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第２９卷㊀㊀第１期盐湖研究Ｖｏｌ ２９Ｎｏ １２０２１年３月ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＳＡＬＴＬＡＫＥＲＥＳＥＡＲＣＨＭａｒ ２０２１收稿日期:２０２０－０３－３１ꎻ修回日期:２０２０－０４－１７基金项目:国家自然科学基金项目(４１７０１２２３)ꎻ陕西省自然科学基金(Ｎｏ２０１８ＪＭ４００８)作者简介:田庆春(１９８２－)ꎬ男ꎬ博士ꎬ副教授ꎬ研究方向为全球变化与第四纪环境演化ꎮＥｍａｉｌ:ｔｉａｎｑｃｈ２００６＠１２６.ｃｏｍꎮＤＯＩ:１０.１２１１９/ｊ.ｙｈｙｊ.２０２１０１００４青藏高原腹地湖泊沉积粒度特征及其古环境意义田庆春１ꎬ石小静１ꎬ石培宏２(１.山西师范大学地理科学学院ꎬ山西临汾㊀０４１０００ꎻ２.陕西师范大学地理科学与旅游学院ꎬ陕西西安㊀７１０１１９)摘㊀要:选择青藏高原腹地可可西里为研究区ꎬ通过对该区湖泊沉积物粒度参数的分析ꎬ并且与其他环境代用指标进行比较ꎬ探讨了中更新世以来可可西里地区的环境演变ꎮ结果表明:粒度参数的变化特征可以很好地指示湖泊水位的变化ꎬ能反映湖区气候的变化情况ꎬ粒度参数所指示的湖泊水位波动及环境变化得到了其他环境代用指标很好的支持ꎬ说明对沉积物粒度研究是恢复区域气候环境变化的一种有效途径ꎮ同时该区湖泊沉积物粒度参数的变化规律和深海氧同位素曲线在冰期 间冰期旋回尺度上有较好的一致性ꎬ但也出现不同的变化特征ꎬ表明这一区域既有与全球一致的气候特征ꎬ也受区域气候变化影响ꎬ其原因可能与青藏高原的抬升有一定关系ꎮ关键词:青藏高原ꎻ湖泊沉积ꎻ粒度特征ꎻ环境意义中图分类号:Ｐ５１２.２㊀㊀㊀㊀文献标识码:㊀㊀㊀㊀文章编号:１００８－８５８Ｘ(２０２１)０１－００２５－０８㊀㊀粒度作为气候代用指标在恢复古气候㊁古环境中得到了广泛的应用ꎮ因粒度的组分与搬运介质㊁方式及后期沉积环境有关ꎬ因此在一定的区域条件下ꎬ粒度特征能反映沉积物的成因ꎬ对指示区域气候演化有重要意义ꎮ黄土沉积物粒度研究表明ꎬ其沉积物粒度大小能很好地指示东亚冬季风强弱的变化[１]ꎮ在深海沉积研究中ꎬ可用沉积物粒度值来反映洋流流速以及搬运能力的大小ꎮ湖泊沉积研究发现ꎬ湖泊沉积物粒度受到湖泊水体能量的控制ꎬ粒度的粗细代表水动力的大小及入湖水量的多少ꎬ可在一定程度上指示湖区降水量的变化ꎬ进而反映气候的干湿变化[２]ꎮ青藏高原不管是在环境变化驱动还是响应方面都在全球气候变化中起到了重要的作用[３－４]ꎮ位于高原腹地的可可西里地区ꎬ受人类生产生活干扰很小ꎬ本研究选择可可西里地区为研究区ꎬ通过对可可西里地区古湖泊沉积物粒度各组分特征进行分析ꎬ从而对该区湖泊及其湖区气候环境演化进行探讨ꎮ１㊀研究区概况可可西里位于昆仑山脉以南的青藏高原腹地ꎬ东至青藏公路ꎬ西至青海省界ꎬ南到唐古拉山脉ꎮ研究区内沉积物主要为晚第四纪的松散沉积物ꎬ主要包括冲积㊁洪积以及一些冰水堆积的砂砾石层ꎮ可可西里海拔４２００~６８６０ｍꎬ面积约为４５０ˑ１０４ｈｍ２ꎬ年均气温变化波动在－１０ ０~４ １ħ之间ꎬ年平均降水量变化在１７３ ０~４９４ ９ｍｍꎬ雨热同期ꎬ降水量集中在夏季[５]ꎮ该区植被以高寒草原为主ꎮ岩芯取自可可西里东部边缘ꎬ位置３５ʎ１３ᶄ０５ᵡＮꎬ９３ʎ５５ᶄ５２.２ᵡＥꎬ距青藏公路约３０ｋｍ(图１)ꎬ编号为ＢＤＱ０６ꎬ长１０６ｍꎬ取芯率在９０％以上ꎬ取芯时间为２００６年８月ꎮ野外将岩芯密封后运回实验室ꎬ按２ｃｍ分样ꎬ岩芯颜色主要为浅绿色ꎬ同时夹杂一些其它颜色(黄色㊁褐色㊁铁锈色等)ꎮ盐湖研究第２９卷图１㊀采样位置图Ｆｉｇ １㊀Ｔｈｅｓａｍｐｌｅｓｉｔｅ２㊀研究方法以１０ｃｍ间距对沉积物岩芯进行粒度样品的取样ꎬ并且以１０~２０ｃｍ不等间隔取得古地磁样品ꎮ粒度测试首先除去样品中的有机质(用Ｈ２Ｏ２/１０％)和碳酸盐(用ＨＣｌ/１０％)ꎬ加入蒸馏水静置１２ｈ后ꎬ将上层清水抽至约剩２０ｍＬ时加入１０ｍＬ分散剂ꎬ放入超声波震荡仪ꎬ震荡５ｍｉｎ后加入Ｍａｓｔｅｒｓｉｚｅｒ２０００激光粒度仪(英国ＭａｌｖｅｒｎＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ公司)进行测试ꎮ为了更好地分析湖泊沉积物粒度的气候意义ꎬ同时测定了总有机碳㊁磁化率和色度等气候代用指标进行对比分析ꎬ具体测试方法见参考文献[６]ꎮ图２㊀ＢＤＱ０６孔古地磁测试结果Ｆｉｇ ２㊀ＰａｌｅｏｇｅｏｍａｇｎｅｔｉｃｔｅｓｔｒｅｓｕｌｔｓｏｆＢＤＱ０６ｃｏｒｅ６２第１期田庆春ꎬ等:青藏高原腹地湖泊沉积粒度特征及其古环境意义㊀㊀古地磁从钻孔岩芯取得２ｃｍ的立方体ꎬ通过２Ｇ超导磁力仪(２Ｇ－７５５ＲＭａｇｎｅｔｏｍｅｔｅｒ)和热退磁仪(ＭＭＴＤ６０)进行测试ꎮ共测试样品３５３个ꎬ有效数据占８０％ꎮ古地磁和粒度的测试均在兰州大学西部环境教育部重点实验室完成ꎮ３㊀年代确定ＢＤＱ０６孔年代框架建立在磁性地层学的基础上ꎬ磁性测量结果如图２ꎮ高原东部若尔盖盆地ＲＨ孔磁性地层研究结果显示ꎬＢ/Ｍ界限位于１０８ｍ处ꎬ同时在布容世内出现了９次极性漂移事件[７]ꎬ大部分极性漂移事件可与本钻孔相对应ꎬ将本钻孔极性漂移事件与标准极性柱对比[８－１０]ꎬ同时结合轨道调谐的方法ꎬ建立了ＢＤＱ０６孔的年代框架ꎬ轨道调谐具体方法㊁步骤见参考文献[６]ꎮ４㊀分析与结果沉积物颗粒的粗细程度常常能反映出沉积时期水动力的大小ꎮ根据湖泊水动力学原理ꎬ湖水动力大小和湖泊水体深度呈反比ꎬ因此沉积物粒度从湖岸至湖心呈现出由粗到细的逐渐过渡ꎬ呈环带状与湖岸线平行ꎬ也即湖泊沉积物粒度分布大致表现出由湖岸至湖心从砾 砂 粉砂 粘土的沉积特征ꎮ当沉积物粗颗粒含量较大时说明采样点离湖岸近ꎬ湖水面积缩小ꎬ反映气候较为干旱ꎻ如果沉积物中细颗粒占优ꎬ则说明采样点距离湖岸较远ꎬ湖水面积扩张ꎬ反映气候相对较为湿润[１１－１３]ꎮ陈敬安等[１４]通过对不同时间尺度㊁不同分辨率沉积物的综合研究认为ꎬ此结论只适用于百年㊁千年的较低分辨率的研究ꎬ不同时间尺度㊁不同分辨率的研究沉积物粒度所指示的环境信息可能会出现不同的结果ꎮ湖泊沉积除受到水动力大小的影响外ꎬ还受到其它素的影响ꎬ如构造运动等ꎬ湖泊沉积物平均粒径㊁粘土含量等在反映沉积环境时存在一定的局限性[１５]ꎮ因此ꎬ除平均粒径(Ｍｚ)㊁粘土含量(<４μｍ)等ꎬ还计算了标准偏差㊁偏度系数及峰态ꎬ这有助于更好地恢复沉积环境ꎮ图３㊀ＢＤＱ０６孔岩性特征与粒度参数变化曲线Ｆｉｇ ３㊀ＬｉｔｈｏｌｏｇｉｃａｌｆｅａｔｕｒｅｓａｎｄｇｒａｉｎｓｉｚｅｐａｒａｍｅｔｅｒｓｉｎｃｏｒｅＢＤＱ０６７２盐湖研究第２９卷㊀㊀粒度参数的计算利用Ｆｏｌｋ与Ｗａｒｄ的图解法公式[１６]ꎮ标准偏差(σ１)可以反映出沉积物的分选性ꎬ即沉积物粒径粗细的均匀程度ꎬ其值愈小ꎬ表明沉积物分选程度愈好ꎬ沉积时期水动力条件愈弱ꎻ反之则显示沉积时水的动能较强ꎮ偏度(ＳＫ)可指示沉积物粒度频率曲线的对称性[１７]ꎬ也就是将沉积物粒度频率曲线与正态分布曲线对比时ꎬ其主峰相对的偏离程度ꎮ负偏时ꎬ沉积物粒度组成为粗偏ꎻ正偏则为沉积物细偏[１８]ꎮ峰态(ＫＧ)可以表征与正态分布曲线对比时ꎬ该曲线是尖峰还是相对的宽峰ꎮ假设正态曲线峰态为０的时候ꎬ沉积物粒度峰态偏正则是窄峰ꎬ偏负则为宽峰ꎬ峰态在一定程度上能反映沉积物的沉积动力来源及其性质[１９]ꎮ对各沉积物样品进行粒度频率曲线分析ꎬ发现粒度频率曲线主要表现为三种形态(图４)ꎬ图４－ａ类型一般出现在粘土含量较高的层位ꎬ指示湖泊水体较大㊁水动力较小ꎬ沉积物环境较为稳定ꎮ图４－ｂ主要是出现在粘土含量高值向低值转变ꎬ或者是由低值向高值转变的一些层位ꎬ但峰值仍小于１００μｍꎬ说明此时湖泊沉积物来源仍以流水搬运为主ꎬ湖盆面积较小ꎬ水动力变化较为频繁ꎮ图４－ｃ主要出现在粗颗粒含量较大的层位ꎬ而且粗颗粒组分峰值大于１００μｍꎬ指示湖水不稳定ꎬ湖水面积减小ꎬ水动力较大ꎬ湖泊沉积物既有流水搬运ꎬ也存在风力输送[２０－２２]ꎻ由图３可以看图４㊀沉积物粒度的频率曲线特征Ｆｉｇ ４㊀Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙｃｕｒｖｅｏｆｓｅｄｉｍｅｎｔｇｒａｉｎｓｉｚｅ出ꎬ粒度参数的变化特征与岩性有较好的相关性ꎬ沉积岩芯为粗粒物质时ꎬ对应的粒径值大ꎬ分选程度较差ꎻ相反粒度较细ꎬ对应粒径值小ꎬ分选性较好ꎮ并且ꎬ和深海氧同位素曲线相比ꎬ整体趋势上有很好的一致性ꎬ可根据岩性沉积特征㊁粒度参数及各气候代用指标曲线波动特征对该区气候变化过程进行划分ꎮ前人研究发现青藏高原在中更新世以来经历了三次快速隆升时期ꎬ分别为~０.６㊁０.３６和０.１６Ｍａ[２３－２４]ꎬ而ＢＤＱ０６孔在这三个阶段沉积物粒度明显变粗ꎬ其余指标也发生明显变化ꎬ可能也与高原的构造隆升有关ꎬ因此将这三个时间点作为划分气候阶段的时间节点ꎮＭＩＳ１２阶段(４６０ｋａＢＰ前后)后全球气候发生明显变化ꎬ称为中布容事件[２５]ꎬ本区气候在这个时间段也有明显的转变ꎬ因此也将４６０ｋａ作为气候阶段划分的时间节点ꎮ根据上述４个时间节点将可可西里中更新世以来的环境演化分５个阶段进行讨论(图３ꎬ图５)ꎬ并且将其与ＬＲ０４及察尔汗ＣＫ６孔[２６]㊁若尔盖盆地的ＲＭ[２３]和ＲＨ孔记录[２７]进行对比分析(图６)ꎮ图５㊀ＢＤＱ０６孔粒度指标与其它指标对比Ｆｉｇ ５㊀ＣｏｍｐａｒｉｓｏｎｏｆｍｅａｎｇｒａｉｎｓｉｚｅａｎｄｏｔｈｅｒｉｎｄｉｃｅｓｏｆＢＤＱ０６ｃｏｒｅ８２第１期田庆春ꎬ等:青藏高原腹地湖泊沉积粒度特征及其古环境意义５阶段(９２９~６００ｋａ):本阶段与ＭＩＳ２３－１６时间上相当ꎬ<４μｍ粒径组分出现几个较大的峰值ꎬ时间上对应于ＭＩＳ２３㊁２１㊁１９和１７阶段ꎬ标准偏差为负偏ꎬ说明分选较好ꎻ偏度(ＳＫ)为正偏态ꎬ平均粒径(ＭＺ)在９ф左右ꎬ接近整个钻孔的最大值ꎬ说明沉积物粒度偏向细颗粒ꎮ相应的>６３μｍ粒径组分为低值ꎬ粒度频率曲线为图４－ａ类型ꎬ表明沉积环境相对稳定ꎻ标准偏差(σ１)接近整个钻孔最小值ꎬ说明湖泊动能较弱ꎬ分选较好ꎬ湖泊水体深度相对较大ꎻ相同层位的ＴＯＣ㊁磁化率和色度ａ∗都为高值ꎬ说明气候相对温暖ꎮ与<４μｍ粒径组分峰值相间隔的层位ꎬ各粒度参数都显示出相反的特征ꎬ时间上对应于ＭＩＳ２２㊁２０㊁１８和１６阶段ꎬ平均粒径值为高值段ꎬ说明湖水动能较大ꎬ当时的水深相对较小ꎻ其他指标也显示环境较冷ꎮ总的来说ꎬ本阶段环境相对湿润ꎬ中间出现几次短暂干旱期ꎮＬＲ０４㊁ＣＫ６及若尔盖盆地的ＲＨ和ＲＭ孔都显示明显的峰谷变化ꎬ尤其是ＲＨ孔有机碳同位素波动明显峰值最大ꎬ说明在间冰期环境较好(图６)ꎮ在玉龙山(云南)三千米的高度发现古土壤ꎬ代表湿热环境ꎬ年代在７００~５００ｋａ左右[２８]ꎬ与本阶段湿润期环境类似ꎮ而玉龙山现代土壤为寒冷条件下的弱生草灰化土ꎬ反映青藏图６㊀ＢＤＱ０６孔<４μｍ粒径组分与其他地质记录对比Ｆｉｇ ６㊀<４μｍｐａｒｔｉｃｌｅｓｉｚｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｃｏｒｅＢＤＱ０６ｗｉｔｈｏｔｈｅｒｇｅｏｌｏｇｉｃａｌｒｅｃｏｒｄｓ高原东南部在７００~５００ｋａ以来呈大幅度隆升[２８]ꎬ时间上与昆 黄运动一致[２３－２４]ꎮ而高原东部边缘地区黄土也显示该时段早期气候比较暖湿ꎬ约０.８８~０.６５Ｍａ气候较为暖湿ꎬ之后变为冷湿ꎬ后期气候变冷㊁变干[２９]ꎮ４阶段(６００~４６０ｋａ):本段粒度各参数的变化与上一阶段基本一致ꎬ但粘土含量稍有降低ꎬ平均粒径(ＭＺ)值为８ф左右ꎬ说明沉积物颗粒比上一阶段稍粗ꎬ标准偏差(σ１)比上一阶段要大ꎬ说明水动力条件要强一些ꎮ对应于ＭＩＳ１５~１３ꎬ偏度(ＳＫ)显示正偏态ꎬ表明此阶段水动力条件虽有增强趋势ꎬ但仍有不少的细颗粒沉积ꎬ指示湖水仍相对较深ꎮ后期平均粒径及其他参数波动较为频繁ꎬ说明水动力条件变得相对不太稳定ꎬ反映出湖区气候条件变化较快ꎻＴＯＣ㊁磁化率及色度ａ∗都比上一阶段有一定的降低ꎬ说明气候向趋冷㊁趋干转变ꎮ粒度频率曲线以图４－ｂ为主ꎬ这也说明了沉积环境变得比之前要相对复杂ꎮＬＲ０４显示环境条件较好ꎬ而青藏高原几个记录也显示从这一时段开始环境条件较差ꎬ但后期有转好趋势ꎮ崔之久等[２４]认为昆 黄运动使高原达到临界高度ꎬ使高原进入冰冻圈ꎮ使气候变冷㊁变干ꎬ沙漠扩展ꎬ湖盆面积缩小ꎬ这与本区气候变化一致ꎮ从本阶段开始沉积物明显较之前粗ꎮ同时高原达到临界高度ꎬ冷高压加强ꎬ使冬季风携带粉尘能力加强ꎬ黄土沉积的颗粒增粗ꎬ范围扩大ꎬ并首次越过秦岭ꎮ刘东生[３０]等曾提出青藏高原 戈壁沙漠 黄土形成是一个彼此相关的耦合系统ꎬ因此本阶段气候变干与西北地区气候变干成因上可能有一定的联系ꎬ也与青藏高原的隆升相关ꎮ３阶段(４６０~３６０ｋａ):本段<４μｍ粒径组分波动幅度不大ꎬ但其百分含量比上一阶段要小ꎬ维持在一个中等水平ꎬ相当于ＭＩＳ１２~１１ꎮ偏度(ＳＫ)㊁峰度(ＫＧ)㊁平均粒径(ＭＺ)都表现出波动比较平稳㊁数值偏大ꎬ显示湖泊水动力条件相对比较稳定ꎬ沉积物以细砂㊁粉砂等稍粗颗粒为主ꎬ分选较差ꎮ频率曲线以图４－ｂ与４－ｃ两种为主ꎬ说明水动力条件变大ꎬ由上一阶段的湖水深度较深变得较浅ꎮ总的来说ꎬ本阶段气候要稍干一些ꎬ部分时段有风成沉积物进入ꎻ其他环境代用指标也都处在较低的水平ꎬ后期波动增大ꎮＬＲ０４在ＭＩＳ１１阶段显示峰值较高ꎬＣＫ６孔和若尔盖与本９２盐湖研究第２９卷钻孔记录相似ꎬ峰值相对较小(图６)ꎮ对照前人的研究结论ꎬ构造累计效应使高原气候明显变干[３１]ꎬ从而使本阶段沉积物中不仅有流水携带ꎬ还加入了风尘沉积物ꎮ２阶段(３６０~１６０ｋａ):本段<４μｍ粒径组分百分含量出现几个较大的峰值ꎬ但都持续较为短暂的时间ꎬ与ＭＩＳ１０~６阶段相当ꎮ偏度(ＳＫ)㊁峰度(ＫＧ)㊁平均粒径(ＭＺ)也都表现出同样的特征ꎬ标准偏差(σ１)波动较为频繁ꎬ粘土含量峰值时期频率曲线以图４－ａ为主ꎬ谷值时期以图４－ｃ为主ꎬ说明湖泊水体波动较为频繁ꎻＴＯＣ㊁磁化率和色度ａ∗表现出对应的峰值ꎬ说明湿润期温度也较高ꎬ但峰谷交替频率较快ꎬ说明本区气候不稳定的特性ꎬ冷干暖湿交替变得较快ꎮＬＲ０４波动比之前稍有增大ꎬＣＫ６孔由于分辨率较低只能显示这一阶段气候波动的峰值较高ꎬ而若尔盖盆地的沉积记录显示在ＭＩＳ１０~９阶段ꎬ环境指标在整体平稳的背景下波动较为强烈ꎬ且峰值较高ꎬ与本区记录相一致ꎻ同期的黄土沉积显示黄土 古土壤旋回更加醒目[３２]ꎮ施雅风等[３３]认为气候的波动可能是在构造隆升下高原气候系统剧烈调整的表现ꎮ构造隆升可能使高原充当了放大器的作用[２３ꎬ３３－３４]ꎬ距今３６０ｋａ可能存在一次快速隆升[２３]ꎮ可能正是由于高原的隆升ꎬ使高原上升到了新的高度ꎬ激发了亚洲季风的深入ꎬ增加了高原的热源以及冷源的效应ꎬ使暖期更暖ꎬ冷期更冷ꎬ气候变得不太稳定ꎮ１阶段(１６０~５ｋａ):本段时间对应于ＭＩＳ６晚期~ＭＩＳ１ꎮ在１６０~１２０ｋａꎬ平均粒径(ＭＺ)呈现出一个很大的谷值ꎬ偏度(ＳＫ)呈明显的负偏ꎬ峰度(ＫＧ)和标准偏差(σ１)值都比较大ꎬ说明沉积物分选较差ꎬ以粗颗粒沉积为主ꎬ>６３μｍ粒径组分百分含量达到６０％以上ꎻＴＯＣ㊁磁化率和色度ａ∗都为低值ꎬ说明该时段湖水较浅ꎬ湖区气候较为干旱ꎬ这可能与高原的进一步快速隆升有关[２３ꎬ３５]ꎬ使得印度季风难以北进ꎬ高原内部变得寒冷干燥ꎻ同时西伯利亚 蒙古高压加强ꎬ同期黄土沉积Ｌ２黄土颗粒较粗ꎬ磁化率值为低值ꎬ时间上对应于ＭＩＳ６阶段ꎮ而在１２０~８０ｋａꎬ平均粒径(ＭＺ)为一峰值ꎬ偏度(ＳＫ)为正偏ꎬ峰度(ＫＧ)和标准偏差(σ１)都为较低的值ꎬ频率曲线以图４－ａ为主ꎬ说明此段湖水动力较弱ꎬ分选较好ꎬ沉积物偏向细颗粒ꎻＴＯＣ㊁磁化率和色度ａ∗都为相对的高值ꎬ但没有达到钻孔最大值ꎬ说明温度偏低ꎬ指示湖泊水体较深ꎬ湖区气候相对湿润ꎬ时间上对应于ＭＩＳ５阶段ꎮ此后<４μｍ粒径组分百分含量开始降低ꎬ偏度(ＳＫ)开始负偏ꎬ峰度(ＫＧ)和标准偏差(σ１)逐渐增大ꎬ说明水动力增大ꎬ湖泊水体开始缩小ꎬ湖区气候变得干旱ꎮ在４０ｋａ左右ꎬ<４μｍ粒径组分百分含量为一峰值ꎬ偏度(ＳＫ)为正偏ꎬ沉积物粒度偏细ꎬ说明湖泊水体出现短暂增大ꎻＴＯＣ㊁磁化率和色度ａ∗都出现一个小的峰值ꎬ与ＭＩＳ３阶段的暖湿气候期相对应[３６]ꎮ直到一万年以来ꎬ<４μｍ粒径组分百分含量呈现出上升趋势ꎬ相应的偏度(ＳＫ)也为正偏ꎬ标准偏差(σ１)逐渐减小ꎬ说明湖水动能逐渐减小ꎬ分选性逐渐变好ꎬ指示湖泊水体逐渐增大ꎬ气候开始变得湿润ꎻ其他指标也呈现出升高的趋势ꎬ可能与全新世气候升温相一致ꎮ大约在距今５ｋａ左右湖泊被河流切穿ꎬ湖相沉积结束ꎬ转为河流相沉积ꎮ其他几个地质记录的变化特征整体上与本区域记录基本上保持一致ꎬ但每个阶段内部有不同变化ꎬ这也说明全球变化整体趋势是一致的ꎬ但不同地区都表现出明显的区域特征ꎮ５㊀结㊀论通过对可可西里边缘区古湖泊(ＢＤＱ０６孔)沉积物粒度的分析ꎬ初步得到以下结论ꎮ１)粒度与岩性有较好的对应关系ꎬ同时得到其他代用指标较好的支持ꎬ说明沉积物粒度可作为指示古环境变化的替代性指标ꎮ２)ＢＤＱ０６孔沉积物粒度显示可可西里地区早更新世晚期至中更新世早期气候湿润ꎬ此后气候偏干ꎬ直至中更新世晚期出现快速干湿交替的变化特征ꎬ晚更新世经历了末次间冰期的湿润期ꎬ其它时段气候偏干ꎮ３)ＢＤＱ０６孔湖泊沉积物粒度指标和深海氧同位素在整体趋势上较为一致ꎬ但也受区域气候变化影响ꎬ这可能与高原的抬升有一定关系ꎬ因此本区域气候与全球气候之间的关系研究有重要意义ꎮ沉积物粒度是恢复古环境演化的一条有效途径ꎬ同时由于粒度沉积后受到其他影响因素较小ꎬ０３第１期田庆春ꎬ等:青藏高原腹地湖泊沉积粒度特征及其古环境意义测量简单㊁经济ꎬ受到不少学者的青睐ꎮ通过以上分析ꎬ可以看出粒度和岩性之间有很好的对应关系ꎬ能在一定程度上反映出湖泊水体的变化特征ꎬ但由于粒度在沉积过程中除受到湖泊本身因素影响外ꎬ还受到湖区其他一些因素的影响ꎬ如构造运动㊁短暂暴雨等ꎬ因此粒度指示的环境信息相对较为复杂ꎮ对于古环境的准确恢复ꎬ单一指标难免得出片面的结论ꎬ因此在分析过程中需要结合其他的气候指标进行相互印证ꎮ参考文献:[１]㊀ＰｏｒｔｅｒＳＣꎬＡｎＺ.ＣｏｒｒｅｌａｔｉｏｎｂｅｔｗｅｅｎｃｌｉｍａｔｅｅｖｅｎｔｓｉｎｔｈｅｎｏｒｔｈＡｔｌａｎｔｉｃａｎｄＣｈｉｎａｄｕｒｉｎｇｔｈｅｌａｓｔｇｌａｃｉａｔｉｏｎ[Ｊ].Ｎａｔｕｒｅꎬ１９９５ꎬ３７５:３０５－３０８.[２]㊀ＢｉａｎｃｈｉＧＧꎬＭｃＣａｖｅＩＮ.ＨｏｌｏｃｅｎｅｐｅｒｉｏｄｉｃｉｔｙｉｎＮｏｒｔｈＡｔｌａｎ￣ｔｉｃｃｌｉｍａｔｅａｎｄｄｅｅｐｏｃｅａｎｆｌｏｗｓｏｕｔｈｏｆＩｃｅｌａｎｄ[Ｊ].Ｎａｔｕｒｅꎬ１９９９ꎬ３９(７):５１５－５１７.[３]㊀ＳｔｏｃｅｒＴＦꎬＱｉｎＤꎬＰｌａｔｔｎｅｒＧＫꎬｅｔａｌ.ＩＰＣＣꎬ２０１３:ｃｌｉｍａｔｅｃｈａｎｇｅ２０１３:ｔｈｅｐｈｙｓｉｃａｌｓｃｉｅｎｃｅｂａｓｉｓ[Ｃ]//ＣｏｎｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆｗｏｒｋｉｎｇｇｒｏｕｐＩｔｏｔｈｅｆｉｆｔｈａｓｓｅｓｓｍｅｎｔｒｅｐｏｒｔｏｆｔｈｅｉｎｔｅｒｇｏｖ￣ｅｒｎｍｅｎｔａｌｐａｎｅｌｏｎｃｌｉｍａｔｅｃｈａｎｇｅ.Ｇｅｎｅｖａ:ＩｎｔｅｒｇｏｖｅｒｎｍｅｎｔａｌＰａｎｅｌｏｎＣｌｉｍａｔｅＣｈａｎｇｅꎬ２０１３[４]㊀葛肖虹ꎬ刘俊来ꎬ任收麦ꎬ等.青藏高原隆升对中国构造地貌形成㊁气候环境变迁与古人类迁徙的影响[Ｊ].中国地质ꎬ２０１４ꎬ㊀４１(３):６９８－７１４.[５]㊀何蕾ꎬ韩凤清ꎬ韩文霞ꎬ等.青海可可西里地区勒斜武担湖水化学特征研究[Ｊ].盐湖研究ꎬ２０１５ꎬ２３(２):２８－３３[６]㊀田庆春.青藏高原腹地湖泊沉积记录的中更新世以来的气候变化[Ｄ].兰州:兰州大学２０１２.[７]㊀陈发虎ꎬ王苏民ꎬ李吉均ꎬ等.青藏高原若尔盖湖芯磁性地层研究[Ｊ].中国科学(Ｂ辑)ꎬ１９９５ꎬ２５(７):７７２－７７７[８]㊀ＣａｎｄｅＳＣꎬＫｅｎｔＤＶ.ＲｅｖｉｓｅｄｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｇｅｏｍａｇｎｅｔｉｃｐｏｌａｒｉｔｙｔｉｍｅｓｃａｌｅｆｏｒｔｈｅＬａｔｅＣｒｅｔｅｃｅｏｕｓａｎｄＣｅｎｏｚｏｉｃ[Ｊ].ＪｏｕｒｎａｌｏｆＧｅｏｐｈｙｓｉｃａｌＲｅｓｅａｒｃｈꎬ１９９５ꎬ１００:６０９３－６０９５[９]㊀ＬａｎｇｅｒｅｉｓＣＧꎬＤｅｋｋｅｒｓＭＪꎬｄｅＬａｎｇｅＧＪꎬｅｔａｌ.Ｍａｇｎｅ￣ｔｏｓｔｒａｔｉｇｒａｐｈｙａｎｄａｓｔｒｏｎｏｍｉｃａｌｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｌａｓｔ１.１ＭｙｒｆｒｏｍａｎｅａｓｔｅｒｎＭｅｄｉｔｅｒｒａｎｅａｎｐｉｓｔｏｎｃｏｒｅａｎｄｄａｔｉｎｇｏｆｓｈｏｒｔｅｖｅｎｔｓｉｎｔｈｅＢｒｕｎｈｅｓ[Ｊ].Ｇｅｏｐｈｙｓ.Ｊ.Ｉｎｔ.１９９７ꎬ１２９:７５－９４. 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中国第四纪黄土环境磁学古气候环境研究概述冯 宇（成都理工大学地球科学学院，四川 成都 ６１００５９）摘要：在中国的黄土沉积序列中具有大量自晚新生代以来可以用于古气候演化重塑的信息。
第四纪黄土中的岩石矿物的磁性特征，可以有效的应用在古气候的研究之中。
有研究表明磁化率与夏季风强弱变化具有密切的关系，可以将其作为替代性指标，将其运用在古气候的演变研究之中，有助于人们更直观的了解古气候的变化过程。
关键词：第四纪黄土；环境磁学；古气候引言：环境磁学是一门比较年轻的交叉学科，它涉及到磁学、地求科学和环境科学这几个学科，其主要是利用岩石（矿物）的各种磁学参数，对过去环境的变化进行反演。
１９６７年Ｔｈｏｍｐｓｏｎ首先提出了环境磁学的概念，而后在其１９８６年出版的《Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ Ｍａｇｎｅｔｉｓｍ》一书中对环境磁学进行了详细的定义。
矿物颗粒在沉积过程中所处的环境不同会使其磁学性质不同，因此对黄土中的磁性矿物进行研究就可以为反演出古环境提供有力的依据，从而重建古气候环境的演变过程。
１．磁性矿物来源黄土沉积中磁铁矿（ｍａｇｎｅｔｉｔｅ）、磁赤铁矿（ｍａｇｈｅｍｉｔｅ）和赤铁矿（ｈｅｍａｔｉｔｅ）是最主要的磁性矿物。
其中，磁铁矿和磁赤铁矿对黄土的磁化率、剩磁贡献是最大的，通常将它们作为最主要的磁性载体。
磁铁矿在成因上不仅有原生成因的，还有次生成因的。
一般来说，原生成因的磁铁矿通常较次生成因的来说矿物的颗粒更粗。
而黄土沉积物中的磁赤铁普遍被认为是次生的，其在土壤磁学的研究具有十分重要的地位，它可以为我们了解土壤形成的时候所处的环境提供许多难得的信息，还有研究表明，磁铁矿的含量可以用于指示黄土沉积物的土壤化程度。
２．磁性矿物粒度特征黄土沉积物中的磁性矿物颗粒的磁畴状态也是黄土磁学研究的一个重要内容。
其中，许多学者人为沉积物中的磁性颗粒的粒度分布会对沉积物的磁化率造成重大的影响，引来了许多学者的关注。
在对矿物颗粒的磁畴状态进行研究的时候必须目标明确，要针对某一个确定的矿物才行，因为同一粒度的不同磁性矿物可以表现出不同的磁畴状态。
田洋玛珥湖中更新世以来磁化率特征及其环境意义杨士雄;郑卓;宗永强;李杰;黄康有【摘要】对雷州半岛东南部的田洋玛珥湖TYC孔前40 m岩芯进行了研究,结果表明,磁化率与孢粉有很好的对应关系,因而磁化率值的高低变化能够作为该区气候环境变化的替代指标.沉积物磁化率与气候变化的关系为:磁化率的低值与气候暖湿对应；磁化率的高值则与气候寒冷或温凉相对应.中更新世以来,田洋玛珥湖气候环境演化经历了9个不同的阶段:346～301.4 kaBP,气候相对暖湿.301.4 ～248.8 kaBP,气候寒冷干燥.248.8 ～ 188.8 kaBP,气候相对暖湿.188.8～125.2 kaBP,气候寒冷干燥.125.2～69.3 kaBP,气候较为暖湿.69.3 ～ 40.43 kaBP,气候偏凉.40.43 ～25.5 kaBP,气候偏凉但较上阶段温度低,此时玛珥湖呈现出沼泽化过渡阶段.25.5～10.8 kaBP,气候寒冷干燥,玛珥湖干枯成为干玛珥湖.10.8 kaBP以来,由于后期人类活动对玛珥湖的改造,致使磁化率值不断升高.%The Tianyang Maar Lake is situated in the southeastern Leizhou Peninsula, the transitional climate zone between tropical and subtropical region of China. In this paper, a study was carried out on the upper 40 meters of core TYC collected from the Tianyang Maar Lake. The results suggest that magnetic susceptibility (MS) correlates well with pollen records. Thus, variations of MS can be used as an indicator for climate and environmental changes in the Tianyang Maar Lake. Generally, a low MS indicates a warm and humid environmental condition, while a high MS suggests a cold or cool environment. Results of the MS analysis suggest that the environmental history of the Tianyang Maar lake area since the Middle Pleistocene can be divided into 9 stages; 346 ~301.4 ka BP, the climate was relatively warmand humid. 301. 4 -248. 8 ka BP, the climate became relatively cool and dry. 248. 8 ~ 188. 8 ka BP, the climate was warm and humid. 188. 8 ~ 125. 2 ka BP, it was cold and dry. 125. 2 - 69. 3 ka BP, the climate was relatively warm and humid. 69. 3 -40. 43 ka BP, the climate was cool. 40. 43 -25. 5 ka BP,the climate was cool and the temperature was lower than the former stage, with a swamping transitional environment in Tianyang Maar Lake. 25.5 - 10.8 ka BP, the climate got even colder and drier, the water of Tianyang Maar Lake almost dried up. During the last 10. 8 ka BP, the existence of human activities has probably resulted in high MS values.【期刊名称】《中山大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2012(051)003【总页数】7页(P121-127)【关键词】玛珥湖;中更新世;磁化率;孢粉;热带华南【作者】杨士雄;郑卓;宗永强;李杰;黄康有【作者单位】中山大学地球科学系,广东广州510275;中山大学地球科学系,广东广州510275;香港大学地球科学系,中国香港;中山大学地球科学系,广东广州510275;中山大学地球科学系,广东广州510275【正文语种】中文【中图分类】P534.63随着全球变化研究的不断深入，建立高分辨率的古气候、古环境指标，重建古气候、古环境记录，已成为日趋迫切的关键问题。
黄土高原2.6 Ma以来伊利石结晶度变化及其古环境意义摘要黄土高原完整的黄土-古土壤序列记录了2.6Ma以来的丰富的古气候信息，为研究第四纪古环境与古气候变化提供了很好的研究材料。
黄土中含有大量的粘土矿物，粘土矿物是黄土物质组成中的重要组分，也是其中十分活跃，对气候非常敏感的部分，粘土矿物学在黄土研究中占据着不可忽视的作用，是黄土重要的研究方面之一。
本文选取黄土高原地区自西北向东南的环县、西峰、长武、永寿和渭南五个黄土剖面，通过X射线衍射方法对五个剖面末次间冰期以来的粘土矿物做定性及半定量分析，并对其伊利石结晶度进行时空变化分析，在此基础之上，对邵寨剖面2.6 Ma以来黄土-古土壤序列的伊利石结晶度所记录的古环境信息进行初步探讨。
本文的研究结果及认识主要有：（1）黄土高原末次间冰期以来黄土-古土壤粘土矿物主要类型为伊利石、绿泥石、高岭石和蒙脱石，在位于南部的永寿和渭南剖面古土壤层中还有少量的蛭石以及微量的层间羟基物矿物。
黄土高原5个黄土剖面各地层粘土矿物的组成较为相似，其中主要以伊利石（69%~79.5%）为主，其次是绿泥石（7.3%~16.7%）和高岭石（6.3%~13.2%），蒙脱石（1.2%~7.2%）含量最少。
（2）在粘土矿物的剖面变化和空间变化中，伊利石在古土壤层中的相对含量高于黄土层，且古土壤层中的伊利石呈现从西北向东南增加的趋势，而黄土层中变化较小。
绿泥石在黄土层中较多，古土壤中较少，绿泥石变化在位置靠南的永寿和渭南剖面中更为显著，这种变化趋势与绿泥石在末次间冰期与全新世时期受湿热气候影响风化形成蛭石/绿泥石混层矿物有关。
高岭石相对含量在五个研究剖面均较低，且变化波动小，这也可能与物质来源有一定的关系，可反映原始风尘的基本状况，受气候影响较少。
蒙脱石的相对含量最少，但从地层对比来看，黄土层中相对较高而古土壤层较低，这可能与蒙脱石在末次间冰期和全新世时期受到丰沛的降水影响而进行风化有关。
磁化率对大地电磁响应的影响及其提取方法王珺璐;王萌;李荡;李建华;林品荣【摘要】In electromagnetic theory, conductivity and permeability are two important petrophysical parameters. The electromagnetic signal will inevitably be affected by the magnetic properties of the media in MT detection where magnetism is strong.The authors made the numerical simulation of the electromagnetic finite element method with magnetic susceptibility by introducing the magnetic suscepti-bility parameter into the two-dimensional MT forward theory.Prism model was established for calculation and analysis of the influence of the magnetic susceptibility parameters on the electric field,magnetic field,MT apparent resistivity and phase parameters.The numerical simulation results show that the high magnetic medium results in increasing the electric field,reducing the magnetic field,increasing the apparent resistivity,and complex changes of phase and,with the increase of the magnetic substance or the increase of the magnetization rate,the effect gradually becomes larger.The inversion results of geoelectric model with high magnetic middle layer are good.The results obtained by the authors provide a theoretical basis for the MT work in the high magnetic area and also have a certain significance for conducting the mineral prospecting in "the second space".%在电磁探测理论中,电导率和磁导率是两个重要的岩石物性参数. 在磁性较强的地区进行大地电磁探测工作时,电磁场信号必然受到介质磁性的影响. 将磁化率参数引入到二维大地电磁正演理论中,实现了含磁化率的大地电磁有限单元法数值模拟. 建立棱柱体模型计算并分析了磁化率参数对大地电磁的电场、磁场、视电阻率及相位等参数的影响. 数值模拟结果表明:高磁性介质导致电场升高,磁场降低,视电阻率增大,相位复杂变化,且随着磁性物质的增多或磁化率的增大,这种影响逐渐变大. 引入电导率、磁化率光滑约束与磁化率对数约束,采用改进的特别快速模拟退火法实现了电阻率、磁化率参数一维同时反演. 对K型、H型中间层高磁地电模型进行反演试算,反演结果良好. 该研究为在高磁性地区开展大地电磁工作提供了基础,对实现"第二找矿空间"内的矿产勘探,具有一定的意义.【期刊名称】《物探与化探》【年(卷),期】2015(039)006【总页数】7页(P1292-1298)【关键词】磁化率;电阻率;大地电磁;有限单元法;模拟退火法【作者】王珺璐;王萌;李荡;李建华;林品荣【作者单位】中国地质科学院地球物理地球化学勘查研究所,河北廊坊 065000;中国国土资源航空物探遥感中心,北京 100083;中国地质科学院地球物理地球化学勘查研究所,河北廊坊 065000;中国地质科学院地球物理地球化学勘查研究所,河北廊坊 065000;中国地质科学院地球物理地球化学勘查研究所,河北廊坊 065000【正文语种】中文【中图分类】P631天然场电磁法具有不受高阻层屏蔽、勘探深度大、费用低、施工方便等特点，并广泛应用于基础地质调查、能源矿产勘查、水文工程环境等地质勘查工作［1-5］。
茅家港潮滩沉积物磁化率变化及其与粒度的关系王轲道;王金华;王建【摘要】根据野外观测资料,客观地分析了江苏茅家港滩面沉积物磁化率变化及其与粒度的关系.研究结果显示:滩面沉积物磁化率随着向海离岸距离的增加逐渐增大,粒径逐渐变粗；粒径D与磁化率呈正相关关系,粒度φ与磁化率呈负相关关系.研究区中离岸距离增加,滩面沉积物的粒径逐渐变粗,滩面沉积物的磁化率逐渐增大,说明滩面水动力变强.%The paper drew susceptibility distributing map and different section chart by the data that we observed on Maojiagang sands, and impersonally analyzed susceptibility distributing, season change and the relation between change of susceptibility and grain-size. We found that with distance to coast increasing, susceptibility decreasing. With distance to coast increasing, and because it enriched weighty mineral, it leaded to susceptibility decreasing and grain-size gradually become bigger, which indicated that water dynamics was strong.【期刊名称】《海洋通报》【年(卷),期】2011(030)005【总页数】4页(P562-565)【关键词】磁化率;粒度;关系;茅家港;江苏省【作者】王轲道;王金华;王建【作者单位】临沂大学化学与资源环境学院山东省水土保持与环境保育重点实验室,山东临沂276005;华东师范大学河口海岸学国建重点实验室,上海200062;临沂大学图书馆,山东临沂276005;南京师范大学地理科学学院,江苏南京210097【正文语种】中文【中图分类】P736.221天然剩余磁化强度是由于过去某段时间内地球磁场的影响，使样品保留一定的磁性。
第19卷第1期 海洋地质与第四纪地质 V o l.19,N o.1 1999年2月 M A R I N E GEOLO GY&QUA T ERNA R Y GEOLO GY Feb.,1999泥河湾盆地典型剖面沉积物磁化率特征及其意义3杨晓强 李华梅(中国科学院广州地球化学研究所,广州510640)摘 要 在对泥河湾盆地郝家台、小长梁、东谷坨三个典型剖面野外沉积特征初步研究的基础上,将剖面划分为四个沉积相:顶部马兰黄土堆积,上、下湖泊相和中部河流相。
以15c m为间距,系统采集了1674块样品,进行质量磁化率的测定与分析。
结果表明:沉积物磁化率值的大小与沉积相,尤其是与沉积物的粒度相关。
一般规律是滨浅湖相粉砂、粘土质粉砂的磁化率值大,而深湖相、半深湖相粘土和粉砂质粘土的磁化率值较低。
磁化率值的变化在一定程度上反映了古气候的变化,磁化率高峰可能反映了干燥的气候环境,而低谷则可能反映了温湿的气候。
沉积相和磁化率变化曲线相结合,将剖面分为7个对比层,初步讨论了1M aB.P.以来,盆地大概可以分为三个大的演化阶段:早期扩张期,中期收缩期,晚期扩张到收缩期。
并通过剖面间的对比,初步认为剖面所含石器层的年龄大约在1M a.B.P.左右。
关键词 磁化率 沉积环境 典型剖面 泥河湾盆地泥河湾地层自从1924年巴尔博定义以来,已有70余年的研究历史。
但对盆地不同剖面间的对比、盆地的演化和当时的沉积环境及所代表的第四纪古气候的变化的探讨则十分缺乏。
在地层的对比上,主要是以磁性地层学为手段而进行,但由于对地层极性事件的划分存在着多种方案,因此剖面间的对比很难统一[1～5]。
由此导致探讨盆地的演化变得比较困难。
因此,建立盆地各剖面间的对比关系,探讨沉积地层中所蕴涵的第四纪局部气候变化和盆地演化特征,是研究泥河湾的重要课题之一。
本文在野外工作的基础上,从磁化率(质量磁化率)的角度,选取郝家台、小长梁、东谷坨三个典型剖面,通过分析剖面沉积物的磁化率特征,并结合沉积岩相,拟寻求湖相沉积物磁化率特征所代表的古气候意义。
第 2 8卷第4期地理科学Vol. 28 No. 42 0 0 8年 0 8月SC IENTIA GEOGRAPH ICA SIN ICA Aug. , 2 0 0 8安徽巢湖全新世湖泊沉积物磁化率与粒度组合的变化特征及其环境意义王心源1, 2, 3,吴立1, 3,张广胜4,王官勇1, 3,韩伟光1, 3( 1. 安徽师范大学地理系 , 安徽芜湖 241000; 2. 安徽遥感考古工作站 , 安徽芜湖 241000 ; 3. 安徽师范大学科技考古中心,安徽芜湖241000; 4.南京大学地理与海洋科学系,江苏南京231009)摘要:通过对获取的巢湖湖泊沉积岩芯的磁化率与粒度组合特征的分析,结合孢粉及相邻其它区域的环境考古资料,得出该岩芯柱样所反映的环境变化信息。
结果表明: ( 1)巢湖湖泊沉积物磁化率曲线在117 cm以下总体上比较平稳而略有下降, 117 cm以上人类活动所导致的侵蚀作用加剧使得磁化率值异常升高; ( 2 )本岩芯柱样117 cm 以下样品的磁化率强度与粘土的百分比含量呈正相关 ,而与粉砂组分的百分比含量成负相关 ; ( 3 ) 根据磁化率与粒度组合变化特征,结合孢粉分析及全新世以来区域气候变化背景, 9 870 Cal a B. P.以来的巢湖流域古气候环境演变可以划分6个不同的时期: 9 870～7 000 Cal a B. P. ,气候呈温和略干的特点; 7 000～4 750 Cal aB. P. ,气候温暖湿润; 4 750～2 170 Cal a B. P. ,流域气候温和干燥 ,巢湖湖盆局部地区可能出露水面以上; 2 170～1 040 Cal a B. P. ,气候总体上温和湿润,但是冷暖波动明显; 1 040～2 00 Cal a B. P.流域处在温凉稍湿的时期,人类活动逐渐加强; 200 Cal a B. P.至今,流域总体上处于相对温暖湿润阶段。
关键词:湖泊沉积;磁化率;粒度;环境演化;全新世;巢湖中图分类号: X141文献标识码: A文章编号: 1000 - 0690 ( 2008) 04 - 0548 - 06磁化率是表征沉积物磁性特征的参数之一, 可以从磁化率曲线特征来分析相应的环境变化信息[ 1, 2 ]。
新疆尼勒克黄土岩石磁学特征及变化机制研究王涛①刘秀铭①②吕镔①马明明③赵国永④陈家胜⑤①福建师范大学地理科学学院，福州350007②Department of Environment and Geography, Macquarie University, Sydney NSW 2109, Australia③中国科学院南京地理与湖泊研究所，湖泊与环境国家重点实验室，南京210008④信阳师范学院城市与环境科学学院，信阳464000⑤兰州大学西部环境教育部重点实验室，西部环境与气候变化研究院，兰州730000摘要：新疆黄土与黄土高原黄土相比，无论在其物源还是后期成土环境方面都存在较大差别，因此二者的磁学特征有所不同。
本文选取伊犁尼勒克地区的一个黄土古土壤剖面进行了系统的岩石磁学及粒度研究。
实验结果表明尼勒克剖面中磁性矿物具有以下特征：1）以亚铁磁性矿物磁铁矿和磁赤铁矿为主，并含有一定量的反铁磁性矿物赤铁矿和针铁矿；2）各黄土层成壤作用弱，磁性矿物以原始风成输入的MD、PSD颗粒为主。
S1古土壤层成壤作用强，以SD颗粒为主。
S0土壤层既包含SD颗粒，又有粗颗粒。
各地层均不含SP颗粒；3）S1古土壤层原始铁磁性矿物输入量略低于黄土高原地区，其它各地层均高于黄土高原地区，但受成土作用及其它因素影响，亚铁磁性矿物总含量低于黄土高原黄土古土壤层。
S1古土壤层成壤作用强，在新疆地区较为少见，但其磁化率却低于各黄土层，说明尼勒克黄土古土壤磁化率变化机制与黄土高原地区不同。
首先，间冰期西风风力较弱，古土壤层原始风成输入铁磁性矿物的含量较黄土层低，冰期则相反；其次，间歇性流水作用使成土作用形成的SP颗粒遭到破坏；最后，温暖的间冰期化学风化强烈，加之流水作用为土壤提供了充足的水分，促使较多赤铁矿生成，其中部分是由细粒磁铁矿/磁赤铁矿转化而来，使S1古土壤层赤铁矿的相对含量升高。
主题词：黄土古土壤岩石磁学磁化率成壤作用1引言黄土与深海沉积物、极地冰芯被称为记录古气候变化的三大载体[1-3]，其中黄土磁化率作为古气候变化的代用指标在东亚夏季风演化、古降水量重建、干旱区环境演变、青藏高原隆升等诸多领域得1到广泛应用[4-6]。
论文第51卷第13期 2006年7月黄土高原东南缘黄土-古土壤序列的环境磁学结果及其古气候意义王喜生①*杨振宇②① Reidar Løvlie③裴军令①孙知明①(①中国地质科学院地质力学研究所, 北京 100081; ②南京大学地球科学系, 南京 210093; ③Department of Earth Science, University of Bergen, N-5007 Bergen, Norway. *联系人, E-mail: xishengwang@)摘要对黄土高原东南缘三门峡地区曹村黄土剖面L1~L13(时间跨度约1 Ma)的环境磁学研究表明: (1) 质量磁化率(χ)、饱和等温剩磁(SIRM)和非磁滞剩磁(ARM)等及其组合磁参数均呈明显的线性相关关系.由于超顺磁(SP)磁性颗粒对磁化率贡献最大而对剩磁(包括ARM和IRM)没有贡献, 因而这种线性关系意味着古土壤中由成土作用形成的磁性颗粒仍主要以相对偏细的单畴颗粒(SSD)为主, 而前人所认为的SP颗粒对磁化率的贡献可能被高估了; (2) 曹村剖面的磁粒度参数χARM/χ与黄土高原腹地典型黄土剖面的中值粒径曲线表现出很好的相似性, 在某种程度上反映了χARM/χ可以表征黄土-古土壤序列磁性颗粒的粒径相对变化; (3) 磁组分参数S-ratio和HIRM测试结果表明, 在由成土作用形成的低矫顽力强磁性矿物含量显著增加的同时, 高矫顽力的弱磁性赤铁矿/针铁矿的绝对含量也相应增加.关键词三门峡黄土-古土壤序列磁化率古气候中值粒径目前, 虽然对中国黄土-古土壤序列中古土壤磁化率增强的土壤成因模式已被广泛接受[1], 然而在由成土作用形成的超顺磁(SP)颗粒对磁化率的贡献以及磁化率如何记录古气候变化等问题上还没有达成广泛的一致[2~5]. Maher和Thompson[6]通过等温剩磁和非磁滞剩磁分析, 并与合成的磁性矿物对比, 用多重回归分析方法得出古土壤中磁铁矿的含量是黄土的两倍, 并认为至少90%的古土壤与黄土磁化率的差异是由于SP磁铁矿颗粒含量的不同所造成. Banerjee和Hunt[7]则利用低温剩磁测量技术估算出在15 K时由SP磁铁矿携带的剩磁对古土壤的贡献约占剩磁总量的75%, 而黄土仅占20%. 然而, Han和Jiang[8]通过对不同粒径范围内黄土颗粒的磁化率估算, 则认为SP磁性颗粒对古土壤磁化率的贡献不足3%. 最近, Liu等[9~11]对西部黄土高原黄土-古土壤序列的磁性颗粒粒度大小、分布和古土壤磁化率增强机制等开展了一系列卓有成效的岩石磁学研究, 对由成土作用形成的SP颗粒对古土壤磁化率增强的绝对重要性提出质疑, 认为由成土作用形成的SD磁性颗粒对古土壤磁化率的贡献至少在50%以上, 而且对磁化率增强起决定性作用的细粒磁性颗粒具有固定的粒径分布.由于磁化率是磁性矿物的种类、含量和颗粒大小的综合反映, 其值受源区物质的差异性、成壤期气候条件和降雨量及成土作用持续的时间等诸多因素的控制和影响[12~15]. 而饱和等温剩磁(SIRM)、非磁滞剩磁(ARM)、频率磁化率(χfd%)等及其组合参数对不同粒径范围内磁性矿物含量和粒度的相对变化反应更为灵敏[9,11,15,16]. 为此, 本文选择黄土高原上记录东亚夏季风最灵敏、成土作用最强的黄土高原东南缘三门峡地区的黄土-古土壤序列为研究对象, 通过多参数环境磁学指标来深入分析该区黄土-古土壤磁性颗粒的含量和粒度变化特征, 尝试建立1 Ma以来黄土高原东南缘黄土-古土壤序列环境磁学方面独立的古气候替代性指标, 并对古土壤磁化率增强机制作尝试性探讨.1采样与测试研究剖面位于三门峡市陕县张汴乡东南约1 km 的曹村东侧, 地理坐标34°38’N, 111°09’E. 剖面总厚度为153 m, 包括上部完整的33个黄土层和32个古土壤层(厚度为145 m)和8 m厚的红黏土(未见底). 本次研究从剖面上部的L1~L13(厚为71 m)以10 cm间距采集8 cm × 8 cm × (5~8) cm古地磁大样, 对可能出现的地磁极性转换处(L8~S8和L10~L13)进行了连续取样. 在室内, 对间距为10 cm的样品加工为2 cm × 2 cm ×2 cm的立方体试样, 并在每一层面上获得3块平行样. 对第一套样品的高分辨率古地磁研究已表明: 布容/松山极性转换界线位于S8的顶部, 贾拉米洛正极性亚时的顶、底界分别位于S10和L13的顶部[17].第51卷 第13期 2006年7月论 文本文选择曹村黄土剖面的第二套样品进行低场磁化率(χ)、频率磁化率(χfd %)非磁滞剩磁(ARM)和饱和等温剩磁(SIRM 2T )等环境磁参数测试分析. χ和χfd %由Bartington MS2B 双频磁化率仪完成, 再由频率为160 Hz 的2G 交变场退磁仪施加最大值为100 mT 的交流场和0.1 mT 的直流场来获得ARM. SIRM 2T 由Redcliffe 脉冲磁力仪在垂直于ARM 方向上加2T 直流场获得. 之后由Solenoid 在SIRM 反方向分别加100和300 mT 的直流场来获得IRM −0.1T 和IRM −0.3T . 所有样品的ARM 和IRM 利用Digico 旋转磁力仪完成. 在此基础上计算出HIRM=1/2(SIRM+IRM −0.3T ), S −0.1= -IRM −0.1T /SIRM, S −0.3= −IRM −0.3T /SIRM, S Bloemental = (1−IRM −0.3T /SIRM)/2, χARM /χ和ARM/SIRM 等比值. 此外, 还对部分样品的ARM 和SIRM 进行了系统的交变退磁, 试图通过不同种类剩磁的矫顽力谱线特征来分析其磁性载体类型.2 磁参数的线性相关分析以上测得的磁学参数总体上呈线性正相关关系(图1), 主要反映了黄土-古土壤中强磁性磁铁矿/磁赤铁矿的含量变化特征. 其中χ和ARM 的线性相关系数R 2达0.975(图1(a)). 这种明显的正相关关系可以理解为两种磁成分的叠加, 即原生黄土组分(背景组分)和风化/成土成分(磁增强组分)的相互消长关系[9]. 随风化/成土作用的增加, χ和ARM 同时线性增加, 因而二者拟合直线的斜率反映了不同粒径范围内磁性颗粒对χ和ARM 贡献的综合反映, 而其在χ轴上的截距χ0则可能趋近于未经风化原生黄土的磁化率值[9]. 曹村剖面的χ0值为1.495×10−7 m 3/kg, 与最近报道的九洲台、塬堡和宜川等剖面的马兰黄土(L1)和末次间冰期古土壤(S1)的χ0值(分别为 1.505×10−7, 1.585× 10−7和1.898×10−7 m 3/kg)[9]非常接近, 可能反映图 1 曹村黄土剖面各种磁学参数的线性关系图论 文第51卷 第13期 2006年7月了黄土高原上不同地区发育的黄土具共同的物源区.χ和SIRM 的线性相关系数R 2为0.96(图1(b)), 略低于χ和ARM 的相关系数0.975. 一般来说, χ主要反映铁磁性矿物的含量变化, ARM 仅对粒度较细的SD 强磁性颗粒更灵敏, 而SIRM 则不仅有低矫顽力磁铁矿/磁赤铁矿的贡献, 还可能包含了部分高矫顽力的赤铁矿. 特别是当样品中磁铁矿和赤铁矿共存时, 强场下获得的SIRM 比低场获得的χ和ARM 对赤铁矿的含量变化更灵敏. 对该剖面部分黄土/古土壤样品的ARM 和SIRM 交变退磁结果显示: 经80 mT 的交变退磁, 黄土样品的ARM 可衰减到5%以内, 而古土壤可衰减到2%以内; 几乎所有黄土和古土壤样品的SIRM 2T 经200 mT 交变退磁仍保留10%以上, 部分黄土样品甚至达15%以上(图2). 可见, 弱场ARM 并未饱和高矫顽力的赤铁矿, 而强场SIRM 的交变退磁结果明确指示了黄土/古土壤中存在高矫顽力赤铁矿, 而且其对黄土剩磁的相对贡献要大于古土壤. 因而,χ-ARM 比χ-SIRM 和ARM-SIRM 更好的线性相关关系反映了χ和ARM 的主要磁性载体是磁铁矿/磁赤铁矿,而SIRM 则可能同时反映了铁磁性磁铁矿/磁赤铁矿和部分反铁磁性赤铁矿含量的变化. 此外, 图1(b)也明确表明, 当χ趋近于零时, 黄土样品仍具一定的SIRM, 这也说明赤铁矿对黄土SIRM 的贡献不容忽略. 当χ值增大时, SIRM 值也随之线性增加. 但当χ值达一定数值(>200×10−8m 3/kg)时, 随χ的继续增加, SIRM 缓慢增加或基本保持不变, 导致二者拟合的直线斜率明显增大(图1(b)). 从理论上来讲, 当磁性颗粒在SP 范围时, 磁化率显著增加, 而SP 颗粒对SIRM 的贡献为零. 因而图1(b)中χ>200×10−8 m 3/kg 时SIRM 和χ拟合直线斜率的明显增大反映了样品中由成土作用形成的SP 颗粒显著增加.3 1 Ma 以来曹村剖面黄土-古土壤序列的环境磁学特征图3为曹村剖面L1~L13的环境磁学参数随深度变化曲线, 所有磁学参数的峰/谷基本完全对应, 反映了第四纪以来的冰期-间冰期旋回中, 受东亚季风系统所控制的风尘堆积黄土的磁性颗粒的含量、种类和粒度的周期性变化规律[1,12,15]. 在以黄土堆积为主的气候干冷期, χ, χARM 和SIRM 较小; 而在古土壤发育的温暖湿润期, 以上参数明显增大. 由于χ, χARM 和SIRM 主要反映铁磁性矿物种类和含量的变化, 因图 2 代表性古土壤和黄土代表性样品的非磁滞剩磁ARM ((a), (b))和饱和等温剩磁SIRM 2T ((c), (d))交变退磁结果第51卷第13期 2006年7月论 文图 3 曹村黄土剖面L1~L13的磁学参数随深度变化图而以上变化特征清晰地表明在古土壤相对发育的时期强磁性矿物含量的显著增加. 此外, 虽然在同一层位上SIRM 比χARM 强度要大得多, 但就整个剖面而言,χARM 比SIRM 变化幅度更大, 尤其是发育程度较好的S4和S5古土壤层具有异常高的χARM 值(图3). 由于ARM 比SIRM 对细粒的磁性颗粒更灵敏, 因而这一变化特征明显反映了在暖湿气候条件下形成的古土壤不仅强磁性颗粒含量的增加, 同时也说明其中的磁性颗粒粒度相对变细的特点.磁粒度参数χARM /χ和ARM/SIRM 也表现出与χ,χARM 及SIRM 类似的变化规律. ARM/SIRM 主要反映粒径大于SP 的铁磁质磁性矿物的粒度变化, 其值与磁性颗粒的粒度成反比. 图3所示的曹村剖面L1~L13的ARM/SIRM 变化特征与近年来对典型黄土剖面的高分辨率粒度分析结果所指示的古土壤比黄土粒度细的特点相吻合[18~21]. 与ARM/SIRM 和其他磁学参数所表现出的S5特征的峰值相比, 代表极端暖湿气候S5的χARM /χ峰值并不明显, 甚至低于土壤化程度比其低的S6, S7和S8. 这可能是由于土壤化程度最高的S5经强烈的成土作用从而导致SP 颗粒大量生成的结果. 由于SP 颗粒对χ贡献最大而对 ARM 的贡献为零, 因而χARM /χ比值减小. 然而从黄土高原腹地典型剖面—泾川剖面和渭南剖面的粒度指标随深度变化曲线来看(图4), 虽然在黄土高原上S6的古土壤发育程度明显弱于代表极端湿热气候的S5复合古土壤, 但S6的粒度与S5相比并没有明显变粗[21]. 在渭南剖面, S6的粒度不仅细于古土壤发育更好的S2和S3, 甚至比S5还细[22]. 因而我们也不能排除χARM /χ真实地反映了磁性颗粒粒度变化趋势的可能性. 也就是说, S5低的χARM /χ值可能并不归结于SP 颗粒的大量补偿.4 讨论和结论从理论上来讲, SD 颗粒的ARM 值最大, MD 和PSD 颗粒的ARM 值较低; 而SP 颗粒尽管具有大的χ和χfd %值, 但其不携带任何形式的剩磁(包括ARM 和IRM)[23]. 由于ARM 对SD 颗粒最灵敏, 因而被广为用来检测样品中SD 颗粒的含量[9,11,24,25]. 按照中国黄土-古土壤序列中古土壤磁化率明显高于黄土的特点, Zhou 等人[1]提出了古土壤磁化率增强的成土作用模式, 认为古土壤磁化率的显著增加主要是间冰期内论 文第51卷 第13期 2006年7月图 4 渭南剖面(<2 µm/>10 µm)%粒度参数曲线[22]、泾川剖面中值粒径曲线[21]、曹村剖面χARM /χ和磁化率曲线、洛川剖面磁化率曲线[33]和ODP 677氧同位素曲线[34]对比结果的气候适宜期形成大量次生的SP 磁性矿物的结果.然而, 如图1所示, ARM-SIRM, ARM-χ和SIRM-χ均呈明显的线性相关关系, 并没有表现出χ增强时ARM 和SIRM 保持不变的情形. 可见, 即使就土壤化程度明显高于黄土高原腹地的曹村黄土而言, 虽然古土壤磁粒度较细, 但仍主要以相对偏细的单畴(SSD)亚铁磁性颗粒为主. 虽然曹村剖面的古土壤也表现出χfd %明显高于黄土的特点(图3), 而且χfd %也被广为用来指示SP 颗粒的含量. 但χfd %最大的缺陷是不能有效区分这些细磁性颗粒是SSD 还是SP, 尽管其高值总体上反映了磁性颗粒接近SP/SD 临界区间的特点. 此外, 近年来的研究也表明, χfd %值的大小可能是SP 与SD 磁性颗粒粒度分布范围的反映, 即高的χfd %值意味着SP 与SD 磁性颗粒具较窄的粒度分布范围, 而非SP 颗粒含量的增加[26,27]. 值得注意的是, Liu 等[10,11]对西部黄土高原的塬堡剖面细致的岩石磁学研究也充分表明: SD 磁性颗粒是ARM 的主要携带者; 对于中等发育程度的古土壤(χ<10×10−7m 3/kg),稳定的SD 颗粒对χ的贡献要大于SP 颗粒; 而对于发育更成熟的古土壤(χ>10×10−7~12×10−7 m 3/kg), 与成土作用有关的PSD 颗粒对磁化率的贡献显著增加. 由此可见, 先前认为的由成土作用形成的SP 颗粒对古土壤χ的贡献可能被高估了.S -ratio(包括S −0.3T 和S −0.1T )主要用来衡量磁铁矿/磁赤铁矿和赤铁矿/针铁矿的相对含量[28~30]. 如果S 为1, 表明完全为磁铁矿/磁赤铁矿; 而S 值的降低则表明高矫顽力磁性矿物的影响在增加. 通常用HIRM=1/2(SIRM+IRM −0.3T )来表征高矫顽力矿物(赤铁矿/针铁矿)的含量变化. 由于高矫顽力铁氧化物与强磁性的磁铁矿/磁赤铁矿相比对磁化率和剩磁的贡献要小得多, 因而S -ratio 和HIRM 的结合使用可更客观地反映高矫顽力矿物的相对和绝对变化. 图5表明, 在古土壤发育时期, 在低矫顽力强磁性矿物含量显著增加的同时, 高矫顽力的弱磁性赤铁矿/针铁矿的绝对含量也增加. 最近, Balsam 等[31]通过紫外-可见-近红外反射光谱方法对洛川和灵台剖面的研究也表明, 赤铁矿和针铁矿的含量与磁化率呈明显的正相关关系[31,32]. 本次研究结果为紫外-可见-近红外反射光谱这一快速测量土壤中铁氧化物矿物含量方法的可靠性提供了重要佐证. 可见, 成土作用不仅会导致对古土壤磁性显著增强的磁铁矿及其氧化产物磁赤铁矿含量的增加, 而且诱导了弱磁性铁氧化物(赤铁矿和针铁矿)含量的增加. 而古土壤中这些次生的弱磁性铁氧化物极有可能是在间冰期风化成壤过程中由不稳定硅酸盐矿物(如辉石、黑云母、绿泥石等)分解所形成[15].图4显示, 曹村剖面与洛川经典剖面[33]的磁化率第51卷第13期 2006年7月论 文图 5 曹村黄土剖面的S -ratio 与HIRM 随深度变化图曲线特征表现出较好的一致性, 在局部层位次一级的磁化率峰值甚至比洛川剖面更明显. 特别值得注意的是, 曹村剖面“上粉砂层”L9中部的弱发育古土壤层L9SS1的磁化率曲线与洛川剖面相比显著得多, 其峰值大小达97.1×10−8 m 3/kg, 甚至可与S7和S8相比. 因此, 一种可能的情形是, L9并不代表一个完整的极端气候干冷期, 在L9堆积的中期仍存在一个短暂的气候适宜期. 在这一气候适宜期, 东亚夏季风并没有延伸到黄土高原的腹地, 而位于黄土高原东南缘的三门峡地区黄土则清晰地记录了这一短暂的气候适宜期. 可见, 三门峡地区黄土与黄土高原中部和南部的典型剖面相比既有相似性又有自身的特色, 是黄土高原上记录东亚夏季风最灵敏的地区之一.图4的深海氧同位素曲线不仅明确指示了第四纪以来的冰期-间冰期多旋回特征[34], 更重要的是第四纪以来气候总体上变冷的趋势[35]. 然而, 中国黄土的χ, χARM 和SIRM 等磁学参数并没有这种长周期变化趋势. 虽然黄土-古土壤的粒径与磁化率总体上也具一定的正相关关系, 但从大的时间尺度上来看, 粒度参数遵循深海氧同位素所指示的第四纪以来气候变冷的总体趋势(图4). 自0.78 Ma (布容/松山极性转换界线)以来, 曹村剖面的χARM /χ值也具有这一趋势, 而且曹村剖面的χARM /χ与泾川剖面的中值粒径曲线无论从峰-谷变化特征还是总体趋势都表现出很好的相似性. 虽然目前还没有曹村剖面的粒度分析结果, 但二者之间极好的相似性在某种程度上可能反映了χARM /χ可以用来指示黄土-古土壤序列的磁性颗粒粒度变化特征. 最近, Deng 等[16]对陕西交道黄土剖面CBD 处理前后的χ/χARM 都记录了第四纪以来磁粒度的逐渐变粗和冬季风阶段性增强的趋势, 而且经CBD 处理后的χARM /SIRM 和SIRM/χ使得这一趋势更为明显. 从这一点上来讲, 用黄土(磁)粒度指标来反映大尺度的气候环境变迁似乎比磁化率更具优势. 古气候学研究显示: 自0.9 Ma 以来, 气候主导周期从以地轴倾斜度占主导的41 ka 周期逐渐转变为以偏心率占主导的100 ka 周期[36~38], 而S5恰是在中更新世气候转型的过渡期(922~641 ka)之后形成的[39]. S5标志性的多元古土壤特征和高的磁化率及其后形成的所有古土壤层磁化率值明显增大的特点可能反映了随气候主导周期和北半球冰量韵律的变化而诱导的磁化率等古气候替代性指标的幅度和规模的变化. 在以100 ka 为主导的气候周期内, 比中更新世气候转型期更显著的太阳辐射峰值[36]可分别对应磁化率论文第51卷第13期 2006年7月明显增强的S5及其后形成的各个古土壤层. 因而, 中国黄土的粒度与磁化率总体变化趋势的不一致性可能反映了不同的黄土堆积期黄土粉尘源区的变化性, 但由气候主导周期的变化而诱导的全球冰量韵律变化及不同间冰期内温湿的气候条件、降雨量以及土壤化作用所持续时间等方面的差异可能是导致中国黄土中更新世以来(磁)粒度与磁化率总体变化趋势不协调的更重要原因.致谢感谢刘青松博士与另一名审稿专家对本文的许多建设性建议和修改意见. 本工作受国家自然科学基金项目(批准号: 40202018)、国家人事部留学人员择优资助“优秀类”项目、中国地质调查局地质调查项目(批准号: 200413000035)和中国地质科学院重点开放实验室专项资金资助项目联合资助.参考文献1 Zhou L P, Oldfield F, Wintle A G, et al. Partly pedogenic origin ofmagnetic variations in Chinese loess. Nature, 1990, 346: 737—7392 Forster T, Heller F. Magnetic enhancement paths in loess sedi-ments from Tajikistan, China and Hungary. Geophys Res Lett, 1997, 24: 17—203 Guo Z T, Biscaye P, Weil Y, et al. Summer monsoon variation overthe last 1.2 Ma from the weathering of loess-soil sequences in China. Geophys Res Lett, 1999, 27: 1751—17544 Guo Z T, Liu T S, Fedoroff N, et al. 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Palaeogeogr Palaeocli Palaeoecol, 2002, 185: 133—143(2005-12-08收稿, 2006-03-01接受)《科学通报》投稿指南在《科学通报》发表的原创性研究论文应同时具备以下条件:(ⅰ) 是自然科学基础理论或应用研究的最新成果.(ⅱ) 有重要科学意义, 属国际研究热点课题.(ⅲ) 有创新(新思路、新方法、新认识、新发现等).(ⅳ) 对本领域或/和相关领域研究有较大的促进作用.(ⅴ) 就内容和写作风格而言, 对大同行或非同行科学家都有可读性和启发性.对原创性研究论文的写作要求:文章应论点明确、数据可靠、逻辑严密、结构简明; 尽量避免使用多层标题; 文字、图表要简练, 用较少的篇幅提供较大的信息量; 论述应深入浅出、表达清楚流畅; 专业术语的运用应准确, 前后保持一致.题目是文章的点睛之处, 要紧扣主题, 有足够的信息, 能引起读者的兴趣; 应避免使用大而空的题目, 最好不用“…的研究”、“…的意义”、“…的发现”、“…的特征”等词; 回避生僻字、符号、公式和缩略语. 一般不超过24个汉字, 英文以两行为宜. 不使用副标题.摘要应反映文章的主要内容, 阐明研究的目的、方法、结果和结论, 尽量避免使用过于专业化的词汇、特殊符号和公式. 摘要的写作要精心构思, 随意从文章中摘出几句或只是重复一遍结论的做法是不可取的. 摘要中不能出现参考文献序号.关键词用于对研究内容的检索. 因此, 关键词应紧扣文章主题, 尽可能使用全国科学技术名词审定委员会颁布的主题词, 不应随意造词. 关键词一般为3~10个.正文应以描述文章重要性的简短引言开始. 专业术语、符号、简略或首字母缩略词在第一次出现时应有定义. 所有的图和表应按文中提到的顺序编号.引言是文章的重要组成部分, 关系到文章对读者的吸引力. 在引言中应简要回顾本文所涉及到的科学问题的研究历史, 尤其是近2～3年内的研究成果, 需引用参考文献; 并在此基础上提出本文要解决的问题; 最后扼要交代本研究所采用的方法和技术手段等. 引言部分不加小标题, 不必介绍文章的结构.材料和方法主要是说明研究所用的材料、方法和研究的基本过程, 使读者了解研究的可靠性, 也使同行可以根据本文内容重复有关实验.讨论和结论部分应该由观测和实验结果引申得出, 切忌简单地再罗列一遍实验结果. 讨论得出的结论与观点应明确, 实事求是.致谢部分应先向对本文有帮助的有关人士表示谢意; 然后列出本工作的资助基金来源, 并注明项目批准号.参考文献引用是否得当, 是评价论文质量的重要标准之一. 如果未能在论文中引用与本项研究有关的主要文献, 尤其是近2～3年内的文献, 或是主要引用作者自己的文献, 编辑可能会认为对这篇文章感兴趣的读者不多. 对文中所引参考文献, 作者均应认真阅读过, 对文献的作者、题目、发表的刊物、年代、卷号和起止页码等, 均应核实无误, 并按《科学通报》体例要求的顺序排列. 切忌转引二手文献的不负责任的做法.。
㊀２０２０年１０月J o u r n a l o fG r e e nS c i e n c e a n dT e c h n o l o g y第２０期收稿日期:２０２０Ｇ０９Ｇ１７作者简介:李红琼(１９９２－),女,苗族,硕士研究生,研究方向为区域土壤地理与环境变化.通讯作者:韩荣培(１９６３－),男,水族,副研究员,研究方向为民族学.赣南地区南方红壤粒度与磁化率特征研究李红琼１,韩荣培２(１．贵州师范大学地理与环境科学学院,贵州贵阳５５００２５;２．贵州省民族研究院,贵州贵阳５５００２５)摘要:以赣南红壤剖面土为研究对象,分别测了定其粒度和磁化率,探究了该地区土壤粒度和磁化率关系,以期为关于气候变化㊁土壤侵蚀㊁环境污染等相关方面的研究提供基本参考.对一定间距连续进行剖面采样取样所得的４３个样品总数,采用M a s t e r s i z e ２０００激光粒度仪和卡帕桥多频各向异性磁化率仪(M F K １－F A )两种仪器进行了实验,在实验数据基础上运用偏度㊁峰度㊁磁化率等方法进行了定量分析与评价,结果表明:剖面土以粉砂质地为主具有分选性差,偏度为正偏并属于窄峰态特点;剖面土壤磁化率与深度呈正相关变化,其磁化率值介于２３．５６０ˑ１０－８~８７．６１５ˑ１０－８m ３/k g 之间,波动变化范围较小且随深度增加不断增大.通过对比分析,得出了以下基本结论:①剖面磁化率主要受控于砂岩母质成分及其岩性变化,且随深度增加而递增;②频率磁化率和质量磁化率与粉砂含量㊁平均粒径㊁峰度呈负相关关系;与砂粒含量㊁中值粒径㊁标准差呈正相关关系;③细颗粒物对磁化率影响不大.关键词:红壤;粒度;磁化率;相关性;赣南中图分类号:S １５１．９㊀㊀㊀㊀㊀㊀文献标识码:A㊀文章编号:１６７４Ｇ９９４４(２０２０)２０Ｇ００３４Ｇ０５１㊀引言土壤粒径是土壤最基本的物理性质之一,它强烈地影响着水力性质㊁热力性质等土壤物理特性.近年来该指标被广泛应用于气候变化及环境演变研究中[１~３].亚热带红壤是中国分布面积最大土类之一,其广泛分布于长江流域以南的广大地区.亚热带红壤对中国南方农业生产活动产生重要影响,探究其特征及其与磁化率的关系,对农业生产和古气候研究具有积极意义.目前涉及该方面研究已经取得了一定的研究成果,如黄寻等研究重庆梁山土壤粒度与磁化率的关系[１];朱丽东等对庐山红土磁化率的研究[３],熊平生研究土粒度组合特征及其指示环境意义[４];李敬卫等对江西九江红土堆积特征及其成因研究,得出九江红土堆积与中国北方黄土一样属于风尘堆积的结论[５];熊尚发等就赣北红土与沙漠砂㊁黄土㊁古土壤粒度对比,发现赣北红土具有沉积上的渐变过渡性[６].由于磁化率是物质被磁化难易程度的一种度量,是一种重要环境替代指标,常被应用于沉积物发育状态以及环境演化.如田庆春等对青藏高原腹地湖泊沉积物的研究,分析环境代用指标与磁化率之间关系,并说明其环境意义[７];邓成龙等指出成土过程中新生成细粒磁性矿物含量变化是导致磁化率增强的主导因素,得出中国黄土沉积物磁气候学记录灵敏地反映第四纪亚洲内陆地区干旱化过程和东亚古季风演化历史[８].由于土壤粒度与磁化率具有密切关系,近年来两者之间的关系研究也有一定进展.王建等对磁化率与粒度㊁矿物之间关系研究表明:沉积物粒度与磁化率的关系与物源及沉积动力密切相关[９];王红艳等对临汾盆地褐土剖面磁化率和粒度相关性研究表明:磁化率及粒度对沉积环境和古气候的变化有一定的响应[１０].卢升高等通过对土壤频率磁化率与矿物粒度关系研究,表明其对风化成土过程中形成的土壤成因磁性矿物具有指示作用[１１~１３].另外还有学者对沉积物粒度与磁化率关系进行研究[１４~１６],土壤磁化率特征在现在土壤科学研究中具有非常重要的意义.南方红土是第四纪以来中国南方古环境演化与气候变迁最佳载体之一,其记录了南方古地理㊁古气候等环境变迁信息,对于认识我国热带㊁亚热带地区第四纪气候变化过程和全球纬度效应以及探讨南北古气候演化区域差异的理想地质材料[１７,１８].本文以赣南剖面红壤为研究对象,分析赣南红壤的粒度特征与磁化率变化特点,探讨两者相关性,以期为相关研究提供有用依据.２㊀研究区概况㊁材料与方法２．１㊀研究区概况赣县是中国江西所辖县,位于江西南部,东经１１４ʎ４２ᶄ~１１５ʎ２２ᶄ㊁北纬２５ʎ２６ᶄ~２６ʎ１７ᶄ,总面积２９９３k m ２.沙地镇是赣县辖下镇,地处丘陵山地,森林覆盖率达７５％.海拔在５００~１０００m ,属亚热带季风湿润气候,年平均气温约１９．４ħ,年降雨量约１４３８．３m m ,无霜期２８１d ,年平均日照１８５５．２h .该镇距赣州市区３５k m ,距县城４３k m ,１０５国道贯穿境内２５k m ,国土面积１７５k m ２(图１).２．２㊀样品采集与测试采样点(１１４ʎ４４ᶄ４ᵡE ,２６ʎ７ᶄ４３ᵡN )位于赣县沙地镇西北京九加油站旁距１０５国道约１k m 处,剖面厚度为１．６８m ,上层土壤上覆盖有蕨类植物,略带黑褐色腐殖质层,中下层较均一层,颜色暗红色,粘性较好㊁土质松散.４３㊀李红琼:赣南地区南方红壤粒度与磁化率特征研究自然与生态取样剖面采用一定间距连续采样共采得样品总数４３个.土壤样品粒度及磁化率测定在西南大学地理科学学院实验室完成,粒度实验所涉及每个样品都是用英国马尔文公司生产的M a s t e r s i z e ２０００激光粒度仪在遮光度为１５％~２０％条件下,经过３次测量并取其平均值作最终结果.该仪器测量范围是０．０２~２０００u m ,精度ʃ１％;磁化率测试采用卡帕桥多频各向异性磁化率仪(M F K １－F A )进行低频(９７６H z )和高频(１５６１６H z )磁化率(分别用χl f 和χh f 表示)测试,换算成质量磁化率.具体步骤如下:①土壤样品自然风干,磨碎后过２m m 筛.称取０．５g 置于２５０m L 烧杯中.加入１０％的H ２O ２溶液静置２４h ;加入１０％的H C l 溶液直至烧杯中没有气泡产生,静置２４h ,加入超纯水至溶液偏中性:随后样品中加入１０m L (N a P O ３)６静置１h 后用激光粒度仪进行测试.②磁化率土壤样品过０．２５m m 筛,将土壤样品装入１０m ３的塑料盒中并进行密封,采用卡帕桥多频各向异性磁化率仪上机实验.图１㊀研究区地理位置２．３㊀研究方法２．３．１㊀偏度偏度(s k e w n e s s)是统计变量数据分布偏斜方向和程度的度量,是统计变量数据分布的非对称数字特征[１９].偏度是利用三阶矩定义,所表示的是频率曲线对称性的参数,实质上反映的是粒度分布对称程度,按其形态可分为正态㊁正偏态㊁负偏态特征[２０,２１].福克和沃德的偏度计算公式为:S k ＝φ１６＋φ８４－２φ５０２(φ８４－φ１６)＋φ５＋φ９５－２φ５０２(φ９５－φ５)(１)若S k ＞０,则呈正偏态(或右偏态),表示峰偏向粗粒度一侧,说明沉积物以粗组分为主,细粒一侧表现为低的尾部;若S k ＜０,则呈负偏态(或左偏态),表示峰偏向细粒度一侧,说明沉积物以细粒为主,粗粒一侧有低的尾部,此时不对称的频率曲线可以是单峰曲线,也可以是双峰曲线,表现为在含量较少的尾部有一个低的次峰;若S k ＝０,则呈正态,表示数值相对均匀的分布在平均值的两侧.２．３．２㊀峰度峰度是衡量粒度频率曲线的尖锐程度,即度量粒度分布的中部与两尾端的展形之比[２２].峰度是另一个反映随机变量分布形状的量,可以用来比较已标准化了的各随机变量分布的尾部厚度,是利用四阶矩进行定义.其计算公式为:K G ＝φ９５－φ５２．４４(φ７５－φ２５)(２)若K G ＝０,表示不同数据间差距处于一个合适的 度 ;若K G ＜０,则表示数据较分散,不同数据间差距较大,说明数据尾部比正态分布的尾部细;若K G ＞０,表示数据较集中,数据间差距较小,随机变量的尾部比正态分布的尾部粗;若K G 为无穷大时,数据间无差距,曲线变成一条直线.２．３．３㊀磁化率.磁化率是指弱磁场(０．１m T )环境中样品磁化强度与磁场强度之比,是外磁场作用下物质磁化的能力,也是反映样品中铁磁性矿物含量指标[２３,２４];频率磁化率是指在不同频率外磁场下,样品产生磁化率值变化程度,它是反映土壤中接近稳定单畴(S S D )超顺磁性(S P )过渡态磁性颗粒存在指标,反映两者对磁化率的贡献,可作为土壤中S P 颗粒浓度的量度[２５].频率磁化率(χf d )的定义是:χf d ＝(χl f －χh f )/χl f ˑ１００％(３)其中,χh f 是高频(１５６１６H z )磁化率,χl f 是低频(９７６H z )磁化率[２６]３㊀结果与讨论３．１㊀关于土壤粒度特征据国家海洋局１９７５粒级分级标准(黏粒(＜４μm )㊁粉砂(４~６４μm )㊁砂(＞６４μm )),剖面中平均含量分别为２２．３％㊁７２．３６％㊁５．２５％,整个剖面土壤属粉砂质地.粒度组成特征与赣南网纹红土粒度特征相似,粗颗粒含量多,主要表现在冲积㊁洪积相特征[２７].选用平均粒度㊁标准差㊁偏度㊁峰度作为粒度特征参数,粒度参数见图２㊁图３.平均粒度变化范围是６．１９~７．３(φ),平均值为６．７７(φ).洛川黄土研究中[２８],粒径平均６．４~６．６φ㊁６．７~６．９φ㊁＞６．９φ分别对应黄土弱㊁中㊁强风化程度.以此为参照,本文剖面弱㊁中㊁强风化强度分别为３２．６％㊁３９．５％㊁２７．９％,风化程度相对较强;中值粒径变化范围是７．２４８~１３．７２１μm ,平均值１０．１２５,,平均粒径从上到下逐渐变小.标准差反映粒度粗细变化特征,红壤剖面标准差基本介于１．４５~２．３１,根据福克和沃德对σ分级标准[２９],属分选性差级.从图２可以看出,土壤峰度在０~２４c m 剖面范围内与平均粒径成正相关关系,２４c m 以下与平均粒径成明显反相关,粒径值变小时峰度变大特征.标准差峰度与平均粒径两者之间反相关关系明显,粒径值变小时标准差相应变大.偏度可判别粒度分布对称性,偏度而言,该剖面大部分属于正偏,土壤发育程度不对称,粗颗粒占很大部分,这与土壤发育程度不够成熟具有关系[３０].峰度大部处于２．６２~２．９９之间,小部分峰值＞３,峰态为正值,属于窄５３㊀２０２０年１０月绿㊀色㊀科㊀技第２０期峰态[３１],呈现出尖锐趋势,进一步证明粗颗粒占较大比例,土壤发育不好.峰度值与偏度呈现明显反相关关系,即峰度从上到下观察,当峰度值越来越大,偏度值就越小.剖面粒径由上到下呈变小趋势,且黏粒百分比含量由上到下有波动变化增加趋势.粉砂以及砂粒级百分比含量由上到下出现微小波动增长,但是总体减小.图２㊀土壤平均粒径与标准差图３㊀土壤偏度与峰度３．２㊀关于土壤磁化率特征图４可以看出,剖面低频磁化率为２３．５６０ˑ１０－８~８７．６１５ˑ１０－８m ３/k g (３０．１１ˑ１０－５~１１５．３ˑ１０－５S I ),平均值为５３．６５１ˑ１０－８m ３/k g.磁化率值在剖面顶部到１５２c m 处呈现增大趋势,并在１５２c m 处达到最大值,有学者[３２]认为这是由于成壤过程中产生的磁颗粒(超顺磁性颗粒)导致的;０~１２c m 剖面最表层,磁化率值急剧增大,可能是由于人类活动所产生外来物质的积累,导致磁化率产生急剧变化;１５２~１６８c m 磁化率呈现逐渐降低趋势,说明土壤成土过程中这两个时期土壤颗粒较粗[３３].频率磁化率呈波动变化趋势,变化范围不是很大,总体上还是呈增大趋势,说明土壤发育过程中稳定单畴以及超顺磁性颗粒在增加.在土壤风化过程中,约０．０３μm 的超顺磁颗粒(S P )是成土作用所产生的次生磁性矿物.频率磁化率值介于１８．２５％~２０％之间,平均值为１９．３１％(图４).研究区剖面是砂岩母质上发育的红壤,低频磁化率总体变化趋势是上部最小,并从上部急剧增大,且增长到最大值后又急剧降低.俞劲炎等[３４]在富铝土纲的表述中,湖北砂岩母质发育红壤,其磁化率变化趋势与本研究中磁化率变化特征具有相同的规律.本文中频率磁化率虽然总体上增大,但变化很小,说明磁化率增长并不是由稳定单畴及超顺磁性颗粒导致,而是砂岩母质成分及岩性变化控制,母岩因素在很大程度上制约着其磁化率大小[３５].剖面接近地面的样品,与赣南地区长期高温多雨气候环境有关,湿热气候环境下,细颗粒和细粒磁性矿物会发生流失,从而造成低频质量磁化率降低[３６].本研究区磁化率特征与相临地区红壤进行比较:朱丽东等对九江庐山J L 剖面红壤磁化率研究中,J L 剖面⑥~⑧棕色黄土－古土壤磁化率值变化范围是２２．４５~１３３ˑ１０－５S I [３７];袁大刚等对南京雨花台红土磁测,１３ˑ１０－８~８３．１ˑ１０－８m ３/k g [３８];本文中磁化率变化范围比庐山J L 剖面小,最小值大于J L 剖,最大值比J L 小,平均值比J L 剖面小;本文磁化率总体大于雨花台磁化率,其变化范围比雨花台小,最大值和最小值均小于雨花台.以上比较说明以上两地磁化率影响因素比本研究区要复杂得多(图５).图４㊀质量磁化率与频率磁化率对比３．３㊀关于土壤粒度与磁化率关系本文通过对实验得出粒度参数及磁化率与频率磁化率分析,得表１㊁图５.表１中可以看出:剖面中频率磁化率增加与砂粒含量㊁黏粒含量㊁标准差㊁偏度㊁中值粒径存在正相关性,其中与黏粒含量㊁中值粒径和标准差相关系数分别为０．１１９８３㊁０．４５０４３与０．１９０４９;而与粉砂含量㊁平均粒径㊁峰度存在负相关性,与粉砂含量㊁平均粒径和峰度相关性系数分别为－０．２０８０７㊁－０．０３６３７与－０．１０６１８;低频磁化率增加与黏粒含量㊁粉砂含量㊁平均粒径㊁偏度㊁峰度存在负相关性,与粉砂含量㊁平均粒径和峰度相关系数分别为－０．６７６５㊁－０．５１８３９与－０．４４７３５,而与砂粒含量㊁中值粒径㊁标准差存在正相关性,其中与砂粒㊁中值粒径㊁标准差的相关系数分别为０．５７５８２㊁０．５９２５１与０．６４２１４.频率磁化率相关性分析中,频率磁化率与黏粒相关性系数是０．１１９８３,呈现出正相关性,说明稳定单畴与超顺磁颗粒在红壤磁性贡献中占有一定比例.质量磁化率又与黏粒含量相关系６３㊀李红琼:赣南地区南方红壤粒度与磁化率特征研究自然与生态数为－０．２１５０２,呈现出负相关性,说明剖面正处于土壤风化过程过渡期的最明显代表,其质量磁化率呈现增长趋势可能与同母岩本身矿物含量㊁矿物类型以及人为因素等相关,而稳定单畴与超顺磁颗粒并无大相关性.为反映粒度参数与磁化率间关系,建立磁化率与粒度参数间相关性关系.选择频率磁化率与质量磁化率作为变量,以＜４μm㊁４~６４μm㊁＞６４μm㊁中值粒径㊁平均粒径㊁标准差㊁偏度㊁峰度８个影响因子作为自变量.为确保两者关系可靠性,必须确定变量与自变量相关性关系具有统计学意义.结果显示,频率磁化率与黏粒㊁粉砂㊁砂粒㊁平均粒径㊁标准差㊁偏度㊁峰度以及质量磁化率与黏粒㊁偏度之间相关性不显著.频率磁化率主要与中值粒径存在显著相关性,质量磁化率与粉砂含量存在显著相关性.图５㊀黏土百分含量㊁中值粒径与质量磁化率对比表１㊀红壤剖面粒度参数与质量磁化率㊁频率磁化率相关性粒度参数＜４μm４~６４μm＞６４μm中值粒径平均粒径标准差偏度峰度χf d/％０．１１９８３－０．２０８７０．０４４５０．４５０４３－０．０３６７０．１９０９０．０６５０４－０．１０６８χl f/(１０－８m３/k g)－０．２１５２－０．６７６５０．５７５２０．５９２５１－０．５１８９０．６４２４－０．１１５３－０．４４７５４㊀结论本文以赣南红壤剖面土为研究对象,分别测定其粒度和磁化率,探究该地区土壤粒度和磁化率关系,并讨论了其变化特征及其成土原因,研究结果可为相关研究提供一定的借鉴.根据以上分析,初步得出如下主要研究结论:(１)红土剖面的土壤属于粉砂质地,平均粒径区间为６．１９~７．３(φ),标准差值基本介于１．４５~２．３１,分选性差,偏度属于正偏,说明土壤发育程度不够成熟,同时峰度值为正,峰态属于窄峰态,进一步说明粗颗粒占较大比例,土壤发育不好.(２)土壤剖面的磁化率总体变化趋势是随深度增加而递增,其具体变化可经分为三段:剖面的表土样品χl f 最小,这可能是与赣南气候环境有关,０~１２c m剖面χl f急剧增大,可能是由于人类活动影响导致的,之后χl f呈现明显增大趋势,并在１５２c m达到最大值,１５２~１６８c m呈现降低趋势.(３)频率磁化率呈现波动起伏状,但其值变化较小,说明细颗粒物质对低频磁化率的影响较小.同时以湖北砂岩母质红壤磁化率为参考,说明本文中剖面磁化率变化是由砂岩母质成分及岩性变化控制,母岩因素在很大程度上制约着其磁化率大小.(４)在磁化率与粒度参数相关性分析中,频率磁化率与粉砂含量㊁平均粒径与峰度均存在负相关关系,而与黏粒含量㊁砂粒含量㊁中值粒径㊁标准差和偏度均存正相关关系.质量磁化率与黏粒含量㊁粉砂含量㊁平均粒径㊁峰度以及偏度存在负相关关系,与砂粒含量㊁中值粒径和标准差存在正相关关系,并与砂粒含量和标准差相关性显著.参考文献:[１]黄㊀讯,王建力．重庆北碚中梁山土壤发育过程中粒度与磁化率关系探究[J]．地理与地理信息科学,２０１１,２７(３):５８~６２．[２]胡雪峰,龚子同．江西九江泰和第四纪红土成因的比较研究[J]．土壤学报,２００１,３８(１):１~９．[３]朱丽东,姜永见,张明强,等．庐山J 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n c e f o r t h e r e s e a r c ho n c l i m a t e c h a n g e,s o i l e r o s i o n a n d e n v i r o n m e n t a l p o l l u t i o n．T h e t o t a l n u mＧb e r o f４３s a m p l e s o b t a i n e db y c o n t i n u o u s s a m p l i n g a t ac e r t a i n i n t e r v a lw a s t e s t e db y M a s t e r s i z e２０００l a s e r p a r t i c l e s i z e a n a l y z e r a n dK a p p a b r i d g em u l t i－f r e q u e n c y a n i s o t r o p i cm a g n e t i c s u s c e p t i b i l i t y m e t e r(M F K１－F A)．T h e s k e wＧn e s sw a s a p p l i e d b a s e d o n t h e e x p e r i m e n t a l d a t a．Q u a n t i t a t i v e a n a l y s i s a n d e v a l u a t i o n o fm e t h o d s s u c h a s k u r t o s i s a n d m a g n e t i cs u s c e p t i b i l i t y．T h e r e s u l t ss h o wt h a t t h e p r o f i l es o i l i sd o m i n a t e db y s i l t t e x t u r e,a n dt h ec l a s s i f i c a t i o n i s p o o r．T h e s k e w n e s s i s p o s i t i v e l y b i a s e da n db e l o n g s t o t h en a r r o w p e a ks t a t e．T h es o i lm a g n e t i c s u s c e p t i b i l i t y a n d d e p t ho f t h e p r o f i l ea r e p o s i t i v e l y c o r r e l a t e d,a n dt h em a g n e t i cs u s c e p t i b i l i t y v a l u e i sb e t w e e n２３．５６０ˑ１０－８．B eＧt w e e n~８７．６１５ˑ１０－８m３/k g,t h e f l u c t u a t i o n r a n g e i s s m a l l a n d i n c r e a s e sw i t h d e p t h．T h r o u g h c o m p a r a t i v e a n a l y s i s, t h e f o l l o w i n g b a s i c c o n c l u s i o n sa r ed r a w n:①T h em a g n e t i cs u s c e p t i b i l i t y o f t h e p r o f i l e i sm a i n l y c o n t r o l l e db y t h e c o m p o s i t i o no f t h e p a r e n tm a t e r i a l o f t h e s a n d s t o n e a n d i t s l i t h o l o g y,a n d i n c r e a s e sw i t h t h e i n c r e a s e o f d e p t h;②t h e f r e q u e n c y m a g n e t i c s u s c e p t i b i l i t y a n d t h em a s sm a g n e t i c s u s c e p t i b i l i t y a r e b o t h t h e s i l t c o n t e n t a n d t h e a v e r a g e g r a i n．T h e d i a m e t e r a n dk u r t o s i s a r e i n v e r s e l y c o r r e l a t e d,a n d p o s i t i v e l y c o r r e l a t e dw i t hs i l t c o n t e n t,m e d i a nd i a m e t e r a n d s t a n d a r dd e v i a t i o n;③f i n e p a r t i c l e s h a v e l i t t l e e f f e c t o nm a g n e t i c s u s c e p t i b i l i t y．K e y w o r d s:r e d s o i l;p a r t i c l e s i z e;m a g n e t i c s u s c e p t i b i l i t y;r e l e v a n c e;i nS o u t h e r n J i a n g x i P r o v i n c e８３。
鹤庆盆地湖相岩心磁化率记录及其古环境意义徐新文;强小科;安芷生;李续斌;李鹏;孙玉芳【摘要】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.【期刊名称】《地质力学学报》【年(卷),期】2010(016)004【总页数】11页(P372-382)【关键词】鹤庆盆地;磁化率;古环境意义【作者】徐新文;强小科;安芷生;李续斌;李鹏;孙玉芳【作者单位】中国科学院地球环境研究所,黄土与第四纪地质国家重点实验室,陕西,西安,710075;中国科学院研究生院,北京,100049;中国科学院地球环境研究所,黄土与第四纪地质国家重点实验室,陕西,西安,710075;中国科学院地球环境研究所,黄土与第四纪地质国家重点实验室,陕西,西安,710075;中国科学院地球环境研究所,黄土与第四纪地质国家重点实验室,陕西,西安,710075;中国科学院研究生院,北京,100049;中国科学院地球环境研究所,黄土与第四纪地质国家重点实验室,陕西,西安,710075;中国科学院研究生院,北京,100049;中国科学院地球环境研究所,黄土与第四纪地质国家重点实验室,陕西,西安,710075;中国科学院研究生院,北京,100049【正文语种】中文【中图分类】P66磁化率在湖泊沉积物研究中扮演着举足轻重的作用［1～10］，但是其具体的古环境指示意义却不尽相同。
