晋东南王宁R红土剖面的磁性研究及其形成年代和环境

山西省榆社县王宁剖面的古地磁测试结果表明，Ｒ红土始自高斯正极性带顶部，向上跨越包括奥杜威极性亚带在内的松山负极性带下半部。这一结果揭示了老Ｒ红土的存在，对于确定Ｒ红土的层位和沉积年代提供了重要依据。Ｒ红土磁化率值的变化与土壤化程度呈正相关性，反映了形成期内气候波动的特征。在它所跨越的１Ｍａ间，Ｒ红土记录了９次明显的气候波动。这种由古土壤层和Ｒ红土层更迭及磁化率峰谷交替表现出来的气候波动韵律与天文韵律中０．１Ｍａ周期相近。且红土的磁化率各向异性度很小，线理、面理同等发育，粘滞剩磁很强，以及阻挡温度谱等主要磁学性质都与原生黄土系列相近，意味着二者成因的相似性。     

湘赣丘陵区红土剖面磁化率分布特征及其环境记录

南方红土是记录古环境信息的良好载体.为了揭示南方红土剖面磁化率的古环境意义及其与化学蚀变指数之间的关系,采集了湘赣地区黄金(HJ)、沙河(SH)、田村(TC)、高兴(GX)和松木(SM)5个红土剖面共计263个样品,同时进行低频磁化率和化学元素测量和分析.研究结果显示:①赣南地区均质红土层、红壤层低频磁化率均值小于网纹红土层,红土剖面的低频磁化率均值分布范围介于(12.1~463.91) ×10-8 m3/kg之间.②衡阳地区红土低频磁化率与对应化学蚀变指数(CIA)值相关性较好,即为磁化率高值区指示暖湿沉积环境,磁化率低值区指示暖干沉积环境.③低频磁化率曲线波动频度和幅度存在区域性差异,但从剖面底部往上一致呈现为递减的变化趋势,揭示了湘赣地区红土沉积环境整体上由暖湿向温干方向演变.     

南方红土的磁性矿物组成及其区域性差异

位于我国热带、亚热带地区的南方红土是我国分布最广的第四纪土状沉积,其经历了较强的化学风化作用,具有典型的磁性矿物组成。磁性矿物是沉积物的重要组成成分。磁性矿物的种类、粒度和含量等信息可以反映沉积物形成时的温度、降水等气候条件。因此,了解红土沉积物磁性矿物组成对于研究南方红土区的环境演化具有重要意义。本文综合分析了安徽宣城、浙江长兴、江西九江及广西百色4个剖面不同层位红土样品的x-T曲线、三轴等温剩磁热退磁曲线等岩石磁学结果,发现南方红土的磁性矿物组成主要为磁铁矿、磁赤铁矿、赤铁矿及针铁矿,这些磁性矿物的相对含量不仅具有地带性差异,而且在不同风化阶段也存在差异。其中百色剖面顶部棕色土中磁赤铁矿含量相对其他剖面较高,与百色地区现今较强的风化作用相符。同一剖面内网纹红土中赤铁矿的含量较高,磁赤铁矿的含量相对较低,指示网纹化时期较强的成土作用引起磁赤铁矿向赤铁矿的转化。此外,岩石磁学结果显示百色剖面网纹红土及均质红土中含有一种特殊性质的磁性矿物,即粒度较细、解阻温度较低的成土成因赤铁矿,该矿物为后期强烈风化作用的产物。该次生矿物携带了较强的化学剩磁,引起了百色剖面初始碎屑剩磁的重磁化。该研究表明磁性矿物组成的差异还可以用来解释南方红土剩磁记录的多样性。     

用于环境研究的磁性参数简介

根据体积磁化率，饱和等温剩磁，剩磁矫顽力，非磁滞剩磁四种主要磁性参数的特征，分别阐述了它们在环境研究中的作用及解决的问题，并介绍了近年来国外在这方面的实际应用结果。     

浙江玄武岩风化壳红土磁性特征及其对成土过程的响应

以位于浙江磐安县的玄武岩风化壳红土（XZ剖面）为研究对象,对其进行系统环境磁学分析,结合常量元素、漫反射光谱、有机质等分析手段,研究玄武岩风化壳红土的磁性特征,并探讨磁性特征与风化成土过程之间的关系。结果表明：在风化成土初期,玄武岩风化壳红土磁性较强,具有较高的磁化率（χ）和饱和等温剩磁（SIRM）,磁性矿物主要为原生多畴（MD）颗粒亚铁磁性矿物（磁铁矿、钛磁铁矿）,磁性特征继承了母岩特性;随着风化成土作用的增强,土壤中的原生亚铁磁性矿物逐渐转化为次生不完全反铁磁性矿物（赤铁矿、针铁矿等）,导致土壤磁性降低,但细颗粒磁性矿物逐渐增加;强风化成土阶段,原生亚铁磁性矿物进一步减少,反铁磁性矿物仍表现出一定高值,同时大量成土成因的细颗粒次生强磁性矿物（SP颗粒磁铁矿、磁赤铁矿）逐渐生成,导致土壤χ持续升高。本研究显示玄武岩风化壳红土的磁学特征与风化成土过程具有紧密的关系,磁性参数χ_fd%可作为亚热带地区玄武岩风化壳红土成土过程和成土强度的指示指标。

     

火电厂粉煤灰的矿物磁性及其环境意义

火电厂排放的粉煤灰是重要的大气颗粒污染物之一,利用粉煤灰的磁性监测环境污染是新近发展的新手段。应用矿物磁测技术和X射线衍射对浙江省主要电厂排放的粉煤灰的矿物磁性特征和磁性矿物学,以及与重金属元素的关系进行了研究,结果表明粉煤灰具有较高的磁化率（X）、软剩磁（IRM20mT）和饱和等温剩磁（SIRM）值,粉煤灰频率磁化率（Xfd）的平均值为2．5％,磁性矿物以多畴（MD）颗粒存在,粉煤灰的剩磁矫顽力（BCR）在42～53mT之间。矿物测试结合X射线衍射分析表明粉煤灰中的氧化铁矿物以FeO4和Fe2O3-α为主,粉煤灰的磁化率与Fe、Mn、Pb、Zn、Cu、CA含量呈显著线性正相关,相关系数（r）分别是0．924,0．866,0．725,0．756,0．945和0．867,磁化率可作为粉煤灰中重金属元素含量的代用指标。     

雷州半岛南部若干红土剖面的地球化学与成土环境研究

雷州半岛南部第四纪火山岩台地发育的红土剖面由碱性玄武岩风化型（Ｉ型）和拉斑玄武岩风化型（ＩＩ型）组成。从首次构建的淋溶系数（Ｌ）－水化系数（Ｈ）－氧化系数（Ｏ）关系图（简称ＬＨＯ图）发现,两类剖面的ＬＨＯ曲线的演化途径完全不同。Ｉ型红土在潮湿贫氧环境下形成,富含Ｆｅ、Ａｌ、Ｔｉ、水和有机质,ＩＩ型红土在干旱富氧环境下形成,富含Ｃａ、Ｍｇ、Ｎａ、Ｋ、Ｐ和Ｓｉ。此外,对两种类型红土环境的转型机制和成土     

安徽宣城第四纪红土剖面的全氧化铁含量及其古环境意义

对宣城第四纪红土剖面的研究表明,全氧化铁含量能够较好地指示中国南方第四纪气候的波动。与北方黄土古土壤序列相比,宣城剖面的全氧化铁明显较高,指示了南方地区更强的风化成壤作用。     

网纹红土中的植硅石组合及其环境意义的初步研究

长江中下游地区网纹红土中的古气候记录，在第四纪全球变化研究中具有十分重要的意义，阐述了江西修水网纹红土的岩性特征和形成时代，重点讨论了网纹红土中的植硅石及其古气候信息，根据植硅石形态的环境意义，结合因子分析，将修水剖面网纹红土所含的植硅石划分为１２个组合带。并将其与黄土－古土壤气候旋回和深海氧同位素气候旋回进行了对比，提出网纹红土也是第四纪全球变化的良好信息载体。     

英峰岭剖面红土的粘土矿物和化学特征与成土环境关系

地球化学与粘土矿物学研究表明,广东雷州半岛英峰岭多期红土是拉弱武岩红土化初级阶段的产物,由剖面底层至顶层,红土成熟度依次递增。各层红土中主要粘土矿物含量和粘土的Ｆｅ２Ｏ３含量,以及工土和粘土的氧化,淋溶,富铁铝等化学特征系数与红土埋深之间呈波动起伏的关系。     

安徽省沿江地区网纹红土和下蜀土的形成环境及其年龄

通过对安徽省沿江地区的网纹红土和下蜀土的岩性、地球化学特征、古地磁和热释光测年等综合研究，认为网纹红土形成于山地、丘陵古地理景观和热带－亚热带湿热气候环境中．年龄介于０．４５－２．５ＭａＢ．Ｐ．之间，其底界年龄与我国北方午城黄土的底界基本一致；下蜀土形成于山前垅岗状倾斜平原古地理景观和干旱－半干旱的温带－暖温带气候环境中．年龄介于０．１３－０．４５ＭａＢ．Ｐ．之间．与我国北方上离石黄土大体相当，以往与马兰黄土对比并不合适。     

亚热带地区花岗岩风化壳上发育红土的磁性矿物转化机制——基于非磁学指标和岩石磁学的综合分析

选取亚热带地区发育于花岗岩风化壳上的两个典型红土剖面(福州剖面和泉州剖面)作为研究对象,在前期系统岩石磁学研究的基础上,结合常量地球化学元素、色度、粒度指标,分析磁学特征与环境条件的内在联系,重点探讨亚热带湿热气候条件下红土中磁性矿物转化途径及机制。结果显示:1)两个剖面硅(SiO2)、铝(Al2O3)、铁(Fe2O3)等常量地球化学元素含量及其随剖面深度变化规律基本一致;衡量风化强度的化学蚀变指数(CIA)、风化淋溶指数(ba指数)以及元素比率(如硅铝率和硅铝铁率)在数值上非常相近。常量地球化学参数表明两个剖面土壤均处于脱硅富铝化的成土阶段。2)两个剖面红度和黄度值差异较大,表明福州剖面土壤中赤铁矿和针铁矿含量相对较高;色度参数在两个剖面中随深度变化规律具有较好的一致性。3)两个剖面粒径均随风化程度增强而变细,强风化层位粘粒含量最高;相较于泉州剖面,福州剖面粒度更细。综合分析野外土壤发生特征及上述参数,认为福州红土剖面由于成土时间较长,因此经历了更强的后期风化作用。在此基础上,分析土壤磁性转化影响因素及转化机制,得出如下结论:1)亚热带地区湿热的气候条件是磁性矿物总体特征变化的主导因素;2)土壤母质和成土时间是亚热带地区不同红土剖面磁性矿物特征差异的主控因子;3)亚热带地区土壤磁性矿物转化途径不同于温带地区:湿热气候条件对原生磁性矿物改造作用更为明显,并且影响次生磁性矿物的赋存形式。     

塔里木盆地腹地新生界平行剖面的磁性地层研究:对塔克拉玛干沙漠形成演化的指示意义

选择了塔里木盆地腹地的红白山剖面, 对出露连续的晚新生代地层进行了高分辨率的磁性地层研究和古环境分析。结果表明:4.2Ma~3.4Ma, 塔里木盆地腹地的自然环境为干旱沉积平原, 气候条件相对湿热; 3.4Ma, 首次出现流动沙丘, 塔克拉玛干沙漠开始形成; 2.8Ma开始, 干旱化程度显著加强, 最终形成当今极度干旱的大型沙漠环境。在塔里木盆地的干旱化过程中, 副特提斯海的消亡、青藏高原的隆升和北极冰盖的演化均起到关键作用。      

矿物吸附金的实验研究及其在红土型金矿形成中的意义

Au(Ⅲ）－氯化物和Au(Ⅰ)－硫代硫酸盐被蒙脱石、高岭石、伊利石、针铁矿、褐铁矿及黄铁矿的吸附实验研究结果表明，各种矿物对AuCl4^-的吸附作用显著大于Au(S2O3)2^3-，粘土矿物对金的吸附能力，蒙脱石＞高岭石＞伊利石；含铁矿物中，黄铁矿＞针铁矿＞褐铁矿。矿物对金的吸附作用与矿物结构和金的存在形式有关，即受矿物表面基、金组分的稳定性和位阻的影响；天然雨水中所含微量H2O2是Au、黄铁矿等不同矿物氧化－还原的催化剂，可加速地表岩（矿）石的风化氧化过程和Au的溶解与迁移。雨水对红土中的Au具有一定的淋滤浸取能力。红土型金矿形成于富Cl^-、SO4^2-的酸性、氧化的水化学环境，含金黄铁矿等硫化物的氧化不仅直接导致了Au的溶解和酸的释放，而且其反应产物Fe^3 、S2O3^2-等为Au的氧化、溶解和迁移提供了氧化剂和络合剂，并促进Au的溶解和迁移；Au主要以硫代硫酸络合物、氯化络合物及其水合物的形式进行迁移；硫代硫酸根的氧化和风化壳下部的还原作用是导致金络合物失稳、Au被其他矿物吸附和沉淀富集的主要因素。矿物对金的吸附在红土型金矿的形成过程中起了重要作用。     

超基性岩红土风化壳中铂族元素(PGE)的地球化学特征及其表生行为:来自印尼与中国不同气候环境红土剖面的对比研究

选择印度尼西亚苏拉威西岛Kolonodale地区和中国云南省元江地区的两处红土剖面为研究对象,对比研究不同气候环境下PGE在超基性岩红土风化壳中的地球化学特征及其表生行为。测试数据表明,PGE在两例红土剖面中都表现出了不同程度的表生富集效应,相对于基岩的最大富集系数分别达5.42(Kolonodale剖面)和6.52(元江剖面),并且PGE在风化产物中的富集系数与样品的红土化强弱指标(S/SAF值)关系密切。但PGE在两例剖面中的垂向分布特征明显不同,它们的含量曲线分别呈"哑铃状"(Kolonodale剖面)和"倒勺子状"(元江剖面)。地球化学证据指示,风化壳中的PGE主要源自基岩中的铬铁矿,它在超基性岩红土化过程中的表生行为与Fe和Cr等元素高度一致,显示出残余富集的习性。这种机制导致了PGE富集段出现在元江和Kolonodale风化壳剖面的上部(红土层)。此外,气候环境通过制约基岩的红土化程度来对PGE的表生行为产生影响。Kolonodale剖面的红土化程度高于元江剖面,PGE在强烈红土化作用下会在风化壳内部发生迁移再分配,这是导致在Kolonodale剖面的腐岩层中也出现PGE富集现象的可能机制。研究进一步证实,Pd和Os在红土化程度较高的风化壳中活动迁移性较强,它们会与Pt、Ir、Ru和Rh等元素发生相对明显的内部分异。除此之外,在超基性岩红土化过程中IPGE与PPGE之间或PGE内部各单项元素之间的内部分异现象并不显著。     

匼河遗址6054地点黄土-古土壤剖面磁性地层学的年代研究

发现于1957年的匼河文化遗址的年代一直存在较大的争议。近四十年来,考古学和地学工作者虽然从化石、地层等多方面研究,但仍未得出令人信服的可靠结论。受许家窑遗址及小长梁遗址的最新磁性地层学研究结果的启示,过去两年对山西南部匼河遗址从磁性地层学的角度进行了深入、系统的研究,研究发现匼河遗址剖面的磁化率曲线呈顶部高,中间2.5m到13m处较宽阔的低值带,具有华北黄土高原黄土L9的特征,底部又呈高值的分布趋势,这种磁化率的分布关系与洛川标准剖面的S7-S12有较好的对应关系,从而得出文化层以上地层剖面的年代范围为0.7-1.02Ma,由此可推算位于底部磁化率高值带以下的文化层的年代至少早于1.02Ma,完全不同于匼河文化遗址0.247Ma的现行认识,而与苏朴、朱日祥等人对许家窑、小长梁遗址,马圈沟遗址年代的最新认识趋向一致。     

兰州宛川河上游河段一级阶地的形成年代及其解释

宛川河为黄河的一级小型支流,发源于甘肃临洮县泉头村（海拔约2300m）,自东南向西北在兰州桑园峡注入黄河。全长约75km（图1）。其上游地区为丘陵地貌,多年平均降水量约400mm,植被以草原灌丛为主。该河段一级阶地发育,河拔约20m,宽度约200m。从出露连续广泛的自然剖面上可见,该一级阶地为堆积阶地,主体部分为加积的河床相沉积物;在其顶部存在一层厚约1m的古土壤标志层,在阶地的前缘表现为蓝灰色的潜育化层,在后缘表现为黑色的黑垆土层;而该层之上覆盖着浅色的粉砂堆积层及耕作层（图2）。根据河流地貌学理论…,此阶地应为气候阶地。一级阶地边缘陡直,所夹U形谷的宽度仅为数十米。由此形态特征可以判断,宛川河上游的一级阶地是在河流经历了长期的加积冲积之后经快速强烈的下切侵蚀而形成的。     

蓟县剖面杨庄组和雾迷山组形成年龄的研究

对蓟县剖面杨庄组和雾迷山组白云岩中条带状燧石采用⁴⁰Ar/³⁹Ar阶段加热技术和Cl-Ar相关性,消除了样品中次生流体包体及过剩Ar的干扰,从而获得燧石⁴⁰Ar/³⁹Ar等时年龄。结果表明高于庄组-杨庄组、杨庄组-雾迷组和雾迷山-洪水庄组的界限年龄分别是1380、1310和1207Ma.     

山西襄汾敬村沟更新统剖面磁性地层学研究及其与丁村组的对比

对山西襄汾敬村更新统剖面黄土—古土壤的系统古地磁学研究表明,磁化率曲线与洛川黄土—古土壤磁化率标准曲线有较好的对应关系。这种对应关系由极性测量结果进一步证实。根据这一对应关系可推断,敬村剖面底部微红土及其下的砂砾层年代应老于1000ka。这一研究结果也可与距其1km外具有类似接触关系、年代有争议的丁村遗址进行磁性地层学对比。     

银川盆地晚上新世物质来源及其对黄河上游形成年代的约束

黄河上游河段的形成年代依然存在争论,而银川盆地是黄河上游物质的主要沉积区之一,该盆地沉积序列的研究能为了解黄河上游的物质来源和形成年代提供重要线索。对银川盆地钻孔（PL02）底部进行了碎屑锆石U-Pb测年和碎屑组分统计研究,并与上游黄河沉积物以及盆地周边贺兰山和鄂尔多斯高原西部的锆石U-Pb年龄数据和碎屑组分数据进行了对比分析。结果表明贺兰山和鄂尔多斯高原西部并不是银川盆地晚上新世沉积物的物质供应区,而是黄河将银川盆地以上河段地区物质输送到银川盆地。这一结果进一步证明了黄河上游兰州—银川段在晚上新世已经形成的观点。