条带状磁异常

大洋盆地中存在的磁异常

由于洋底岩石磁化方向不同所引起的呈条带状分布的磁异常，是大洋盆地中广泛存在的一种磁异常。它常沿大洋中脊轴的两侧对称分布,相互平行,正负相间。这种分布格局与陆上复杂的磁异常分布有着明显的不同。条带状磁异常的发现和解释为海底扩张说提供了论据，是建立板块构造说的基础之一。

特征

20世纪50年代中叶前，人们对大洋盆地磁异常的特征，几乎一无所知。1958～1961年，美国V.瓦奎尔、R.G.梅森和A.D.拉夫等在东北太平洋发现条带状磁异常。1963年，F.J.瓦因和英国D.H.马修斯运用海底扩张说解释条带状磁异常的成因。1968年开始的“深海钻探计划”中，证实了瓦因-马修斯模型的正确性,有力地促进了海底磁异常的测量和研究工作。

分布

海底条带状磁异常的强度一般是几百伽马，在大洋中脊轴部强度较大，向两翼强度减小。大洋中脊上的磁异常，平行于中脊的轴线延伸，正异常和负异常相间排列。单个磁异常的宽度约几公里至几十公里，纵向上绵延几百公里以上，在遇到洋底断裂带时被整体错开。断裂带两侧被错开的地磁异常剖面，相互仍可追踪对比，据此可以得出错开的幅度。东北太平洋的条带状磁异常，正负磁异常的幅度约 400伽马，单个磁异常宽约30公里，近南北向延伸,长达1000多公里（图1）。又如冰岛以南雷克雅内斯洋脊（属大西洋中脊）的磁异常，平行于洋脊延伸，脊轴上的磁异常强度最大，高达3000伽马，宽约40公里，在其两侧分别见到12个宽约15公里左右，强度为500～1000伽马的异常,相对于中脊轴线显示出很好的对称性，堪称海底条带状磁异常的样板。

条带状磁异常广泛分布于太平洋、大西洋、印度洋和北冰洋，也见于边缘海弧后盆地，如菲律宾海和南海等。条带状磁异常以大洋中脊最为典型，除印度洋中脊西南支外，各大洋中脊上几乎都有平行于中脊延伸的磁异常。在远离中脊的洋盆区，有些磁异常的延伸方向比较复杂，如太平洋西北部。在洋盆内还有一些地段缺失条带状磁异常，称为磁静带。在一些无震海岭和洋底高原上，局部性的磁异常扰乱了条带状磁异常的正常展布。

瓦因－马修斯模型　古地磁研究表明，在整个地球历史中，地球磁场的指向发生过多次倒转，即磁北极变为磁南极，磁南极变为磁北极。1963年，瓦因和马修斯根据地球磁场的极性反转历史和海底扩张说，提出了条带状磁异常的形成模型。瓦因-马修斯模型认为,洋脊轴部或中央裂谷处，地幔物质上涌冷凝成新洋壳，新生玄武岩在温度下降到约500°C（居里点）时,开始受到当时地磁场的磁化，当温度降到约 450°C时，磁性矿物的颗粒完全顺地磁场方向排列。磁化了的先成熔岩随着新熔岩的涌出，不断向两侧推移；同样地，地球磁场的极性反转使新熔岩在相反的方向上被磁化。这样，就在洋脊轴的两侧形成相互对称的正、反向磁化交替的地块。由于洋壳不断产生并向两侧扩张，地球磁场极性反转的顺序就像磁带记录器一样在洋壳上依次记录下来（图2）。

磁异常特征

瓦因-马修斯模型反映出如下的磁异常特征

① 正、反向磁化交替的洋壳块体产生对称于洋脊扩张轴的条带状磁异常。正向磁化的地块加强了那里的磁场强度，产生正异常；反向磁化的地块则抵消了一部分磁场强度，产生负异常。

② 单个磁异常的形态和大小与地壳中相应磁化块体的宽度有关。而宽度又取决于地磁场某极性期的持续时间和海底扩张速率。

③ 在大洋盆地的不同地区，同一时期海底扩张所产生的条带状磁异常具有相似性，因此可以鉴别在不同的地区发生于同一时期的磁异常。为了便于对比，J.R.海茨勒等把具有特征性而容易鉴别的条带状磁异常进行了编号。从新生代至晚白垩世有34个异常，而早白垩世至晚侏罗世有25个异常（见地磁极性转向年表）。每一磁异常条带都有其相对应的年龄，海底磁异常图也就相当于海底年龄图（见海底扩张说）。

测定后结果

实际资料表明了以上模型的正确性：洋底玄武岩样品的磁性测定表明，它的感应磁化强度只是剩余磁化强度的1/10左右。由此可见，大洋玄武岩引起的磁异常主要取决于它的剩余磁化强度。正、负磁异常条带的宽度可以与地磁极性转向年表中正向期、反向期的持续时间长短一一对比，表明条带状磁异常确实是由正、反向交替磁化的海底地块所引起。

从布设于南大西洋中脊磁异常明显地区的 8个深海钻孔中，取得了直接覆盖在玄武质洋壳上的沉积物岩心。古生物化石的鉴定证明，随着远离洋脊，钻孔中最老沉积物的时代由新变老。古生物年龄与磁异常年龄基本一致。

上述资料论证了瓦因－马修斯关于条带状磁异常模型的正确性，从而有力地支持了海底扩张说。

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