未固結から半固結堆積物がもつ磁気特性の圧密応答性を探る

探索未固结到半固结沉积物磁特性的固结响应

• 批准号: 22K14119
• 负责人: 神谷 奈々
• 金额: $ 2.5万
• 依托单位: Doshisha University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22K14119/
• 关键词: 未固結堆積物; 圧密; 岩石磁気; 堆積残留磁気; テクトニクス

過去の地球磁場の情報は岩石に記録されるため，その情報を元に地質年代の決定やプレート運動の解明など，地球の歴史が紐解かれてきたが，岩石に記録される過去の地球磁場の情報は，岩石の生成過程で上書きされる．堆積岩の場合，圧密や褶曲といった堆積岩の発達過程で岩石に含まれる磁性鉱物が回転する可能性があるが，過去の地球磁場の情報である残留磁化を担う磁性鉱物の動きがいつ固定されるのかは明確になっていない．そこで本研究では，堆積物に記録される残留磁化に着目し，未固結から半固結状態の堆積物の残留磁化が圧密過程でどのように変化するのかを明らかにすることを目的とした．本年度は，半固結の堆積岩として堆積軟岩である房総半島に位置する前弧海盆堆積物を試料とし，圧密実験を実施した．岩石試料を圧密試験機により人工的に圧密させ，その前後の磁気異方性を比較した．磁気異方性の比較の際は，鉱物種や粒子サイズの異なる磁性鉱物の異方性を推定するために，初磁化率の異方性（AMS）と非履歴性残留磁化（ARM）を併用した．また，試料に含まれる磁性鉱物の特徴を把握するために振動試料磁力計（VSM）を用いて測定を行い，ヒステリシス曲線を得た．その結果，試料に含まれる磁性鉱物の最大軸および中間軸の方向が圧密によって回転している様子が捉えられ，それにより線構造と面構造の発達度合いが両者ともわずかに弱まる傾向が見られた．ARMの測定結果は，圧密前後でほとんど変化しなかったが，本供試体と同一層準の試料が示すヒステリシス曲線は，磁性鉱物の寄与が大きいことを示しており，今回ARMに変化がみられなかったのはそのためと考えられる．本年度の研究では，「半固結状態である堆積軟岩であっても，圧密により磁性鉱物が回転する余地が残されている」という，今後，未固結の堆積物を対象に検討を進めて行く上で重要な知見を得た．

过去地球磁场的信息被记录在岩石中，并且根据这些信息来解开地球的历史，例如确定地质年龄和阐明板块运动，这些信息在岩石形成过程中被覆盖。以沉积岩为例，在沉积岩的固结、褶皱等发育过程中，岩石中所含的磁性矿物可能会发生旋转，但磁性矿物何时会发生运动，这些矿物携带着剩余磁化强度，而剩余磁化强度是地球的信息。磁场过去，变得固定了还不清楚。因此，在本研究中，我们重点关注沉积物中记录的剩余磁化强度，旨在阐明松散到半固结沉积物的剩余磁化强度在固结过程中如何变化。今年，我们以位于房总半岛的弧前盆地沉积物（软质半固结沉积岩）为样本进行了固结实验。利用固结测试仪对岩样进行人工固结，比较固结前后的磁各向异性。在比较磁各向异性时，将初始磁化率各向异性（AMS）和非历史剩余磁化强度（ARM）一起用来估计不同矿物类型和粒度的磁性矿物的各向异性。此外，为了了解样品中所含磁性矿物的特性，使用振动样品磁力计（VSM）进行测量，并获得磁滞曲线。结果发现，样品中所含磁性矿物的最大轴和中间轴的方向由于固结而发生旋转，因此，线性和平面结构的发育程度均趋于轻微减弱。 ．．固结前后ARM的测量结果几乎没有变化，但与本标本同一地层级别的样品显示的磁滞曲线表明磁性矿物的贡献较大，本次观察到ARM的变化。这可能就是没有这样的事情的原因。在今年的研究中，“即使在半固结状态的软沉积岩中，由于固结，磁性矿物仍然有旋转的空间”，我们将在未来继续研究未固结的沉积物。我的旅程中的重要知识。