长江中下游河流沉积物磁性特征初探

通过多参数磁性测量分析,探讨长江中下游干、支流河流沉积物的磁性特征,为研究长江水沙环境积累基础资料.研究结果表明,长江中下游干、支流河流沉积物中,磁性矿物类别均以磁铁矿为主,晶粒均以假单畴-多畴为主.与干流相比,支流沉积物中不完整反铁磁性物质含量较多,晶粒较细,Χ值仅是干流的1/10.随着支流泥沙的汇入,入江口以下江段沉积物的磁性特征相应发生变化.支流泥沙物源贡献的研究是探讨长江中下游干流沉积物环境特征的主要因子.     

闽浙沿岸泥质沉积的物源分析

对位于东海内陆架泥质区中部的PC-6孔进行了粒度分析、AMS^14C年龄分析和元素测试。利用元素间的相关性分析、特征元素比值以及判别函数等方法,对该泥质区近7．7ka以来的物源进行了分析,认为闽浙沿岸泥质沉积物的碎屑组分主要来自于长江。物源定量计算表明,近7．7ka以来长江沉积物平均约占87．5％,少有黄河沉积物的输入。稳定的物质来源指示了台湾暖流约在7．7kaBP已经形成,且历史上黄河的改道与迁徙、黑潮的西移重回冲绳海槽和黄海暖流的北进等并没有对本区沉积环境和沉积物来源产生明显的影响。受物源端元选取、不同时期沉积物源区风化程度差异等因素的影响,文中的定量物源计算具有小幅的不确定性,长江沉积物的实际贡献可能比文中计算的结果要偏高。     

东海陆架北部长江、黄河沉积物影响范围的定量估算

采用粒度分析、扫描电镜观察（SEM）、ICP－AES分析等方法，得到了关于长江、黄河入海沉积物的示踪粒级以及示踪指标，并提出沉积物物源定量识别的非线性规划数学模型，进而实现了东海陆架北部表层沉积物中长江型、黄河型物质的定量估算。     

巢湖东部第四纪红土微量元素地球化学特征及物源初探

在野外地质地貌考察与采样的基础上,利用X射线荧光光谱分析对巢湖东部第四纪红土的微量元素含量进行测定,结合微量元素富集指数和因子分析方法,并将巢湖东部第四纪红土与长江河漫滩沉积物、西北黄土沉积物和上陆壳的相应微量元素通过判别函数和物源指数相比较,初步探讨了巢湖东部第四纪红土的微量元素地球化学特征及其物源。结果表明:(1)微量元素变化率△值显示,微量元素Sr的△0且|△|10%,表明其相对Ti发生了少量的迁移,微量元素Ni、Mo、Ga、Zn、V、Cu、Ba、Co、Cr、Pb、Th和Nb的△值 0,表明这些元素相对Ti在化学风化过程中发生了富集;(2)巢湖东部第四纪红土、长江河漫滩沉积物和西北黄土沉积物的各微量元素与上陆壳(UCC)微量元素平均值的对比发现,巢湖东部第四纪红土与西北黄土沉积物的微量元素相似度较高,而长江河漫滩沉积物显示了Pb、Zn、Cu和V的富集,与上述两者不同;(3)将三地的判别函数FD值和物源指数IP进行分析,巢湖东部红土IP黄土为0. 395(0. 5),而IP长江河漫滩为0. 605( 0. 5),表明巢湖东部第四纪红土的元素组成更接近于西北黄土沉积物,而不同于长江河漫滩沉积物,主要物源十分类似于西北黄土,而异于长江河漫滩沉积物。     

长江流域岩体的时空分布与碎屑锆石物源示踪

结合区域大地构造演化,系统总结并讨论了长江流域火成岩的时空分布特征及其对长江中下游沉积物物源的指示意义.结果表明,长江流域岩体的时空分布特征与区域构造演化密切相关;青藏高原新生代酸性侵入岩和火山岩以及云贵川高原晚二叠世峨眉山玄武岩及伴生酸性岩是长江上游地区的特征岩体;汉江和湘江—赣江流域早古生代中酸性侵入岩是长江中游地区的特征岩体;白垩纪中酸性侵入岩和火山岩是长江下游地区的特征岩体.这一成果可直接用于指导长江中下游地区利用碎屑锆石U-Pb年代学和Hf同位素进行物源示踪的工作.在钻孔沉积物中准确识别出这些特征年龄信息,并结合沉积物古地磁年代的标定对研究长江的地质演化历史具有重要指示意义.     

长江水系沉积物碎屑石榴石化学组成及物源示踪

长江流域主要干流和支流碎屑沉积物中的单颗粒石榴石化学组成分析显示,石榴石元素组成以SiO_2、FeO、Al_2O_3、MnO、CaO、MgO、TiO_2为主,石榴石组合主要是镁铝榴石、铁铝榴石、钙铝榴石和锰铝榴石,其平均物质的量分数分别是65.4%、13.8%、9.4%和11.5%.利用石榴石G-P-AS物源分析方法,可以识别出长江流域的特征石榴石组合.长江水系沉积物中碎屑石榴石呈低Mg、高Mn特征,其源岩以中低级变质岩为主,长江流域出露的片岩、千枚岩和大理岩以及低温接触变质岩控制了沉积物石榴石的组成.金沙江是长江入海粗粒沉积物的主要来源,石榴石组合呈现为典型的低Mg、高Mn特征,与整个长江干流石榴石组成一致,但由于未受到中下游近源沉积物影响,其石榴石组合可以作为长江特征物源端元,用以中国东部海域沉积物物源示踪.     

西菲律宾海沉积物的岩石磁学性质及其古环境意义

对位于西菲律宾海黑潮源区的Ph05重力柱样沉积物进行了详细的岩石磁学测量,包括磁化率、非磁滞剩磁、等温剩磁,以及典型样品的磁化强度随温度变化特征和磁滞参数等.结果表明主要载磁矿物为低矫顽力的磁铁矿,含有少量高矫顽力磁性矿物.磁性矿物的含量变化不大,磁性颗粒以准单畴为主.磁性矿物主要为碎屑成因而非生物成因,磁性矿物的粒度敏感地记录了近250 ka来的气候变化并表现出冰期-间冰期旋回,即在冰期时磁性矿物的粒度变粗,而在间冰期磁性矿物的粒度变细.XARM/X参数与氧同位素曲线及温跃层深度等的变化具有对应性,这种对应性表明磁性矿物粒度参数可以反映上部水体的变化,从而为反演黑潮演化提供了新的手段.     

长江口外CX21柱样的磁性特征及其影响因素

以长江口外、长340 cm的CX21柱样为对象,在磁性特征、地球化学和粒度分析的基础上,结合前期对Y7柱样的研究,探讨粒度、早期成岩作用和物源变化对沉积物磁性特征的影响.研究结果表明,该柱样磁性特征和粒度垂向变化显著.磁性参数χ、SIRM、χ_fd和χ_fd%与 2~4 μm、4~8 μm粒级含量呈相对较弱的正相关, 而χ_ARM、χ_ARM/SIRM和χ_ARM/χ与16 μm以下的各细颗粒组分有较强的正相关,表明CX21柱样沉积物磁性特征受到粒度变化的影响.利用BCR方法进行的铁的形态分析结果表明,CX21柱样170 cm深度以下具有较强的还原环境,磁性矿物受到较强的早期成岩作用影响.氧化还原不敏感元素Ti的垂向变化指示了物源变化,Ti向表层的增加与χ和SIRM向表层的增强具有同步性,说明物源变化也是CX21沉积物磁性特征影响的重要因素.尽管粒度组成和沉积速率不同,CX21与Y7柱样的磁性特征在垂向上具有相似性,表明磁性特征可作为长江口外沉积物地层对比的工具之一.     

武汉市东湖沉积物的磁性矿物特征与人类活动的关系

对武汉市东湖沉积物代表性样品NS-1,NS-9,NS-35和NS-68的任意磁性颗粒进行系统的扫描电镜和能谱(SEM/EDX)分析,确定武汉市东湖沉积物磁性颗粒的矿物相、相对含量及与人类活动的关系.NS-1采样点紧靠环湖公路,NS-9位于湖中心,NS-35位于旅游大道附近,NS-68距离武汉钢铁公司较近.它们的磁学特征进一步验证了上述方法的可靠性.结果表明4个样品皆含有磁铁矿;它们的磁性颗粒磨蚀度较低,说明磁性颗粒沉积地点距物源较近;能谱特征相似的磁性颗粒,矿物相相似;球形磁性颗粒和部分含有标识元素的有棱有角的颗粒主要来自"人造"污染源,其矿物相与人类活动密切相关.     

宜昌地区第四纪沉积物重矿物特征及其与三峡贯通的关系

水系的变化导致物源区的变化,反映在相关沉积盆地中表现为沉积物中矿物组合的改变,以及特征矿物的出现.通过对三峡出口处宜昌地区第四纪沉积物中重矿物特征的研究,结合区域地质资料、野外沉积特征研究和样品EsR测年资料,认为0.73 Ma以前的冲积扇一扇三角洲沉积中重矿物特征明显不同于之后的阶地沉积及现代河床沉积物.这种重矿物组合的不同反映了0.7 Ma前后物源区的改变,同时也指示长江三峡贯通的时间.     

西菲律宾海沉积物的岩石磁学性质及其古环境意义

对位于西菲律宾海黑潮源区的Ph05重力柱样沉积物进行了详细的岩石磁学测量,包括磁化率、非磁滞剩磁、等温剩磁,以及典型样品的磁化强度随温度变化特征和磁滞参数等．结果表明主要载磁矿物为低矫顽力的磁铁矿,含有少量高矫顽力磁性矿物．磁性矿物的含量变化不大,磁性颗粒以准单畴为主．磁性矿物主要为碎屑成因而非生物成囚,磁性矿物的粒度敏感地记录了近250ka来的气候变化并表现出冰期一间冰期旋回,即在冰期时磁性矿物的粒度变粗,而在间冰期磁性矿物的粒度变细．XARM／x参数与氧同位素曲线及温跃层深度等的变化具有对应性,这种对应性表明磁性矿物粒度参数可以反映上部水体的变化,从而为反演黑潮演化提供了新的手段,     

东海陆架表层沉积物的磁性测量及其油气勘探意义

本文通过对东海陆架盆地平湖地区表层沉积物的系统磁性测量和化探指标分析,揭示烃类微渗漏对沉积物磁性特征的影响,探讨磁性测量方法在表层油气勘探中的应用前景。研究表明,平湖地区表层沉积物中主要的磁性矿物为磁铁矿,一般磁性较弱沉积物中磁铁矿晶粒以单畴（ＳＤ）为主,而磁性较强的沉积物中以较烃的假单畴／多畴（ＰＳＤ／ＭＤ）为主,磁性参数与化探数据酸解烃,蚀变碳酸盐存在明显的相关性,表明磁性测量可作为油气勘探的     

金华市武义江沉积物磁性特征及其对重金属污染的指示意义

对浙江省金华市武义江边滩柱样沉积物进行了系统的环境磁学、地球化学、粒度和总有机碳分析,探讨河流沉积物磁性特征的影响因素及其环境意义.结果表明:1)武义江沉积物磁性特征为磁铁矿主导,沉积动力分选和沉积后的次生变化对磁性特征的垂向变化产生影响;2)武义江沉积物中各类重金属元素含量高于背景值水平,存在不同程度的人为因素的污染和富集;3)武义江沉积物磁性参数与重金属含量存在一定正相关关系,反映了磁性矿物与重金属具有相同的来源,或者磁性矿物对重金属的吸附作用,表明河流沉积物磁性特征可定性地指示重金属污染.     

滇池东部第四系浅层湖滨相沉积物磁学特征及其环境意义

为了探究昆明盆地第四纪以来的总体气候特征及滇池湖泊的演化规律。本文综合环境磁学、TOC、pH等指标,对滇池东岸DC1钻孔岩芯沉积物进行了系统研究,测试了包括质量磁化率（χ）、非磁滞剩磁（ARM）、饱和等温剩磁（SIRM）、低频磁化率（χlf）、高频磁化率（χhf）、软剩磁（IRM-300mT）、pH值及总有机碳（TOC）。结果显示：DC1沉积物磁性特征由亚铁磁性矿物主导,反铁磁性的赤铁矿在0.3-3.6 m与14.7-15.6 m两个区段含量相对较高,结合赤铁矿的形成环境,反映了这两个区段对应的沉积环境为湖退时期;另外,结合TOC与磁化率在不同深度上的关系,表明TOC的高值与细颗粒的磁性矿物溶解有关。结合TOC在各区段的含量特征表明整个21 m沉积过程所对应的气候类型以温暖气候为主。     

南方地区土壤重金属污染的磁响应特征——以金华地区为例

为了明确在运用环境磁学方法进行重金属污染评价时其所适用的土壤类型和磁学参数,对金华地区农田表层土壤进行了系统的环境磁学调查,分析南方地区土壤重金属污染的磁响应特征.结果表明：1)盆地内污染土壤的磁性突出表现为高磁化率值、高硬剩磁值及低的非磁滞剩磁磁化率与磁化率比值,与我国北方重污染土壤的磁性特征基本一致;2)水稻土表现为低磁化率值和极高的非磁滞剩磁磁化率与磁化率比值,与污染土壤磁学特征差别大,十分适合于使用环境磁学方法快速监测土壤重金属污染;3)山地丘陵土壤表现出较高的磁化率值和硬剩磁值,以及低的非磁滞剩磁磁化率与磁化率比值,与盆地内污染土壤的磁性较为相似.综上,在该地区运用环境磁学方法进行土壤污染监测时,土壤类型的磁背景差异不可忽视,应根据土壤类型差异慎重选取评价参数.     

山东小清河流域黄土的发现及勘探意义

通过钻孔取样、野外考察、粒度分析等方法对山东小清河流域浅层的沉积物特征进行研究。结果表明:小清河流域南部浅层沉积物以泥质粉砂和粉砂质泥为主,富含钙质结核和蜗牛化石等黄土标志物,发育明显的黄土-古土壤沉积旋回;南部粒度特征与青州黄土、北京降尘、西峰黄土等典型的风成沉积物相似,具有中国黄土的典型双峰特征,粒度分布明显粗于北京降尘和西峰黄土,而与邻近的青州黄土相似或较其稍粗,体现近物源的特性;末次冰期时裸露的渤海陆架是研究区黄土的主要物源区,中国东部季风和流域以南的山脉为黄土的形成提供搬运动力和地形条件;流域最北端发育古河道沉积,黄土与古河道间存在一个过渡带,沉积特征的差异和流域内南高北低的地势致使南部潜水面深度远大于北部,最终导致油气地震勘探中北部的地震激发效果明显优于南部。     

网纹化对皖南红土特征剩磁的影响

皖南的红土是形成于亚热带的风尘沉积,建立红土的年代框架主要依据磁性地层,但红土磁性地层的可靠性却存在争议.为查明风化作用对古地磁特征剩磁的影响,我们选择了安徽宣城官塘的红土剖面进行了高分辨率的磁性地层研究.结果显示,均质红土层的特征剩磁比较稳定,而网纹红土层的特征剩磁方向不稳定,极性变化频繁,难以准确划分出极性界线.岩石磁学的研究表明,均质红土与网纹红土的载磁矿物种类与含量不完全相同,原因在于沉积后强烈的网纹化作用,一方面使得原生碎屑磁性矿物发生转变,含量明显下降,另一方面形成了较多的次生磁性矿物,碎屑剩磁因此受到化学剩磁的严重干扰,导致常规方法获得的网纹红土的特征剩磁方向不可靠.据此我们认为在皖南网纹红土层内确定的B/M界线需要慎重对待.这一发现对其它南方网纹红土的古地磁测年也有参考意义.     

末次盛冰期以来长江入海历史的回顾与展望

比较全面地回顾了末次盛冰期以来有关东海海平面变化、长江入海历史、长江河口海岸演变、陆架上的古河道等方面的研究进展 ;分析了关于末次盛冰期时长江入海状况现存两种截然不同的看法 ,指出了可能存在的问题。提出了今后的研究方向 ,即应加强对因气候、海平面变化引起的河道变形作用以及长江与古环境间的相互作用及相互影响的研究 ,特别是应加强对陆架泥质沉积物的研究 ,以期取得突破性进展     

长江中游天鹅洲沉积物重金属元素记录对流域人类活动的响应

利用2007年4月采集于天鹅洲长江故道柱状沉积物中过剩210Pb深度—活度的分布规律及柱样的沉积学特征结合沉积事件记录进行定年,并通过ICP-AES、ICP-MS测定了沉积物中元素含量,包括K、Ca、Na、Mg、Al、Fe、Mn、Ti、Cr、Cd、V、Zn、Pb、Cu、Ni、Co、Cs、U、Ga、Ba、Sr,重建了50年以来长江中游元素地球化学记录的演变过程.通过重金属元素含量以及重金属标准化比值表明,天鹅洲长江故道沉积物剖面与长江河道变迁及流域人类活动具有很好的相关性:1950～1990年,处于工业化前期,沉积物重金属元素含量变化幅度较小,主要受物源和沉积环境等自然因素控制;1990～2007年,流域工业化进程加快,人类活动带来的污染增多,同时流域水利工程的兴修,使得来沙量降低,河流自净能力减弱,沉积物重金属含量显著提高.环境问题日益显著,亟需环境学者密切关注.     

末次盛冰期以来长江入海历史的回顾与展望

比较全面地回顾了末次盛冰期以来有关东海海平面变化、长江入海历史、长江河口海岸演变、陆架上的古河道等方面的研究进展；分析了关于末次盛冰期时长江入海状况现存两种截然不同的看法，指出了可能存在的问题。提出了今后的研究方向，即应加强对因气候、海平面变化引起的河道变形作用以及长江与古环境间的相互作用及相互影响的研究，特别是应加强对陆架泥质沉积物的研究，以期取得突破性进展。