渭河宝鸡市区段河床沉积物磁性特征分析北大核心CSCD

利用环境磁学的方法可以有效地示踪河流沉积物的物源,对渭河宝鸡市区段干流及其支流河床沉积物全面系统的磁学特征分析表明:渭河干流和支流沉积物的磁性矿物含量总体相对较高,磁性矿物类型主要以亚铁磁性矿物磁铁矿和磁赤铁矿为主,同时存在不完全反铁磁性矿物赤铁矿,磁晶粒以PSD(假单畴)和MD(多畴)颗粒为主。渭河干流沉积物的磁性特征在空间上表现出了一定的差异,根据χ_(ARM)/χ(非磁滞剩磁磁化率/磁化率)值的变化规律将渭河宝鸡市区段沉积物的来源分成了两段,第一段从宝鸡峡到神龙大桥,沉积物χ_(ARM)/χ值逐渐减小,磁性颗粒逐渐变粗;第二段从神龙大桥到千河入渭口,沉积物χ_(ARM)/χ值逐渐增大,沉积物的颗粒呈现出由粗变细的特征,指示了渭河宝鸡市区段河流沉积物存在一定的物源差异,渭河宝鸡市区段干流沉积物的物质来源主要以上游携带为主导,从神龙大桥向下游,支流对河床沉积物具有一定的贡献,北岸比南岸流域贡献的物质相对较多。     

科尔沁沙地风沙沉积物磁学特征及其古环境意义初探

选取位于科尔沁沙地东北缘的六户屯剖面风沙沉积物为研究对象,进行系统的磁学特征和粒度分析。结果表明：六户屯剖面磁性矿物含量较少,磁学性质主要受亚铁磁性磁铁矿控制,并含有少量赤铁矿和针铁矿,磁性矿物粒度较细,以稳定单畴和超顺磁颗粒为主。沉积物中磁性矿物的粒度分布受风力大小与成壤强度的影响,单畴颗粒相对含量随风力的增强而增加,随土壤发育程度的增强而减少,χARM/χlf和χARM/SIRM可以指示冬夏季风的相对强弱。六户屯剖面磁性矿物粒度主要受冬季风强度及其动力分选作用的控制,磁性矿物粒度与沉积物总体粒度呈反相关;但在某些层位,夏季风影响下的成土过程对其改造作用不容忽视。成壤过程中形成的超顺磁颗粒是磁化率增强的主要因素,单畴颗粒对土壤发育适宜期磁化率的增加贡献相对较弱。     

红黏土磁化率增强机制

对于黄土-古土壤序列,磁化率增强机制已经被大家认可,并且磁化率被广泛作为古夏季风强弱变化的代用指标。红黏土伏于第四纪黄土之下,同为风成沉积物,对红黏土磁化率增强机制的研究程度不高,且对强发育红黏土获得比较低的磁化率值的原因不清楚。本文通过对佳县红黏土进行系统岩石磁学分析得出：(1) 红黏土磁性矿物种类以磁铁矿为主,同时含有一定量磁赤铁矿、赤铁矿;磁性矿物平均粒径为PSD颗粒;强发育层含有较多的软磁性矿物,弱发育层含有较多的硬磁性矿物。(2) χ、χfd和χARM两两之间表现出很好线性正相关关系,说明红黏土中含有大量SP和SD颗粒亚铁磁性矿物,这些细小磁颗粒是在成壤过程中产生,成壤作用导致古土壤层磁化率升高。(3) 红黏土χfd、χfd%值较高,说明经历较强的成壤过程,成壤环境与黄土高原黄土-古土壤序列类似,与阿拉斯加、西伯利亚黄土-古土壤明显不同。     

新疆塔城地区黄土沉积的磁学特征及其对古环境变化的指示

西风区黄土沉积序列的磁化率变化特征比较复杂,磁化率与成壤强度之间的相关性在不同的区域环境中具有一定的差异。选取塔城地区黄土剖面作为研究对象进行较为系统的磁学特征分析。结果显示,塔城剖面的磁性矿物主要为磁铁矿、磁赤铁矿等亚铁磁性矿物,同时含有一定量的反铁磁性矿物和顺磁性矿物,磁畴状态主要是多畴（MD）和假单畴（PSD）。成壤作用影响单畴（SD）颗粒磁性矿物的相对含量,而对超顺磁（SP）颗粒的贡献有限。影响地层磁学性质的因素比较复杂,粒度与磁学参数的变化与区域的气候波动具有一定的对应关系。古土壤中磁性矿物浓度的降低以及钙积现象可能反映了成壤时期温暖干燥的气候条件,磁性矿物浓度的变化在一定程度上或许是对区域相对湿度状况的反映。     

兰州市大气降尘环境磁学特征研究

应用环境磁学方法系统研究了兰州市区大气自然降尘的磁学特征（包括磁化率、无磁滞磁化率、等温剩磁、磁滞回线和热磁曲线）。结果表明：兰州市大气降尘中磁性矿物含量较高,磁参数的贡献主要来自磁铁矿和磁赤铁矿,磁性矿物的粒度较粗,为准单畴颗粒;兰州市大气污染严重,磁化率等磁学参数较好地反映了兰州市大气污染状况;兰州市空气污染防治近年来已取得了一定成效,空气质量有了较大改善,冬季污染在逐年减轻,而夏季污染变化不大。环境磁学作为一种简单、快速且无破坏性的研究手段,可以为城市污染防治研究提供许多有价值的信息。     

沙漠、戈壁和黄土表土岩石磁学特征及其对黄土磁化率机制的意义

黄土高原黄土来自于其北部或西北部的沙漠和戈壁被广泛认可。本文选取西北地区典型的沙漠、戈壁和黄土表土样品,进行系统的岩石磁学研究。结果显示：沙漠和戈壁磁学特征相似,以磁铁矿占绝对优势,磁颗粒为多畴和假单畴,几乎不含超顺磁颗粒,磁性矿物总体含量高于黄土表土。黄土表土以磁铁矿为主,同时含有磁赤铁矿,磁颗粒以成壤过程中形成的超顺磁和单畴颗粒为主。虽然沙漠和戈壁细粒中亚铁磁性矿物相对比例明显高于粗粒,但粗粒组分含量大,对磁性稀释作用显著,全样总体表现为粗粒磁性特征。影响沙漠、戈壁和黄土磁化率的主导因素不同,沙漠和戈壁为磁性矿物含量主导型,磁性矿物总含量高,黄土表土为磁性矿物粒度主导型,超顺磁对磁化率贡献占主导。合理区分风速论和成土论两种磁化率机制,需准确判断成壤程度和氧化还原状态。因此,不同环境条件下磁化率的环境意义及古气候重建,需首先准确区分影响磁化率的主导因素。     

宝鸡市大气降尘的磁学特征与环境意义

对宝鸡市2011年1月~2013年12月连续3 a按月收集的大气降尘样品进行详细系统环境磁学实验分析。结果表明:宝鸡市大气降尘中磁性矿物含量相对较高,主要的磁性矿物为多畴和假单畴的低矫顽力亚铁磁性矿物,并伴有少量的赤铁矿等高矫顽力的硬磁性矿物,磁畴主要由粗颗粒的MD(多畴)和PSD(准单畴)组成。大气降尘的磁性矿物种类和粒径大小随季节并没有明显的变化,但是磁性矿物含量表现出明显的随年际和季节变化的特征。磁性矿物浓度呈现逐年降低的趋势,指示宝鸡市空气污染程度在逐年减轻,这可能与宝鸡市各种污染措施的实施有关,大气环境质量得到很好的控制和稳定。宝鸡市每年从10月份到次年3月份为磁性矿物浓度最大时期,这与冬季采暖期燃煤释放的污染物有关,另外宝鸡市特殊的地形和气象因素对大气粉尘的扩散产生重要的影响。因此,依据污染来源、地形等因素进行合理的交通和产业布局则是宝鸡市大气污染防治的重要措施之一。     

新疆典型地区大气降尘磁学特征及其环境意义

应用环境磁学方法对北疆昌吉地区和南疆阿克苏地区大气降尘的磁学特征进行对比研究。结果表明：2012年春夏季昌吉地区大气降尘样品磁性矿物以磁铁矿和磁赤铁矿为主,阿克苏地区样品除受到磁铁矿、磁赤铁矿主要控制外,还含有更多赤铁矿等高矫顽力磁性矿物。两地降尘样品都以假单畴颗粒PSD和多畴颗粒MD为主。昌吉地区大气降尘样品的磁性矿物含量明显高于阿克苏地区。阿克苏地区大气降尘样品以天然降尘为主,强磁性矿物含量较低;昌吉地区降尘样品人为源输入强度高,磁学信号强。大气降尘的磁学特征包含大量环境信息,可以作为粉尘环境监测的重要手段。严格控制工业污染物排放,合理规划工业布局,依旧是治理城市大气污染的重要措施。     

内蒙古嘎顺诺尔湖泊沉积物磁化率与粒度的古环境意义

湖泊沉积物磁化率和粒度已被广泛地应用于古环境和古气候研究,但在不同地区两者的关系不同,一般与磁性矿物来源、种类和赋存粒级有关。查明磁性矿物来源和赋存状态是利用粒度和磁化率恢复古环境的重要基础。通过测定干旱区嘎顺诺尔GXN剖面湖泊沉积物的磁化率与粒度及两者的相关关系,结合代表性样品的岩石磁学特征,揭示此类地区湖泊沉积物磁性矿物来源和赋存状态,探讨它们在干旱区湖泊沉积物中所反映的环境变化信息。结果显示,剖面下部（200~105 cm）和上部（36~0 cm）沉积物磁化率与粗砂含量呈正相关,中部（105~36 cm）与粉砂含量呈正相关,表明磁性矿物主要富集于粗颗粒和较粗颗粒组分中。剖面下部和中部沉积物以顺磁性矿物为主,含少量亚铁磁性矿物（如磁铁矿+磁赤铁矿）,含少量顺磁性矿物;剖面上部沉积物以亚铁磁性矿物为主（如磁赤铁矿+磁铁矿）,含少量顺磁性矿物。根据嘎顺诺尔晚全新世湖泊沉积物剖面的岩性、磁化率和粒度组合特征,可将其划分为河漫滩相沉积（200~105 cm）、浅湖相沉积（105~36 cm）和滨浅湖相沉积（36~0 cm）3个阶段。该湖粒度组分中<4 μm和4~64 μm颗粒主要反映了湖泊水动力的变化,受碎屑物来源和水动力条件的控制;而河漫滩相中>64 μm粗颗粒组分的峰值是风力作用的结果。河漫滩相及滨浅湖相的磁化率高值则指示了湖面较低,水动力较强,有较多的磁性矿物随粗颗粒入湖;浅湖相的磁化率低值则指示该时期湖面较高,水动力较弱,磁性矿物随入湖粗颗粒含量的减少而降低。     

北京市大兴区大气降尘环境磁学特征及其环境意义

应用环境磁学方法对北京市大兴区大气降尘环境磁学特征进行了系统研究,并通过与北京市朝阳区、兰州市大气降尘环境磁学特征的对比,对环境磁学在污染物来源解析及扩散条件研究中的应用机理进行了探讨。结果表明,大兴区大气降尘磁性矿物含量明显高于本区表土,人为源影响显著;降尘样品磁学特征主要受磁铁矿控制,并含有一定数量的磁赤铁矿,磁性矿物为准单畴和多畴颗粒;大兴区降尘样品的磁性矿物含量明显低于朝阳区,且样品颗粒相对较细,表明人口密度、车流量、城市发达度对大气污染程度存在显著影响;大兴区与兰州市大气降尘磁性矿物含量的季节变化差异表明,燃煤取暖对北京大气质量的影响显著减弱,燃煤锅炉改造是大气污染防治的重要措施之一。气象因素对大气颗粒物浓度变化有重要影响,降水、低气压和高风速利于大气颗粒物的清除和扩散,低气温对大气颗粒物污染的负面影响显著。     

青藏高原东缘山地古冰川沉积物磁化率特点及其影响因素分析

湖泊、黄土与古土壤、深海沉积物等连续沉积体的磁化率变化作为环境变化的替代性指标被广泛应用,然而对于非连续、能够反映特定时段气候变化的沉积体,如冰川沉积物的磁化率却较少涉及.本文通过对青藏高原东缘8 个典型冰川发育山地冰碛物磁化率进行研究,并与黄土、湖泊、深海沉积物以及不同区域的表土磁化率进行对比,采用质量磁化率和频率磁化率探讨冰碛物的磁化率特点及其影响因素.结果表明：青藏高原东缘山地的冰碛物质量磁化率呈宽幅波动,介于(3.01~1808.80)×10^-8 m³·kg^-1,平均值147.84×10^-8 m³·kg^-1;频率磁化率值较低、且波动幅度小,介于0~6.89%,平均值为1.37%.不同时空条件下冰碛物的磁化率特点不同,即不同地点同一冰期磁化率的差异显著;同一地点不同冰期冰碛物的磁化率变化不明显.影响冰碛物磁化率的主导因素是母岩的岩性条件,气候因素起次要作用.     

罗布泊耳轮区现代盐壳单元特征及其环境意义

通过对罗布泊"大耳朵"干盐湖区5个区的盐壳单元土的地球化学特征、粒度及磁学特性的研究,结果表明:(1)罗布泊"大耳朵"干盐湖区盐壳易溶性盐组分含量变化较大,总盐含量从高到低依次为LBVI >LBVⅡ >LBVⅢ >LBIX >LBV,新盐壳单元含盐量略高于老盐壳单元含盐量(除LBV外),且易溶性盐主要为Na⁺和K⁺-Cl^- -SO₄^2-型;pH值均 >7,表明均处于偏碱性环境中;TOC含量在1.19%~1.21%之间,且各盐壳单元之间差异不显著。(2)新老盐壳单元样品粒度组分均以粉砂(2~63μm)含量为主,平均含量达到80.52%,且老盐壳单元中粗砂和中砂含量明显高于新盐壳单元。(3)各样品间磁化率值差异不显著,平均值为3.7×10^-6 m³·kg^-1,呈现出由耳轮区中心依次向外逐渐升高的趋势,且样品中的磁性矿物主要以低矫顽力的亚铁磁性矿物为主。(4)总盐含量与pH、TOC呈正相关,与磁化率、粉砂呈负相关。综合表明,此时期罗布泊气候已趋向干旱化发展。     

山东埠西黄土剖面沉积特征及古气候环境意义

对山东济南章丘埠西黄土剖面进行了系统的野外调查,并对山东章丘埠西黄土剖面进行了粒度、磁化率以及光释光测年等指标研究分析,结果表明：① 根据粒度测量数据和粒度参数变化特征,并运用萨胡判别公式对其沉积环境进行判别,可知山东埠西剖面黄土沉积主要为风成沉积。通过粒级—标准偏差方法提取的环境敏感粒级分别为7.08~8.91 µm和39.81~50.12 µm;② 磁化率变化与不同粒级百分含量的变化之间具有明显的相关性,其中低频磁化率变化范围为32.38×10^-8~138.46×10^-8m³kg^-1,高频磁化率在 30.62×10^-8~123.31×10^-8m³kg^-1 之间变化,其变化特征一定程度上反映了埠西黄土剖面形成时的古气候环境信息;③ 结合光释光年代的测量数据与前人的研究成果,可将该黄土剖面划分为3个黄土层和3个古土壤层,该剖面记录了末次冰期以来该区域古气候环境的变化历史过程。     

无定河下游全新世古洪水研究

对无定河流域野外考察,在其下游苏家圪坨（SJGT）地点发现夹有古洪水滞流沉积物（SWD）的全新世剖面。古洪水SWD厚度30 cm,具有平行微薄层理特征,且直接覆盖在东汉文化层之上。室内分析结果表明古洪水SWD有着与2012年洪水SWD相似的沉积学特征,以粗粉沙为主,分选良好,磁化率和烧失量较小,说明它记录了一次无定河下游的大洪水事件。文化层光释光（OSL）测年结果显示该次古洪水事件发生在1 900~1 700 a BP。古洪水洪峰水位和洪峰流量分别为765.9 m和10 530 m³·s^-1。同时利用2012年洪水洪痕水位验证,在同一断面用相同参数恢复洪峰流量为1 030 m³·s^-1,实测洪峰流量为1 000 m³·s^-1,误差为3.09%,说明古洪水洪峰流量恢复结果合理可靠。研究结果延长了无定河下游洪水数据序列,对水资源、水能源的开发利用提供了科学依据。     

他念他翁山中段第四纪冰川沉积物时空分布特征与环境

他念他翁山中段位于横断山脉西部,保留着良好的第四纪冰川遗迹,论文以该地区第四纪冰川沉积物为主要研究对象,通过光释光(Object-source lighting, OSL)测年、粒度、磁化率、矿物及化学元素分析等方法,探讨研究区第四纪冰川沉积物在不同时期的沉积学、矿物学、环境磁学以及元素地球化学特征,结合相关环境指标分析该区的环境特点。研究表明：① 冰川沉积物总体沉积特征是大小混杂、无层理、无分选、风化程度由倒数第二次冰期到新冰期依次减弱。② 研究区冰川沉积物细粒部分在粒度频率曲线上主要呈现双峰或多峰,反映出沉积物的物质来源复杂、形成动力多样。冰碛物的平均粒径在空间上表现出距冰川作用源头越远粒径越小的规律,主要是受冰川作用强度和风化时间长短的影响。③ 冰川沉积物的磁化率值为8.72×10^-8~298.00×10^-8 m³·kg^-1,其中冰水沉积物磁化率的平均值(178.51×10^-8 m³·kg^-1)和波动幅度(17.43×10^-8~298.00×10^-8 m³·kg^-1)要大于冰碛物(平均值19.82×10^-8 m³·kg^-1,波动幅度8.72×10^-8~42.95×10^-8 m³·kg^-1),反映出磁铁矿集中分布的粒级与冰水沉积物组成的粒级相似。④ 地球化学和矿物学指标反映青古隆地区古气候的总体特征为寒冷干燥,其中在末次冰盛期时气候最为干旱,末次冰期中冰阶时气候较为干旱、降水量相对于末次冰盛期有所增加,倒数第二次冰期降水量相对于末次冰盛期和末次冰期中冰阶较多,但气温较低。     

淮河上游卢庄段全新世古洪水水文恢复研究

通过沿淮河上游野外考察,在毛集河口卢庄找到了一典型全新世古洪水滞流沉积物剖面,进行了系统采样和沉积学粒度分析及水文学恢复的研究工作。粒度分析表明,古洪水滞流沉积物（SWD）与上下层黄土-古土壤区别明显,粒度参数Q型聚类层次分明,其粒级组分以砂质为主,而黄土古土壤粒度以粗粉砂为主,SWD其粒度分形维数明显偏低,各沉积单元粒级组分端元特征明显,通过粒度特征能够很好地鉴别古洪水滞流沉积物层。水文学研究结果表明,自8 500 a以来,在淮和上游至少发生了6次特大洪水,根据各层SWD的厚度和产状关系推求出了其最大可能的洪峰水位,高于水平位10.03~14.36 m之间,据滞流回水环境状态下淮河河道相应的洪峰水位,采用恒定均匀流比降-面积法求得各期洪峰流量介于7 062.18~16 040.94 m³·s^-1之间。研究结果对古洪水滞流沉积物鉴别和古洪水洪峰水位的恢复提供新的思路和方法,同时有效地延长了淮河上游洪水数据序列,可为淮河上游卢庄段全新世时间尺度上洪水流量-频率关系的建立提供参考数据。这对于淮河上游水利水电工程洪水设计和洪水资源化开发管理具有重要的现实意义。     

不同情景下干旱区尾闾湖泊生态水位与需水研究——以黑河下游东居延海为例

水位作为湖泊重要的水文要素之一,在反映湖泊水量变化,指示湖泊湿地生态环境状况等方面都有重要的生态意义。选取黑河下游尾闾湖东居延海为研究区域,采用湖泊形态学法对湖泊最小生态水面和最低生态水位进行了研究。依据水量平衡原理,结合已有研究对不同情景下的生态需水量进行了估算。最后结合黑河输水河道耗水规律,提出不同情景（水文频率）下各水文断面需下泄水量。研究结果对于干旱区流域湖泊湿地的保护和水资源的合理利用都有重要意义,同时也为黑河流域生态输水工程的实施提供现实的科学依据。     

罗布泊盐湖表层土地球化学及沉积特征

对罗布泊典型地区表层土磁性特征、粒度及地球化学特征的研究表明:(1)总体样品磁性矿物含量均较低;各样地间磁化率差异较为明显,阿奇克谷地西部磁化率值最高(2.1×10^-7 m³·kg^-1),耳轮区最低(0.47×10^-7 m³·kg^-1),该区磁化率值总体表现为东部略高于西部.(2)样品粒度组分总体以粉砂(2~63 μm)为主,平均约占74.17%,分选性较差,细颗粒占主导地位,且各粒度组分之间的含量变化幅度较小.(3)易溶性盐主要是由Cl^-、SO₄^-2、Na⁺和K⁺构成,Mg²⁺、Ca²⁺含量较低,HCO₃^-、CO₃^2-含量很低,易溶性盐类型主要为Cl^--SO₄^-2-Na⁺和K⁺型;样品总有机碳平均含量约为0.66%;pH值变化范围为6.98~8.00,且耳轮区样品值均高于阿奇克谷地西部.综上所述,该区当时气候已转向干旱化趋势发展,而且气候持续干化与补给变化对该区物质形成具有一定影响,是该区物质空间分布的主要成因.     

渭河与泾河流域水沙变化规律及其差异性分析

依据渭河和泾河流域1956—2016年实测水文资料、水利水保统计数据、TerraClimate年平均温度和Landsat地表反射率数据集,分析了流域水文要素、气温及植被覆盖度的历年变化规律,采用双累积值曲线法、累积距平法、有序聚类法、Lee-Heghinan法、秩和检验法等数理统计方法,确定了流域年径流量和年输沙量变化...     

MIS3晚期查格勒布鲁剖面微量元素揭示的千年尺度气候变化

通过对巴丹吉林查格勒布鲁剖面时代上属MIS3晚期的地层层位(CGS3a层段)中14种微量元素的分析发现:除Co、Ba含量呈相反变化外,P、V、Cr、Mn、Ni、Zn、Pb、Y、Zr、Nb、Cu和As含量在风成沙丘砂中基本上表现为谷值,而在不同层位沙丘砂上覆的湖相中则相对为峰,构成与沉积旋回相应的元素变化旋回。元素在沙丘砂中呈现的谷值,主要揭示了干冷气候条件下东亚冬季风的侵蚀、搬运和堆积作用;在湖相中的相对富集,则与东亚夏季风盛行时暖湿气候背景下该地所处的特殊洼地地貌位置有关。元素旋回实际上代表的是东亚冬夏季风的气候变化旋回。分析结果显示:MIS3晚期剖面所在地至少经历了5次冬夏季风交替变化的气候旋回,反映了该时期我国沙漠地区的千年尺度气候变化。