武汉天兴洲近代沉积物的磁性特征及其环境意义

利用多磁性参数(包括质量磁化率、频率磁化率、饱和等温剩磁、退磁系数以及热磁曲线)及磁组构分析,以长江中游武汉天兴洲近代河流沉积物为研究对象, 探讨了近100年以来沉积物磁性参数变化特征及其对长江中上游水文变化及气候环境的指示.结果表明,上部组合带(0.60~1.50 m)和下部组合带(2.40~3.30 m)沉积物的磁性载体以亚铁磁性矿物磁铁矿为主,同时存在少量较稳定的不完整反铁磁性物质,中部(1.50~2.40 m)亚铁磁性矿物相对较少,且剖面上部沉积物的超顺磁(SP)颗粒对沉积物χ贡献较大.整个沉积剖面自下而上磁性矿物含量呈“C”字型变化,反映了“软”-“硬”-“软”的磁性特性.沉积物磁组构组合带研究显示,历史时期沉积环境水动力强度、颗粒排列有序化程度以及长江流速发生了明显的变化,沉积环境水动力强度经历了“不稳定”－“稳定”－“不稳定”的变化过程,反映了长江古水文状况的变化.近代沉积物磁性特征变化格局与1900年以来以来长江中上游“暖湿”-“温凉”-“暖湿”气候环境变化和“强降水”-“弱降水”-“强降水”以及长江汉口站流量变化过程相吻合.这一研究成果为深刻认识历史时期长江流域气候环境变迁其及对长江古水文和沉积环境的影响提供了重要的参考资料.      

冲绳海槽现代沉积物磁学性质分布特征与环境的关系

选取东海陆架至冲绳海槽槽底平原的110个表层沉积样品,通过磁化率、等温剩磁、非磁滞剩磁和饱和等温剩磁等多种磁学参数测量试验手段,分析探讨了沉积物磁性与物质来源及环境的内在联系,指出不同沉积环境中,各磁性参数表现出不同的磁性特征。冲绳海槽东槽底平原沉积物因含有较多的火山物质,磁学特征与其它沉积环境有明显差异,各磁性参数特征值明显较强。CaCO3含量与磁性参数没有明显的相关性,但在高含量区可能对沉积物磁性矿物的含量具有稀释作用,使沉积物表现出相对减弱的磁性特征。     

武汉东湖现代沉积物磁组构特征及意义

采自武汉东湖现代沉积物的0．86m长的样品被用于研究湖泊现代沉积物的磁性各向异性，研究发现，东湖的现代沉积可划分为3个阶段，不同阶段的沉积特征与磁学性质反映了不同的沉积环境物源差异，通过分析样品沉积特征，磁化率K值特征并结合磁性矿物在各层面间的差别，从而分析得出磁化率K值可作为地层划分的有效辅助手段，磁铁矿广泛存在于所有砂质及泥质沉积物中，是引起东湖现代沉积物磁化率变化的主导性物质。     

武汉东湖现代沉积界面时间标定的磁化率与工业事件分析

湖泊现代沉积特征界面高精度时间标定是进行综合环境研究的基础工作.本文通过东湖现代沉积五个样柱的磁化率、沉积界面、磁性物类型与武汉地区工业事件存在的对应关系,并结合空间分布特征,得出近110年间东湖沉积速率存在由小增大的特点,并且确定两个早期沉积环境变化界面的时间约为1740年和1810年.研究表明,现代沉积物磁性特征与工业事件分析方法,不仅能准确标定沉积磁性界面的年代,而且能定量分析出不同时段的积沉速率和引起磁性差异的原因。     

四川剑门关地区上侏罗统一下白垩统磁化率特征及其地质意义

通过对四川剑门关地区上侏罗统一下白垩统磁化率的研究，发现磁化率的大小与沉积物颗粒的粗细有着紧密的联系。中粗粒砂岩的磁化率通常偏小，而细砂岩、粉砂岩及泥岩的磁化率明显增大，由于沉积物颗粒的粗细在一定程度上反映了不同的沉积速率。因此，磁化率大小的变化可作为沉积速率变化的定量指标，而沉积速率的变化与沉积环境及沉积之间有一定的联系。所以，认为磁化率的大小可作为沉积相及沉积环境分析的一种参考。另外，通过剑门关地区上侏罗统一下白垩统的磁化率各向异性研究发现，本区磁化率主轴方向可分为北东－南西向及北西－南东两组。北西－南东方向的磁化率主轴与当时的古水流方向一致，而北东－南西方向的磁化率主轴则可能与后期的构造挤压有关。     

四川剑门关地区上侏罗统—下白垩统磁化率特征及其地质意义

通过对四川剑门关地区上侏罗统—下白垩统磁化率的研究，发现磁化率的大小与沉积物颗粒的粗细有着紧密的关系.中粗粒砂岩的磁化率通常偏小，而细砂岩、粉砂岩及泥岩的磁化率明显增大.由于沉积物颗粒的粗细在一定程度上反映了不同的沉积速率，因此，磁化率大小的变化可作为沉积速率变化的定量指标.而沉积速率的变化与沉积环境及沉积相之间有一定的联系，所以，可认为磁化率的大小可作为沉积相及沉积环境分析的一种参考.另外，通过剑门关地区上侏罗统—下白垩统的磁化率各向异性研究发现，本区磁化率最大主轴方向可分为北东—南西向及北西—南东两组.北西—南东方向的磁化率主轴与当时的古水流方向一致，而北东—南西方向的磁化率主轴则可能与后期的构造挤压有关.     

长江口北支兴隆沙XL2孔沉积物的磁性特征

通过对兴隆沙XL2孔沉积物磁性特征研究,发现该地区沉积物的磁性矿物以低矫顽力的亚铁磁性矿物为主。按磁化率χ等磁参数曲线的变化特征将XL2孔划分出4个磁性层,同时对比沉积物的粒度特征和微古分析结果,探讨了长江口北支兴隆沙沉积环境的演化过程,以及沉积物磁性特征与沉积环境的关系。     

长江水下三角洲沉积物磁性特征空间差异及其冲淤指示意义

三角洲冲淤具有空间异质性,而沉积物的磁性特征可灵敏地反映物源、沉积动力特征以及早期成岩作用影响,是揭示空间异质性的有效方法。选取长江水下三角洲20~35 m水深的四个约2 m长的柱样进行磁学和碳、硫地球化学分析,结合粒度及年代资料,探讨了长江水下三角洲沉积物柱样磁性特征空间差异及其冲淤指示意义。研究结果显示,粒度表征的动力分选影响沉积物的磁性特征,这在年代较新（<350 a）的柱样中表现尤为明显,即细颗粒沉积物中富集亚铁磁性矿物,从而具有较高的磁化率。铁、碳、硫及硫同位素特征揭示了长江水下三角洲沉积物较弱的硫酸盐还原特征。沉积物年龄及沉积速率影响沉积物成岩改造强度,进而导致了磁性特征垂向变化的空间差异,整体上看,远离现代沉积中心的柱样,成岩改造特征更为明显。磁化率值的大小、成岩分带的完整性及其反映的铁还原带和硫酸盐还原带转换深度,一定程度上可以揭示三角洲的淤积和侵蚀特征。     

磁化率测量在沉积锰矿床中的应用

为研究磁化率在沉积锰矿床中的应用,对广西下雷锰矿床的钻孔岩心进行了磁化率测量试验。结果表明,含锰岩系中矿层磁化率与围岩磁化率明显不同,通常碳酸锰矿磁化率值比围岩要高出1~2个数量级,而围岩中硅质岩、灰岩、泥岩的磁化率无明显差异。磁化率可作为野外快速判别含锰岩系的代用指标。通过讨论下雷原生碳酸锰矿的磁化率异常,认为碳酸盐矿物磁性很低,对磁化率的贡献极小,磁化率异常高值指示与其伴生的铁质矿物;碳酸锰矿中含有磁性矿物,其磁性强弱决定了矿层磁化率的大小;黏土矿物中的绿泥石可吸附含铁的强磁性物质,绿泥石及其含量是影响碳酸锰矿磁化率的一个重要因素。     

东营凹陷第三纪湖相沉积物磁性特征及其与环境变化的关系

本文应用环境磁学方法，测量了东营凹陷牛３８井中第三纪湖相沉积物的磁化率值，并初步研究了造成沉积物磁化率值变化的沉积环境因素。研究结果表明，沉积物磁化率值的变化，与水体的含氧量有直接关系，是沉积物早期成岩过程中活化铁稳定性的反映。一般地，当水体氧时，沉积物中活化铁稳定，磁化率值高。     

Magnetometry and ground-penetrating radar surveys applied to tracing potential collectors of mining-derived pollutants in coastal sediments (Piscinas Bay,Montevecchio mining area,SW Sardinia)

Dispersion of pollutants from mining areas can result in risks to human health. The dynamic interaction of geological processes can generate complex situations that favor enrichment in toxic elements by sedimentary and diagenetic mechanisms. In order to explore the distribution of iron-rich minerals in coastal and river sediments, a geophysical campaign was performed along the outlet of the Piscinas and Naracauli Rivers that drain two abandoned mining areas in SW Sardinia. Both rivers flow into the Mediterranean Sea, a bay where fluvial, marine, and eolian processes interact. The geophysical campaign comprised magnetometry and ground-penetrating radar surveys. Magnetic properties were controlled by means of magnetic susceptibility measurements along the beach and dune areas, through sampling of surface sediments, natural outcrops and trenches, and considering different grain size intervals. Results indicate enrichment in ferromagnetic minerals at the leeside of dunes and berms. Sedimentological interpretation is supported by means of ground-penetrating radar. Due to both sedimentary and diagenetic processes, the 100- to 300-μm fraction of fine sands exhibits high susceptibility. Implied tenors of toxic elements in the magnetite may represent a serious hazard to environmental and health security. The results inferred from magnetic anomalies support the applicability of the geophysical approach in order to locate high concentrations of iron-rich particles both at surface and below ground and the usefulness of joint evaluation of magnetic susceptibility and ground-penetrating radar in order to characterize the sedimentary and geomorphology-controlled magnetite distribution.     

太湖沉积对流域极端降水和洪水响应的研究

认识极端洪水特征和周期,急需建立长期洪水记录和序列。过去150 a来长江下游极端降水引发了多次太湖特大洪水,太湖湖泊沉积提供了长于观测资料的洪水记录。本文利用太湖中心开阔水域的近现代沉积,采用210Pb和137Cs测年法和粒度、磁学特征分析,与区域夏季降水和长江下游洪峰流量进行相关分析,恢复了太湖流域150 a来的历史洪水事件。根据长江下游极端夏季降水（Pjja≥90%百分位）和极端径流(Q≥90%百分位)以及历史文献记载,太湖流域自1840年以来约有24次特大洪水年,而湖泊沉积物砂级粒径与低频磁化率等特征能捕获与之对应的中洪水事件15次。这表明湖泊沉积记录能较好地反演过去洪水变化,为利用沉积记录认识百年极端洪水长周期变化和特征提供了沉积学、磁学等方面的科学依据。     

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。     

南海东北部岩芯沉积物磁性特征及对甲烷事件的指示

在甲烷渗漏海域,沉积物磁化率通常表现出异常的低值特征,这与硫酸盐-甲烷转换带（SMTZ）内甲烷厌氧氧化反应（AOM）的发育而导致的自生矿物的形成作用有关。通过测定南海东北部Site DH-CL11、Site 973-2、Site 973-4三个站位400个岩芯沉积物样品的磁化率,并结合三个站位自生黄铁矿丰度和硫同位素等数据探讨了南海北部天然气水合物潜在区沉积物磁化率的变化特征及其对甲烷渗漏事件的指示意义。结果表明:在甲烷异常渗漏海域,上涌甲烷与下渗硫酸盐在SMTZ内发生AOM反应生成了大量的HS-,造成亚铁磁性矿物大量溶解,同时生成大量顺磁性自生黄铁矿,导致沉积物磁化率的异常降低;但是,在HS-不足时,铁硫化物黄铁矿化不充分,会优先生成胶黄铁矿,进而出现二次磁信号。在天然气水合物潜在海域,沉积物磁化率的异常特征可以反映下部甲烷通量的变化,从而指示下伏天然气水合物藏演化,因此能够成为探测天然气水合物藏的一种间接有效的手段,将有助于我国南海北部海域天然气水合物的勘探。     

六盘山群沉积物磁化率记录的早白垩世气候变化

白垩纪气候环境研究对认识现今全球环境格局的形成具有重要意义,现有的白垩纪环境变化记录均来自海洋沉积物,本文通过对我国中部六盘山地区六盘山群地层沉积与岩石磁化率测量分析,获得了128.15～115.82Ma期间陆相沉积物记录的气候变化信息。结果显示磁化率值总体较低,以125Ma为界大致可以分为前低后高两个阶段;结合岩石磁学测量及沉积相、岩石中铁含量与磁化率变化关系分析,认为岩石磁化率主要与源区磁性矿物的种类及含量有关,据此揭示六盘山地区在该时间段气候总体为干热环境,并可分为128.15～125Ma间气候相对湿热和125～115.82Ma间气候相对温湿两个阶段。磁化率记录的这种气候转变与海洋沉积物记录的全球海平面温度变化趋势一致,但相对海平面温度由升高到降低的转折时间提前约1.7Ma。     

鹤庆盆地湖相岩心磁化率记录及其古环境意义

鹤庆盆地位于受印度季风影响的中国西南地区, 沉积连续, 厚度大, 是古环境研究的理想场所。本文主要通过对鹤庆湖相岩心磁化率记录的分析研究, 并结合碳酸盐、烧失量和粒度特征对古环境变化的响应机理, 探讨了沉积物中磁化率的古环境指示意义。本研究发现, 磁化率与碳酸盐和烧失量具有显著的相反变化; 而与粒度的关系较为复杂。磁化率与指示粗颗粒变化的中值粒径在含砂(砾)层具有较好的正相关关系; 与指示细颗粒变化的 < 4μm颗粒的相对含量, 在湖相粘土沉积中具有较为明显的正相关关系, 表明湖相沉积物中的亚铁磁性矿物主要来自于外源带入的粘土粒级碎屑物中。通过分析磁化率对古环境变化的响应机制, 并结合碳酸盐含量、烧失量和粒度变化特征, 本研究认为鹤庆盆地湖相岩心的磁化率记录可以用来反映水动力对物源区地表的侵蚀强度和搬运状况, 与流域内植被覆盖和降雨量密切相关。在干旱的冰期, 植被覆盖度较低, 地表侵蚀加剧, 带入湖泊的粘土粒级碎屑含量增加, 磁化率增高; 在湿润的间冰期, 植被覆盖度较高, 地表侵蚀减弱, 粘土粒级碎屑物的带入量减少, 磁化率降低。      

不同类型沉积物磁化率的比较研究和初步解释

沉积物的磁化率分析以被广泛应用在第四纪古气候研究中,不同类型沉积物磁化率的解释可能存在明显的差异.本文选择了黄土、冲积物、湖积物、风沙堆积和南方红土等五种不同类型的沉积物,进行了磁化率的测试,粒度和孢粉分析,试图通过对沉积物磁化率和相关古环境指标的研究,对不同类型沉积物的磁化率予以对比并进行初步解释.研究结果表明,黄土和湖泊沉积中磁化率的变化主要受气候变化的影响,是指示古气候的重要指标;河流沉积物和风沙沉积物的磁化率主要受粒度的影响;影响南方红土磁化率的因素十分复杂,其磁化率的解释比较困难有待进一步的研究.这一研究表明,鉴于不同沉积物磁化率的影响因素存在明显的不同,因此在运用磁化率进行古环境解释时须持慎重态度.     

昆明盆地两孔岩芯的沉积特征及环境磁学分析

本文根据比较密的采样和磁化率测量,结合沉积特征、生物化石和沉积速率,分析了不同沉积环境沉积物的磁化率数值及沉积相变所表现出的磁化率曲线的形态特征.     

曹岘黄土和小良山红土剖面磁化率解释机制的差异

磁化率因其磁测方法快捷、简便和没有破坏性的优点,作为一种研究手段以利用环境物质的磁性来恢复古环境,分析磁性矿物在环境系统中的迁移、转化和组合规律等方面,得到了快速而广泛的应用,取得了一系列研究成果。事实上影响沉积物磁化率的因素是多种多样的,因此在具体应用磁化率分析古环境上要持慎重态度,并结合其他实验结果进行解释,尤其要注意沉积类型的差别对解释磁化率结果的影响。为进一步分析磁化率对古环境的指示意义,本文选取黄土和红土两种沉积类型进行磁化率测试,了解不同类型沉积物的磁化率指示意义,为正确解析磁化率提供依据。     

磁化率各向异性的原理及应用实例

磁化率各向异性(AMS)在地质领域中的应用极为广泛,可以用来研究古流向造成的磁性矿物的定向排列,以及构造应力作用引起的岩石内磁性矿物的定向重结晶、定向排列及韧性变形。本文介绍了AMS的基本原理和参数,并并介绍了前人及作者应用AMS详细分析研究了二个实例:(1)以假多畴(MD)高钛磁铁矿为主要载磁矿物的玄武岩样品的AMS变化及其对构造运动的响应;(2)以MD磁铁矿为主要载磁矿物的湖泊沉积物样品在沉积过程中AMS变化。AMS可以灵敏地检测样品中磁性矿物的定向排列,因此在在地质领域中具有很好的应用前景。