扬子地块早古生代沉积岩重磁化机制研究

Paleomagnetic study on the early Paleozoic sedimentary rocks of the Yangtze Block is significant in constructing the apparent wander path (APWP) and in exploring the tectonic evolution history of the Yangtze Block. However, through five decades’ efforts, there are still few high quality paleomagnetic data yielding from the early Paleozoic rocks in the Yangtze Block. The main reason is the widespread remagnetization occurred on the early Paleozoic rocks. Although there are plenty of reports on the remangnetization phenomenon of the early Paleozoic rocks, the timing and detailed mechanism causing the remagnetization remains poorly studied. Thus, it is necessary to conduct comprehensive paleomagnetic and rock magnetic studies on the remagnetization mechanism. The aim of this project is focus on determining the timing of the remagnetization and probing into the mechanisms that caused the remagnetization of the early Paleozoic rocks in the Yangtze Block. Understanding the remanence aquisition and chemi-physical progresses during the remagnetization event may give light to evaluation of the extent and area of the influence of the remagnetization event. This study would provide solutions to further paleomagnetic studies that aiming to isolate primary remanence from the early Paleozoic rocks in Yangtze Block.

扬子地块早古生代的可靠古地磁数据对于构建完整的古地磁视极移曲线、探讨扬子地块大地构造演化等科学问题具有重要意义。然而，经过近五十年的努力，扬子地块至今依然缺乏早古生代的可靠古地磁数据，其主要制约因素是重磁化的影响。目前已有较多扬子地块早古生代重磁化现象的报道，但是关于重磁化发生的时限和机制的研究仍然相对薄弱。因此，亟需开展古地磁学和岩石磁学综合研究厘定扬子地块早古生代沉积岩的重磁化机制。这项研究能够深化对岩石中剩磁获得机理及化学—物理变化过程的认识，约束岩石单元构造活动的时限和过程，从而评估扬子地块早古生代沉积岩被重磁化的范围和程度。本研究还有助于建立有效标准快速识别重磁化地层，获得扬子地块早古生代的原生剩磁，从而补充和完善扬子地块的视极移曲线，为扬子地块在早古生代的古地理重建、探讨与Rodinia和Gondwana古陆的位置关系等科学问题提供前提和基础。

扬子地块早古生代的古地磁研究对于构建扬子地块完整的古地磁视极移曲线、限定扬子地块在Rodinia和Gondwana大陆重建中的位置具有重要意义．然而，至今依然缺乏早古生代的可靠古地磁数据，其主要制约因素是重磁化的影响，但重磁化发生的时间和机制的研究还相对薄弱．研究扬子地块早古生代重磁化机制有助于建立有效标准快速识别重磁化地层，补充和完善扬子地块早古生代的古地磁视极移曲线；有助于深化对岩石中剩磁获得机制及化学—物理变化过程的认识，约束岩石单元构造活动的时限和过程．.本项目通过对扬子地块西南部的渝南三汇-道真剖面、重庆南川剖面和贵州羊磴剖面寒武系、奥陶系和志留系碳酸盐岩、粉砂岩等沉积地层的系统采样和古地磁学研究表明，这些早古生代沉积岩均被重磁化。根据其系统退磁特征可以分为两大类，大部分样品记录了单一剩磁分量A，其解阻温度低于450°C；从羊磴剖面获得的的平均方向为Dg/Ig = 3.1/48.1°（α95 = 2.9°），对应的古地磁极（87.0°N，2.8°E，A95 = 3.0°）与扬子地块古近纪–第四纪的古地磁极重合．少部分样品记录了两个磁化分量，其高温分量（450–585°C）与A分量显著不同，但明显远离扬子块体早古生代古地磁极；低温分量（< 450°C）与A分量类似．说明本区早古生代沉积岩记录了两期重磁化．经过系统的岩石磁学和岩相学分析显示，A分量和B低温分量的主要载磁矿物为磁黄铁矿（胶黄铁矿），B高温分量的主要载磁矿物为磁铁矿．这些磁性矿物都是成岩后的次生矿物．其中，解阻温度高于450°C的磁铁矿可能受晚燕山期造山运动影响生成；磁黄铁矿（胶黄铁矿）等矿物可能与印度板块与欧亚大陆碰撞引起的喜马拉雅造山运动所产生的流体作用有关，以后一期重磁化为主．新生代早期青藏高原隆升产生的流体在流经东南缘的碳酸盐岩、粉砂岩等沉积岩层时，与原岩发生相互作用，使磁黄铁矿、胶黄铁矿、磁铁矿等磁性矿物生长并获得化学剩磁，造成了广泛重磁化．