近日，美国地球物理学会（AGU）旗下地学领域权威期刊《Geochemistry, Geophysics, Geosystem》发表了题为“Comparing paleointensity recording efficiencies of detrital and biogenic magnetite by deposition experiments with synthetic sediments”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何况副教授、姜兆霞教授、李三忠教授、博士研究生李梦涵、硕士研究生李文辉与中国科学院地质与地球物理研究所秦华峰副研究员、杜雨安博士、德国波茨坦地学研究中心Sophie Roud博士与德国不来梅大学Tilo von Dobeneck教授共同完成。

海洋沉积物中包含来源于碎屑、生物和自生过程的磁性矿物颗粒，这些颗粒记录了地磁场方向和强度在地质时间尺度上的变化。已有研究表明，碎屑磁铁矿与生物成因磁铁矿的剩磁记录效率存在显著差异。因此，这两类磁铁矿的不同比例混合，以及化石磁小体链结构随时间的逐渐解体，可能会导致相对古强度（RPI）记录产生系统性偏差。

为探讨上述效应，我们开展了实验室沉积实验。采用具有涡旋态和较小多畴结构的商业磁铁矿粉末模拟自然界中的碎屑磁铁矿，并将趋磁螺菌（Magnetospirillum gryphiswaldense MSR-1）及链结构坍塌后的磁小体作为生物成因磁铁矿。三类磁性组分均悬浮于高岭土溶液中，并在由亥姆霍兹线圈产生的50和70 μT磁场下沉积。基于沉积剩磁（DRM）、非磁滞剩磁（ARM）和等温剩磁（IRM）获得的RPI结果表明，与商业磁铁矿相比，趋磁细菌MSR-1及链结构坍塌的磁小体的剩磁记录效率显著降低，约低1.7–5.3倍。本研究为碎屑与生物成因磁铁矿在沉积过程中的剩磁记录效率差异提供了新的认识，表明天然沉积物中不同成因磁铁矿的组成变化可能导致地磁场强度重建产生系统性偏差。

图1 趋磁细菌MSR-1磁小体的尺寸范围是20-50 nm；商业磁铁矿形状不规则，尺寸范围是0.25-7 μm

图2 以20–35 mT交变退磁区间作为RPI斜率的拟合范围

图3 商业磁铁矿记录剩磁的效率是趋磁细菌MSR-1和坍塌磁小体的1.7-5.3倍

He, K.^*, Qin, H., Roud, S. C., Jiang, Z., Li, M., Li, W., ... & von Dobeneck, T. (2026). Comparing paleointensity recording efficiencies of detrital and biogenic magnetite by deposition experiments with synthetic sediments. Geochemistry, Geophysics, Geosystems, 27(3), e2025GC012818.

文章链接：https://doi.org/10.1029/2025GC012818