长江口水下三角洲Y7柱样磁性特征及其影响因素

以长江口水下三角洲380cm长的Y7柱样为对象,在磁性测量、地球化学和粒度分析的基础上,探讨了近百年以来长江口水下三角洲沉积物磁性特征变化及其影响因素.研究结果表明,磁铁矿是主导Y7柱样磁性特征的主要矿物,相比常量元素和粒度的均一组成,磁性特征存在显著的垂向变化.220cm以下,频率磁化率(χfd)、非磁滞剩磁磁化率(χARM)、磁化率(χ)、饱和等温剩磁(SIRM)、χARM/χ以及χARM/SIRM随深度增加而下降,而退磁参数S-100mT和S-300mT则呈相反变化趋势;220cm以上,χfd,χ,χARM/χ,χARM/SIRM以及S-100mT和S-300mT随深度变化不大,而SIRM和χARM则随深度增加呈现下降趋势.Y7柱样中硬剩磁(HIRM)随深度变化不大.结合Mn/Fe比值的变化,研究认为Y7柱样300cm以下层位,随深度增加沉积物磁性减弱和超顺磁颗粒急剧减少,还原成岩作用是重要因素之一,不完整反铁磁性矿物因相对稳定而导致其在磁性矿物组合中的比例上升.此外,长江中上游主要支流泥沙贡献率的变化可能会对Y7柱样磁性特征有一定影响,但尚需进一步的工作支持.     

三门峡会兴沟剖面黄土—古土壤序列的岩石磁学研究

岩石磁学是古地磁学和环境磁学研究的基础,是鉴定岩石和沉积物中磁性矿物种类、粒度和含量的有效途径。对黄土高原东南部三门峡盆地的水沟—会兴沟旧石器遗址会兴沟剖面黄土—古土壤序列(S_0~S_8)进行系统的岩石磁学研究表明:本剖面沉积物的主要载磁矿物为磁铁矿、磁赤铁矿和赤铁矿,显示准单畴(PSD)磁性颗粒特征。所有磁学参数曲线均表现出基本一致的变化特征,与深海氧同位素曲线能够很好的对应,反映了第四纪以来的冰期—间冰期旋回中,东亚季风影响下的风尘黄土堆积中磁性矿物种类、粒度和含量的周期性变化特征。黄土中高矫顽力磁性矿物的相对含量要高于古土壤中的,而随着成土作用的加强,在古土壤中细粒的低矫顽力磁性矿物显著增加的同时,其中高矫顽力磁性矿物的绝对含量也相应增加。质量磁化率(χ)与非磁滞剩磁磁化率(χ_(ARM))和饱和等温剩磁(SIRM)及磁粒度参数χ_(ARM)/SIRM和χ_(ARM)/χ均呈明显的正相关关系,表明由成土作用产生的单畴(SD)颗粒和较小PSD颗粒对磁化率增强有显著的贡献。     

西菲律宾海GX149柱状样沉积物磁学性质及其环境意义

对取自西菲律宾海西部的GX149柱状样沉积物进行详细的环境磁学研究,揭示其蕴含的环境意义和物源信息。岩石磁学结果表明,GX149柱状样沉积物中携磁矿物以低矫顽力磁铁矿为主;反映磁性颗粒粒径的King图与Day图显示沉积物中磁性矿物以准单畴(PSD)为主。剖面上磁学参数变化明显,以磁性矿物粒径参数(χARM/χ)作为替代指标反演古气候变化结果显示:冷期沉积物中磁性矿物含量相对更高,粒径更粗,高矫顽力矿物含量增加;而暖期沉积物中磁性矿物含量相对较低,粒径更细,高矫顽力矿物含量降低。干燥、寒冷、风大的冷期气候下,东亚季风携带的粉尘输入增加导致沉积物中高矫顽力矿物含量增多;而温暖湿润的暖期,沉积物中风成粉尘输入减少,高矫顽力矿物含量降低。GX149柱状样沉积物与西菲律宾海其他区域以及南海沉积物相似的磁学特征,相同的冰期-间冰期旋回趋势说明沉积物磁学特征对气候变化的响应在东亚地区具有共性。     

罗布泊自生胶黄铁矿对磁性参数χARM/SIRM指示意义的影响

沉积物中磁性矿物的颗粒大小具有重要环境指示意义,是环境磁学研究的重要内容。磁性参数非磁滞剩磁磁化率/饱和等温剩磁（χ_ARM/SIRM）常被用于指示磁性颗粒大小,当沉积物磁性特征为较粗的多畴（MD）颗粒主导时表现为低值,而为较细的单畴（SD）颗粒主导时表现为高值。本研究对罗布泊盐湖LB剖面的沉积物进行了系统环境磁学测试,结果发现剖面中含有5个χ_ARM/SIRM值低于上覆层和下伏层的层位,指示其磁性颗粒较粗。但磁滞参数和扫描电镜结果显示这5个层位磁性颗粒明显细于上覆层和下伏层沉积物,显示χ_ARM/SIRM在这5个层位的指示意义失真。矿物鉴定结果显示这5个层位的主导磁性矿物为早期成岩成因的SD胶黄铁矿,赋存形态主要为颗粒团聚体、单颗粒或颗粒团聚体附着于硅酸盐矿物表面以及分布于薄片状硅酸盐内,这种赋存形态导致其具有较强的磁相互作用,并限制了χ_ARM的增加,最终造成χ_ARM/SIRM下降,指示意义失真。本研究显示当沉积物中存在胶黄铁矿等自生矿物时,利用比值参数χ_ARM/SIRM判断磁性矿物颗粒特征需谨慎。     

水泥粉尘对工业区土壤磁学性质影响及其环境意义（英文）

为监测水泥粉尘对工业区土壤的影响,在水泥工业区内采集了水泥粉尘、降尘、水泥、粉煤灰、厂内绿地表土及厂周围旱地表土等样品,采用环境磁学方法进行磁学参数测量与矿物成分分析。结果显示所有样品中主要磁性矿物都是磁铁矿,水泥粉尘、水泥厂降尘、水泥、粉煤灰等样品中磁性矿物粒径较粗,主要是准单畴和多畴。被水泥粉尘和降尘污染的厂内绿地表土和厂周围旱地表土的磁学性质发生了明显改变,磁性矿物含量升高,磁性矿物粒径变粗。X射线衍射结果显示,被污染后的厂内绿地表土和厂周围旱地表土中主要矿物成分与水泥粉尘相同,都是石英和方解石。研究发现,土壤的磁学参数(χ_(fd),χ_(ARM)/χ,χ_(ARM)/SIRM)值能反映土壤被污染的程度,其值越低,表示土壤被污染越严重。因此,利用水泥工业区旱地表土磁学参数组合特征,可以监测水泥工业区土壤环境变化。     

大同盆地高砷地下水系统沉积物环境磁学特征

为了研究高砷含水层沉积物中砷与磁性矿物的关系, 对大同盆地高砷地区含水层钻孔样品进行了环境磁学和地球化学分析, 结果表明亚铁磁性矿物是决定含水层沉积物磁性特征的主要磁性矿物.通过对比砷和磁性参数在垂向上的变化趋势发现, 高砷含量往往对应着低的饱和等温剩磁(SIRM) 值, 揭示出砷和顺磁性矿物之间也存在联系.沉积物砷含量与磁性参数的相关系数均小于0.5 (α=0.05), 表明砷和亚铁磁性矿物及不完整反铁磁性矿物之间不存在明显的联系.在所有磁性参数中磁化率(χ)和砷含量之间相关性最显著, 相关系数均在0.4 (α=0.05) 左右, 低的相关系数与亚铁磁性矿物和不完整反铁磁性矿物对顺铁磁性矿物的稀释有关.该地区高砷地下水的形成可能与水铁矿及纤铁矿等砷的赋存矿物在还原条件下的还原溶解有关.      

冲绳海槽现代沉积物磁学性质分布特征与环境的关系

选取东海陆架至冲绳海槽槽底平原的110个表层沉积样品,通过磁化率、等温剩磁、非磁滞剩磁和饱和等温剩磁等多种磁学参数测量试验手段,分析探讨了沉积物磁性与物质来源及环境的内在联系,指出不同沉积环境中,各磁性参数表现出不同的磁性特征。冲绳海槽东槽底平原沉积物因含有较多的火山物质,磁学特征与其它沉积环境有明显差异,各磁性参数特征值明显较强。CaCO3含量与磁性参数没有明显的相关性,但在高含量区可能对沉积物磁性矿物的含量具有稀释作用,使沉积物表现出相对减弱的磁性特征。     

南海北部DSH-1C柱状样晚更新世以来沉积物磁性特征及其环境意义

对取自南海北部陆坡“海洋四号沉积体”的DSH-1C柱状样,进行了沉积学和磁学分析,结合相关资料探讨了该柱状样沉积物磁性特征的纵向变化及其与该区沉积环境变化的关系。结果表明：DSH-1C柱状样自上而下共划分为3个岩性单元,表层沉积物为全新世氧同位素1期(MIS1)以粘土质粉砂为主的深海-半深海沉积;中部含数层重力流沉积夹层为晚更新世氧同位素2期(MIS2)沉积;底部为晚更新世氧同位素3期(MIS3)粘土质粉砂。该柱状样磁化率(χ)平均值为1.72×10-7 m3/kg。所有样品的等温剩磁(IRM)均已达到饱和等温剩磁(SIRM)的80%以上,S300的最小值为0.605。该柱状样沉积物中的磁性矿物极少,以低矫顽力矿物为主;在陆源物质输入较多的间冰期(MIS1和MIS3期),其磁性参数值较高;反之,在MIS2其磁性参数值较低,可能与冰期该区陆源物质减少有关。此外,该岩心柱中富含有孔虫壳体或双壳碎屑的重力流层沉积物的磁性参数值低,与这些逆磁性碳酸盐组分的增加有关。     

钢铁厂附近树木年轮的磁学性质及其环境意义

通过磁学手段以树木年轮为研究对象,通过多参数磁学研究探讨钢铁厂周围环境污染的历史.研究表明:钢铁厂附近树木年轮样品中磁性矿物为准单畴(其中颗粒偏向于多畴)的磁铁矿,磁性矿物形状各异,粒径大小不一;样品中磁铁矿的含量随年份的不同差异很大;通过树木不同方向上磁性参数尤其是饱和等温剩磁(SIRM)值的差异以及扫描电镜(SEM)和X射线能谱(EDX)分析,发现树木木质部中的磁性颗粒来自于树皮,即大气中颗粒被树皮和树叶表面吸附后,在树木的生长季节通过树皮进入形成层的木质部细胞,然后通过木质化作用被固定在当年生长的树木木质部木材中;另外,朝向钢铁厂方向的树干年轮钻芯样品SIRM值与对应年份钢铁厂年生产量之间高度相关,磁性颗粒在年轮之间不存在横向迁移,树干年轮钻芯的磁性参数(SIRM和部分磁滞参数)可指示该区大气环境污染的历史;污染树木钻芯样品的SIRM随时间的变化曲线说明该研究区大气污染日益严重.     

武昌地区街道尘埃磁学特征及其对环境污染的指示意义

对在武昌地区4个功能区域(青山、洪山、东湖风景区、东湖开发区)主要交通街道收集的尘埃样品进行详细的环境磁学测量,包括质量磁化率、频率磁化率、等温剩磁退磁系数以及典型样品的磁滞回线参数等。研究结果表明:尘埃样品中剩磁载体均以亚铁磁性矿物为主,样品中的磁性颗粒呈现低矫顽力的磁铁矿特征,软磁性的磁性矿物是样品剩余磁性的主要载体。尘埃样品χ、SIRM的区域分布特征受区域周围工业、车流量及道路状况等多种环境因素的影响,在4个功能区域中存在明显的磁性差异:青山工业区污染较重,东湖开发区、洪山、东湖风景区次之;硬剩磁(HIRM)的分布可能指示了道路交通来源的磁颗粒特征,东湖开发区和青山工业区由于行驶的货车和重型车辆较多,表现出硬剩磁量值较高。与其他城市(兰州、西安、南京、徐州等)相比,整个武昌地区街道尘埃样品的磁性含量仍较高,说明在城市环境方面还有待于进一步改善和保护。     

武汉市东湖沉积物的磁性特征与重金属含量之间的关系

对武汉市东湖主湖区的郭郑湖和塘林湖114个沉积物样品的磁化率与代表性样品的频率磁化率系数、磁滞回线参量和重金属元素进行系统分析, 综合区域环境背景, 探讨应用岩石磁性方法技术评价大型城市内陆湖泊沉积物污染程度的可行性及其效果.结果表明, 在主成分中, 郭郑湖沉积物没有一个主成分占绝对优势, 仅有少数重金属元素含量与磁化率相关, 磁化率χ与重金属富集强度的相关性较差; 而塘林湖沉积物有一个“工业源”的主成份占绝对优势, Fe (全铁)、Co、V、Mn、Ti、Ba、Cr、Ni、Cu等元素与饱和等温剩磁SIRM、χ关系密切(相关系数大于0.87).郭郑湖与塘林湖的沉积物的饱和等温剩磁与重金属富集强度的相关程度高于磁化率, 因此, 可以用其(SIRM) 作为环境污染程度的指示参量.      

渭河流域典型黄土剖面的环境磁学特征及其古气候意义

对黄土高原南部耀县全新世黄土地层的形成及保存环境进行了研究.结果表明:地层中磁性矿物主要为软磁性矿物,硬磁性矿物对地层的磁学性质贡献小;随着成壤强度的增加,硬磁性矿物的相对含量在减少.本区全新世地层的形成和保存环境为氧化环境,适宜用磁学手段反演全新世古气候.对磁化率和频率磁化率、无磁滞剩磁磁化率的对比分析,可以看出:成壤强度较低时,细粒磁性矿物相对于磁性矿物总量的增加速率相对较快;成壤强度较高时,细粒磁性矿物的相对含量会达到或趋近饱和,相对于磁性矿物总量的增加速率相对较慢.研究表明,在黄土地层中,χfd%和χARM/χ等指示细粒磁性矿物的磁学参数可以显示更细微的气候变化;在古土壤中,χlf的气候指示意义相对更好.     

应用磁测法快速检测石英砂中铁含量的研究

为了快速检测石英砂中铁含量，通过对安徽省凤阳县灵山工业园区30个湿法石英砂样品磁学参数和代表性样品中磁性离子含量的测量以及石英砂中铁含量与磁学参数相关关系的研究，提出石英砂中铁含量的磁学检测方法。通过在高纯石英砂中掺入不同质量磁选物的合成实验建立石英砂的磁化率(χ)、饱和等温剩磁(SIRM)与铁元素含量之间的标准曲线方程，合成实验结果显示石英砂的磁化率与铁含量在143.3×10^-6～500.0×10^-6范围内呈线性关系，相关系数R²=0.994 5,饱和等温剩磁与铁含量在67.9×10^-6～500.0×10^-6范围内呈线性关系，相关系数R²=0.999 2。实例检测结果显示，应用χ和SIRM测量石英砂中铁含量与应用分光光度法测量相比，相对误差分别在-9.83%～3.03%之间和-4.91%～2.42%之间，说明采用磁测法测量石英砂中铁含量是可行的，测量精度良好，采用SIRM测量精度较χ高，对石英砂进行700℃高温处理后，测量精度会增加。该研究为石英砂中铁含...     

渭河流域典型黄土剖面的环境磁学特征及其古气候意义

对黄土高原南部耀县全新世黄土地层的形成及保存环境进行了研究. 结果表明: 地层中磁性矿物主要为软磁性矿物, 硬磁性矿物对地层的磁学性质贡献小; 随着成壤强度的增加, 硬磁性矿物的相对含量在减少. 本区全新世地层的形成和保存环境为氧化环境, 适宜用磁学手段反演全新世古气候. 对磁化率和频率磁化率、无磁滞剩磁磁化率的对比分析, 可以看出: 成壤强度较低时, 细粒磁性矿物相对于磁性矿物总量的增加速率相对较快; 成壤强度较高时, 细粒磁性矿物的相对含量会达到或趋近饱和, 相对于磁性矿物总量的增加速率相对较慢. 研究表明, 在黄土地层中, χfd%和χARM/χ等指示细粒磁性矿物的磁学参数可以显示更细微的气候变化; 在古土壤中, χlf的气候指示意义相对更好.     

阿勒泰地区表土磁学特性及变化机制研究

现代表土的磁学性质反映了物源、成土过程与气候环境之间的重要信息,对认识磁学参数在气候环境研究中的应用有重要意义.干旱区表土的磁学特性表现出极大的复杂性和差异性,为了理解不同气候和环境条件下表土磁学参数的特性、变化机制及控制因素,选择位于新疆北部阿勒泰地区不同景观带的表土样品作为研究对象.通过详细系统的环境磁学分析,并结合X衍射和粒度等方法,结果表明磁性矿物来源相对稳定,磁学性质主要由来自源区的粗颗粒软磁性矿物所主导,xif(低频磁化率)和SIRM(饱和等温剩磁)与磁性颗粒表现出正相关的关系,磁性矿物浓度越大,磁畴颗粒越粗;反之,浓度越低,颗粒越细.磁性矿物的浓度和颗粒大小在不同景观带表现出一.定的差异,荒漠带表土中磁性矿物的浓度较高,磁畴主要为粗颗粒的PSD(准单畴)+MD(多畴),而其他景观带(森林、灌丛、草原和湿地)矿物浓度明显较低,磁畴也相对较细.相比较,其他景观带表土受后期改造作用比荒漠区强,主要是由于在海拔升高到1300m之后,区域气候环境因素(如气温、降水以及蒸发)发生明显变化,导致强磁性矿物的破坏,土壤矿物浓度和粒径发生变化,磁性降低.成壤作用形成的SP(超顺磁畴)颗粒相对较少.     

东海陆架平北地区残留沉积磁性特征及其油气指示意义

本文利用1994－1995年在东海陆架平北地区获取的370个柱状样,对该区残留沉积物作磁性测试和磁性矿物鉴定,以进行陆架残留沉积物磁性特征与深部油气渗漏关系的研究。磁性测试显示本区存在磁化率异常和饱和等温剩磁异常两种磁性异常现象。根据磁性参数特征和多种矿物物理学鉴定结果,确定导致本区磁化率异常的矿物为陆源碎屑磁铁矿,导致剩磁异常的矿物为自生或次生铁硫化物胶黄铁矿和磁黄铁矿。证据显示本区剩磁异常是油气渗漏的产物;而磁化率异常则主要指示古滨海砂的分布。作者提出在本区的油气化探中,剩磁参数是有效的化探磁性指标。     

土壤剖面的磁学特征及其对交通污染的指示意义——以北京首都机场高速公路为例

对北京首都机场高速公路旁采集的土壤柱状T01剖面的磁学参数和金属元素分析,探讨了研究区内现代交通导致的土壤磁学性质的变化及其对环境污染的响应.结果表明,磁参数(χ,ARM和SIRM)与重金属含量呈同步垂向变化趋势.来源于交通运输排放的污染物是土壤剖面上部(0～8 cm)磁性和金属含量增强的主要原因,8cm以下,土壤基本未受到污染,磁性矿物和重金属含量较低,磁性颗粒变化稳定,基本代表了该地区土壤的自然背景.尽管土壤岩石磁学分析表明剖面上下部受污染和未受污染样品的磁载体均是粒度较粗的多畴磁铁矿,但是结合磁参数比值曲线,说明底部样品的磁颗粒的粒度较顶部偏细.磁性矿物的含量变化没有影响磁颗粒的粒度特征.指标聚类等相关分析表明,土壤磁参数(χ,ARM和SIRM)与重金属元素(Pb,Zn和Cu)含量显著相关;结合模糊聚类分析,磁参数可用于追踪、识别交通污染物质在土壤剖面中的富集、迁移状态,揭示不同深度土壤的污染程度.     

东海陆架平北地区残留沉积物磁性特征及其油气指示意义

利用1994～1995年在东海陆架平北地区获取的370个柱状样，对该区残留沉积物作磁性测试和磁性矿物鉴定，以进行陆架残留沉积物磁性特征与深部油气渗漏关系的研究。磁性测试显示本区存在两种磁性异常，即磁化率异常和饱和等温剩磁异常。根据磁性参数特征和多种矿物的物理学鉴定结果，确定导致本区磁化率异常的矿物为陆源碎屑磁铁矿，导致剩磁异常的矿物为自生或次生铁硫化物胶黄铁矿和磁黄铁矿。证据显示本区剩磁异常是油气渗漏的产物；而磁化率异常则主要指示古滨海砂的分布。由此提出，在本区的油气化探中剩磁参数是有效的化探磁性指标。     

花岗岩上发育的亚热带红土岩石磁学特征

本文对发育于花岗岩上的两个亚热带红土剖面进行了系统的岩石磁学研究,测试了磁化率、频率磁化率、等温剩磁、非磁滞剩磁、磁滞回线等常温磁学参数,选取代表性样品进行了高低温岩石磁学分析,拟探讨亚热带红土磁性矿物的特征及湿热环境下土壤中磁性矿物的转化规律。实验结果表明:亚热带红土的强磁性矿物为磁铁矿、磁赤铁矿;弱磁性矿物为赤铁矿和针铁矿,滞水土层中含有纤铁矿。花岗岩具有较强的磁性,在其上发育的红土也因此具有较强的磁性。花岗岩中的亚铁磁性矿物的磁畴以多畴占主导地位,随着风化强度的增强,逐渐形成较细粒的超顺磁与单畴磁性矿物。亚热带红土中的磁赤铁矿与位于半干旱区黄土高原成土作用形成的磁赤铁矿存在着磁学性质上的差异,表现为具有更高的居里点(约600℃和640℃),可能说明亚热带红土中的磁赤铁矿粒径更粗。两个剖面在磁学性质上存在着明显的差异,泉州剖面磁性矿物以磁铁矿为主,磁化率最高可达1823×10~(-8)m~3/kg,平均值为1033.1×10~(-8)m~3/kg,具有较低的剩磁矫顽力;福州剖面磁性矿物以磁铁矿和部分热稳定磁赤铁矿为主,磁化率最高为385.73×10~(-8)m~3/kg,平均值为91.5×10~(-8)m~3/kg。基于磁学参数分析,认为母质与后期成土作用共同造成了两个剖面的磁学性质差异,但后者起主导作用。磁化率在两个剖面中,均随着深度减小而减小,与温带地区表层土磁化率增强有很大区别。湿热环境条件下,强磁性矿物溶解或转化为弱磁性矿物的程度主导剖面磁化率变化。     

磁铁矿和磁赤铁矿磁化率的温度和频率特性及其环境磁学意义

磁化率随温度和频率的变化特性χ(F-T)对于研究超顺磁和单畴磁性颗粒的磁学性质非常有效.文章结合饱和磁化强度和矫顽力随温度变化的特性,依据尼尔理论,探讨了磁性颗粒的粒径分布与其χ(F-T)特性的关系.结果表明,磁化率的最大值对应于其解阻温度,因此可以用来估算磁性颗粒的平均粒径.随温度变化的频率磁化率曲线可以转化为连续的粒径分布曲线.本方法可以用来模拟自然地质体(例如,火山灰、黄土沉积物)中磁性矿物的粒度分布.