅仅是为了满足我们的好奇心。
古地磁场的变化与地球内部的结构和过程、板块运动、气候变化以及生物演化等众多方面都有着千丝万缕的联系。
比如，它可能影响着大气环流和海洋环流，从而对气候产生影响；又或者对生物的迁徙和进化有着某种我们尚未完全理解的作用。
接下来，让我们看看地球化学是如何在这个研究中大展身手的。
地球化学主要通过对岩石和沉积物中的磁性矿物进行分析，来获取有关古地磁场的信息。
这些磁性矿物在形成的时候，会像一个个小小的指南针，记录下当时地球磁场的方向和强度。
比如说，磁铁矿和赤铁矿就是常见的磁性矿物。
当岩浆冷却或者沉积物沉积的时候，这些磁性矿物会按照当时的地磁场方向排列。
通过对这些排列方向的测量和分析，科学家们就能够推断出古地磁场的特征。
而且，地球化学还可以通过对磁性矿物的化学成分进行分析，来获取更多关于古地磁场的信息。
比如说，磁性矿物中的某些元素的含量和比例，可能会受到地磁场强度的影响。
通过研究这些元素的变化，就能够间接了解地磁场强度的变化。
在研究古地磁场演化的过程中，科学家们发现了一些有趣的规律。
比如，极性反转并不是随机发生的，而是似乎存在着一定的周期性。
但这个周期并不是固定不变的，可能会受到地球内部各种复杂过程的影响。
此外，古地磁场的强度也并非一直保持稳定。
在某些时期，地磁场可能会变得非常强大，而在另一些时期，又可能会变得相对较弱。
地球上的磁场逆转现象
地球上的磁场逆转现象地球上的磁场是一个复杂而神秘的领域，它不仅保护着地球免受宇宙射线和太阳风的侵害，还对地球上的生物和环境起着至关重要的作用。
然而，有趣的是，科学家们发现，地球上的磁场并非一成不变，而是会发生逆转的现象。
本文将探讨地球磁场逆转的原因、影响以及可能带来的未来挑战。
地球磁场逆转是指地球磁极的位置发生变化，南北磁极互换位置的现象。
据科学家的研究，地球磁场逆转并非一次性事件，而是一个漫长的过程，可能持续数千年甚至更长时间。
在地球历史上，已经发生过多次磁场逆转，这些逆转事件被记录在地球的岩石和冰芯中，为科学家研究地球磁场的演变提供了重要线索。
地球磁场逆转的原因至今尚未完全明了，但科学家们提出了一些可能的假说。
其中，地球内部的磁流体运动被认为是导致磁场逆转的主要原因之一。
地球的外核是由液态铁和镍组成的，这些金属在地球自转的作用下形成了类似于大型对流涡的磁流体运动。
这种运动不仅维持着地球现有的磁场，还可能在一定条件下导致磁场逆转。
另外，地球磁场逆转还可能受到太阳活动的影响。
太阳活动的周期性变化会对地球磁场产生影响，一些研究表明，太阳活动的变化可能会加速或减缓地球磁场的逆转过程。
此外，地球自身的地质活动也可能对磁场逆转起到一定作用，地球板块的运动和地壳的变形都可能影响地球磁场的稳定性。
地球磁场逆转对地球上的生物和环境可能产生重要影响。
磁场逆转过程中，地球磁场的强度和方向会发生变化，这可能导致地球上的生物无法适应新的磁场环境，从而影响它们的生存和繁衍。
此外，地球磁场的变化还可能对导航系统、通讯系统和卫星运行等现代科技产生负面影响，给人类社会带来一定的挑战。
未来，地球磁场逆转可能会成为一个重要的研究课题。
科学家们需要进一步深入研究地球磁场逆转的机制和规律，以更好地预测和应对磁场逆转可能带来的影响。
同时，人类社会也需要加强对地球磁场变化的监测和预警，以减少磁场逆转可能对社会生活和经济发展造成的影响。
总的来说，地球磁场逆转是一个复杂而神秘的现象，它不仅揭示了地球内部和外部环境的复杂性，还提醒我们地球上的一切都在不断变化之中。
第四纪
生物大灭绝事件
第一次生物大灭绝： 时间：为距今4.4亿年前的奥陶纪末期。 事件：导致大约85%的物种绝灭。 是地球史上第三大的物种灭绝事件，约85%的物种 灭亡。 古生物学家认为这次物种灭绝是由全球气候变冷造 成的。在大约4.4亿年前，现在的撒哈拉所在的陆地 曾经位于南极，当陆地汇集在极点附近时，容易造 成厚厚的积冰---奥陶纪正是这种情形。大片的冰川 使洋流和大气环流变冷，整个地球的温度下降了， 冰川锁住了水，海平面也降低了，原先丰富的沿海 生态系统被破坏了，导致了85%的物种灭绝。
澄江生物群 定义： 这一举世闻名的的特异化石库发现于云 南澄江帽天山，距今约5.3亿年，包括有 大量栩栩如生的奇异化石，还有不少保 存精美的软躯体化石，它们是寒武纪大 爆发的直接证据。
即将出现的第六次生物大灭绝：
自从人类出现以后，特别是工业革命以后， 地 球生命维持系统遭到了人类无情地蚕食。 科学家估计， 如果没有人类的干扰，在过去的 2亿年中，平均大约每100年有90种脊椎动物灭 绝，平均每27年有一个高等植物灭绝。 在此背景下，人类的干扰，使鸟类和哺乳类动 物灭绝的速度提高了100-1000倍。
第一章 第四纪的时间尺度
1 第四纪的建立
第四纪是地球发展史中的最新一页,它所占据的时间 大约250万年,若地球年龄以45亿年记,第四纪仅占 0.00056. 1829年,德努瓦那首先提出第四纪的名称, 1833年,雷布尔给出了明确的规定,第四纪地层是指: 含有大量现代植物化石和孢粉的松散沉积物 1881年,被第二界国际地质大会正式使用
第四次生物大灭绝： 时间：距今2亿年前的三叠纪晚期。 事件：发生了第四次生物大灭绝，爬行类动 物遭遇重创。 又称：三叠纪大灭绝，第四次物种大灭绝 海洋生物的灭绝 距今1.95亿年前的三叠纪末期，估计有76% 的物种，其中主要是海洋生物在这次灭绝中 消失。
地层划分的依据
地层的划分和对比（一）地层的划分依据所谓地层是在地壳发展过程中形成的各种成层岩石的总称，包括变质的和火山成因的成层岩石在内。
从时代上讲，地层有老有新，具有时间的概念。
地层和岩层这两个名词相似，但岩层一般是泛指各种成层岩石，而不必具有时代的概念。
地层既然具有时代的概念，所以地层就有所谓上下或新老关系，这叫做地层层序，也就是相当于一本书的页次。
如果地层没有受过扰动，愈处于下部的地层时代愈老，愈处于上部的地层时代愈新，叫做正常层位。
前面已经讲过，这种上新下老的关系叫地层层序律。
但是，组成地壳的地层是十分错综复杂的，或者由于地壳运动造成地层缺失，或者由于构造变动弄得层序颠倒，或者由于岩浆活动和变质作用改变了地层的产状和面貌。
这就如同一本年代久远并保存不好的古书一样，已经变成残篇断简，字迹模糊，必须进行一番校订考证工作，分章划段，才能读懂其内容；地层也是如此，既要把地层整理出上下顺序，又要划分出不同等级的阶段和确定其时代，这就是地层的划分。
划分地层的主要根据如下：1.沉积旋回和岩性变化对于一个地区的地层进行划分时，一般是先建立一个标准剖面。
凡是地层出露完全、顺序正常、接触关系清楚、化石保存良好的剖面就可以做为标准剖面。
如果是海相地层，往往表现出岩相由粗到细又由细到粗的重复变化，这样一次变化称一个沉积旋回，也就是每一套海侵层位和海退层位构成一个完整的沉积旋回。
例如，在剖面中共包括三个大的沉积旋回，那末就可以据此把地层划分为三个单位。
根据沉积旋回划分地层应当注意这样几点：第一，因为地壳升降运动是波动性的，所以沉积旋回的级别有大有小，即一个大旋回中可以有几个小旋回，而一个小旋回中又可以包括几个更小的旋回，根据具体情况，划分的地层单位也有大有小。
第二，每一旋回中的海侵层位容易保存，而海退层位则不易全部保存或者根本不保存，因此一个沉积旋回不一定是完整的。
第三，每一沉积旋回一般总是由粗碎屑岩（通常是砾岩）开始，称底砾岩，因此，底砾岩的下部层面往往是两个地层单位的分界面。
地球的磁场逆转与生物演化影响
地球的磁场逆转与生物演化影响地球的磁场逆转是一种天文现象，指的是地球磁场的南北极性发生颠倒的过程。
在地质学的长时间尺度下，地球磁场曾多次经历逆转，这一现象对地球上生物演化产生了深远的影响。
本文将从地球磁场的形成机制、磁场逆转的原因、历史记录以及对生物演化的影响等方面展开探讨。
地球磁场的形成机制地球磁场是由地球外部核部分产生的，这部分主要由液态外核组成，其运动导致了电流的产生，从而形成了地球磁场。
地球磁场对抵御太阳风和宇宙射线等高能粒子具有重要作用，保护了地球上生命体免受辐射伤害。
磁场逆转的原因关于地球磁场逆转的原因尚无定论，目前主要有两种假说。
一种是“自发逆转假说”，认为地核运动突变导致了地磁场的逆转；另一种是“外源性假说”，认为来自太阳活动等外部因素导致了地球磁场的逆转。
这两种假说在学术界存在争议，需要更多观测数据和理论模拟来验证。
磁场逆转的历史记录通过对地质记录、岩石磁性和海底扩张等方面的研究，科学家们发现了地球磁场逆转的证据。
这些证据表明，在过去几百万年中，地球磁场发生过多次逆转，其周期约为几十万年至数百万年不等。
这些历史记录为我们解析地球磁场逆转提供了重要依据。
磁场逆转与生物演化影响地球磁场的变化对生物演化有着重要的影响。
一些研究表明，在磁场逆转期间，地球上生物体可能会受到更强的太阳辐射和宇宙射线影响，这可能导致基因突变和生物种群动态变化。
此外，地球磁场强度和方向的变化也可能影响动物迁徙、谷物收获以及鸟类和海洋生物的导航能力等行为。
总体而言，地球磁场逆转是一个复杂而神秘的自然现象，其背后隐藏着许多未解之谜。
通过对地质、物理、生物等多个学科领域的综合研究，我们或许能够揭示地磁逆转背后的奥秘，并探索其对生物演化及人类社会可能产生的潜在影响。
希望未来能够有更多科学家投入到这一领域的探索中，为我们揭开这个宇宙之谜带来新的突破和启示。
地层学
（三）沉积旋回
当海进－海退序列交替进行时，在剖面中自下
而上岩性按照一定的生成顺序作有规律的镜像对
称分布现象称为沉积旋回。剖面中岩石粒度由粗
－细－粗－细的变化的现象称为沉积韵律。
湖水进退 曲流河发展 鲍玛序列
沉积旋回 旋回性韵律
沉积旋回层序的产生主要受四种因素的影响：
海（湖）平面升降、古气候变化、沉积物源供应
地球磁场的这种变 化可以记录在地层中， 因此可以应用地球磁 场极性变化来对比地 层。
6、同位素年龄对比
测定矿物或岩石的年龄。必须满足的条件是: ①放射性元素衰变常数必须准确地测定;② 在准确计算年龄之前，先要确定现存子体同 位素丰度;③进行测年的事件从其形成时起， 母体或子体同位素需不受外界影响而发生增 加或丢失，如有外界影响，应予以校正。在 满足上述的条件下，可用下述公式计算:
地层与地层
不整合
unconformity
整合
conformity
角度 /angular
平行 parallel/disco
n.
连续 /continuity
不连续 discontinuity
有地层缺失，上下地层产状不一致
有地层缺失，上下地层产状一致
Disconformity，假整合
上下地层之间没有明显的沉积间断 有沉积间断 (hiatus/diastem),
地层学三定律是构造地质学和地层学的基础
美国科罗拉多州大峡谷国家公园
倒转地层的识别方法(沉积学)
C B A
倒转地层的识别方法(沉积学)
●化石层序律—Principle of fossil succession
不同时代的地层 含有不同的化石， 含相同化石的地 层其时代相同。
2023年灾难正式开始磁极翻转
2023年灾难正式开始磁极翻转2023年，一股由未知的力量驱动的强大的能量开始影响我们的地球，这股力量开始变化地球的磁极。
2023年，当我们第一次经历比以往更持久、更强烈的磁极翻转时，灾难也正式开始了。
这一力量以一种非常不寻常的方式出现，改变了宇宙中静磁场的方向，使磁场与以往完全不同。
虽然从未发生过，但我们知道，它会改变地球上一切，甚至会引发不可预知的灾难。
这股强大的力量伴随着一波波奇怪的能量涌入我们的大气层，混合在一起形成一个奇妙的改变，改变了大气的组成，使得大气中的电离细胞颗粒激增，并开始破坏掉原有的环境平衡，改变了大气中的温度，使其明显偏高。
随着这种奇怪的能量的加持，大气中的电流开始改变，能够影响到地球上的生物。
整个地球上的生物体变得更加无力和抗拒，他们对于任何外部环境都有一种深刻的恐惧，人们若不能及时解决这个问题，一切都会慢慢变得更糟。
磁极的变化也对人类的生活方式产生了巨大的影响。
由于磁极的变化，地球上的磁场加剧，天气变得更加恶劣，甚至引发了一系列的天气灾害，包括洪水、龙卷风、强降雨等等。
同时，磁极翻转也影响了电磁波，导致了大面积的电网故障。
磁极变化也影响了北极磁圈，使北极变得更加暖和，使冰川更容易融化。
为了解决这一问题，科学家们开始专注于研究这种奇怪的能量，并设计出来一种能够控制和抵消磁极翻转的技术。
这种技术是利用一种新型的发电机，能够利用大自然的能量，并利用这种能量来抵消磁极变化带来的影响。
通过不断完善这种技术，科学家们终于发现，这一项技术可以有效地平衡地球的磁极，恢复地球的原有磁场状态，避免更多的灾难发生。
随着2023年磁极翻转的发生，人们也终于意识到了自然环境的重要性以及自然环境的变化对地球上一切生物的影响。
从此，人们开始传播环境保护理念，从建立“绿色城市”到加强节水等等，这一切都是对抗磁极翻转后可能带来的灾难所做出的回应。
今天，磁极翻转已经不再是一个危机，而是提及绿色环保的重要信号。
地球磁场反转发现
地球磁场反转发现地球磁场反转，也被称为地磁场翻转或地磁极倒转，是地球磁场方向发生改变的现象。
它是地球历史上的一项重大事件，对地球生物和地球物理学都有着深远影响。
本文将从地球磁场的形成、磁极漂移、磁场反转的发现和影响等方面进行阐述。
地球磁场是地球内部产生的一种自然现象。
地球内部的熔融外核与固态内核之间的运动产生了地球磁场。
地球磁场有两个极点，即北磁极和南磁极，它们分别位于地理北极和地理南极附近，但并不与地理极点完全重合。
正常情况下，地球的磁场是以北磁极指向地理南极的方向为正，形成一个大约为地球半径的磁力场。
然而，地球磁场并不是一成不变的。
磁极漂移是地球磁场变化的一种表现形式。
磁极漂移是指地球磁极在地球表面上的移动。
历史上，磁极漂移已经被准确地记录下来。
例如，北磁极曾经从加拿大附近漂移到了北冰洋附近，而南磁极也发生了类似的漂移。
这种漂移并不是匀速的，它的速度和方向都在不断变化。
磁极漂移的原因是地球内部的磁流体运动不断变化，导致地磁场的变化。
在科学家对地球磁场的研究中，他们发现了地球磁场的反转现象。
地磁场的反转是指地球磁场的方向发生了180度的改变，即北磁极变成了南磁极，南磁极变成了北磁极。
这一发现是通过对地球岩石中保存的古磁场记录的研究得出的。
科学家们发现，在地球上的一些岩石中，保存着地球磁场在不同时期的方向信息。
通过对这些岩石的研究，科学家们发现了地球磁场反转的证据。
地球磁场反转是一个漫长的过程，它并不是突然发生的。
根据科学家们的研究，地磁场的反转通常需要数千年甚至数百万年的时间。
在这个过程中，地球磁场会逐渐减弱，然后重新建立，并且方向发生180度的改变。
这个过程对地球生物和地球物理学都有着重大影响。
地球磁场反转对地球生物的影响是多方面的。
地球磁场可以起到屏蔽宇宙射线的作用，保护地球上的生物免受宇宙射线的伤害。
磁场反转会导致磁场减弱甚至消失一段时间，这将使宇宙射线更容易进入地球大气层，对生物产生不利影响。
地史学及古生物试题[1]
![地史学及古生物试题[1]](https://img.taocdn.com/s3/m/56955f27e2bd960590c67786.png)
1、中生代生物界以陆生裸子植物、爬行动物(尤其是恐龙类)和海生无脊椎动物菊石类的繁荣为特征，所以中生代也称为裸子植物时代、爬行动物时代（恐龙时代）、菊石时代2、白垩纪末出现地史上著名的生物集群绝灭事件，其中陆上的恐龙类、空中的飞龙类或海中的沧龙类（陆上的恐龙、海中的箭石、海中的菊石）全部灭绝。
3、联合大陆（Pangea）在__三叠纪晚期__时期进入分裂解体阶段。
4以类蜉游—东方叶肢介—狼鳍鱼为代表的生物组合代表了典型的湖泊相，称为_热河动物群__。
5、三叠纪，特别是早、中三叠世仍继承古生代以来的以秦岭海槽为界所显示的“南海北陆”特征，受中、晚三叠世期间_印支运动_影响，华南地区明显海退。
6、中国三叠纪的古地理具有鲜明特点，以秦岭-大别山为界，“南海北陆”的古地理格局十分注目，南部的海区，以_龙门山—康滇古陆为界___为界，东侧为华南稳定浅海，西侧为活动的多岛洋盆地。
7、华南浅海区三叠系以黔南贞丰剖面发育最好，该剖面下三叠统包括飞仙关组、永宁镇组组。
8、发生于中三叠世晚期华南大规模的海退，这就是地史上著名的_拉丁期大海_。
9、鄂尔多斯盆地三叠系发育良好，生物化石十分丰富，是中国北部陆相三叠纪的标准剖面，其下统刘家沟组，_和尚沟组___为紫红色砂泥质岩。
10、鄂尔多斯盆地三叠系发育良好，生物化石十分丰富，是中国北部陆相三叠纪的标准剖面，其中统由_二马营组、铜川组___组成。
11、鄂尔多斯盆地三叠系发育良好，生物化石十分丰富，是中国北部陆相三叠纪的标准剖面，其上统由_延长组___组成。
12、从全球来看，中生代古气候明显地分为三大阶段，即_早、中三叠世干旱广布时期—晚三叠世、中侏罗世潮湿时期—晚侏罗世、侏罗纪干旱时期_。
13、华南浅海区三叠系以黔南贞丰剖面发育最好，该剖面中三叠统包括关岭组、法郎组_组。
14、华南浅海区三叠系以黔南贞丰剖面发育最好，该剖面上三叠统包括_把南组、火把冲组和二桥组_组。
15、燕山运动为整个侏罗纪至白垩纪期间广泛发育于我国全境的重要构造运动，主要表现为褶皱断裂变动，岩浆喷发和侵入活动及部分地带的变质运动。
中国黄土中松山-高斯极性倒转事件记录的空间对比
中国黄土中松山-高斯极性倒转事件记录的空间对比谢兴俊;周卫健;鲜锋;武振坤【摘要】前人古地磁学研究表明，中国黄土不同剖面中松山-高斯（M/G）地磁极性转换界线记录层位并不一致，有的记录在黄土中，有的记录在红粘土中，这种不一致现象将可能影响到基于古地磁的黄土年代框架的建立及与全球气候记录的准确对比。
针对这一问题，选取目前已有的典型黄土剖面中M/G地磁极性转换研究的结果进行了对比分析，并尝试采用磁化率-深度曲线的空间对比来检验不同剖面M/G界线层位记录的差异，结果表明中国黄土中M/G界线均记录在由磁化率-深度曲线所反映的“黄土L33层”，说明黄土中M/G界线层位记录不一致的现象可能主要是由于地层划分方案的差异所致。
根据这一思想，论文尝试对传统的洛川、西峰黄土地层划分方案进行部分修订，并简要介绍了M/G界线记录的海陆对比差异和未来利用宇宙成因核素10 Be 示踪M/G极性倒转事件过程的可能性，以期为研究黄土中地磁极性转换过程和确切层位提供一种新方法。
%Previous paleomagnetic studies have shown that the records of Matuyama-Gauss (M/G)re-versal event in Chinese loess are asynchronous,some located in loess,while the others located in red clay.This phenomenon will partially lead to the uncertainties in reconstructing the chronology of loess and correlating loess climatic proxies with marine sediments.To clarify our knowledge on the M/G reversal in loess,some representative section studies on the M/G reversal are carefully analyzed in this paper,using the magnetic susceptibility-depth curve to synthesize the different prehensive results show that M/G reversal is generally recorded in loess L33 layer,suggesting that the asynchronous feature ofM/G reversal record in loess is possibly attributed to the different loess stratigraphic division schemes.Ac-cording to this idea,the stratigraphic classification scheme of the classic Luochuan and Xifeng loess is partially modified.Finally,the records of M/G reversal in Chinese loess-paleosol are further compared with that of the marine sediments.The perspective of using 10 Be to trace the M/G polarity reversal in loess is briefly introduced.【期刊名称】《中山大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2014(000)002【总页数】10页(P121-130)【关键词】第四纪;黄土地层;古地磁极性倒转;M/G界线;宇宙成因核素10Be【作者】谢兴俊;周卫健;鲜锋;武振坤【作者单位】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; 西安加速器质谱中心∥陕西省加速器质谱技术与应用重点实验室，陕西西安710054; 中国科学院大学，北京 100049;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; 西安加速器质谱中心∥陕西省加速器质谱技术与应用重点实验室，陕西西安710054;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; 西安加速器质谱中心∥陕西省加速器质谱技术与应用重点实验室，陕西西安710054;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; 西安加速器质谱中心∥陕西省加速器质谱技术与应用重点实验室，陕西西安710054【正文语种】中文【中图分类】P539.3;P534.63自2009年6月，从国际地科联(IUGS)正式批准国际地层委员会(ICS)的提案开始，第四纪(Quaternary)成为了正式的年代地层单位，底界定为距今约2.6 Ma。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
地磁极性倒转与全球性地质事件的相关性————————————————————————————————作者: ————————————————————————————————日期:ﻩ地磁极性倒转与全球性地质事件的相关性朱日祥刘青松潘永信(中国科学院地球物理研究所,北京100１０1)摘要在分析地球磁场时空变化规律、特别是地磁极性倒转以及极性倒转频率变化规律的基础上,研究了地球磁场变化与地球内部物理过程之间的可能相关性,进而探讨了地球磁场异常变化与某些全球性地质事件以及中国东部从挤压向伸展构造转折的关联性.力图为地球动力学研究提供新思路.关键词地磁极性倒转地球磁场强度地磁极性年表地球磁场是地球的基本物理场之一,它产生于地球外核流体运动.根据电磁运动基本规律以及地幔和地球外核结构及其物理性质可知，由外核流体运动产生的极型磁场可以通过地幔和地壳到达地表，这就是人们通常所说的地球磁场.地磁学的发展在我国有着悠久的历史，早在公元前2０世纪就有关于极光的记载.指南针的发明在科学上具有重要意义,这是中国人在公元1世纪对人类做出的重要贡献.公元１0世纪我国人民就已将指南针用于航海，并于１2世纪传入欧洲．约在公元8世纪,我国的佛教徒天文学家一行最先对磁偏角进行了观测,而欧洲人则在16世纪才有此记录. Ｈumboｌdt于19世纪初发现了地球磁场强度随地理纬度变化.Gausｓ于18３８年发表的“地磁学概论”一书标志着近代地磁学的开始.随着科学技术的发展,人们逐渐认识到地球磁场时空结构的变化与许多全球性地质事件和地球物理过程相关.例如地幔柱的活动、全球热流变化、真极移、海底扩张速率、石油分布、气候演化、海底高原的产生、火山链、大陆玄武岩、海洋磁异常、生物灭绝以及地幔对流等.特别是白垩纪正极性超时(CNS)期间,发生了许多全球性事件．这一时期是１6５Ma以来洋壳增生最快、火山活动强烈、古温度和古海平面最高、黑色页岩广泛发育和油气分布量最大的时段.这些并发事件是偶然的巧合还是存在着内在联系?地球各圈层之间是如何耦合的?产生地球磁场的外核又是怎样运动的？诸如此类的问题无疑是现今地球动力学研究的重点．本文将探讨地球磁场时空演化特征与某些全球地质事件可能的相关性．1 地磁极性年表早在19世纪中叶，欧洲人就开始研究岩石中记录的剩余磁性,这是古地磁学发展的雏形．本世纪初,通过研究熔岩和熔岩烘烤层的剩余磁性，发现了与现今地球磁场相反的剩磁方向,这表明地球磁场本身在地质历史时期曾经发生过极性倒转[1，２]．这一重大发现引起了人们的广泛关注,各国科学家围绕这一问题，进行了大量的实验和理论研究．Maｔuｙama[3]对中国东北地区和日本一些熔岩进行测量,发现了最近一次地磁极性倒转发生的时代,使得人类对地磁场起源和演化有了进一步的认识,这是本世纪地球科学的重大事件之一,在一定程度上改变了我们对地球本身形成和演化过程的认识．Cox等人[４]通过测定熔岩流的剩磁,并结合Ｋ/Aｒ测年,建立了第1个地磁极性年表．假定南大西洋的开裂速率恒定,根据一些磁异常条带建立了７5 Ma以来的地磁极性序列[5].之后,一些学者对某些磁异常条带的持续时间做了调整[6]．近年来，根据对太平洋、大西洋和印度洋大洋盆地磁异常序列的分析,并把南大西洋海底扩张速率修正为时间的函数,以此为基础重建了１65 Mａ以来的地磁极性年表[7~9].因为地球磁场极性倒转具有全球同时性,这样就可以通过对比不同地区记录的地磁极性序列,解决某些地层划分上的分歧.基于地球科学的这一新生长点,磁性地层学应运而生,并成为地层对比、地质时代界限的确定以及海陆相古气候记录对比的有效手段.例如对深海沉积物剩余磁性的研究表明,松山-布容极性转换(Ｍ-B,下同)记录在氧同位素阶1９，即对应于间冰期;中国黄土记录的Ｍ-B则位于黄土层Ｌ8,即对应于冰期[１０].这种现象在2.6 Ma以来普遍存在，这可能意味着第四纪以来海洋与陆地古气候的变化一直存在着相滞后.地磁极性年表不仅为磁性地层学的发展创造了条件，还为分析地球磁场极性倒转频率的变化与地球内部物理过程提供了基础资料.2 地球磁场极性倒转频率与地球内部物理过程海洋磁异常清晰地揭示出165 Ｍa以来地磁极性倒转频率的变化特征[1１].以陆相沉积物及火山岩建立的磁性地层进一步证实了这一结果.但目前对地磁极性倒转频率变化的起因还存在争议．对10 Ｍa以来地磁极性年表的统计研究表明,地球磁场极性倒转间隔(τ）服从泊松分布[12];而对1６5Mａ以来(白垩纪静磁带不参加统计分析)的极性年表数据的统计结果则揭示出，τ服从对数正态分布,而不是泊松分布,且正极性间隔和负极性间隔所服从的分布没有显著区别[13].地磁极性倒转频率的变化与地幔对流时间尺度相一致[14]．目前对这种一致性的解释有两种观点，其一是全球热通量的变化驱动发电机过程，这一过程又会改变地磁极性处于倒转和稳定不同过程的动力学体系;其二是下地幔下部结构的变化导致地球内部不稳定因素的出现．而Lａrsoｎ等人［15]则讨论了地磁极性倒转活跃期与平静期的差别，指出超静磁带与大地幔柱和强地磁活动相伴随;通过测量海底高原、海山链、大陆玄武质熔岩流的体积表明，在过去1６5 Ｍａ，地磁极性倒转频率和地幔柱的活动程度呈负相关.这一现象在CNS期间尤为显著. 矿物物理研究表明,地球内部的热和化学演变过程不仅控制着D″层的厚度变化,而且为地幔对流提供动力.由于Ｄ″层的温度较高,它的粘度比下地幔要低得多.因此，在热浮力的推动下,产生于Ｄ″层的地幔柱有可能克服地幔的阻力而上升；D″层底部粘度较小的物质不断地补充到地幔柱.同时，由于D″层厚度的减小,使得其内部的温差进一步加大,导致核幔边界(CMB)的热传导速率增大.这一过程会导致地核顶部热损失的增加，为了达到热平衡,地核内的对流速度将增强;这一过程又会导致内外核边界温度梯度的增加,从而导致内核潜在的结晶能向外核传输.这一过程将引起地磁极性倒转频率下降[16];当外核流体对流的速度增加到某一临界值时，地磁极性将停止倒转(图１)．地幔对流可能影响地核发电机过程和地球磁场长期变化的另一个可能机制是CＭB形态和热效应.由于CMB形态变化的影响,绝热过程与重力均衡不再是一致的.因此将出现横向温度梯度效应以及地球外核流体系统与地幔之间的机械作用．这种过程必然导致下地幔的热结构对地磁极性倒转方式和频率的控制．地幔中的热扰动可能与D″层内热边界层的不稳定相联系,而这种热扰动可能对核内流体运动起调制作用,这就导致了相对稳定和快速倒转图1地球内部物理过程与地球磁场相互作用示意图周期的出现[17］.地幔内的周期性对流要求,1６5 Mａ才能使热边界层得以建立并最终成为亚稳态,边界层的建立将导致ＣMB短暂的变化,这可以解释观察到的自白垩纪以来倒转频率逐步增加这一现象.这种核-幔热和机械耦合模式强调了D″层内动力学过程的重要性及其与地球磁场之间的可能相关性．近年来，对地球磁场倒转频率机制的研究有了新的进展.如果一些冷物体迅速地与外核接触,外核的热流状态会迅速且显著地改变.这一机制能比较合理地解释ＣNS如何被突然触发［18].比如,一个热导率(k)为10-6m2·ｓ－1的板状冷物体与外核接触,这一物体下面的热流正比于温度梯度ΔT/(kπt)１/2,其中ΔT是外核与冷物体之间的初始温度差．经过某一恢复时间（b2／ｋπ),外核的温度恢复到与冷物体接触前的值（ΔT),其中ｂ=ΔＴ／ΔＴ．假定热边界层厚约为1０0 ｋm,则外核温度的恢复时间尺度为10０Ma,与CNＳ的时间长度相似.根据这一模型，自165Ma以来地球磁场极性倒转频率的变化可以解释为［1８]:在CNS之前核幔边界存在着热边界层，CＮS初始时，这一热边界层被某一冷物体扰动．达到热平衡后,热边界层恢复到初始值．在这一模型中,冷物体的来源目前还不清楚,有可能来自下地幔．由上述研究可知,地幔对流引起的热通量横向变化可能会影响地核内流体运动状态,并产生现今观测到的地球磁场变化,进而影响极性倒转频率．地磁极性倒转周期与地幔对流时间尺度的一致性可能说明了前者受到后者的调制作用,这正是白垩纪和二叠纪等超静磁带出现的原因．３地球磁场强度的演化特征众所周知, Waｇenｅr于1912年提出了大陆漂移的观点,但由于缺乏充分的科学证据,而没有得到科学家的广泛接受．直到本世纪5０年代, Ruｎcｏrn和Irvｉｎg利用古地磁学研究方法,首次定量化证明了大陆确实曾发生漂移.这一重大发现对60年代的地学革命具有非常重要的意义．６０年代初，Hesｓ提出海底扩张假说,认为岩浆从大洋中脊不断上涌,并对称地向两侧移动．根据地磁极性倒转对海底条带磁异常结构的解释,为海底扩张理论提供了有力的证据.值得注意的是,古地磁学为地球科学所提供的这些有价值的基础资料都来自对地球磁场古方向的测定.实际上，地球磁场是矢量场,需要方向和强度两方面的信息才能描述.但由于地球磁场古强度测定所涉及的理论和实验都比古方向的测定要复杂得多[19,2０］,致使地球磁场古强度的研究进展比较缓慢.近几年,随着实验技术和岩石磁学理论的不断完善，获取地质历史时期可靠的地球磁场古强度数据已成为可能.最近通过对大洋玄武岩进行的古强度研究表明，在ＣNS开始和结束时地球磁场古强度分别仅为现今地球磁场强度的４5%和２5%［21].对120Ma以来的911个地球磁场古强度数据进行的统计分析表明，在120~８0Ma时间间隔内地球磁场古强度要比15 Ｍa以来平均强度低.为了认识CＮS期间地球磁场强度演化规律,利用修正的Ｔhelliｅr方法对山东蒙阴白垩纪10个采样点的115块火成岩样品进行测定,样品的年龄为(95±5）Ｍa（Ar40／Ar3９法年龄)．为避免因加热引起矿物氧化,样品的加热和冷却过程在氩气中进行.剩磁测量是在零磁空间中的2G超导磁力仪完成.试验中所需的稳定磁场(０.０5 mT)由恒流源提供.对所有的试验结果进行加权统计平均,得出９5 Ma时地球磁场的偶极矩为（４.2±0．38)×１02２Ａｍ2．约为现今地球磁场偶极矩的5０%.现有的研究结果初步显示了地球磁场古强度不仅在CNS期间显著降低,而且在其前后的变化具有不对称性，即ＣＮS开始之前地球磁场强度降低的速率要大于CNS之后的恢复速率,同时地球磁场强度在中生代时期都较低(即MＤL）.我们认为，热边界层的不稳定性可以用来解释120～80 Ma期间地球磁场强度减弱,这是由于热边界层的顶底温度不能快速变化,因此通过热边界层的热流通量与热边界层的厚度成反比.这就使得MＤL可能对应于热边界层的减薄期[２2］.150 Ma以来世界范围内海洋及俯冲带的火山活动证实，地球磁场强度的长周期变化与核幔边界的不稳定性有关.１14～105 Ma期间岩浆喷发达到顶峰,而这之前是一段平静期.这一时期巨量的岩浆岩喷发与核幔边界热边界层的解体有关.若地幔柱的上升速率为0.5 ｍ/a，那么它从核幔边界上升到地表需要5~6 Ma.因此，地球磁场强度增生的时间应该在1２0~115 Mａ,这与古地磁研究得到的结果一致. 4极性转换期间地球磁场形态学虽然古地磁学为60年代海底扩张和板块构造理论的建立提供了有力的证据,但人们对极性转换期间地球磁场的变化规律知之甚少.因此，有关极性转换期间地球磁场时空变化特征成为当前地磁学科的前沿课题之一.早在本世纪６０年代,古地磁学家就开始研究极性转换期间地球磁场的形态.但由于极性转换通常是发生在几千年的时间尺度,这不仅要求记录古地磁场的介质可靠性高,而且要求具有较高的分辨率.加上古地磁测量技术的限制,这一研究进展很缓慢.直到70年代后期,不同研究者才利用湖相和海相沉积物以及火山熔岩获得了某些极性转换期间地球磁场的变化．不同研究者从理论上对极性转换期间地球磁场形态提出了多种模型,其中影响较大的有３种,即轴对称四极子场为主的模型[2３]、“偶极子场逐渐衰减”模型[2４]、“振荡变化”模型[2５].这3种模型都认为极性转换期间地球磁场以非偶极子场为主.9０年代，由于古地磁测量技术的进一步发展,极性转换期间地球磁场形态学研究成为地磁学家争论的热点之一．特别是有关极性转换期间地磁极的分布特征引起地球科学家的广泛关注．采样点分布的不均匀性(现有的采样点主要位于西欧和北美)和古地磁记录的可靠性是争论的焦点.利用特殊的统计方法,证实了已有的极性转换期间虚地磁极确实环太平洋分布[２6].但大多数采样点的经度与环太平洋分布的虚地磁极经度差是90°.根据现代地球磁场的分析认为:虚地磁极与采样点经度差为９0°是地磁非偶极子场的固有特征［２７]．因此，为了进一步认识极性转换期间地球磁场时空分布特征以及虚地磁极与地球内部其他物理现象的可能相关性，在环太平洋区域选择适合研究极性转换期间地球磁场形态的剖面是非常重要的. 近年来,对中国黄土沉积物剩余磁性进行的研究表明,这种沉积物的剩余磁性受生物扰动和化学变化的影响较小,受“Smｏothiｎg”和“Loｃｋ-in”效应的影响也较小，而它的沉积速率比深海沉积速率要高,是研究极性转换期间地球磁场形态学的较好介质.研究结果表明，一个完整的极性转换并非由一个突变或渐变的过程构成,而是由多次快速倒转组成,每次快速倒转经历的时间约几百年［28];从统计意义上来说,尽管极性转换期间地球磁场强度减弱,但仍以偶极子场为主[29].同时,进一步证实了极性转换期间地磁极不仅存在环太平洋分布的特征,而且还常常在一些特定的地点(如澳大利亚）聚集成簇[３０].极性转换期间地磁极分布特征反应了地球内部的动力学特征．理论研究表明,地核内流体的运动在太平洋是低速区[31］,而下地幔的地震P波在环太平洋域则为高速区[3２]．由此可见,地磁极性倒转过程不仅受控于地核内流体运动状态的变化，而且与下地幔的结构有关.通过对这些实验结果进行分析研究，作者认为地球磁场从正极性到负极性或从负极性到正极性的快速倒转在时间分布上是随机性的.这些实验结果和理论分析对于建立合理的转换场形态学理论模型和认识地磁极性倒转机制具有重要的科学意义．值得注意的是,从理论上证明,非偶极子场同样可以产生环太平洋分布的虚地磁极[33].因此,极性转换期间地球磁场究竟是以偶极子场还是非偶极子场为主, 仍存在着很大的争议.对极性转换期间地球磁场变化争议的另一个原因是缺乏可靠的强度数据.尽管沉积岩有较好的时间连续性，但由沉积剩磁获得地球磁场绝对强度几乎是不可能的.目前，可靠的地磁场强度资料主要来自对火山岩的研究,这就决定了地磁场古强度记录的不连续性.统计分析表明, 2.6 Ｍａ以来地球磁场处于正极性期和反极性期的强度基本相等[34]. Bogue等人［35]研究夏威夷火山熔岩流时发现，地磁极性发生倒转前后强度减小的程度存在差异(分别为75%和５0%).对极性转换期间地球磁场时空变化详细测定的另一实例是对Steens Mｏuntaｉn火山岩的研究．俄勒冈东南部的Sｔeens Mouｎtaｉn发育的熔岩((15.５±0.3) Mａ)记录的R-Ｎ转换过程表明，地球磁场方向和强度分别以3°/a和３00μT/a惊人速率变化[36],这可能预示了ＣMB处流体运动速率的变化至少达１kｍ/h.同时,这样高的地球磁场变化速率没有被地幔电磁现象掩盖,这就要求下地幔电导率仅为原来设想值的１／4~1/５．欧洲的一些学者[38]提出了地球磁场强度变化的“锯齿”模型[3７],进一步的研究揭示出磁场强度的变化是引起地磁极性倒转的先决条件[3８]．5 地球磁场演化与某些地质事件的可能相关性地球外核流体运动产生磁场,同时核、幔之间的耦合会影响外核流体运动以及D″层的物理和化学状态,进而影响地核发电过程.从D″层产生的地幔柱或下地幔进入D″层的冷物质会改变地幔对流和外核流体的运动；反过来,外核流体运动状态的变化会影响地幔对流,进而影响板块运动和大洋玄武岩的喷发.由此可见,通过核、幔边界的耦合,地球磁场变化与地幔对流、地幔柱的活动、全球热流变化、真极移、气候演化、火山链、大陆玄武岩的喷发以及生物灭绝等事件可能存在一定的相关性．也就是说,通过仔细研究地质历史时期地球磁场的变化,不仅可以认识地球内部的物理过程，而且可以了解上述各种地质事件的演化规律.当然，地球磁场变化与这些地质事件的演化可能会存在某种相位差.在地球演化过程中，白垩纪具有一定的特殊性．1５０Ma以来黑色页岩、洋壳产量、古温度、古海平面和石油储量以及地球磁场变化特征表明（图2)，中生代大油田主要在CＮＳ期间形成，黑色页岩只产于CNＳ期间,洋壳产量在CＮS期间比80 Ma以来的平均值高出近１倍,古温度和古海平面在CNS期间的变化也十分显著.现在多数学者认为,这些并发事件在成因上可能存在着一定的联系.图２所示的地质事件主要来自对洋壳的研究,那么大陆的情况怎么样呢？我们知道，中国东部从挤压向伸展构造的转折大约发生在１30Ma左右,这与出现ＣＮS的时间是一致的；另外,ＣNS也是我国大庆油田的主要生油期,这可能意味着CNＳ期间地球内部物理过程的异常是全球性的.正是地球内部物理和化学过程的异常变化导致了CＮＳ和一些全球性地质事件的出现.通过对深海沉积物的研究,发现地球轨道要素的变化会影响地球磁场强度和气候的化[39］.由此提出地球磁场强度与气候变迁存在着某种相关性．随后对深海沉积物剩余磁的研究则表明,天然剩磁强度的变化与沉积物所含磁性矿物的种类、粒度和含量有关.要诸多因素中分离出地球磁场强度变化的影响非常不易,因此利用深海沉积物研究地球磁场度与气候变迁之间的相关性是很困难的[40].上述分析也说明,地球磁场和气候变化可能都地球内部物理和化学变化的结果,二者之间并不存在因果关系.Glass等人[41]提出,０.7Ma前陨石撞击地球造成地表生物灭绝,并且使地核流体运动状发生变化,从而引起地磁极性倒转(Ｍ-B）.他们认为,巨型陨石撞击地球使大气中产生大量埃,从而引起地表气温下降和冰期的出现,导致极地冰量增加和海平面下降;造成地球旋惯量和自转速率的变化,从而使ＣMB的剪切力发生改变，进而引起地磁极性倒转频率的化［42］.也有一些学者[43]不赞同陨石撞击地球与磁极倒转和生物灭绝存在相关性．比如0·７前降落于澳大利亚、印度尼西亚和印度洋的巨型陨石为什么未使生活于澳大利亚的袋鼠灭20Ma以来的７0余次地球磁场极性倒转绝大多数并不对应于地外天体撞击事件.尽管白垩末巨型陨石撞击地球可能是恐龙灭绝的主要因素,但并不等于地磁极性倒转或漂移事件与体撞击相关．这说明陨石撞击地球可能不会对外核流体的运动状态产生明显的影响．地球内部是处在动态的演化过程,要深入研究地球内部的物理化学性质，认识地质历时期各种古地球物理场(如重力、磁、电等)是非常有用的.特别是地球磁场的信息能够被岩所记录,因此古地磁学研究对于认识地球内部演化特征具有重要意义．致谢作者非常感谢马宗晋先生对本项研究的鼓励和指导．本工作为国家杰出青年科学基金(批准49４５4０0５）和中国科学院“百人计划”资助项目.参考文献1Ｄavid Ｐ. Sur lａstａｂiｌｉty dｅlａdｉreｃtioｎd’aimantation daｎs ｑueｌques rｏchesｖｏlcanｉques．C R Acad Sci Pａrｉｓ,１9０4,138:4１~422Ｂruｎches B. Ｒechｅrches sur le ｄirecｔｉon d’aimantaｔｉon ｄeｓｒoｃhｅs volcａｎｉqueｓ．JＰｈｙｓ, １９０6，5:7０5~７2４3 Mａｔuｙama M. Oｎｔｈe ｄirｅctioｎofmaｇnｅtizaｔioｎof ｂasaｌt in Ｊａｐan, Ｔyosen aｎdMａnchuria. Pｒoc Imp Acad Jaｐaｎ，１929, 5：２0３~2４Ｃox A，Ｄell R R,Dａｌrymple G Ｂ. Ｇeｏmagｎeｔｉｃｐｏlａｒity ｅpoｃhｓanｄPｌｅiｓｔocene ｇeoｃhｒonomeｔrｙ. Nature，1963, 198：１0４9～1055 Heirｔzler ＪR,Dickｓon G O，Herｒon E Ｍ, et al. Marine magnetiｃａnoma ｌieｓ，ｇeomaｇnetｉc fiｅｌd rｅvｅｒsａls, aｎd ｍｏtiｏnｓoｆtｈe ocflｏｏｒaｎｄcoｎtiｎｅｎts．J Geopｈｙs Ｒes, １96８, ７3: 21１9～213６6 LaBｒecqｕe J L，Keｎt D Ｖ, Ｃａnｄe SＣ．Rｅｖｉsed magnetic polａrity time sca ｌe ｆor Late Crｅtａｃeous aｎd Cｅｎoｚｏｉｃtimｅ. Gｅｏlogy，1９75: 330~3357 Cande S, Ｋent ＤV. A new geomagｎeｔic poｌarｉtｙtｉmｅsｃaｌｅfor the LatｅCｒeｔaceouｓand Cenoｚoic. J Geophys Ｒeｓ,19９2, 913917~1３951８Cａnｄe S,Kent D V.Revｉｓeｄcａlibratiｏn oｆthe geomaｇneｔic polarｉty timeｓcale foe the Late Ｃretaｃeous and Cenozoｉc. J Geｏphys R１995，1０0: 60９3~60９59Gｒadｓtein ＦM，Aｇterｂeｒg F P,Ogg JＧ, etａｌ. AMesoｚoiｃtｉme scalｅ. ＪＧｅoｐhys Res, １994，99: 24０51~2407410朱日祥,潘永信,郭斌，等．海陆气候变化记录相滞后:松山－布容极性转换约束.科学通报, 199８, ４3(１１): 1131~1111McFａdden ＰL, MeｒｒiｌlＲT. Staｔistical tools ｆor tｈｅanalｙsis of geomａgneｔｉc reverｓａl sequenｃes. J Geopｈys Res，1984，８9:3363３37212CoｘA．Lｅngths of gｅoｍagｎetic polarity intｅrｖaｌs．J Ｇｅopｈys Ｒes, 1968, 7３: ３2４7~３26０13朱日祥,刘椿，朱岗昆.极性倒转频率及其分布规律.科学通报，1990, 3５（4): ３74~375 1５８81４Gubbins D. Geｏmagnetic polarｉtｙrevｅrｓａls: a conｎｅｃtｉonwｉth ｓeｃｕｌar vaｒaiatioｎanｄcｏre-mａｎtlｅintｅraction．Rev Ｇｅophyｓ，19９4, 3６１～８３15Larｓｏn R L, Olsoｎ,Ｐ. Mantle plumes ｃｏｎｔrol ｍａgnetic reversal frequency. EaｒtｈＰlaｎet ＳcｉLett，1９９１，107:43７~44７16 Jｅanlｏz R. Thｅnaｔure ofｔhe eａrtｈ’s corｅ.Ann Ｒev EaｒtｈPlaｎet Sci, 1９90, 1８: 357~38617Ｚhu R X, Tschu K K.Preliminary ｓtudy ｏn the reｌａtiｏnship ｂetｗｅenＤ″ｌayer aｎd tｈe geomagｎetic poｌaｒｉty tｒａｎｓｉtiｏn．Cｈinese J Gphys，199５, 38:195~2021８GａllｅｔY，HuｌotＧ. Stａtioｎary and ｎｏｎｓｔatioｎary bｅｈaviour within theｇeｏｍａgnetiｃｐolariｔy tｉme scａle. GｅｏphyｓＲes Ｌetｔ, 199７,(１５): １875～187８19MerrillＲT．Ｕse ａｎd abｕsｅof ｉntｅnsｉｔy daｔa.Natｕrｅ, １987，329: 1９7～１982０Zhu R X,LiｕC, Tscｈu KK. Ａｎeｗmethod for detｅrminｉｎg ｐaｌeomagｎeｔic fieｌd inｔensitｙ. Ｃｈineｓe SｃiＢull, １99０，３5: 190６~19２1Pick T, Tauxe L. Ｇｅｏmagnetic palｅｏｉｎtensities duriｎｇthｅCｒetaceｏｕs normaｌｓuｐerchron meａsured ｕｓiｎg sｕbmarineｂasａｌtｉc gｌass.tｕrｅ,19９3,366: 238~2422２Prevot M, Derｄer M E, ＭcＷilｌiａmsＭO,et al. Intensiｔy of ｔhｅEarｔh’s mag ｎeｔiｃｆield：evidｅnce fｏr a Ｍesozoiｃｄipｏle lｏw.ＥａPｌaｎet Sci Leｔt，1９90, 97：12９~13923Hoｆｆman K Ａ.Pｏｌａrｉｔyｔｒansitｉon rｅcorｄs and thｅgｅoｍagnetic dｙnamo. Sｃience，1977, 196: 132９~133224 ＷilliａｍｓI S, Fuller Ｍ. Ｚonal harmｏnic ｍoｄelｓoｆreverｓａl transiｔiｏｎｆields. J Ｇeｏphys Rｅｓ，１98１, 86: 65７~66025Ｏlsｏn P．Geomａgnetic ｐoｌaｒiｔｙrevｅrsaｌs in a ｔuｒbulent ｃorｅ. Phｙs Ｅａrth Pｌanet Int, 1983, 33:２60~２74２6McFaddeｎP L, BartoｎＣE，Meｒill R Ｔ. Dｏｖirｔｕal geｏmagnetic pｏleｓfolｌoｗpreｆｅrｒed ｐａths during geomagnetic reｖerｓaｌs?Ｎatｕr1993, 361: 342~３44２7Eｇbert G. Ｓａmpｌing bias ｉn ＶGP longｉtudes.Gｅｏphｙs Ｒes Lｅtt, 1９92, １９:２353~２３56２8 ＺhｕR X，LａｊC，Ｍazaud A. ＴhｅMａtuｙａma-Brunhes andＵpper Jａraｍiｌｌｏｔransitｉonｓrecordeｄin loｅsｓｓection ａtWeｉnaｎ，ｎorｔh-ｃenｔCｈinａ. Earth Plａnet SｃｉLett, 19９４, 12５: 143~15８2９Zhu ＲX, Zｈｏu L P, Laj C, ｅt aｌ．Ｔhe Blaｋe geomagnｅtｉc pｏｌariｔy e ｐｉｓoｄe rｅｃoｒdeｄin Cｈinesｅｌoｅss.GｅopｈyｓＲes Lｅｔt，1９９2１(8）: 697~７003０郭斌,朱日祥,丁仲礼.Upper Jａｒamiｌlo极性转换与短极性事件期间地球磁场变化特征.科学通报,199９,44(1４）:1５4０154７３１Bloxham J, JａcksonＡ. Fluid flow nｅaｒthe sｕｒｆace of Earｔｈ’ｓouter core. RｅvＧeophyｓ, 1991，2９：97~1203２Dzｉewoｎski AＭ，Woodhoｕｓe J H. Globａl imageｓof the Eaｒth’ｓiｎtｅｒior．Sciｅncｅ,１９87,236: 37~4833Guｂbins D, Coe RS．Ｌongitｕdinaｌly confiｎｅd gｅomagneｔｉｃｒeversaｌｐathsfrｏmｎｏn-dipoｌeｔｒaｎsiｔｉon ｆields．Natuｒｅ, １99３,362:51～34ＪａｃｏbsＪA．Reversａlｓof thｅＥａｒth’sMagｎeticＦield．Caｍbｒｉdge:Ｃamｂriｄge Unｉveｒsｉty Ｐress, 199435ＢｏｇuｅＳW, Coe R S. Transiｔiｏnal paleoinｔeｎsitｉes fｒｏmKaｕａi，Ｈａｗaii, aｎdｇeomagnetic reversal ｍodels．J Ｇeophys Rｅｓ,1９84, 810３41~１０354３６Ｃoe ＲS, Ｐｒeｖot M. Eｖidence suggeｓtiｎg ｅxtremelｙrａpid fｉeldｖariatiｏｎdｕring ａgeomａｇｎeｔiｃrｅｖeｒsal.Eａrth Planet Sci Letｔ，198９2：２9２~298３7 ValeｔJ P,MｅynadieｒL. Gｅoｍａｇnｅtic field intｅnｓiｔy aｎd rｅvｅrsaｌs ｄurinｇthe past ｆoｕr ｍillｉon yeaｒｓ．Naｔure, 1９92, 366:23４~238刘青松，朱日祥,潘永信,等．极性转换期间地球磁场快速倒转的统计模型.中国科学, １99９, D辑,29(1): 5６~６139Wolｌin G, Ryａn W ＢF，FosteｒJＨ. Cｌimaｔic ｃhanｇes, magｎetｉc inｔenｓｉｔy variatｉｏns and flｕtuatioｎsｏfｔhe eccentriｃity oftｈｅEarｔｈ’sbit dｕrｉng the paｓt 20000０0 yeaｒs and ａmｅchａｎiｓm which ｍay ｂe resｐonsi ｂlｅfｏr thｅrelａｔionship. EartｈPｌanet ScｉＬｅtt, １97８, 4395~４0８４0Kｅnt ＤV．Apparent ｃoｒrelation of ｐaleomａｇnetｉc iｎｔeｎｓiｔy and ｃl ｉmatic ｒeｃorｄs in deｅｐ-seａｓedimenｔs. Naｔurｅ，1９82, 2９9：53８41Glａss BＰ，HeezeｎB C.Teｋｔｉteｓanｄgeｏｍaｇｎetｉｃrｅveｒsａls. ＳcｉＡｍ,１967, ２17: 32~3８4２Mｕller R A, ＭorrｉｓＤE. Geｏmａgｎｅtic revｅrｓaｌsｆroｍimpacｔs on the Earth.GeoｐhyｓRｅs Ｌｅｔｔ, 1986, 1３: 1１77~11804３Ｓchｎeｉder D A，Kent D V.Ivｏry Ｃoａst micｏrtekiｔｉtｅｓaｎd gｅｏmagｎe ｔｉc reversals.GeopｈｙsＲｅs Lｅtt,199０，17:16３～166。