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TUhjnbcbe - 2022/5/6 18:18:00
彭洋 http://disease.39.net/bjzkbdfyy/210714/9183001.html
纳米及微米级的磁性矿物保留了有关于过去环境变化以及地磁场变化的关键信息,了解这些磁性矿物的特征对于解码磁性矿物记录至关重要。等温剩磁(IRM)曲线作为鉴别岩石样品中磁性矿物特征的一种基础磁学方法被广泛应用于岩石磁学和环境磁学的研究中。然而,由于一些矿物中磁性颗粒的聚集,彼此之间的静磁相互作用使得对于IRM曲线的解释变得十分复杂。近些年来,对于静磁相互作用对IRM曲线的影响的研究大多局限在对于其某几个参数的研究上,对于IRM曲线完整的研究却寥寥无几。针对上述问题,通过对不同形态的磁铁矿物颗粒进行三维建模(图1),利用有限元微磁模拟的方法计算出了具有静磁相互作用和非静磁相互作用的磁性矿物颗粒的IRM曲线(图2)。通过对模拟结果的分析,得出了如下结论:图1.磁性矿物颗粒的三维模型示例图2.磁性矿物颗粒的IRM曲线及其对应的高斯成分的模拟计算结果示例

彼此间存在静磁相互作用的同种磁性矿物颗粒的IRM曲线会分解出多个高斯成分,这些成分通常表现为:一个分布较窄的成分叠加在一个分布较较宽的成分之上(图2)。这一特征和生物体内的磁小体化石的IRM曲线的分解成分的特征十分相似。该发现为利用IRM曲线识别生物磁铁矿这一被广泛认可的岩石磁学方法提供了另一种可能的解释。

研究还表明,即使是彼此间不存在静磁相互作用的同种磁性矿物颗粒,由于受到其形态,伸长度等影响,IRM曲线也存在被分解出多种矿物成分的可能性。此外,通过对非相互作用的磁性颗粒的IRM曲线的理论计算,验证了微磁模拟计算的结果,使得该模拟更具可靠性。该研究为分析IRM数据提供了一种新的物理约束,对于利用IRM曲线识别磁性矿物的方法具有重要的指示意义。

论文信息:Bai,F.,Chang,L.,Berndt,T.A.,Pei,Z.().Micromagneticcalculationsoftheeffectofmagnetostaticinteractionsonisothermalremanentmagnetizationcurves:Implicationsformagneticmineralidentification.JournalofGeophysicalResearch:SolidEarth,,eJB.

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