條帶狀磁異常
正文
由於洋底岩石磁化方向不同所引起的呈條帶狀分布的磁異常，是大洋盆地中廣泛存在的一種磁異常。它常沿大洋中脊軸的兩側對稱分布,相互平行,正負相間。這種分布格局與陸上複雜的磁異常分布有著明顯的不同。條帶狀磁異常的發現和解釋為海底擴張說提供了論據，是建立板塊構造說的基礎之一。20世紀50年代中葉前，人們對大洋盆地磁異常的特徵，幾乎一無所知。1958～1961年，美國V.瓦奎爾、R.G.梅森和A.D.拉夫等在東北太平洋發現條帶狀磁異常。1963年，F.J.瓦因和英國D.H.馬修斯運用海底擴張說解釋條帶狀磁異常的成因。1968年開始的"深海鑽探計畫”中，證實了瓦因-馬修斯模型的正確性,有力地促進了海底磁異常的測量和研究工作。
特徵和分布 海底條帶狀磁異常的強度一般是幾百伽馬，在大洋中脊軸部強度較大，向兩翼強度減小。大洋中脊上的磁異常，平行於中脊的軸線延伸，正異常和負異常相間排列。單個磁異常的寬度約幾公里至幾十公里，縱向上綿延幾百公里以上，在遇到洋底斷裂帶時被整體錯開。斷裂帶兩側被錯開的地磁異常剖面，相互仍可追蹤對比，據此可以得出錯開的幅度。東北太平洋的條帶狀磁異常，正負磁異常的幅度約 400伽馬，單個磁異常寬約30公里，近南北向延伸,長達1000多公里（圖1）。又如冰島以南雷克雅內斯洋脊（屬大西洋中脊）的磁異常，平行於洋脊延伸，脊軸上的磁異常強度最大，高達3000伽馬，寬約40公里，在其兩側分別見到12個寬約15公里左右，強度為500～1000伽馬的異常,相對於中脊軸線顯示出很好的對稱性，堪稱海底條帶狀磁異常的樣板。
條帶狀磁異常廣泛分布於太平洋、大西洋、印度洋和北冰洋，也見於邊緣海弧後盆地，如菲律賓海和南海等。條帶狀磁異常以大洋中脊最為典型，除印度洋中脊西南支外，各大洋中脊上幾乎都有平行於中脊延伸的磁異常。在遠離中脊的洋盆區，有些磁異常的延伸方向比較複雜，如太平洋西北部。在洋盆內還有一些地段缺失條帶狀磁異常，稱為磁靜帶。在一些無震海嶺和洋底高原上，局部性的磁異常擾亂了條帶狀磁異常的正常展布。
瓦因－馬修斯模型 古地磁研究表明，在整個地球歷史中，地球磁場的指向發生過多次倒轉，即磁北極變為磁南極，磁南極變為磁北極。1963年，瓦因和馬修斯根據地球磁場的極性反轉歷史和海底擴張說，提出了條帶狀磁異常的形成模型。瓦因-馬修斯模型認為,洋脊軸部或中央裂谷處，地幔物質上涌冷凝成新洋殼，新生玄武岩在溫度下降到約500°C（居里點）時,開始受到當時地磁場的磁化，當溫度降到約 450°C時，磁性礦物的顆粒完全順地磁場方向排列。磁化了的先成熔岩隨著新熔岩的湧出，不斷向兩側推移；同樣地，地球磁場的極性反轉使新熔岩在相反的方向上被磁化。這樣，就在洋脊軸的兩側形成相互對稱的正、反向磁化交替的地塊。由於洋殼不斷產生並向兩側擴張，地球磁場極性反轉的順序就像磁帶記錄器一樣在洋殼上依次記錄下來(圖2)。 瓦因-馬修斯模型反映出如下的磁異常特徵：
① 正、反向磁化交替的洋殼塊體產生對稱于洋脊擴張軸的條帶狀磁異常。正向磁化的地塊加強了那裡的磁場強度，產生正異常；反向磁化的地塊則抵消了一部分磁場強度，產生負異常。
② 單個磁異常的形態和大小與地殼中相應磁化塊體的寬度有關。而寬度又取決於地磁場某極性期的持續時間和海底擴張速率。
③ 在大洋盆地的不同地區，同一時期海底擴張所產生的條帶狀磁異常具有相似性，因此可以鑑別在不同的地區發生於同一時期的磁異常。為了便於對比，J.R.海茨勒等把具有特徵性而容易鑑別的條帶狀磁異常進行了編號。從新生代至晚白堊世有34個異常，而早白堊世至晚侏羅世有25個異常（見地磁極性轉向年表）。每一磁異常條帶都有其相對應的年齡，海底磁異常圖也就相當于海底年齡圖（見海底擴張說）。
實際資料表明了以上模型的正確性：洋底玄武岩樣品的磁性測定表明，它的感應磁化強度只是剩餘磁化強度的1/10左右。由此可見，大洋玄武岩引起的磁異常主要取決於它的剩餘磁化強度。正、負磁異常條帶的寬度可以與地磁極性轉向年表中正向期、反向期的持續時間長短一一對比，表明條帶狀磁異常確實是由正、反向交替磁化的海底地塊所引起。
從布設於南大西洋中脊磁異常明顯地區的 8個深海鑽孔中，取得了直接覆蓋在玄武質洋殼上的沉積物岩心。古生物化石的鑑定證明，隨著遠離洋脊，鑽孔中最老沉積物的時代由新變老。古生物年齡與磁異常年齡基本一致。
上述資料論證了瓦因－馬修斯關於條帶狀磁異常模型的正確性，從而有力地支持了海底擴張說。
參考書目
A.Cox，ed.，Plate Tectonics andGeomagnetic Reversals，W.H.Freeman，San Francisco，1973.
