应用古地磁研究地质构造及矿产预测

(一)研究地质构造

已经获得了原生剩磁(TRM或DRM)的岩石,如果后来发生了构造运动,则使处于构造不同部位的岩石之间改变了它们生成时期的相对位置,剩磁方向也随之改变。如果 测定现代处于构造不同部位的岩石稳定剩磁方向,就可反推和验证该构造运动发生的方式 和方向,进而还可确定构造运动发生的大致年代。

为了搞清日本列岛弯曲的时代,古地磁学家对日本各地质时期地层进行了广泛的古地 磁研究。结果发现日本各地新生代的磁偏角指向基本一致,东北地区为10°,西南地区为 9°。古近纪以前的平均磁偏角以大地沟为界,东北地区约为-33°,西南地区为28°左右,两者有58°的夹角,如图3-53所示。这个差值与两个地区走向的夹角57°很相近。因此认 为日本列岛在新生代以前是呈直线分布,在古近纪早期受太平洋构造运动的影响,在大地 沟一带发生弯曲形成目前的弧形分布状态。

图3-53 日本新近-古近纪前后磁偏角的指向

(二)预测矿产分布

利用岩石的古地磁倾角可推算出该岩石生成时期的古纬度坐标(利用式(3-13)),从而不仅可用来研究古地理、古气候和古植物群体的分布,还可根据古地理和古气候资料 来预测沉积矿产形成的可能时间与空间分布。例如,布拉顿与欧文在20世纪60年代根据 古地磁资料,统计了在寻找石油、金属矿床上与古纬度的关系。发现了西欧和北美大多数 石炭纪煤田分布在古纬度小于30°的地带,而加拿大、西伯利亚和一些南方大陆的二叠纪 和更年轻的煤田却落在高纬度区。从统计上已知大多数新近-古近纪地层中的大油田是在 古纬度30°以内形成的。而那些古生代地层中出现的油田其古纬度小于20°。因此确定石 油和天然气潜在积聚方面,生油岩所处的古纬度是很有意义的。同样,有些蒸发岩和矿物(如石膏、硬石膏、红土矿等)是在干旱高温环境中形成的。现代蒸发岩都生成在热带和 温热带的沙漠区和半沙漠区,与干燥的季节风和大陆的干燥中心有伴生关系,它们均分布 在纬度±45°范围内;古蒸发岩有75%分布在纬度±30°范围内;70%以上的大型磷矿床,其纬度分布在0°~30°之间。