近日，国际地学权威期刊《Geochemistry, Geophysics, Geosystems》在线发表了题为“Magnetic Characteristics of Highly Serpentinized Peridotite in the Iberia Abyssal Plain and Implications for Marine Magnetic Anomalies”的研究成果。该成果由中国海洋大学海底科学与探测技术教育部重点实验室章钰桢博士、姜兆霞教授、李三忠教授、中国石油集团渤海油田研究院苏凯、荷兰乌特勒支大学Mark J. Dekkers教授以及南方科技大学刘青松教授等共同完成。

蛇纹石化是基性、超基性岩在水岩作用下发生的一种热液蚀变过程，其典型产物为蛇纹石，同时会生成磁铁矿和氢气。磁铁矿作为蛇纹岩的主要磁性矿物，对海底磁异常具有重要贡献，尤其是在缺乏其他主要磁性来源的区域。伊比利亚海盆作为典型的洋陆过渡带，广泛分布着蛇纹岩，其磁性特征对理解海洋磁异常的形成机制具有重要意义，同时可以为海底氢气探测提供地球物理证据。

本研究对伊比利亚海盆ODP 1070A孔的蛇纹岩样品开展了系统的岩石磁学研究。研究发现，从下至上可分出三个岩石磁学单元：（1）以单畴（SD）±多畴（MD）磁铁矿颗粒为主的蛇纹石化橄榄岩单元；（2）以单畴±涡旋态磁铁矿为主的辉长岩单元；（3）以多畴±涡旋态和单畴±涡旋态磁铁矿/磁赤铁矿为主的角砾岩单元。这些样品的蛇纹石化程度均高于60%，且磁铁矿含量随蛇纹石化程度呈指数增长。研究表明，伊比利亚海盆的蛇纹石化过程经历了两个阶段：（1）在地幔剥露前发生的广泛蛇纹石化；（2）在地幔橄榄岩最终剥露后，靠近海底或海底发生的磁赤铁矿化-蛇纹石化。后一阶段显著降低了角砾岩单元的磁化率，而强磁化的蛇纹石化橄榄岩单元是洋陆过渡带海底磁异常的主要贡献者。

该研究不仅深化了对蛇纹石化过程中磁性矿物形成及其对海底磁异常贡献的认识，还为理解洋陆过渡带的地质结构提供了新的视角，为海底氢能探测提供了可能的磁学指标。

图1西伊比利亚半岛研究区域的地质环境 (a) 1070A孔的位置；(b) 研究区横截面示意图，表明1070A孔位于大陆洋过渡带的地幔暴露区。(c)钻孔岩性示意图

图2  代表性样品的镜下结果及能谱分析

图3 不同层位样品的岩石磁学结果。(a-d) 磁化率-温度曲线(κ-T)；(e)分布加热κ-T曲线; (f-i) 低温零场冷却曲线；(j-m) 等温剩磁矫顽力谱分析

图4 (a) 研究区域的基岩年龄、基底地势情况、表面磁异常和海底磁异常; (b) Q-ratio图，天然剩磁和磁化率相关图; (c)周边各孔的NRM和磁化率强度箱型图

Zhang, Y., Jiang, Z., Su, K., Dekkers, M. J., Li, S., & Liu, Q. (2025). Magnetic characteristics of highly serpentinized peridotite in the Iberia Abyssal plain and implications for marine magnetic anomalies. Geochemistry, Geophysics, Geosystems, 26, e2024GC012035. https://doi.org/10.1029/2024GC012035

论文链接：https://doi.org/10.1029/2024GC012035