湖北宜昌震旦系陡山沱组四段黑色页岩中发育大量以白云石为主的碳酸盐结核,扫描电镜和岩石磁学方法发现结核中的磁性矿物以胶黄铁矿为主。结核由自生碳酸盐胶结原始沉积碎屑而成,而胶黄铁矿作为一种自生矿物,常形成于早期还原成岩环境,其形成伴随着原有含铁碎屑矿物的溶解。因此研究结核的生长演化及其磁学性质对揭示早期埋藏和成岩环境具有重要意义。碳酸盐结核的矿物成分和微观组构分析表明,结核与围岩中含有相似的碎屑矿物成分,结核通过碳酸盐胶结原始沉积碎屑生长而成。围页岩中的高有机质含量和草莓状黄铁矿揭示了缺氧沉积环境。结核中保存很好的纸房状构造(card-house)和白云石球状构造暗示结核形成于沉积早期沉积物-水界面下0-3米处。在硫酸盐还原带通过有机质分解和甲烷厌氧氧化可产生大量碳酸盐,其充填由有机质分解或发酵产生的气泡或孔洞可形成白云石球状构造。陡山沱组结核的块状构造以及其中透入性分布的球状构造揭示了结核以透入性模式生长,碳酸盐胶结在整个结核中同时成核结晶并生长。扫描电镜和岩石磁学方法发现结核与围岩中都含有胶黄铁矿,且结核中的磁性矿物以胶黄铁矿为主,另含少量磁铁矿。磁化率各向异性测量显示,结核与围岩具有完全不同的磁组构特征。围岩磁化率各向异性为扁球状且磁面理与层面平行的正常沉积磁组构,结核磁化率各向异性为长球状且磁线理与层面垂直的反转磁组构。为了解释结核中反转磁组构的成因机制,除磁化率各向异性外还测量了等温剩磁各向异性。测量结果显示,围岩与结核的等温剩磁各向异性具有与磁化率各向异性相似的磁组构特征。岩石磁学分析表明胶黄铁矿控制了结核的反转磁组构特征。与围岩相比,结核并未受到强烈的压实作用,而是通过结核生长保存了原始的沉积组构,表明结核的反转磁组构在早期沉积时就已存在。结核的反转磁组构由胶黄铁矿微晶晶轴定向排列而成,并推测这可能与生长环境有关。在早期还原成岩时,垂向上的化学环境变化以及流体流动使胶黄铁矿的[100]轴垂直层面生长。这种原始沉积磁组构通过结核生长被保存下来,而围岩却由于压实作用使[100]轴平行层面排列,从而形成正常沉积压实磁组构。