Brother8的个人博客分享 http://blog.sciencenet.cn/u/Brother8

博文

岩石磁学演绎 第20章:磁相互作用对ARM的影响 精选

已有 1302 次阅读 2020-2-22 21:03 |系统分类:科研笔记

       根据尼尔理论得出的ARM表达式推断出只要很小的场,样品就能获得很大的ARM值,这显然与实验结果不符。为此,Jaep(1971)提出了磁相互作用对ARM的影响。

pARM = tanh{M/kt * (BH -lpARM)}

其中l~M/r3, pARM = ARM/SIRM

由上式可知,当ARM逐渐增大时, 由于引入的磁相互作用项-lpARM 使得ARM不能无限增大,而是在场达到一定程度时达到饱和状态。磁相互作用力与两个颗粒之间的距离呈1/r3衰减。同时,磁相互作用里样品中的颗粒含量呈正比。因此,当样品中的磁性矿物含量增加时,磁性颗粒之间的磁相互作用力增加,从而使得样品ARM值减小。这比较合理地解释了实测数据。

磁相互作用对ARM影响很大。所以,如果不考虑磁相互作用,就很容易把ARM的变化简单地理解为SD颗粒的含量变化。之前我们学过FORC图是检测磁相互作用的好方法。

另外一种方法是比较ARMMsMs代表着磁性矿物总体含量的变化,如果ARMMs绝对正相关,这说明ARM确实受含量控制。如果ARM/MSMS反相关,就说明随着磁性矿物含量的增加,ARM相对变小,暗示着磁相互作用的影响不可忽略。

Li et al. (2012)系统地研究了磁相互作用对磁小体链获得ARM能力的影响。随着磁小体链的破碎与不断聚集,磁小体之间的相互作用逐渐加强。这主要体现在其FORC图在纵轴的展布逐渐加宽,样品获得ARM的能力逐渐降低。

在环境磁学研究中,ARM/SIRM常被用做磁性颗粒的粒径参数,当ARM/SIRM增加时,一般暗示着磁性矿物颗粒的粒径减小。可是由下图可知,磁小体的粒径没有变,只是磁小体之间的相互作用力发生了变化,其ARM/SIRM的变化可以有一个数量级。

Yamazaki et al. (1997)研究了太平洋中部沿着纬向分布(6.10a)样品的cARM/cl (cl为低频磁化率,以下简化为c)。结果发现,该比值与样品的磁性矿物含量参数(比如磁化率和饱和等温剩磁)以及代表磁相互作用的参数R值具有明显的反相关关系(6.10b)。因此,cARM/c并不能够简单地被用来代表磁性矿物粒径的变化。Yamazaki et al. (1997)认为 cARM/clog(c)之间的线性趋势(6.10b)代表了磁相互作用对ARM的影响,cARM/c与该线性趋势之间的相对变化值DcARM/c则可能消除这种影响。

通过对比DcARM/ccARM/c发现二者随纬度变化的趋势不完全一致。cARM/c在北纬20度左右出现峰值,个别点在北纬50度左右达到峰值。这些异常高点对应的样品磁性颗粒含量很低,因此cARM/c的异常高值应该与样品中弱磁相互作用有关。而DcARM/c在南纬10度到北纬20度之间出现一个较为宽泛的稳定值,这代表着该区沉积物可能主要含有生物成因磁铁矿,而大气粉尘物质的输入较少。南纬10度左右的低值(粗颗粒)可能对应该区附近的火山喷山粉尘输入。综合DcARM/ccARM/c随纬度的变化模式,Yamazaki et al. (1997)认为前者的变化更为合理。

上图的趋势只是一个经验关系,其合理性还需要更多的合成样品实验来证实,尤其对SPD/MD颗粒,磁相互作用对其携带ARM影响的研究还很欠缺。 即使如此,Yamazaki et al.1997)的研究方法值得借鉴。尤其当ARM/SIRMcARM/c与含量参数(更为合理的应该是Ms)具有明显的反相关关系时,需要考虑磁相互作用是否影响了这些粒径参数。

胶黄铁矿在自然界中常常呈簇状聚集在一起,因此具有很强的磁相互作用,其FORC图在纵轴有很宽的展布。因此,当沉积序列中胶黄铁矿的信息比较显著时,不建议应用ARM/SIRM等粒径参数来指示粒径变化。




http://blog.sciencenet.cn/blog-1057014-1219856.html

上一篇:岩石磁学演绎 第19章:ARM的性质
下一篇:岩石磁学演绎 第21章:交变场衰减率(decay rate DR)对ARM的影响

3 黄永义 徐义贤 师永辉

该博文允许注册用户评论 请点击登录 评论 (0 个评论)

数据加载中...

Archiver|手机版|科学网 ( 京ICP备07017567号-12 )

GMT+8, 2020-4-1 14:08

Powered by ScienceNet.cn

Copyright © 2007- 中国科学报社

返回顶部