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IODP322航次C0011B岩芯环境磁学研究

郭天虹  
【摘要】:综合大洋钻探计划(IODP)322航次是南海海槽发震带实验(NanTroSEIZE)项目系列航次之一,其科学目标是确定菲律宾海北部四国盆地内即将俯冲到欧亚板块之下的海洋沉积物和岩浆岩基底的各项性质。C0011B岩芯位于俯冲前缘Kashinosaki海山的西北侧翼,取芯深度为340~876mbsf(782~844mbsf未取芯),总取芯率为70%,可划分为5个岩性单元,沉积时代为7.6~14Ma。 对第II、III和IV岩性段的503块样品开展环境磁学和岩石磁学研究,根据环境磁学参数随深度变化特征,可将岩芯分为A、B和C三段。其中A段对应于第II岩性段,为首次确立的中四国盆地浊流相;B段对应于第III岩性段的上半部分,C段对应于第III岩性段的下半部分和第IV岩性段,B、C两段交界处对应于10.8Ma半深海沉积速率降低。主要磁学参数随深度变化表明,A、B两段的磁性颗粒以及细粒磁性颗粒比C段的含量高;代表性样品的IRM获得曲线及Hcr获得曲线表明,携磁矿物主要为低矫顽力的软磁性矿物;分段样品的SIRM与x相关性图表明,A段主要为亚铁磁性的(钛)磁铁矿,B、C两段主要为顺磁性颗粒;代表性样品的x-T曲线表明,主要携磁矿物可能为钛磁铁矿,其中A段钛含量较高,B、C两段钛含量较低;分段样品的Day图表明,主要磁性颗粒为PSD+MD,其中C段比A、B两段MD含量高。总结实验结论得出:A段与C段的磁学性质完全不同;B段兼有A、C两段的磁学特征。 前人研究表明,C段中第IV岩性段的浊流沉积物来自日本西南,而A段的浊流沉积物来自伊豆-小笠原弧。因此,B段样品的磁性特征所反映的正是两处物源的转换过程,比岩性显示的变化更为敏感。总结得出该岩芯所在地区的沉积演化过程:10.8Ma之前(C段),物源单一,来自日本西南;10.8~9.1Ma(B段),物源来自两处,其中以日本西南为主,以伊豆-小笠原为辅;9.1~7.6Ma(A段),两处物源的主次关系反转。 10.8Ma四国盆地半深海沉积速率降低,在C0011B岩芯(B、C两段交界处)的磁学性质上有非常明显的响应。由于四国盆地俯冲前期的快速俯冲导致增生楔的快速隆升和剥蚀,所以这一变化可能对应于该构造事件的停止。


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