Grain size dependent magnetic discrimination of Iceland and South Greenland terrestrial sediments in the northern North Atlantic sediment record
Grain size dependent magnetic discrimination of Iceland and South Greenland terrestrial sediments in the northern North Atlantic sediment record
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北大西洋北部沉积物记录中冰岛和南格陵兰陆地沉积物的粒度依赖磁判别
DOI：
10.1016/j.epsl.2017.06.042
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发表时间：
2017
影响因子：
5.3
通讯作者：
Housen, Bernard A.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Hatfield, Robert G.;Stoner, Joseph S.;Reilly, Brendan T.;Tepley, Frank J.;Wheeler, Benjamin H.;Housen, Bernard A.
我们使用等温和温度相关的现场方法和剩磁方法以及电子显微镜来表征在冰岛和格陵兰岛南部收集的陆地沉积物中不同筛分尺寸的部分。格陵兰粉砂 (3–63 μm) 和沙子 (>63 μm) 的磁性部分主要由接近化学计量的磁铁矿组成，这些磁铁矿可能在较细的粘土 (<3 μm) 部分中被氧化。相比之下，所有冰岛部分主要含有一系列成分的钛磁铁矿。亚铁磁性矿物优先存在于粉砂粒级中，并以细小的单域 (SD) 和伪单域 (PSD) 大小的包裹体存在于冰岛样品中，与格陵兰岛南部较粗的 PSD 和多域 (MD) 离散磁铁矿形成鲜明对比。我们通过创建已知的端元混合物并使用来自格陵兰岛南部埃里克海岭的自然混合海洋沉积物，展示了利用淤泥部分的磁性进行源分离的潜力。我们通过使用对不同源区域的不同结晶度和阳离子取代特性敏感的低温磁化率曲线，开发了一种亚铁磁源分离的新方法。这些特性与磁滞参数的协变表明，自末次盛冰期以来，沉积物来源的变化驱动了在埃里克岭沉积物中观察到的磁性矿物变化。这些观测有助于开发常规方法和解释框架，以地质上现实且有意义的方式定量确定来源，并评估不同过程如何结合起来驱动北大西洋沉积物记录中的磁性变化。
We use isothermal and temperature dependent in-field and magnetic remanence methods together with electron microscopy to characterize different sieved size fractions from terrestrial sediments collected in Iceland and southern Greenland. The magnetic fraction of Greenland silts (3–63 μm) and sands (>63 μm) is primarily composed of near-stoichiometric magnetite that may be oxidized in the finer clay (<3 μm) fractions. In contrast, all Icelandic fractions dominantly contain titanomagnetite of a range of compositions. Ferrimagnetic minerals preferentially reside in the silt-size fraction and exist as fine single-domain (SD) and pseudo-single-domain (PSD) size inclusions in Iceland samples, in contrast to coarser PSD and multi-domain (MD) discrete magnetites from southern Greenland. We demonstrate the potential of using magnetic properties of the silt fraction for source unmixing by creating known endmember mixtures and by using naturally mixed marine sediments from the Eirik Ridge south of Greenland. We develop a novel approach to ferrimagnetic source unmixing by using low temperature magnetic susceptibility curves that are sensitive to the different crystallinity and cation substitution characteristics of the different source regions. Covariation of these properties with hysteresis parameters suggests sediment source changes have driven the magnetic mineral variations observed in Eirik Ridge sediments since the last glacial maximum. These observations assist the development of a routine method and interpretative framework to quantitatively determine provenance in a geologically realistic and meaningful way and assess how different processes combine to drive magnetic variation in the North Atlantic sediment record.
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