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地球磁场强度的长期变化与地球内部的物理化学过程密切相关,特别是一些特殊时期如白垩纪超静磁带期间的地球磁场强度变化,对于理解该时期特殊的地球内部动力学过程至关重要。然而,由于测量古强度实验的理论和技术方法很复杂,目前古强度数据仍然十分匮乏。为了提高实验成功率,本文试图把两种较新的岩石磁学方法(F0.C图和低温退磁技术)应用到古强度研究中。
本论文首先介绍了古强度实验涉及的诸多问题及相关的岩石磁学研究。然后在此基础上,结合古地磁和年代学研究了辽宁建昌白垩纪超静磁带玄武岩(喷发年代为119 Ma)。岩石磁学结果表明该区玄武岩中的载磁矿物为假单畴贫钛的钛磁铁矿或者纯的磁铁矿。通过对三个熔岩流中样品进行系统的热退和交变退磁获得了可靠的正极性特征剩磁分量,对应的平均磁偏角和磁倾角分别为6.0°和51.9°(α95=12.3°)。用经部分热剩磁(pTRM)检验和pTRM尾巴检验修正过的Thellier方法,对72块样品进行了古强度实验研究。只有10个样品在Arai图上显示了线性特征,对应的平均强度为25.8±1.4μT。另外,采用初始点和最终点的两点连线的斜率计算方法从其他18个样品获得的平均强度为24.8±1.9μT。两种方法显示了很好的一致性,总的平均强度为25.2±0.7μT。对应的虚偶极矩(VDM)的值为(4.5±0.1)×1022Am2,大约为现今地磁场强度的一半。该结果表明进入CNS后,地球磁场古强度呈现较弱的特征。