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應用古地磁研究地質構造及礦產預測

1.研究地質構造

已經獲得了原生剩磁(TRM和DRM)的巖石,如果後來發生了構造運動,則使處於構造不同部位的巖石之間改變了它們生成時期的相對位置,剩磁方向也隨之改變。如果測定現代處於構造不同部位的巖石穩定剩磁方向,就可反推和驗證該構造運動發生的方式和方向。進而還可確定構造運動發生的大致年代。

圖9-31日本古近紀前後磁偏角的指向

為了搞清日本列島彎曲的時代,古地磁學家對日本各地質時期地層進行了廣泛的古地磁研究。結果發現日本各地新生代的磁偏角指向基本壹致,東北地區為10°,西南地區為9°。古近紀以前的平均磁偏角以大地溝為界,東北地區約為-33°,西南地區為28°左右,兩者有58°的夾角(圖9-31)。這個差值與兩個地區走向的夾角57°很相近。因此認為日本列島在新生代以前是呈直線分布,在古近紀早期受太平洋構造運動的影響,在大地溝壹帶發生彎曲形成目前的弧形分布狀態。

2.預測礦產分布

利用巖石的古地磁傾角,根據(6.11)式可推算出該巖石生成時期的古緯度坐標,從而不僅可用來研究古地理、古氣候和古植物群體的分布,還可根據古地理和古氣候資料來預測沈積礦產形成的可能時間與空間分布。例如,布拉頓與歐文在20世紀60年代根據古地磁資料,統計了在尋找石油、金屬礦床上與古緯度的關系。發現了西歐和北美大多數石炭紀煤田分布在古緯度小於30°的地帶,而加拿大、西伯利亞和壹些南方大陸的二疊紀和更年輕的煤田卻落在高緯度區。從統計上已知大多數新近紀—古近紀地層中的大油田是在古緯度30°以內形成的。而那些在古生代地層中出現的油田其古緯度小於20°。因此確定石油和天然氣潛在積聚方面,生油巖所處的古緯度是很有意義的。同時,有些蒸發鹽和礦物(如石膏、硬石膏、紅土礦等)是在幹旱高溫環境中形成的。現代蒸發巖都生成在熱帶和溫熱帶的沙漠區和半沙漠區,與幹燥的季節風和大陸的幹燥中心有伴生關系。它們均分布在緯度±45°範圍內。古蒸發巖有75%分布在緯度±30°範圍內。70%以上的大型磷礦床,其緯度分布在0°~30°之間。