环境磁学在城市环境污染监测中的应用和进展

环境磁学是一门介于地球科学、环境科学和磁学之间的边缘科学，已广泛应用于很多领域.本文在简述了环境磁学参数和不同环境中磁性矿物变迁和演化过程的基础上,介绍了环境磁学在城市环境污染的不同方面所取得的进展,探讨了环境磁学在土壤污染和大气等城市环境污染研究中的不足,提出了环境磁学在城市环境污染研究领域的发展趋势.     

岩石的磁学性质

岩石磁学是古地磁学和环境磁学的基础，正确认识岩石的磁学性质对获得可靠的古地磁学和环境磁学记录是至关重要的，本文较详细综述了自然界学了性矿物的晶体化学结构，主要磁学性质以及鉴定特征，并讨论了它们的磁学性质在古地磁学和环境磁学研究中的意义。     

不同环境污染载体的磁学研究及其应用特点

环境磁学因其快速、经济以及对样品破坏性小的优点,逐渐在现代环境污染研究中发挥着重要作用.研究对象也扩展到土壤、降尘、植物和沉积物等污染载体.为了探讨现代污染中环境磁学的应用,回顾了环境磁学应用于环境污染研究的发展情况,总结了国内外基于不同污染载体的环境磁学研究成果,并对土壤、降尘、植物和沉积物在环境磁学研究中的特点及局限进行了初步探讨.除了反映污染分布外,各污染物载体的磁学应用各有侧重:土壤分布广泛,并可以用于反映中长期污染历史;降尘可用于监测短期污染变化;植物的磁学研究提供了高分辨率的污染分布图,且更为经济;沉积物稳定沉积以及受外界干扰较小,有助于污染历史的研究.不过,磁背景值的区分,人类活动对污染载体磁信息干扰等问题也需要得到关注.并认为,在未来的环境磁学发展方向中,应该努力挖掘现有参数的新意义,探索新的环境磁学参数,深入探讨磁性响应机理,同时运用不同污染物载体作为研究对象进行综合分析.     

福州盆地全新世沉积物的磁学性质及其对环境变化的响应

福州盆地位于海陆过渡地带,在海陆变迁过程中,沉积物记录了高分辨率的环境信息,是揭示沉积特征对环境变化响应过程及模式的理想区域.本文选择位于福州盆地的FZ5钻孔进行岩石磁学、环境磁学和古地磁学方面的研究,以期阐明该区域沉积物磁学性质对陆源碎屑输入、海平面变化和成岩作用的响应.岩石磁学结果表明钻孔沉积物以低矫顽力的亚铁磁性矿物为主体,但是在不同的环境变化阶段,磁性矿物的类型有较大变化.在9~3 cal. ka BP的海侵过程中,沉积物中以磁铁矿为主体,存在菱铁矿和铁硫化物等还原性矿物.硫化作用使细粒磁铁矿溶解形成胶黄铁矿和黄铁矿,其峰面随碎屑磁性矿物的浓度变化而迁移.但硫化作用没有完全消除磁铁矿携带的特征剩磁和陆源碎屑输入量以及海平面升降对该阶段沉积物磁性的控制.在~3 cal. ka BP以来随着海平面下降、沉积环境向陆相氧化环境转化,虽然早期还原作用仍然存在,但后期氧化作用使磁性矿物向高矫顽力的赤铁矿等矿物转变,氧化作用基本扰乱了磁铁矿携带的剩磁.沉积及其后期成岩作用过程中,发生在约~8.2、~7.7、~7.5、~2.7、~1.5、~0.5 cal. ka BP六次强烈的古氧化界面反映了福州盆地当时异常干旱或湿热的气候事件.     

环境磁学研究的简介

本文概述了环境磁学研究方法的基本问题，原理和应用，提出了环境磁学存在的问题和发展的方向。     

国外利用航空飞行器探测地球物理场解决地壳构造和地震预报问题的研究进展概况(震磁关系综述之六)

研究解决地震预报这一科学技术上的重大课题,已不限于地震学科的独立作战,预报的重要意义、问题的复杂性及预计成功的希望也吸引着空间科学技术等多种学科的科学家们的兴趣和努力。众所周知,在地壳表层及近地空间存在着力、声、光、电、磁学等各种变化多端的地球物理场变化,它们的激发成因和传播过程各不相同但又相互联系,目前从分析观测现象所揭示出来的变化特点和规律来看,尽管尚未弄清它们发生发展的过程,但发现它们中的一些现象都与地震孕育的震源物理条件有着     

现代湖泊沉积物中磁性矿物的研究及其环境意义

通过固城湖沉积物中高分辨率的岩石磁学取样及其实验研究，取得了环境磁学参数及各种磁参数的比值随深度的变化曲线，结合其他气候指标和同位素年龄结果，表明湖泊沉积中磁参数及其比值的变化能与末次晚冰期以来的古气候变化很好地相对应，尤其是在４．００ｍ和１２．０３ｍ的气候转折点上，沉积物中环境磁参数及其比值同样出现明显的变化，有力地说明沉积物中磁参数及其比值能很好地记录湖泊沉积物沉积时的古气候变化，并且可用来认识古环境突变的界线．     

天山北麓黄土环境磁学特征及其古气候意义

新疆黄土-古土壤序列环境磁学参数的变化机理及其气候意义仍存在争议.本文选择天山北麓的中梁黄土剖面,系统开展了低温和常温下环境磁学参数的测试与研究,测量包括室温的磁化率与饱和磁化强度,以及磁化率与饱和剩余磁化强度的低温变化.结果发现,该剖面黄土和古土壤样品的磁性矿物主要由磁铁矿与磁赤铁矿组成,不含任何粒级成壤形成的超顺磁矿物颗粒,其磁化率信号主要记录了粉尘磁性矿物含量变化,较高的磁化率指示较强的风动力状况或者较近的风尘源区,新疆黄土的这种环境磁学"风尘输入模式"可用来重建干旱区的风动力强弱变化.     

珠江三角洲沉积物的岩石磁学性质及其环境意义

选取珠江三角洲区域位于广州番禺的PD钻孔进行沉积物岩石磁学和环境磁学记录的研究. 岩石磁学实验表明钻孔大部分沉积物以低矫顽力的磁铁矿类矿物为主要控磁矿物, 但仍存在少量铁硫化物. 在有机质丰富的灰黑色黏土沉积中, 铁硫化物含量增加, 成为影响沉积物磁性特征的主要矿物, 标志着海退后富含有机质而缺氧的沼泽环境. 以赤铁矿和针铁矿类矿物为主要控磁矿物的花斑黏土, 表明了一个较长时期的暴露风化过程, 代表着沉积间断. 在以磁铁矿类矿物作为主要载磁矿物的沉积物中, 磁铁矿浓度及粒度的变化主导磁化率(κ)、饱和等温剩磁(SIRM)等环境磁学参数的变化, SIRM/κ 和χ_arm/SIRM的大小旋回响应于海平面的升-降过程, 它们的高值反映了磁性矿物粒度变细、海平面上升. 在沉积学分析的基础上, 根据环境磁学参数截然不同的变化规律, 结合微体古生物数据, 将珠江三角洲沉积物代表的环境分为两次显著的海平面上升－下降旋回, 晚更新世和全新世的海侵又包含若干个比较明显的次级海平面波动过程.     

微磁模拟及在岩石磁学中的应用

岩石或沉积物的磁学性质受到所含矿物的种类、粒径、形状、相互作用以及环境等多种因素的作用,但是传统的岩石磁学实验很难定量解耦这些参数的影响.本文从微磁模拟与岩石磁学相结合的角度探讨了定量分析矿物磁学特征的研究进展.首先对微磁模拟的原理和发展历程进行了简要介绍.随后就矿物磁信息记录的物性影响和化学改造两个基本问题,总结了微磁模拟在岩石磁学领域的应用特色.最后对微磁模拟在岩石磁学中的研究前景提出了展望.以上讨论指出微磁模拟在地学中具有重要应用价值,加深了我们对地质过程中矿物磁学性质的理解.     

我国地磁观测研究的发展

简述半个世纪以来我国地磁观测研究的发展概况，内容包括我国地磁台站建设、地球主磁场测量与研究、变化磁场的时空特征及形成机制、地磁变化与地震、气候变化等自然现象的关系以及宇宙磁学．     

铁硫化物在古地磁学和环境学中的应用

铁硫化物在古地磁学研究中日益受到人们的重视。本文介绍了亚铁磁性铁硫化物的磁性特征,概述了沉积物中铁硫化物在古在磁学和环境磁学的应用前景,探讨了铁硫化物学剩磁（ＣＲＭ）记录地球磁场的可靠性,并结合最新成果提出了未来的研究方向。     

Magnetism of the Moon - a lunar core dynamo or impact magnetization?

Surface and satellite observations of lunar crustal magnetization and the remanent magnetization of the lunar samples returned by the Apollo missions of 1969–72 provide evidence for past magnetic fields on the Moon. During the more than twenty years in which research has been carried out there has been controversy concerning the origin of the field, with two possible processes of major interest. Dynamo generation of the field in a molten, electrically-conducting core is consistent with most of the observations, but encounters theoretical difficulties associated with the deduced magnitude of the ancient field and lack of positive evidence for a lunar core. The most likely alternative process is the generation of a transient magnetic field during meteorite impacts followed by thermoremanent or shock magnetization of debris and adjacent crust. This paper reviews the evidence and compares the observations with characteristics of lunar magnetism expected as a result of each of the two possible processes. It is concluded that the evidence very strongly favours the past existence of a dynamo-generated lunar magnetic field, with impact magnetization playing a minor role.     

非均匀物性条件下多尺度窗口修正法换算磁源重力异常及在寻找DSO的应用

DSO(Direct Shipping Ore,直运块矿)是一种高品位的富铁矿.在加拿大拉布拉多(Labrador)地槽谢菲尔威利(Schefferville)铁矿成矿带,含铁建造苏克曼(Sokoman)组地层全铁含量低、具高密度、强磁性,能够引起高重力异常与高磁异常;而风化淋滤后富集的赤铁矿和针铁矿等(也称DSO)全铁含量高,具高密度、无磁性,仅能够引起高重力异常.采用一般的滤波方法不能提取DSO的重、磁异常.本文采用基于泊松(Poisson)公式的磁场换算磁源重力异常(pseudo-gravity anomaly)方法,由磁场换算磁源重力异常,再与实测重力异常对比,得到纯粹由高密度、无磁性的DSO产生的剩余重力异常,对剩余重力异常采用密度成像与2.5D反演方法解释DSO.泊松公式虽然提出时间很长,但迄今为止仅仅用在资料解释中的定性分析,本文推导并实现了密度磁性非均匀条件下经典泊松公式的形式与实现过程,提出了多尺度窗口滑动线性回归修正的磁场换算磁源重力异常方法,使该公式的数学原理能够对重、磁异常的反演解释定量化.最后本文将多尺度窗口滑动线性回归修正的换算磁源重力异常方法用于加拿大拉布拉多地槽谢菲尔威利铁矿成矿带铁矿勘探,较好地解决了寻找高密度、无磁性DSO的问题.     

中国东部红土的磁性及其环境意义

通过中国东部红土剖面的环境磁学参数（磁化率、频率磁化率、非磁滞剩磁、饱和等温剩磁等）测量,获得了红土剖面磁性矿物浓度、粒度和类型等特性随深度的变化曲线以及红土经连二亚硫酸钠一柠檬酸钠一重碳酸钠溶液（ＤＣＢ）处理后的磁性参数变化．根据红土剖面环境磁学参数及其磁参数比值的变化可将红土分为３个层段,各层段的磁性矿物特征存在明显的差异．证实了红土剖面中的磁性载体主要是磁赤铁矿、赤铁矿和针铁矿,并分离出了球粒状磁颗粒．认为红土磁性矿物的数量、粒度、类型等的变异指示了其形成时的环境特征,其频率磁化率和ＤＣＢ处理的磁化率损失量指示了红土成壤化作用的强弱,可作为在红壤区研究过去全球变化的一种新途径．     

亚热带山地垂直地带土壤的磁性特征及其环境响应

土壤中磁性矿物的形成转化对环境变化具有指示意义,定量分析土壤磁性对环境因子的响应机制是目前该领域的重要问题.本文综合相关研究及野外实地考察,采集福建南部亚热带地区戴云山垂直地带相同母质的土壤剖面进行环境磁学和漫反射光谱测试分析.结果表明：研究区土壤剖面中磁铁矿和磁赤铁矿主导其磁性变化,当海拔至1320 m以上,土壤中出现次生纤铁矿.当排除地形的影响后,相关磁学参数指示磁畴颗粒在低海拔区域以SP颗粒为主,而较高海拔区域土壤中以粗SD颗粒为主.漫反射光谱结果表明,研究区土壤中赤铁矿和针铁矿对气候梯度变化较为敏感,其中赤铁矿含量随海拔增加显示出降低趋势,并且至海拔1320 m以上赤铁矿消失而主要以针铁矿和纤铁矿为主.对比加热前后针铁矿和赤铁矿特征峰变化,并进行半定量分析认为,当年均降水量超过1900 mm且年均温低于13℃时达到赤铁矿形成的临界值,而针铁矿和纤铁矿则继续呈增加趋势.本研究论证了赤铁矿、针铁矿及纤铁矿对气候梯度具较强的敏感性,可作为研究低纬区域古环境变化的重要指标.     

地磁房建设中的磁性检测

德都地震台从2006年4月25日开始进行台站的数字化改造,改造的主要内容是进行地磁绝对观测室的建设和地磁相对记录室的建设。众所周知,地磁观测用房建设难度大,而难度大主要来自地磁观测场地和地磁观测设施的磁性是否合格。本文就是对德都地震台建设地磁房期间有关磁性检测和检测结果的介绍。利用G856磁力仪和CTM-DI磁通门磁力仪,进行野外和台站的材料磁性检测,方便、快捷、准确,是保证地磁观测用房建筑材料磁性合格的好方法。