澳大利亚黄土磁学性质及环境意义

澳大利亚内陆广大而干旱,发育着大面积沙漠,却没有多少黄土的报道.本文对惟一报道的黄土,新南威尔士州Mackenzie地区Waterholes Creek剖面进行了详细的采样和磁学参数测量,并与中国黄土高原洛川和西峰经典剖面进行了对比.结果表明该剖面磁学性质与中国黄土高原有许多异同.它成土特征强,百分比频率磁化率较高,但...     

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,Xlf(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。     

福建省三明城区现代表土环境磁学研究

土壤是人类赖以生存和发展的基础，土壤污染的危害往往很容易被忽视。以福建省三明市钢铁公司和永安市福建水泥厂为中心．对三明城区现代表土壤采集，并测定其低频磁化率、高频磁化率和频率磁化率，利用土壤环境磁学方法研究该城区的土壤污染状况，对污染土壤的重金属元素进行定量分析．建立磁化率和土壤重金属的统计规律，圈定异常来判断环境污染状况，进而寻找污染源。     

西北戈壁沙漠-黄土高原区表土磁化率特征及其意义

黄土高原表土磁化率与降水量呈良好的正相关性,为定量反演这一区域第四纪时期降水量变化提供了理论基础.通过对西北戈壁沙漠-黄土高原表土磁化率研究,表明表土磁化率与降水量的相关性出现在一定的降水范围内.其界限是年平均降水量200～ 300mm:高于这一界限,表土的磁化率、频率磁化率、百分比频率磁化率与降水量、相对湿度均呈现良好的正相关关系;低于这一界限,磁学参数与气候之间的相关性明显减弱,或者变得不明显.这是因为在该气候条件下,1)风化弱,成土组分贡献小,同时2)风积磁颗粒粒径粗,对磁化率影响较大的缘故.     

福建省三明城区现代表土环境磁学研究

土壤是人类赖以生存和发展的基础,土壤污染的危害往往很容易被忽视.以福建省三明市钢铁公司和永安市福建水泥厂为中心,对三明城区现代表土壤采集,并测定其低频磁化率、高频磁化率和频率磁化率,利用土壤环境磁学方法研究该城区的土壤污染状况,对污染土壤的重金属元素进行定量分析,建立磁化率和土壤重金属的统计规律,圈定异常来判断环境污染状况,进而寻找污染源.     

澳大利亚中部Alice Spring红色表土磁学特征分析

炎热干旱的澳大利亚中部是现代正在形成红色地表的区域。围绕中部Alice Spring地区采集了一系列红色地表样品。这些红色样品按照岩性大致可以分为三类: 砂土、沙丘砂和岩石。通过对这些样品详细的磁学测量, 发现这三类样品存在明显磁学特征差异, 红色砂土和沙丘砂样品磁化率较岩石样品高出许多(砂土和沙丘砂磁化率均值为93.82×10-8m3/kg), 红色岩石样品磁化率值最低(均值为23.2×10-8m3/kg); 三者主要磁性矿物也不尽相同; 磁颗粒均以超顺磁(SP)颗粒为主, 而单畴(SD)颗粒含量少。研究区百分比频率磁化率χfd % 均值为8.28 %, 较黄土高原西部表土(兰州为3.5 %)高出许多。该区现代年降水量约300mm, 比兰州(约330mm)还低, 成土导致百分比频率磁化率增高却比兰州明显高出几倍。这可能反映了黄土高原表土频率磁化率增高与降水量密切相关; 而在澳洲中部可能与持续高温成土条件和作用的时间存在更密切的关系。澳洲中部不论岩石还是表土均以红色为主。磁学实验表明, 砂土和沙丘砂样品均以磁铁矿为主, 三类样品普遍含一定量磁赤铁矿和赤铁矿的贡献, 与地表红色外貌相符。说明澳洲红色地表过程很可能是黑色磁铁矿颗粒表面被长期氧化条件下形成的红色磁赤铁矿/赤铁矿所包裹的现象, 使得澳洲中部广大地区岩石露头和地表沉积物, 普遍形成一层红色染色层。     

黄土高原-阿拉善高原典型断面表土磁学特征研究

在黄土高原-阿拉善高原区域沿接近降水量最大梯度线方向系统采集了表土(包括沙漠和土壤)样品,详细研究了其环境磁学、粒度和有机质含量等环境替代指标的变化特征。结果表明,整个断面表土中的强磁性矿物主要为磁铁矿和磁赤铁矿,并含有赤铁矿。阿拉善高原表土中磁性矿物颗粒多为多畴(MD),总体含量偏低,磁性矿物中硬磁组分含量较高;黄土高原区表土中磁性颗粒多为准单畴(PSD),总体含量偏高,磁性矿物中软磁组分含量较高。进一步分析发现,在干旱地区,频率磁化率与降水有良好的相关性,而常用的磁化率不能较好地反映降水量变化。本研究指示在干旱地区应用单一磁化率指标解释环境变化需要谨慎。     

中亚地区现代表土磁学特征及其古环境意义*

在中国西北地区主要沙漠、绿洲和戈壁及蒙古国南部戈壁等亚洲中部粉尘源区采集了表土(包括沙漠和土壤)样品,系统分析了样品的磁学性质(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,中亚地区表土样品中主要磁性矿物是铁磁矿,含有赤铁矿和磁赤铁矿,并伴有少量顺磁性矿物;磁性矿物粒度主要是准单畴(PSD)和多畴(MD),超顺磁性颗粒含量较低,接近于中国西部黄土地层含量。中亚地区表土磁性矿物含量总体都较低,磁性矿物含量在空间上与降雨量成正比。研究结果指示西部地区(准噶尔盆地和南部塔里木盆地)表土样品较北部地区(鄂尔多斯高原、阿拉善高原以及蒙古高原)表土样品,其粗颗粒磁性矿物含量高,而细颗粒磁性矿物含量低。本研究结果为黄土地层古土壤磁性增强源自成土过程提供了最直接的证据。     

华南地区发育于不同母岩之上的表土磁化率特征及其意义

自从Heller和Liu[1]将中国黄土-古土壤序列的磁化率和深海氧同位素进行对比之后,国内外对中国黄土-古土壤序列的磁化率进行了广泛而深入的研究,发表了大量的成果[2～7].     

青藏高原东部表土磁化率特征与环境意义

现代表土磁化率与气候因子关系的研究是黄土古气候重建的重要内容,在黄土高原地区取得了重要进展,但在青藏高原地区相对不足。在青藏高原东部系统采集了106个表土样品,分析了其磁化率的变化特征;并通过表土磁化率与气候因子的相关分析,讨论了气候因子对高原东部现代表土低频磁化率和频率磁化率的影响。结果表明：研究区表土磁化率特征主要受到温度和降水量的影响,水热组合差异影响表土磁化率值的高低。低频磁化率与气候因子的相关性较弱,总体上与温度的相关性优于降水量,可能表明其与气候因子的关系比较复杂;频率磁化率百分比与降水呈较好的正相关关系,表明该指标对降水量的变化更为敏感,可以用于青藏高原东部的古降水定量重建。     

腾格里沙漠南缘末次冰消期气候不稳定性记录

通过对红水河剖面元素地球化学和孢粉以及地层岩性的分析,在讨论了沉积地层连续性和记录完整性的基础上,重建了腾格里沙漠南缘末次冰消期的气候环境演变序列。结果表明,沉积物中Ca,Fe,Mg,K,Na和Mn等元素含量的变化以及结合其不同的孢粉组合,不仅与沉积环境紧密相关,而且可以很好地揭示该地区晚冰期以来气候环境变化的基本特征和历史,显示研究区在13.6～9.7cal.kaB.P.期间主要经历了以下几个阶段: 13.60～13.08cal.kaB.P.,12.75～12.20cal.kaB.P.和 11.60～10.45cal.kaB.P.期间气候较温暖湿润;  13.08～12.75cal.kaB.P.和10.45～9.70cal.kaB.P.期间气候相对冷干;  而在12.2～11.6cal.kaB.P.期间,则表现相对冷湿。自11.6cal.kaB.P.之后,研究区进入全新世暖期,元素Ca,Fe,Mg,K,Na及Mn的含量和孢粉A/C比值变化曲线均表明在全新世初期气候波动频繁,并在11.3cal.kaB.P.和10.5cal.kaB.P.左右出现较强的冷波动。通过与其他研究区地质记录对比,指出研究区腾格里沙漠南缘末次冰消期气候环境变化尽管存在一定的区域特点,但基本格局与全球气候变化一致。     

光释光年代学对腾格里沙漠化机制及风沙物源的指示

腾格里沙漠地处东亚夏季风现代影响区的西北边缘,长期以来被认为是东亚沙尘暴多发中心之一。近年来的研究较明确地支持腾格里沙漠晚更新世以来的沉积环境发生了巨大变化,但该区沙漠化的机制仍需进一步研究。文章基于石英矿物的光释光测年技术,研究了腾格里沙漠南部腹地系列剖面的沉积年代,结合已有研究结果,重建了该区风沙堆积历史,获得如下认识：1）腾格里沙漠末次冰盛期以来的风沙堆积主要集中在16~10 ka及约1.5 ka以来两个时段;2）腾格里地区16~10 ka的风沙堆积发生在区域由干变湿的时段,而7.3 ka、5.1 ka和3.8~3.3 ka的风沙堆积发生于区域湿度较高背景下的干旱时段。由于这些时段的气候环境有利于风沙的堆积与固定而不利于风沙的产生,因而推断16.0~3.3 ka时段腾格里地区的风沙主要来自上风向地区的输入;3）腾格里大面积地区的沙丘/沙山堆积于最近0.37 ka以来降水较少的时段,略晚于区域高强度的人类工程活动,表明现今可见的沙丘/沙山地貌景观的形成是人类高强度工程活动触发、就地起沙的结果。

     

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(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(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。     

腾格里沙漠植物钙质根管Sr/Ca比值揭示的全新世千年尺度有效湿度变化

在阿拉善高原广泛分布不同地质历史时期的植物钙质根管,探索从这些植物钙质根管中提取可靠的环境信号并进行古环境重建,是一项具有一定指示意义的工作。本文共采集了腾格里沙漠14组全新世植物钙质根管样品,在14C测年结果的基础上,通过X射线荧光光谱法对其进行元素测定,结果显示:8~5cal.ka B.P.阶段植物钙质根管中Sr/Ca比值较高;5~2cal.ka B.P.阶段时Sr/Ca比值较小。本文尝试用植物钙质根管中Sr/Ca比值的变化和植物钙质根管时间分布,重建该区域全新世千年尺度上的有效湿度变化:早全新世时期(8cal.ka B.P.之前)气候干旱,中全新世时期(8~5cal.ka B.P.)气候湿润,晚全新世时期(5~2cal.ka B.P.)气候由湿润转向干旱。上述重建结果与腾格里沙漠猪野泽地区以及毗邻的石羊河中游红水河地区的全新世千年尺度有效湿度变化重建结果基本一致,说明植物钙质根管中的Sr/Ca比值可以指示腾格里沙漠地区全新世千年尺度的有效湿度变化。因此,可以从植物钙质根管中提取可靠的古环境信号并将其应用于古环境重建研究中。     

河北省阳原盆地井儿洼钻孔磁化率、粒度反映的环境意义

根据河北省阳原盆地井儿洼钻孔岩芯湖相沉积物的粒度特征,划分出大约0.2Ma以来,井儿洼地区经历了湖沼-浅湖-滨浅湖-滨湖的演化过程,其中至少存在8个高-低水位变化旋回。湖泊不同的演化阶段应用不同的粒级颗粒含量来作为环境指标。在滨湖环境下,50~100μm,>50μm及中值粒径具有良好的环境指示意义;浅湖环境中,<5μm或2~50μm的细颗粒是较好的指标。不同的沉积相中,磁化率的强度与分粒级颗粒含量的相关性不同:滨-浅湖相中磁化率强度与粗粒沉积物呈正相关;湖滨沼泽相中磁化率强度与细粒含量呈正相关;咸化滨湖中磁化率与粒度基本不相关。      

重庆地区江北砾岩北碚附中剖面磁化率特征及其环境意义

选取砾岩层填穴物、砾石层局部胶结填穴物、砂岩层新鲜岩石作为分析样品,运用了磁化率值、14C测年、磁铁矿含量、氧同位素分析等方法进行测定和研究.结果表明,江北砾岩北碚附中剖面,磁化率值的变化与磁性铁矿含量有较好的一致性,磁化率曲线与氧同位素曲线变化特征具有较好的对应性.江北砾岩北碚附中剖面岩层的磁化率能指示晚更新世晚期的环境变化,包含了2个较短的暖湿期和3个较长的冷干时期,而干冷时期内又存在很短暖湿期.     

长江中下游干流河底沉积物环境磁性特征

通过多参数磁性测量,分析探讨了长江中下游干流3种不同粒级(<2mm,<0.28mm和<0.125mm)河底沉积物中磁性矿物的类型、含量、颗粒变化及空间分布特征。3种粒级中,磁性矿物主要富集在<0.125mm的细质沉积物中。对细质沉积物的分析表明,长江中下游干流河底沉积物的磁性矿物含量较长江口高近10倍,类型以亚铁磁性矿物磁铁矿为主,颗粒以假单畴-多畴为主,超顺磁性颗粒含量较低。从中游到下游,磁性矿物含量呈下降趋势,颗粒呈变细趋势。干流磁性矿物含量远高于支流,颗粒远粗于支流,支流泥沙的汇入不断影响干流沉积物的磁性特征。     

伊朗黄土高原表土磁性特征与古气候指示意义

全球变化研究中的现代过程研究越来越成为定量重建工作的先决前提,而由于如黄土等气候记录载体沉积分布的全球性与沉积环境的多样性,更需要就具体的研究区进行有针对性的现代过程工作以最大程度地保证重建工作的可靠性.西起地中海、东至帕米尔的广大区域是丝路文明演化的关键地区,其过去气候变化也是了解北半球中纬度气候演化与机制的重要拼图...     

新疆尼勒克黄土岩石磁学特征及变化机制研究

新疆黄土与黄土高原黄土相比,无论在物源还是后期成土环境方面都存在较大差异,因此二者的磁学特征有所不同。本文选取伊犁尼勒克地区的一个黄土-古土壤剖面进行了系统的岩石磁学及粒度研究。实验结果表明尼勒克剖面中磁性矿物具有以下特征：1）以亚铁磁性矿物磁铁矿和磁赤铁矿为主,并含有一定量的反铁磁性矿物赤铁矿和针铁矿;2）各黄土层成壤作用弱,磁性矿物以原始输入的粗颗粒MD和PSD为主。PS1古土壤层成壤作用强,以细颗粒SD为主。弱发育古土壤层PS0既包含SD颗粒,又有粗颗粒。各地层均不含SP颗粒;3）PS1古土壤层原始含铁矿物输入量略低于黄土高原地区,其他各地层均高于黄土高原地区,但受成土作用及其他因素影响,剖面中亚铁磁性矿物含量远低于黄土高原黄土-古土壤层。PS1古土壤层成壤作用强,在新疆地区较为少见,但其磁化率却低于各黄土层,说明尼勒克黄土-古土壤磁化率变化机制与黄土高原地区不同。古土壤层原始输入含铁矿物的量较黄土层低,但原始含铁矿物只是影响剖面磁化率变化的原因之一。PS1古土壤层在沉积后期受到间歇性水流作用,成土成因的强磁性SP磁铁矿/磁赤铁矿颗粒遭受破坏并转化为赤铁矿,导致PS1古土壤层磁化率的急剧降低,并使该层赤铁矿的相对含量增加。     

云南点苍山冰川湖泊沉积物磁化率的影响因素及其环境意义

文章通过对点苍山海拔3820m冰水沉积剖面的粒度参数、磁化率、氧化铁含量和有机质含量的综合实验分析,并讨论了这些指标的相互关系及其环境意义。实验结果表明,磁化率的强度与粗砂组分的含量成正相关,而与粘土等细粒组分含量成负相关;同时与有机质含量成负相关,与氧化铁含量成正相关。矿物组分分析实验表明,沉积物主要磁性来源于磁化铁。根据以上结果,结合冰川湖泊流域面积小、高寒环境的特点,其磁化率的影响因素与一般湖泊不同,认为冰川湖泊沉积中,因为物源较近导致外源磁性矿物主要赋存于粒度较粗的碎屑颗粒中,而高寒的环境条件使得有机质对沉积物的磁性矿物起到了稀释的作用,而很难有积极的贡献。根据磁化率的环境意义,恢复了全新世以来点苍山的古气候,从中可以划分6个不同的气候阶段:11.5～10.6kaB.P.,10.6～8.9kaB.P.,8.9～5.5kaB.P.,5.5～3.3kaB.P.,3.3～0.8kaB.P.和0.8kaB.P.至今,代表了末次冰期结束以后湖泊从产生至消亡的全过程。根据与其他相关地区的对比,分析了西南季风演变的一些规律。