长江中下游第四纪沉积物发育土壤磁性增强的环境磁学机制

对长江中下游第四纪沉积物 (Q₃ 黄土,Q₂ 红土和Q₃ 红土 )发育土壤的磁性增强现象及其物理机制进行了讨论。结果表明 :(1)铁磁性矿物是土壤磁性的主要载体,它们是成土过程中形成的稳定单畴 (SSD)和超顺磁性 (SP)态的次生磁性矿物,没有显示重要的反铁磁性矿物的贡献;(2 )土壤磁化率 (χ)的高低与成土过程产生的稳定单畴和超顺磁性颗粒呈极显著正相关,指示了风化成土作用的强度,磁化率可作为反映成土环境变化的代用指标;(3)频率磁化率 (χfd) 5 %可作为土壤中的超顺磁性颗粒存在与否的临界值,土壤 χfd值的高低同样反映了风化成土作用的强度,可用作研究第四纪环境变化的有用工具之一。     

长江与黄河河口沉积物磁性特征对比的初步研究

根据2001年8月和9月分别采自黄河与长江河口沉积物样品的磁性测量和粒度分析,探讨长江和黄河河口沉积物的磁性特征及其差异。长江河口沉积物中亚铁磁性物质的含量高于黄河口,但长江口与黄河口沉积物中都是亚铁磁性矿物主导了样品磁性特征,亚铁磁性矿物晶粒都以假单畴-多畴为主。相比黄河口沉积物,长江口沉积物不完整反铁磁性物质对磁性特征的的贡献较小。长江与黄河河口的这种磁性特征主要反映了不同的沉积物来源的控制影响。此外,无论是长江口还是黄河口沉积物,磁性参数χARM、χfd%与沉积物细粒级组分存在显著的相关性,表明这两个参数作为粒度的代用指标具有普遍性。     

东海外陆架浅孔沉积物的岩性和磁性特征及成因讨论?

利用东海外陆架的10根柱状样，进行磁性、粒度、氯离子含量和粘土矿物分析。结果表明：在东海外陆架扬子浅滩前缘，浅部沉积地层自上而下可分为两层。上层为砂泥混合物，含大量贝壳碎片，磁化率与饱和等温剩磁较强，主要是磁铁矿富集所致，反映了冰后期海侵对晚更新世沉积物的强烈改造。研究还发现，现代海底表层沉积物中存在铁硫化物，它是浅海还原环境中铁磁性矿物次生变化的产物。下层为坚硬致密的黄褐色泥质粉砂和粉砂质泥（硬土层），磁化率与饱和等温剩磁较弱，但局部存在剩磁异常高，从矫顽力等磁性特征证明它是硫复铁矿的富集所致。另外，在硫复铁矿富集层中绿泥石和氯离子含量明显富集，反映该硬土层是早期海侵沉积物在末次冰期干冷气候条件下的风化产物。     

赤道东太平洋C-C区硅质沉积物的磁性特征及细菌合成磁铁矿

对分布于赤道东太平洋克拉里昂和克里帕顿断裂带之间 (C-C区 )的硅质沉积物所作的环境磁学研究表明,沉积物的磁性特征由亚铁磁性矿物主导,亚铁磁性矿物颗粒以单畴 (SD)和超顺磁 (SP)为主。磁性参数和透射电镜(TEM )分析表明,该区沉积物中存在着细菌合成的磁铁矿,并观察到磁铁矿存在不同程度的溶解。这一发现是微生物参与C-C区铁元素循环的直接证据。不完整反铁磁性矿物在氧化性较强的西区沉积物中含量较高,且随着纬度升高而增加,显示随着远离赤道,沉积物氧化性趋强.     

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。     

杭州湾北岸芦潮港潮滩沉积物磁性特征的年际变化及其粒度控制

对杭州湾北岸芦潮港潮滩2007-2010年固定点沉积物进行了逐月的磁性测量和粒度分析,探讨了磁性特征的月际、年际变化及其与粒度的关系。结果显示,2007-2009年,芦潮港潮滩沉积物的磁性特征呈现出相似的季节性变化特征,磁性参数χ、χARM、SIRM以及比值χARM/SIRM总体上在12月次年7至月表现为高值,8-11月为低值,S-300变化趋势与之相反。粒度分析显示,每年12月至次年7月沉积物粒度总体较细,8-11月较粗,这说明潮滩较细沉积物中含有较多的亚铁磁性矿物,与已报道的2004-2005年研究结果相似。相比前三年,2010年1-7月及12月沉积物磁性矿物含量相对下降,8-11月份磁性矿物含量相对上升,导致2010年磁性参数月际变化幅度减小。同时,2010年沉积物粒度月际变化特征也发生了改变,即1-7月及12月沉积物粒度变粗,8-11月沉积物变细。相关分析表明,磁性参数与粒度之间的关系在2007-2010年中没有发生明显的变化,说明2010年沉积物粒度月际变化模式的改变是磁性特征月际变化改变的主导因素。尽管如此,长江流域来沙下降对河口潮滩沉积物物源的可能影响,仍需予以长期关注。     

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.      

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。     

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.     

潮滩表层沉积物磁性特征的季节性变化及其对沉积动力作用的响应:以杭州湾北岸为例

根据2004年9月—2005年8月杭州湾北岸中潮滩固定观测点重复采集的表层沉积物的磁学参数和粒度分析,探讨了研究区域潮滩沉积物磁学性质的季节性变化及其对沉积动力的响应。 结果表明, 该观测点潮滩沉积物磁学参数存在显著的月际变化,2004年12月底—2005年5月上旬的半年中,SIRM、χARM、χfd%、χARM/χ、χARM/SIRM等参数出现高值,指示了沉积物中含有较多的细晶粒亚铁磁性矿物,对应于潮滩淤积时段和较细的沉积物粒级组成,其余各月上述磁参数值较低,对应于潮滩沉积物较粗的侵蚀期。上述结果表明,沉积物的磁性特征可以很好地反映潮滩冲淤过程中沉积动力的变化。     

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。     

Rock Magnetism Study on Loess-Paleosol Sequence at Huixinggou Section of Sanmenxia Basin

Rock magnetism is the foundation of paleomagnetism and environmental magnetism study, and is effective in identifying the components, grain size and content of magnetic minerals in rocks and sediments. A systematic rock magnetism investigation has been conducted on the Huixinggou loess-paleosol sequence at Shuigou-Huixinggou Paleolithic site of Sanmenxia Basin in the southeastern Loess Plateau. Results show that the magnetic assemblage of the section is dominated by magnetite and maghemite, as well as hematite, exhibiting the average grain size of magnetic minerals is attributed to Pseudo-Single Domain (PSD). The variation curves of magnetic parameters are consistent and well comparable to marine oxygen isotope curves, with low values corresponding to the loess deposition during glacial periods, and high values corresponding to the paleosol development during interglacial periods, jointly demonstrating the glacial-interglacial cyclicities of magnetic mineral types, composition, and grain size of Chinese loess-paleosol sequences under the influence of alternating strengthening and weakening of Eastern Asian paleomonsoon over the Quaternary period. Comprehensive analysis reveals that the relative content of high-coercivity antiferromagnetic minerals is higher in loess than in paleosol, whilst the absolute content of high-coercivity antiferromagnetic minerals in paleosol is generally higher than that in loess accompanying increasing intensity of pedogenesis. The mass-specific magnetic susceptibility (χ) shows distinctly positive correlations with anhysteretic susceptibility (χ_ARM), Saturation Isothermal Remanent Magnetization (SIRM) and magnetic grain size dependent parameters (χ_ARM/SIRM and χ_ARM/χ), indicating that the pedogenic producing Single Domain (SD) and small PSD ferrimagnetic particles contribute significantly to the magnetic susceptibility enhancement.     

环境磁学样品干燥过程中的磁性效应

对长江口南岸潮滩沉积物柱样和表层样品的烘干、风干和冻干法处理,然后进行系统磁性测量和水分、有机质的测定。实验结果得知:以冻干法为参照,烘干和风干方法对样品的磁参数的稳定性影响很小,但研究质地粘重样品时,应避免采用风干方法或校正风干样含水量质量后计算相关的磁参数。有机质的含量与主要磁参数成正相关,它对磁参数的影响很小     

黄土记录的中亚干旱区东部全新世气候与环境演化

选取位于中亚干旱区东部新疆天山地区的两个典型黄土沉积剖面,通过磁学参数(XARM/SIRM)、亮度(L*)、有机碳/氮同位素(δ13Corg和δ15N)等记录,对研究区内全新世以来的气候环境进行重建.结果表明:早全新世,XARM/SIRM、L*指示黄土成壤较弱、有机质含量低,δ13Corg记录表明区域降水较少,共同反映...     

Magnetic Influences of Cement Dust on Soil in Industrial Area and Its Environmental Implications

To monitor environmental implications of cement dust on soil in industrial area, magnetic parameters and mineral compositions were measured by the samples of the cement dust, cement factory dustfall, cement, coal ash, topsoil of green space in the factory and topsoil outside the factory. Results showed that the major magnetic minerals in the samples were magnetite, the magnetic mineral particle size of cement dust, dustfall, cement and coal ash was coarse Multi-Domian (MD) and Pseudo-Single-Domain (PSD). As topsoil of green space in the factory and topsoil outside the factory were polluted by cement dust, their magnetic properties had been obviously changed; the concentration of magnetic minerals elevated and particle size became coarser. The magnetic parameters (χ_fd,χ_ARM/χ,χ_ARM/SIRM) value can reflect the pollution level of the soil, the lower its value was, the more serious soil was polluted. X-ray diffraction results showed that the mineral compositions of the topsoil of green space in the factory and topsoil outside the factory were quartz and calcite, which were the same as cement dust. Magnetic parameters combination characteristics of topsoil can monitor the soil environmental changes in cement industry area.     

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。     

环境磁学反映的藏南沉错地区1300年来冷暖变化

塔里木西缘帕米尔-西昆仑山北麓和西南天山南麓前陆盆地中巨厚的晚新生代磨拉石建造在岩石地层上包括阿图什组、西域组、乌苏组和戈壁组.通过对这套磨拉石建造及其中生长地层和生长不整合的野外观测,结合磁性地层年代学,初步研究了西域砾岩(即西域组)和西域运动的起始年代以及西域运动可能的演化阶段,得到如下初步认识:1)研究区西域砾岩开始沉积于3.5～4 6 Ma B.P.之前,其底界具有穿时性,其年代从山体向前陆盆地一般逐渐变新;2)在上述前陆盆地分布着4～6排由晚新生代磨拉石建造组成的逆断层-褶皱带.各排褶皱带均发育有生长地层及生长不整合,生长地层的开始沉积指示了该排褶皱和相应生长不整合的开始形成.从最靠山体一排褶皱带生长地层开始沉积的年代,初步判定西域运动的起始年代在西昆仑山叶城附近约为3.6 Ma B.P.,在西南天山喀什附近显然早于2.4 Ma B P.此后该运动可能经历了4～6个活动阶段,每一阶段又由若干个相对活跃期和相对稳定期组成.它们可通过各排褶皱带内生长地层的产状、组成和年代测定来确定.本文还探讨了生长地层和生长不整合形成过程中构造变形与侵蚀-剥蚀和沉积作用间的相互关系.