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地球磁場通常被認(rèn)為由地球液態(tài)外核的對流運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的（地球發(fā)電機(jī)理論）。地磁場在地質(zhì)時(shí)期不斷變化、頻繁倒轉(zhuǎn)，且頻率變化不一，如從侏羅紀(jì)高達(dá)~7次/百萬年到長期（~107 年）單一穩(wěn)定極性（極性超時(shí)）。其中，白堊紀(jì)超靜磁帶（Cretaceous Normal Superchron，CNS）是地質(zhì)歷史時(shí)期的一個(gè)超長（~126-84百萬年）單一（正）極性期之一，常被用于研究白堊紀(jì)地球內(nèi)部動(dòng)力學(xué)過程。盡管自20世紀(jì)70年代起，陸續(xù)有CNS期間可能存在短期負(fù)極性事件的報(bào)道，但關(guān)于這些報(bào)道的短負(fù)極性事件是否代表真實(shí)的極性事件及其發(fā)生的時(shí)間和頻率等，仍存在較大爭議。

中國科學(xué)院青藏高原研究所新生代環(huán)境團(tuán)隊(duì)研究員顏茂都與合作者，通過高精度磁性地層和碎屑鋯石U-Pb年代學(xué)相結(jié)合的方法，建立了老撾萬象盆地北緣呵叻群地層兩個(gè)平行剖面的極性變化序列（圖1）。研究表明，兩個(gè)剖面整體均呈顯著的長正極性帶，在最年輕的碎屑鋯石U-Pb年齡和區(qū)域年代學(xué)證據(jù)約束下，可對比于CNS期（圖2）。兩個(gè)剖面中分別記錄了6個(gè)（R1-R6）和4個(gè)（R1’-R6’）短負(fù)極性帶。詳細(xì)的巖石磁學(xué)、古地磁學(xué)和巖石學(xué)礦物學(xué)分析結(jié)果表明，這些部分可對比的負(fù)極性帶可能記錄了CNS期間真實(shí)的短期倒轉(zhuǎn)事件?？蒲腥藛T進(jìn)一步對全球范圍內(nèi)報(bào)道過的有關(guān)CNS期間短極性事件的海相、火山巖和陸相沉積記錄進(jìn)行綜合集成分析，發(fā)現(xiàn)CNS期間可能至少發(fā)生了7個(gè)/組（包括5個(gè)多地/次和2個(gè)單地/次報(bào)道）的負(fù)極性事件，即：中晚阿普特期（M"-1r"或ISEA）、晚阿普特期-早阿爾布期（~113.3 Myr）、中阿爾布期（M"-2r" set）、晚阿爾布期（M"-3r" set）、晚塞諾曼期（~96 Myr）、晚土倫期和早圣通期（圖3）。

該研究首次提供了負(fù)極性事件M"-2r"和M"-3r"的陸相沉積記錄，系統(tǒng)捋清了CNS期間發(fā)生了至少5-7次的極性倒轉(zhuǎn)事件。研究還提出在其它極性超時(shí)（如Kiaman和奧陶紀(jì)負(fù)極性超時(shí)及晚中元古代Maya正極性超時(shí)）等也可能存在短極性事件；新的地球發(fā)電機(jī)數(shù)值模擬應(yīng)考慮極性超時(shí)（尤其是CNS期間）中的負(fù)極性事件。

相關(guān)研究成果以Frequent Polarity Reversals in the Cretaceous Normal Superchron為題，在線發(fā)表在Geophysical Research Letters上。棗莊學(xué)院旅游與資源環(huán)境學(xué)院副教授張大文為論文第一作者，青藏高原所顏茂都為論文通訊作者。研究工作得到中科院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)、第二次青藏高原綜合科學(xué)考察研究專項(xiàng)、國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目、科技部項(xiàng)目、中科院大陸碰撞與高原隆升重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開放—合作基金和棗莊學(xué)院“青檀學(xué)者”人才項(xiàng)目等的資助。

圖1.區(qū)域地質(zhì)背景和研究區(qū)概況。

圖2.萬象盆地班蓬坎和班農(nóng)本剖面的磁性地層年代學(xué)結(jié)果。

圖3.白堊紀(jì)超靜磁帶期間極性倒轉(zhuǎn)事件的全球性記錄。