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磁组构,也叫磁化率各向异性。磁组构一词来源于“岩组学”。岩石内磁性矿物颗粒或晶格(或者它们的组合)的定向排列,引起了岩石的磁各向异性,其物理实质是磁化率的各向异性,表现为磁化率量值椭球的形状和大小。磁组构分析方法自提出以来,已经被广泛地应用到地学的各个研究领域,如沉积岩石学、岩浆岩石学、变质岩石学、构造地质学、矿床学、古地理学等,并在古地磁学、地球物理勘探和环境科学等方面发挥了重要的作用,取得了较好的研究效果。
由风化而形成的不规则磁性岩矿颗粒,在沉积的过程中,受搬运动力的作用,使其长轴方向趋向于某一方向排列,从而形成沉积物的磁化率各向异性,即磁组构。常用磁组构参数用磁化率椭球体三个主轴的量值来表示,通常,最大主轴的偏角与沉积水动力条件相关,当沉积面较平,水流不太急时,偏角的方向指示了水流的方向,而最大主轴的倾角和最小主轴的倾角则指示了是否为正常的沉积环境。其他磁组构参数都是根据此三个主轴的大小计算而得。磁组构参数的物理意义和沉积环境学意义表明磁化率和磁组构参数都是沉积环境和气候变化的良好记录载体,通过研究沉积物的磁组构参数特征可以获取沉积环境和古气候的演化信息,同时为判定沉积环境的稳定性提供依据。
本文即是利用磁组构分析这一方法对巢湖盆地沉积物进行磁组构特征研究,利用磁组构的沉积环境学意义,来研究该地区的古气候环境演变过程。在巢湖盆地1303钻孔和0711钻孔岩芯中分别采集了886个和1127个磁化率样品,并分别采集了2个和17个年龄样品。
通过野外观察发现0711孔在36.2m处岩性有较大的变化,该孔磁化率样品的磁组构测量结果表明,36.2m以上的沉积物具有与风成沉积物一致的磁组构特征,据此判断36.2m以上的沉积物是风积成因的,结合年龄样品的测量结果,断定该地区晚更新世发育风成沉积,这一结果与该地区第四纪综合沉积层序是一致的。36.2m-50.87m之间的沉积物磁组构具有与水成沉积物相似的磁组构特征,结合沉积物岩性特征,认为该段沉积物是在较为动荡的水动力条件下沉积的,也就是非正常重力分异条件下的沉降。说明了不同沉积成因的沉积物具有不同的沉积物磁组构数值特征,可以据此来判断沉积物的形成方式。
1303孔年龄样品的测量结果表明孔深30m处年龄与晚更新世开始时间大致相同,所以可以通过对30m以上沉积物的磁组构研究来恢复该地区晚更新世以来的古气候环境演变过程。通过研究发现,该地区晚更新世以来的沉积环境和古气候经历了如下的变化过程:沉积动力由弱变强,再由强变弱,且变弱后的沉积动力仍比未变化前的沉积动力强。沉积环境的稳定性经历了稳定-较不稳定-较稳定-极不稳定-较不稳定的变化过程。
巢湖盆地地区沉积物磁组构特征的研究表明可以利用沉积物磁组构数值特征来判定沉积物是属于风成沉积物还是水成沉积物。同时沉积物的磁组构数值特征较准确的反映了该地区的古气候环境演变过程,可以通过开展研究沉积物磁组构的研究来获得该地区的古气候环境变化信息,为气候环境的预测提供依据。