冷却速率对考古烧制黏土热剩磁的影响：基于现代砖块的实验研究
材料科学
2019-03-21 v1 地球物理
摘要
冷却速率对热剩磁（TRM）强度的影响以及为此效应校正考古/古强度的必要性早已被认识到。然而该校正的可信度仍受质疑。我们研究了在两座现代窑（SK 与 BK）中于已知实验条件下烧制的 35 块砖，并测量了遗址处地磁场的方向与强度。最小窑（SK，0.2 m^3）约 12 小时冷却，最大窑（BK，8 m^3）约 40 小时冷却。热磁、磁滞与背场曲线表明主要磁性载流子为贫 Ti 钛磁铁矿与贫 Ti 钛赤铁矿。由贫 Ti 钛赤铁矿承载的 TRM 比例是两组砖的主要差异。该比例在 BK 窑砖中约 5–10%，在 SK 窑砖中高达 40%。使用原始 Thellier-Thellier 协议并校正 TRM 各向异性确定了地球磁场强度。平均强度分别高估预期场强 5%（SK）与 6%（BK）。该结果强调了冷却速率校正的必要性。为详细评估冷却速率效应，我们采用了若干缓慢冷却速率：0.8、0.4、0.2 与 0.1{\textdegree}C/min。以 0.8{\textdegree}C/min 冷却获得的校正因子介于 -2% 与 21% 之间，且与贫 Ti 钛赤铁矿承载的 TRM 比例成正比。SK 窑砖中这些颗粒的较高比例导致校正因子被高估、强度被低估 7%。然而，当从考古强度与冷却速率校正的计算中排除高于 580{\textdegree}C 的温度步（即贫 Ti 钛赤铁矿解阻温度范围）时，预期强度得以恢复。对于 BK 窑砖，贫 Ti 钛赤铁矿对 TRM 无显著贡献，所有测试的冷却速率给出的平均强度均接近预期值。因此，错误估计考古冷却的持续时间对此类材料的古强度数据精度影响较小。
引用
@article{arxiv.1903.08574,
title = {Cooling rate effect on thermoremanent magnetization in archaeological baked clays: an experimental study on modern bricks},
author = {Gwenaël Hervé and Annick Chauvin and Philippe Lanos and Pierre Rochette and Mireille Perrin and Michel Perron d'arc},
journal= {arXiv preprint arXiv:1903.08574},
year = {2019}
}