石头也会“失忆”？
岩石的磁性像一本“日记本”，记录着它形成时的地球磁场。但后期地质事件可能让岩石“失忆”，并重新写入新的磁性信息——这就是重磁化。重磁化什么时候发生、由什么机制引起，一直是古地磁学和构造、油气、矿床等学科交叉研究中的关键问题。
近日，长江大学资源与环境学院研究团队在Nature Index期刊 《Earth and Planetary Science Letters》 发表最新研究成果。我院朱鑫为第一作者兼通讯作者，夏小平、朱毓、M.P. Manu Prasanth为共同作者，西北大学董云鹏为共同通讯作者，其他合作者来自南京大学、奥尔良大学等高校及科研机构。研究团队对青藏高原北部欧龙布鲁克地块奥陶系灰岩开展原位方解石U-Pb定年、岩石磁学、扫描电镜观察和古地磁研究，揭示了重磁化与方解石U-Pb体系对化学流体活动的不同响应。
图1. (a) 青藏高原北部在亚洲的位置；(b) 青藏高原北部简化构造分区与前中生代地层分布，显示欧龙布鲁克地块与其他微大陆之间的关系；(c) 区域地质图；(d) 剖面图；(e) 石灰沟背斜卫星影像，并标注采样位置。
同一褶皱，两翼“记忆”不同
研究区石灰沟背斜的奥陶系灰岩，北翼和南翼记录了截然不同的重磁化历史。北翼方解石U-Pb定年显示，方解石基质年龄约为 479–466 Ma，与化石指示的沉积年龄一致；脉体记录了约479 Ma、462 Ma和400 Ma三期流体活动，其中约479 Ma脉体可能与沉积同期或早期成岩作用有关，约462 Ma和400 Ma脉体代表明确的沉积后流体事件。
图2. 多泉山组底部、中部和顶部三件灰岩的（a–c）基质与（d–g）脉体原位方解石 U-Pb 定年结果的 Tera-Wasserburg 图。
古地磁结果发现：北翼在晚奥陶世—泥盆纪发生重磁化，与晚期脉体年龄一致；南翼则可能在中生代—新生代发生重磁化。结合岩石磁学和扫描电镜观察，北翼重磁化最可能与原特提斯洋俯冲闭合相关的造山流体渗透有关，北翼断层破碎带可能充当流体通道；而两翼之间推断的断层及相伴的缺失地层可能构成“水力屏障”，使南翼免受同期造山流体影响。
图3. 以 96°E 为中心的地球 Robinson 投影，展示欧龙布鲁克地块和柴达木地块现有高质量古地磁数据的分布。红色（蓝色）圆圈分别代表基于南翼（北翼）灰岩特征剩磁在地理坐标（G）和地层坐标（S）下计算得到的古地磁极。阴影区表示可能的古地磁极的大致分布范围。
方解石基质是“保险箱”，磁性矿物是“警报器”
这项研究最有意思的发现是：尽管北翼石灰岩经历了明显重磁化，方解石基质仍保留了原生U-Pb年龄，像“保险箱”一样没有被打乱；而流体带来的痕量自生磁性矿物虽然体积很小，却主导了岩石的整体磁性，像“敏感警报器”一样在样品尺度上更灵敏地记录了化学流体事件。
因此，研究提出在样品尺度下，重磁化比方解石U-Pb年代学在识别化学流体方面更敏感。在利用方解石U-Pb定年论证剩磁的原生性时，应并行开展扫描电镜和岩石磁学交叉验证；将古地磁定年与原位方解石U-Pb定年结合，有望更可靠地约束碳酸盐岩特征剩磁的获得时代。
该项研究得到国家自然科学基金项目（42202234、42330310、42304092）和中国博士后科学基金项目（GZC20250285、2025M770433）资助。
论文信息：
Zhu, X., Dong, Y., Wang, B., Hui, B., Zhu, Y., Xia, X.-P., Chen, Y., Gong, Z., Zhang, Y., Sun, S., Jiang, N., Prasanth, M.P.M., Chong, F., Luo, Q., 2027. Sensitivity of remagnetization in fingerprinting chemical fluids: insights from paleomagnetism and calcite geochronology of the Ordovician limestones, northern Tibetan Plateau. Earth Planet. Sci. Lett. 697, 120418. https://doi.org/10.1016/j.epsl.2026.120418
全文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0012821X26005984
（审核： 刘彬）
