陕西交道全新世黄土-黑垆土磁化率的CBD研究

根据黄士高原中部交道剖面全新世黄土－黑垆土剖面的非磁滞磁化率和ＣＢＤ提取前后的磁化率、频率磁化率以及热磁分析结果,分析了磁性矿物的种类和磁畴状态,讨论了古土壤的磁化率增强,指出ＣＢＤ技术强有力的支持古土壤磁化率增强的土壤成因观点．虽然ＣＢＤ能非常有效地溶解土壤成因的磁赤铁矿,但并不是完全选择性地溶解土壤成因的磁铁矿颗粒．此外,通过对样品ＣＢＤ处理前后磁化率数据的分析,从土壤化学角度为黄土的风成说提供了新证据。     

陕西交道全新世黄土-黑垆土磁化率的CBD研究

根据黄士高原中部交道剖面全新世黄土－黑垆土剖面的非磁滞磁化率和ＣＢＤ提取前后的磁化率、频率磁化率以及热磁分析结果,分析了磁性矿物的种类和磁畴状态,讨论了古土壤的磁化率增强,指出ＣＢＤ技术强有力的支持古土壤磁化率增强的土壤成因观点．虽然ＣＢＤ能非常有效地溶解土壤成因的磁赤铁矿,但并不是完全选择性地溶解土壤成因的磁铁矿颗粒．此外,通过对样品ＣＢＤ处理前后磁化率数据的分析,从土壤化学角度为黄土的风成说提供了新证据。     

浅议中国黄土磁化率的物理意义

中国的陆相黄土地层连续地记录了第四纪以来的古气候变化。基于中国黄土磁化率曲线与深海氧同位素记录具有可比性这一事实，磁化率作为一种气候替代性指标在黄土研究中得到广泛的应用。但是，磁化率的物理意义仍不清楚。本文作者对陕西榆林蔡家沟剖面末次间冰期以来的风成沉积作了研究，指出黄土、古土壤的磁化率差异不仅与前人提出的碳酸盐淋失、空隙度变化、“就地”新生成磁性矿物等作用有关，而且还可能与有机质有重要关系。有机     

黄土磁化率的古气候意义对研究红土磁化率古气候意义的启示

中国黄土是蕴含古气候信息最为丰富的晚新生代陆相沉积物,也是连续记录第四纪乃至中新世以来亚洲内陆气候演化的物质载体.20世纪80年代学界首次发现黄土-古土壤磁化率可以作为东亚夏季风强弱的代用指标之后,磁化率作为一种能简单、快捷反演古气候的代用指标,在全球很多黄土剖面不断得到证实,被广泛用于海陆气候对比和古气候重建.自此之后,有学者尝试将磁化率反演古气候的应用范围扩大到中国南方红土.然而目前能否将磁化率作为反演古气候的代用指标完全适用于中国南方红土依然存在很大分歧.显然要准确理解红土磁化率是否具有明确的古气候意义,需要首先研究黄土-古土壤磁化率之所以能作为古气候代用指标的物理化学机制是什么,以及红土沉积物是否和黄土一样具有相似的磁性矿物形成机理.因此本文以分析黄土-古土壤磁性增强的原因为逻辑基础,以总结黄土-古土壤磁性矿物的种类和粒度特征为研究切入点,讨论黄土-古土壤磁化率具有古气候意义的原因.在此基础上分析红土磁化率是否具有明确的古气候意义,亦即进一步研究黄土-古土壤的磁气候学理论是否完全适用于中国南方红土.     

伊犁风成黄土不同组分对磁化率的影响

为了研究中亚黄土中的碳酸盐、有机质和可溶性盐等不同组分对磁化率的影响,本文对伊犁黄土样品分别进行盐酸、醋酸、蒸馏水和双氧水等处理,并与黄土高原黄土样品进行了对比.结果表明,盐酸不但可以溶蚀样品中的碳酸盐而且还可以与磁性矿物中的铁离子反应,分解超顺磁性颗粒(SP)中细颗粒组分,造成磁化率降低.与原样相比,中亚和黄土高原醋酸样品质量磁化率(x(f))和频率磁化率(x(fd))分别增加20.3％、53.4％o和4.8％、13.0％,说明中亚黄土碳酸盐对磁化率影响远大于黄土高原,醋酸对Sp没有影响或者影响很小.双氧水和蒸馏水样品x(f)变化幅度小于4％,说明黄土中有机质和易溶组分对磁化率的影响均非常小.此外,通过对中亚和黄土高原盐酸和醋酸样品的温度磁化率(TDS)曲线对比分析,表明黄土高原黄土退热过程磁性矿物的转化可能主要是SP组分中的细颗粒成分,伊犁黄土中纤铁矿和磁赤铁矿或针铁矿含量较黄土高原低.     

巴基斯坦Bahawalpur黄土岩石磁学特征及磁化率变化机制研究

风成黄土是陆地上分布最广泛的沉积物之一,记载了各种古气候演化信息.目前巴基斯坦的黄土研究甚少,磁化率与气候对应的变化机制研究尚未开展.本文对位于巴基斯坦印度河平原Bahawalpur地区新发现的黄土-古土壤剖面进行系统的岩石磁学研究,结合粒度和漫反射光谱(DRS)数据,讨论巴基斯坦黄土的磁化率变化机制.实验结果显示：Bahawalpur (BH)剖面黄土层主要的载磁矿物为磁铁矿,同时含有少量磁赤铁矿和针铁矿,磁性颗粒以原生的MD和PSD颗粒为主.相对于黄土层,古土壤层则是以针铁矿为主,含有顺磁性矿物和少量磁铁矿.BH剖面磁化率与成土作用关系和中国黄土高原典型剖面相反,磁化率的变化可能存在一个阈值12.8×10^-8m³·kg^-1,在阈值之上,强磁性矿物(磁铁矿、磁赤铁矿)占主导;阈值之下,以弱磁性矿物(主要是针铁矿)为主,这种磁性矿物的转变可能导致磁化率降低.本文可为今后利用磁化率解读该地区地层蕴含的古气候信息提供新线索.

     

矫顽力组分定量分析揭示下蜀黄土磁化率异常降低的原因

镇江大港下蜀黄土剖面多个层位的磁化率出现异常降低,导致与北方黄土的磁化率记录难以对比.为探讨磁化率异常降低的原因,我们在大港钻探ZK孔获取了岩芯.在10个具代表性的层位采样并测量了其等温剩磁获得曲线.通过基于期望最大化算法的计算程序（Irmunmix V2.2）,定量分析了样品的磁性矫顽力组分（magnetic coercivity component）.结果显示这10个样品可大致分成3类,第一类不含中磁组分,第二类含有较少的中磁组分,第三类则含较多的中磁组分.矫顽力组分的含量与样品中铁锰结核的含量密切相关.铁锰结核含量高的样品,中磁组分、硬磁组分含量也高,而软磁组分含量低,与此对应的是这类样品的磁化率低.表明在铁锰结核的形成过程中,原始的软磁组分被溶解,而产生新的中磁组分、硬磁组分,这个次生变化过程导致样品磁化率异常降低.铁锰结核含量高的样品,经历过较强的还原作用,因此ZK剖面磁化率异常降低是还原作用的结果,可能是某时期降水量增大所致.     

中国与西伯利亚黄土磁化率古气候记录-氧化和还原条件下的两种成土模式分析

近20多年来随着中国黄土深入研究, 揭示了中国黄土地层磁化率与成土古气候温湿程度基本成正比例关系, 黄土地层磁化率也因此成为一个重要的古气候参考指标在第四纪古气候研究中, 不仅在黄土堆积物而且也在湖相和海相沉积物中广泛应用. 但是中国黄土地层磁化率与古土壤成壤强度(古气候温湿程度)呈正比的模式却不是到处都适用, 黄土高原的周边地区就有不少例外的报道. 而西伯利亚和阿拉斯加黄土则显示出另一极端的情形, 一个完全相反的磁化率特点: 在气候干冷期的黄土层获高值, 而在气候温湿期的古土壤层获低值. 过去的研究一直认为, 其磁化率主要是反映古风力大小的变化, 与成土作用基本无关. 磁学测量研究发现, 西伯利亚黄土和古土壤的差别, 不仅有颗粒从大到小的变化, 而且还有矿物组分变化: 如磁赤铁矿从多到少, 最后完全消失并取而代之出现了完全不同热磁行为的另一种矿物. 这种矿物相变现象难以用单纯的风力强弱来解释. 说明中国黄土和西伯利亚黄土可能存在两种不同的机制模式: 中国黄土高原大部分处于蒸发量大于降雨量的干旱氧化环境, 适当的水分或降雨有利于细小的磁铁矿和磁赤铁矿的形成, 使得磁化率与古气候呈正比. 而西伯利亚以及相应的高纬度地区, 地理上属苔原或苔缘地区, 湿润是该区域基本特点. 间冰期更加温湿的气候使其湿润增加以致过剩, 导致地表成土环境向还原方向移动. 它使得喜氧化的强磁性矿物磁赤铁矿和磁铁矿渐趋不稳定, 并逐渐转化形成适合其还原环境的弱磁性矿物如褐铁矿或其他铁的硫化物. 间冰期气候越潮湿, 还原程度也越高, 强磁性矿物就被损耗得越多. 正是这种高纬度的成土作用可能是导致其古土壤磁化率比黄土更低的主导因素之一.     

塔里木盆地南缘8.5 ka以来的黄土岩石磁学特征及其磁化率变化机制

黄土岩石磁学参数是古气候研究中的重要指标,其中磁化率应用最为广泛,并在黄土高原地区取得重大进展,其受控于成壤作用的变化机制也被普遍接受.然而在黄土高原外缘的新疆地区,磁化率的变化机制仍不明确,导致磁化率的古气候意义在该区存在较大争议.本文选取塔里木盆地南缘具有精确年代控制的典型黄土剖面（羊场剖面）开展岩石磁学和高分辨率磁化率研究,利用交叉小波分析方法并结合剖面粒度、矿物及元素特征对该地区磁化率变化机制进行初步探讨.结果显示,羊场剖面的岩石磁学性质主要由粗颗粒软磁性矿物所控制,同时也表现出一定的顺磁性特征.根据载磁矿物和磁化率变化特征可将剖面进一步划分为两个阶段：阶段Ⅰ（8.5~2.5 ka）,载磁矿物以亚铁磁性的磁铁矿为主,磁化率值整体较高;阶段Ⅱ（2.5~0.2 ka）,亚铁磁性矿物依然占据主导地位,但硬磁性矿物和以黄铁矿为代表的顺磁性矿物相对增多,磁化率值显著降低.相关性研究和交叉小波分析表明：阶段Ⅰ磁化率与粗颗粒组分的变化具有一致性,符合"风速论"模式;阶段Ⅱ磁化率不仅与粗颗粒组分具有明显的正相关关系,而且与指示成壤作用强度的频率磁化率百分含量呈现出显著的负相关关系,暗示了阶段Ⅱ的磁化率变化可能受到"风速论"和"还原性成壤"模式的共同影响.本文拓宽了对新疆地区黄土岩石磁学特征及其磁化率变化机制的深入理解,也为利用磁化率恢复新疆及中亚地区全新世以来的古气候变化历史提供了新的线索.     

丁村旧石器遗址群的黄土地层研究

通过测量黄土的磁化率 ,并结合传统的黄土地层学研究方法 ,对丁村旧石器文化遗址群中两个典型的剖面 ,即代表丁村旧石器中期文化的 10 0地点和代表丁村旧石器早期文化的 79:0 2地点文化层上部的黄土 -古土壤序列进行划分 ,并将其结果与位于丁村附近黄土塬上的敬村黄土剖面和典型洛川黄土剖面的地层和磁化率曲线进行对比。结果表明 ,丁村 10 0地点地层上部黄土 -古土壤序列为S0 ,L1,S1;而 79:0 2地点上部的黄土 -古土壤序列则包括S0 ,L1,S1,L2 ,S2 。因此 ,丁村 10 0地点文化层的年代大于S1的形成年代即 0 13MaB .P .,79:0 2地点文化层的年代大于S2 的轨道调谐年龄 ,即 0 2 4 7MaB .P     

陕西洛川黄土化学风化程度的地球化学研究

通过对陕西洛川黄土-古土壤剖面中常量元素、微量元素和REE的分析,采用以Al为标准的变化率参数计算方法对黄土高原化学风化程度进行了初步研究.结果表明在风化成壤过程中,黄土中绝大多数元素都保持稳定,活动性元素仅有Ca,Sr,P,Mg和Na;化学风化处在去Ca,Na风化阶段;化学风化的主要方式是碳酸盐溶解.黄土弱化学风化特征是黄土高原第四纪以来长期受干冷型气候控制的反映.     

1.2 Ma以来黄土-古土壤序列风化成壤强度的定量化研究与东亚夏季风演化

中国黄土－古土壤序列是第四纪古气候演化的连续记录，其风化成壤强度对东 亚夏季风演化有明确的指示意义．基于２１８１个样品的分析，采用土壤学上的游离氧化 铁（ＦｅＤ）／全氧化铁（ＦｅＴ）指标，建立了 １．２ Ｍａ以来黄土高原中部两个代表性剖面的高分 辨率古风化强度序列，并与土壤微形态特征、低频磁化率和频率磁化率、 Ｒｂ／Ｓｒ比值等 其他反映夏季风强度的代用指标进行了对比，发现ＦｅＤ／ＦｅＴ指标更能客观地反映古土 壤发育强度．因为黄土高原地区的化学风化主要受夏季的降水和气温控制，与东亚夏 季风的强度密切相关，所以古风化强度ＦｅＤ／ＦｅＴ的变化基本反映了东亚夏季风演化的 信息．该替代指标记录的很多夏季风变化信息在磁化率曲线上并无反映．     

陕西渭北晚更新世黄土-古土壤结合水膜厚度的试验研究

为深入剖析黄土与古土壤工程性质的影响因素,以陕西渭北晚更新世黄土与古土壤为研究对象,基于核磁共振、比表面积测试并结合理论分析对结合水膜厚度进行研究。试验结果显示：黄土与古土壤的结合水膜厚度存在明显差异,黄土的结合水膜厚度明显大于古土壤,原因在于古土壤孔隙体积及孔径小于黄土,而古土壤中高价阳离子含量大于黄土,同时古土壤颗粒表面分布铁锰质薄膜,其亲水性较弱。分析结合水膜与黄土湿陷性、回弹变形等工程特性间的关系,发现黄土-古土壤的湿陷性随结合水膜厚度的增大而增强,随结合水膜厚度的减小而减弱,结合水膜厚度与卸荷变形系数呈正相关关系。综合分析说明,高价阳离子含量、颗粒表面特性,及孔隙性的不同造成了黄土与古土壤结合水膜厚度的差异,从而导致黄土与古土壤的湿陷性等工程性质有显著区别。