中国东部表层土壤磁化率特征及其指示意义

磁化率是环境磁学研究中较常用、较易获得的指标之一,但其解释和意义又最为复杂.对采自中国东部从北到南涵盖中国主要气候带的风化-成壤成因的79个表层土壤样品进行高、低频磁化率和非磁滞剩磁测试并分析其与降水量、年均温等气候参数的关系.结果表明:(1)发育于不同类型母岩的风化-成壤成因表层土壤磁学性质之间存在显著差异,各磁化率参数与气候条件参数之间的关系大不一样,在大空间尺度进行磁学与气候条件的关系研究时,必须充分考虑地质背景与母岩类型的差异.(2)发育于花岗岩的表层土壤非磁滞剩磁磁化率与年降水量和年均温间呈显著负相关关系;而发育于玄武岩的表层土壤非磁滞剩磁磁化率与年降水量呈显著正相关关系.被广泛认可的黄土-古土壤序列磁化率与成壤的关系不一定适用于大空间尺度的其他气候区域.(3)在风化-成壤过程中,磁性颗粒有变细的趋势,但降水强度增大时,一些超细颗粒较易被搬运离开原地,单一磁学参数结果难以反映气候条件及环境变化.(4)风化-成壤成因表层土壤非磁滞剩磁磁化率能较好地反映风化成因土壤的风化程度,但风化-成壤表层土壤磁学性质变化的机制特别是对相应土壤剖面的磁性矿物迁移转化有待深入研究.      

黄土高原及相邻地区表土磁化率与降水量的关系

在黄土高原阿拉善高原区域沿年均降水量线最大梯度方向采集了61个表土样品, 分析了其磁化率、粒度和有机碳含量等环境变化替代性指标的变化特征. 结果表明: 在母质类型多样和地貌特征差异较大的该广阔区域, 频率磁化率与降水有良好的相关性, 而常用的磁化率不能用作反映降水量变化的理想指标, 与以往土壤磁学研究存在一定差异. 研究结果指示, 在干旱地区应用磁化率指标解释环境变化需要谨慎.     

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.     

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。     

黄土高原表土磁化率与气候要素的定量关系研究

黄土高原地区已建立多个表土低频磁化率-气候转换函数,为黄土古气候定量重建提供了关键方法.但是表土磁化率变化的气候控制因素的系统研究尚未开展;同时,低频磁化率部分受到沉积作用的影响,需要寻找气候意义更明确的指标.我们系统采集了黄土高原及周边地区的表土样品,运用相关、回归和因子分析等方法,研究了不同气候要素及其季节变化对表土磁化率和频率磁化率的控制作用.结果显示,湿度是控制黄土高原表土磁化率的主要因素,温度的影响相对较小;降水的季节分配也有影响,月降水变率较小的地区磁化率较高.在此基础上,选择反映成壤磁性颗粒组分的频率磁化率,建立了频率磁化率-年均降水量的转换函数,为黄土古气候定量估算提供了新的途径.     

基于Itrax岩芯扫描仪的岩石磁化率与Zn-Pb矿化关系研究

<正>研究磁化率与元素含量的关系一直是环境评价和资源勘查的研究热点。近年来国内外学者做了很多研究,如Spiteri等(2005)研究了德国东部Lausitz地区表层土壤与重金属分布的关系,表明磁化率可作为土壤重金属污染的替代指标;王磊等(2009)研究智利某地区不同岩石磁化率的特征,探讨了岩石磁化率对寻找铁氧化物铜金型矿床的指示作用;曹烨等(2007)探讨了河南某金矿蚀变岩     

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.     

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.     

黄土高原马兰黄土记录的MIS 3温湿气候

对位于关中盆地的大荔地区甜水沟和垣雷两个剖面末次冰期盐和有机质碳同位素组成、磁化率和频率磁化率进行了系统研究,初步讨论了MIS3后期(即MIS3a)的"高温大降水事件"对黄土高原南部气候和植被的影响.在40～30kaB.P.的MIS3a时期,大荔地区气候总体表现为湿润、温暖,植被覆盖程度高,植被中C4植物的相对含量增加,土壤发育较好.中国大陆黄土-古土壤序列在MIS3的磁化率较之末次冰期的其他时段均有所增加,但不同地区的增幅各不相同.     

武汉市东湖周边近地表土壤磁化率特征及其环境意义

测量了武汉市东湖周边3个采样区60个土壤样品的磁化率及24个代表样品的重金属元素质量分数,对土壤磁化率和重金属元素质量分数进行了相关分析与聚类分析,探讨应用土壤磁化率参量及测量技术对大范围区域污染环境评价的指示意义.结果表明,土壤磁化率与重金属元素Ca、Cu、Pb、Sr、Zn质量分数显著相关,相关系数分别高达0.930,0.836,0.864,0.879和 0.879;重金属元素Ba、Cr、Fe、Mg、Mn质量分数与磁化率中度-弱相关,相关系数分别为0.447,0.303,0.557,0.528,0.333.聚类分析结果表明,不同采样区地表土壤的污染源之间存在一定差异.这些结果为应用土壤磁化率(尤其是原位磁化率)测量技术在该区进行大尺度和高精度环境评价提供了基础.