——刘全稳

随着有关地球磁场反转争议的平复，以及随后剑桥大学研究生瓦因（Vine F J）和他的导师马修斯（Matthews D H）对地磁异常资料赋予新的解释，全球新一轮的古地磁异常的找寻工作热复苏了。

1966年，F.J.瓦因（Vine F J）报道了靠近东太平洋洋脊的海洋地壳中的古地磁倒转记录。1967年，P.达格利等人（Dagley P，et al）报道冰岛东部至少存在61个极性层，或者说至少有60次极性完全改变。1968年，J.R.海尔茨勒（Heirtzler J R）等人公布了南大西洋的海洋地壳中所存在的古地磁倒转记录的证据。日本和中国东北在1929年就观测到了近一或二百万年的熔岩中岩石的反磁化现象。等等。

1966年，N.D.奥普代克（Opdyke N D）等人发现了3.6百万年前深海沉积物中的极性记录，其倒转的图谱与陆地上火山岩中发现的具有非常相似性。

从所发现的地球磁场倒转的资料中，可分离出地球磁场倒转具有如下特性：

（一）普遍性与绝对性

起初人们只以为地磁反转只是在局部陆地上的地层中存在，地磁异常属于偶发性事件。后来，人们眼光扩展到地球上3.6百万年前的地层中，发现了4个主要的正向和反向序列，建立了地球磁场倒转年代表。1977年，I.麦克杜格尔等（McDougall,et al.）根据放射性方法利用冰岛西部一处的连续叠覆了400个以上总厚度超过3500m的熔岩体，测定在近地面的火成岩的年代在迄今以前6.43~6.12百万年中存在有两次很短的极性倒转事件，把这个极性年代表又向前延伸了2~6.5百万年左右。随着在上白垩统（Fujiwara and Ohtake，1975）、三叠系（Herrero-Bervera E and Helsley C E，1983）、志留系（Graham J W，1949）、寒武系（Bingham and Evans，1975）等更老地层中地磁场倒转资料的获得，以及海岭和深海区域古地磁异常资料的获取，地球磁场倒转具有普遍性的认识得以确立，因而，地磁场倒转在地域上和时间上是绝对的。

（二）瞬时性与突变性

1975年，日本学者Y.藤原和T.大畑（Fujiwara and Ohtake）对日本北海道的晚白垩世碱性岩类进行了古地磁研究，发现在一个较薄的苦橄粗玄岩复合体中既存在正常极性，也存在反向极性。在同一个岩石复合体中存在着两种不同的古地磁极性，他们认为可以这样解释：当复合体边缘部分的岩石冷却经过居里点，记录的地磁场为正常极性，而当侵入体内部的岩石冷却磁化时，地磁场已经发生了改变，所记录的是异常极性的地磁场。这一事件说明地球磁场极性反转的极性过渡期是相当短暂的，极性变化是突然的，也就是说地磁场的极性反转具有瞬时性和突变性。

（三）全球性与局域性

在所有关于发现磁场倒转的报道中，可以区分出两种不同类型的极性反转事件，一种是全球性的磁场倒转，另一种是局域性的磁场倒转。

处于布容极性期的所有有关地磁磁极发生游移或倒转的报道，几乎没有一例能够在全球范围内得到充分的证实，不是因为存在异地同期相反的认识，就是因为存在其它因素认识不清而不能确定的认识，因而无法在极性年代表中得以展现。在其他极性期或更加古老的地磁异常报道中，同样存在一些相当大的不确定性，无法在全球范围取得统一认识的地磁场反转事件，可以将这些地磁场倒转归于局域性的地磁异常。

在全球范围内可以取得相对统一性认识的地磁场倒转事件，属于全球性极性事件。一些相对处于地表、时代较新、分布较广、研究较多、全球性较好、已编入极性年代表的熔岩中赋存的地磁极性反转事件，如：松山反向期的加拉米洛事件、奥杜威事件，高斯正向期的马默思事件等都属于全球性极性事件。

（四）游移性与夭折性

许多勘测资料表明：地史上地球磁场的磁极具有游移性和夭折特征。人们所说的地磁磁极的游移是指一种没有建立起反向磁场，而磁极却又偏离了正常位置，表现出向相反方向游移，最后还是回到正常位置的特征。磁极游移可能是一次完整的游移，也可能是一次夭折的游移。完整的游移是指磁极从偏离正常位置开始，持续平滑移动位置直到回到正常位置，夭折的游移是指磁极从平滑离开正常位置开始，最后突然回到正常位置。有人称磁极的游移本身是一次夭折的磁极反转，从这个意义上讲，磁极的夭折性也就是指磁极的游移性。

最早关于磁极游移的报告可能是由N.邦霍梅特和J.巴布金（Bonhommet and Bakkine，1967）提出的，后来被称为“拉香普游移”，他们是通过观察法国中央山脉（La Chaine Puys）的拉香普（Laschamp）和奥尔比（Olby）熔岩，发现了其中存在的磁极游移事件，这是游移事件中游移证据最为确凿的一个。其他磁极游移的事例还有芒戈湖游移、莫诺湖游移、哥德堡游移等。

（五）特殊性与相对性

尽管地球磁场倒转具有普遍性和绝对性，但是不能否认还存在着特殊性和相对性，岩石磁性的反向还存在着除地球磁场倒转以外的可能，岩石矿物磁性的自发反向以及化学剩磁就是例证。

从1949年J.W.格雷厄姆发现一套稳定延伸几百千米的地层的磁化异常具有特殊性开始引发地球磁场倒转争议，随后C.M.卡迈克尔（Carmichael,1959,1961）通过实验研究了钛铁矿－赤铁矿固溶体（其中钛铁矿含量远少于赤铁矿）中Fe2+和Fe3+离子之间的自发反向问题；C.W.埃弗里特（Everitt,1962）实验证实了磁黄铁矿具有自发反向性质，并被后期W.A.罗伯逊（Robertson,1963）在澳大利亚的二长岩磁黄铁矿中发现；F.赫勒等人的熔岩样品的热实验证实存在部分自发反向；L.P.肯尼迪（Kennedy，1981）在菲律宾纳蒂布山（Mt Natib）的英安岩中发现存在自发反向现象；等等。充分说明了自然界中广泛存在着一种岩石磁场的自发反向现象。

1982年，E.E.拉森等人（Larson,et al.,1982）发表了他们于1975年对位于亚利桑那州红色的三叠系芒科皮（Moenkopi）地层所进行研究中关于古地磁和岩石磁性的研究成果，他们从该地层许多地点的大批同类样品中，既找到了正常的，也找到了异常的剩磁成分，在整个地层中，方向居中的剩磁强度都很弱，意味着存在两个或更多个大小相等方向相反的磁性成分，他们认为，该地层所具有的剩磁，主要是在漫长的地质时期中通过成岩作用获得的化学剩磁。化学剩磁是指某些沉积物中的铁矿物在沉积后经历了化学变化，从而导致一种后生磁化。

（六）偶极性与非偶极性

在所有已发现的古地磁资料中，古地磁异常可以划分为主要的偶极子地磁资料类和次要的非偶极子地磁资料两类。

磁异常最早于1904年被发现，基于“将今论古”原理，人们一直以为古地磁也应该是偶极的，尽管出现一些地磁异常的时代归属和是否异常成立等的争论，那都是在偶极子磁场条件下的学术争鸣。当古地球磁场可能属于非偶极子磁场的观念在1970年首先被R.L.威尔逊和J.艾德•霍尔（Wilson and Ade-Hall,1970）根据采自欧洲和亚洲的

岩芯样本分析结果而提出，后经K.M.克里尔等人（Creer at el ，1973）、J.M.韦尔斯（Wells,1973）、R.T.梅里尔和M.W.迈克尔希尼（Merrill and McElhinny 1977)所证实时，人们不得不接受古地磁异常中存在着非偶极子异常现象。这种非偶极子异常资料给人们的感觉如图6-25，如同磁力线从赤道附近两个局部地区的地核中出发，在从两极大约55º处的两个局部地区进入地核。

偶极子磁场更加符合大多数人的观念，也更加符合现代地球磁场的状态，人们讨论地磁异常，分析形成机理，探讨理论模式，都愿意从偶极子磁场出发，毕竟这类磁异常属于到多数。但是，要分析全球的古地磁资料，就必须要面对那些证据确凿的非偶极子异常磁场，因为在一定区域内，非偶极子磁场产生的场强总和能够超过偶极子磁场，否则，这些非偶极子磁场资料就不可能被现今的人们收集到。

问题的关键是，一定要区分偶极性资料与地球偶极磁场和非偶极性资料与地球非偶极磁场是两回事，也就是说资料与实际可能根本就不是一一对应的。偶极性磁场同样也可以产生非偶极性异常资料。