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基于磁性矿物的性质变化能敏感记录现在和地质历史时期的气候环境变化信息,环境磁学方法能鉴别环境演化过程中磁性物质在大气圈、水圈和岩石圈中运移、沉积和转化的过程,系统介绍了沉积物中磁性矿物的特征和鉴别方法以及主要的环境磁学参数和意义,着重回顾了环境磁学在以黄土、湖泊和海洋沉积物为载体的古气候环境研究中的应用及其取得的重要进展,指出了环境磁学在古气候环境研究过程中要加强多磁学参数综合应用,促进地质记录和磁学指标之间的定量研究,有利于理解不同沉积物的磁性矿物特征和环境变化过程的相关关系。同时强调沉积物还原成岩作用过程的环境磁学研究是目前以至今后发展的一个重要方向。 相似文献
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《地学前缘》2017,(3):341-349
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。 相似文献
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文章对取自西菲律宾海本哈姆高原东部的两个钻孔岩芯进行了岩石磁学和古地磁研究,两个岩芯长度近4m,水深均超过5000m.在岩芯146底部出现了磁倾角倒转和相对磁偏角偏移,被认为是布容-松山极性转换(780ka);而岩芯89中没有发现磁倾角倒转和磁偏角偏移,表明其底部年龄比780ka年轻.岩石磁学结果表明沉积物的磁学特征符合磁性"均一性"条件:即主要载磁矿物为低矫顽力的磁铁矿,磁性矿物粒度在假单畴-单畴范围内,并且磁性矿物含量变化不超过10倍;据此构建了地磁场相对强度(RPI)的3个指标NRM/κ,NRM/ARM和NRM/SIRM.综合古地磁和地磁场相对强度与Sint800的对比结果,我们得到了两个岩芯的深度-年龄对比,在此基础上获得的岩石磁学记录表明,岩芯记录了Brunhes期以来的气候演化:冰期时,磁性矿物的粒度变粗,细粒磁性矿物含量降低;反之,间冰期时磁性矿物的粒度变细,细粒磁性矿物含量增加,与南海ODP1143孔记录的氧同位素具有一致的变化,这反映了间冰期时加强的化学风化对源区物质的影响而不是海面升降造成的沉积分选.而且,在间冰期时磁学参数反映的粒度大小亚峰谷值与氧同位素的亚峰谷值一一对应,表明间冰期沉积过程能反映气候的细微变化.这种磁学参数对气候的响应也出现在南海钻孔中,表明该特征至少是东亚海域沉积物的共同规律.对细粒磁性矿物比较敏感的ARM显示了与磁学粒度参数相似的变化,在间冰期为高值,冰期为低值,而对粗颗粒更敏感的κ和SIRM则缺乏这种与冰期-间冰期旋回的对应关系.与此同时,S-ratio变化不大并且缺乏与亚洲风尘记录的对应关系,表明自从780ka以来沉积区的低矫顽力磁性矿物一直是主要磁性载体,并且暗示物质来源应以来自陆地的悬浮体为主,而非风尘.研究区内自西向东降低的沉积速率表明了沉积物的主要来源是西部的吕宋岛和东亚大陆.400kaB.P.前后,磁学参数出现转折,粒度由逐渐变粗到稳定,磁性矿物含量降低以及变化幅度增加;同时,碳酸盐含量的变化也相应降低,反映了全球海区出现的碳酸盐溶解加剧即中布容事件.磁性矿物含量和粒度与冰期-间冰期的同步变化反证了地磁场相对强度指示年龄的正确性,同时岩石磁学参数对稳定氧同位素和碳酸盐含量的响应也揭示了岩石磁学方法是进行古气候和古海洋研究的有效工具. 相似文献
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《地质科技情报》2016,(5)
磁学参数作为有效的气候环境变化替代指标,能为古环境演变和沉积物物源研究提供有价值的信息。对取自西菲律宾海西部的GX72柱状样沉积物进行系统的环境磁学研究,测量了磁化率(χ)、非磁滞剩磁(ARM)、等温剩磁(IRM)、磁化率变温曲线(κ-T曲线)、磁滞回线等磁学参数或曲线。结果表明,GX72柱状样沉积物中携磁矿物以低矫顽力磁铁矿为主,粒径以较粗粒准单畴(PSD)为主,这些磁性颗粒主要来源于河流输入的陆源碎屑物质,风成粉尘较少。剖面上多个磁学参数呈现出相同或相反的变化趋势,反映古气候对沉积物磁学性质的制约。χ高值样品通常对应于高饱和等温剩磁(SIRM)值、低ARM/SIRM值、低χARM/χ值以及低χfd值;这类沉积物样品中磁性矿物的含量相对更高,粒度相对较大,可能形成于冷期(相对)。相反,χ低值样品通常对应于低SIRM值、高ARM/SIRM值、高χARM/χ值以及低χfd值,这类样品中磁性矿物的含量相对较低,粒径相对较小,代表相对暖期沉积。 相似文献
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利用湖泊清淤工程,对武汉东湖(官桥湖)湖泊沉积物进行了垂向样品的采集并测量了其环境磁学参数和重金属元素含量。根据其沉积物垂向磁性变化特征,以沉积速率作为时间标尺,结合东湖周边地区相关工业资料,初步建立了该"磁记录"与东湖周边地区城市化过程中环境演化的关系。结果表明,粒度较细且为准单畴颗粒、低矫顽力的亚铁磁矿物主导了沉积物的磁性特征。在深度44cm之下,磁参数量值均较低;在深度44~6cm之间,沉积物磁参数量值随深度的减小而逐步平稳增加;由深度6cm至表层,磁参数量值随深度减小而减小。沉积物的磁性变化特征与1956年以来的钢铁产量、机动车保有量和人均GDP变化均较为一致。 相似文献
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亚洲内陆晚新生代干旱化历史及其驱动机制是非常重要的科学问题。选择天山北麓柴窝堡盆地南缘乌鲁木齐河剖面为研究对象,基于磁性地层年代学研究建立的时间标尺,分析了该剖面碎屑沉积物岩石磁学特征及其控制因素,进一步探讨了柴窝堡盆地晚新生代古气候特征。磁性地层年代学研究约束乌鲁木齐河剖面底界年龄为~6.8 Ma,顶界年龄为~3.3 Ma。详细的岩石磁学测量及漫反射光谱分析结果表明,乌鲁木齐河剖面沉积物中磁性矿物主要包括磁铁矿、赤铁矿等,磁学参数χlf、χARM、SIRM、S-100mT、S-300mT、 χARM/SIRM等在~6.3 Ma、~5.2 Ma存在明显变化,揭示磁性矿物粒度、含量等存在相应变化,如在~6.3 Ma前后,磁性矿物颗粒逐渐变粗、含量降低;在~5.2 Ma前后,磁性矿物颗粒逐渐变细后趋于稳定、含量逐渐增多。基于稀土元素分析、沉积粒度与磁学参数相关性分析,认为沉积物源与沉积物粒度不是导致乌鲁木齐河剖面磁学性质变化的主要因素,自~6.8 Ma以来逐步干旱化的气候条件可能是导致该剖面磁学特征变化的重要原因。基于漫反射光谱分析得到的红度与亮度数据结果也揭示了同样的古气候特征。 相似文献
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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 总被引：2，自引：1，他引：1
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、χARM、χfd%、χARM/χ、χARM/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。 相似文献
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《地球科学进展》2017,(5)
岩石磁学是古地磁学和环境磁学研究的基础,是鉴定岩石和沉积物中磁性矿物种类、粒度和含量的有效途径。对黄土高原东南部三门峡盆地的水沟—会兴沟旧石器遗址会兴沟剖面黄土—古土壤序列(S_0~S_8)进行系统的岩石磁学研究表明:本剖面沉积物的主要载磁矿物为磁铁矿、磁赤铁矿和赤铁矿,显示准单畴(PSD)磁性颗粒特征。所有磁学参数曲线均表现出基本一致的变化特征,与深海氧同位素曲线能够很好的对应,反映了第四纪以来的冰期—间冰期旋回中,东亚季风影响下的风尘黄土堆积中磁性矿物种类、粒度和含量的周期性变化特征。黄土中高矫顽力磁性矿物的相对含量要高于古土壤中的,而随着成土作用的加强,在古土壤中细粒的低矫顽力磁性矿物显著增加的同时,其中高矫顽力磁性矿物的绝对含量也相应增加。质量磁化率(χ)与非磁滞剩磁磁化率(χ_(ARM))和饱和等温剩磁(SIRM)及磁粒度参数χ_(ARM)/SIRM和χ_(ARM)/χ均呈明显的正相关关系,表明由成土作用产生的单畴(SD)颗粒和较小PSD颗粒对磁化率增强有显著的贡献。 相似文献
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阿勒泰地区表土磁学特性及变化机制研究 总被引：1，自引：0，他引：1
现代表土的磁学性质反映了物源、成土过程与气候环境之间的重要信息,对认识磁学参数在气候环境研究中的应用有重要意义.干旱区表土的磁学特性表现出极大的复杂性和差异性,为了理解不同气候和环境条件下表土磁学参数的特性、变化机制及控制因素,选择位于新疆北部阿勒泰地区不同景观带的表土样品作为研究对象.通过详细系统的环境磁学分析,并结合X衍射和粒度等方法,结果表明磁性矿物来源相对稳定,磁学性质主要由来自源区的粗颗粒软磁性矿物所主导,xif(低频磁化率)和SIRM(饱和等温剩磁)与磁性颗粒表现出正相关的关系,磁性矿物浓度越大,磁畴颗粒越粗;反之,浓度越低,颗粒越细.磁性矿物的浓度和颗粒大小在不同景观带表现出一.定的差异,荒漠带表土中磁性矿物的浓度较高,磁畴主要为粗颗粒的PSD(准单畴)+MD(多畴),而其他景观带(森林、灌丛、草原和湿地)矿物浓度明显较低,磁畴也相对较细.相比较,其他景观带表土受后期改造作用比荒漠区强,主要是由于在海拔升高到1300m之后,区域气候环境因素(如气温、降水以及蒸发)发生明显变化,导致强磁性矿物的破坏,土壤矿物浓度和粒径发生变化,磁性降低.成壤作用形成的SP(超顺磁畴)颗粒相对较少. 相似文献
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大同盆地高砷地下水系统沉积物环境磁学特征 总被引：1，自引：0，他引：1
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. 相似文献
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长江中下游典型湖泊近代环境变化研究 总被引：7，自引：0，他引：7
选择长江中下游的典型湖泊洪湖、巢湖、石臼湖和太湖,采集了沉积柱样,测定了总有机碳、总氮、总磷,并采用210Pb和137Cs定年以研究湖泊近代环境演变。根据洪湖137Cs蓄积峰得到过去50 a里洪湖沉积速率经历了一个由慢到快再变慢的过程,1963~1986年之间沉积速率最大,达0.174 cm/a,这可能是因为当时湖区大规模开垦有关。巢湖钻孔核素的研究发现20世纪70年代以来随着深度的减少,巢湖钻孔中沉积通量在增加,可能与流域内水土流失逐步加重有关。对营养盐的分析表明,洪湖50年代以来沉积物中营养元素急剧增加,巢湖70年代以来营养元素开始增加,在太湖中体现为80年代,石臼湖中则为近百年来营养元素开始快速增加。从营养盐增加的幅度来看,草型湖的洪湖、石臼湖要大于藻型的巢湖以及太湖藻型区域。本文尝试利用总有机碳、总磷获取了湖泊环境变化的速率。研究表明总有机碳和总磷的变化速率存在波动性,这可能与湖泊的自我调节有关。而总有机碳的变化速率在最近时间阶段内基本呈正值,对于洪湖来说在80年代初,石臼湖在1970年左右,太湖在80年代初,巢湖在60年代。总有机碳、总磷变化速率的振荡幅度与周期也许对理解当今湖泊处于何种位置,由此采取何种湖泊管理手段提供重要认识。 相似文献
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武昌地区街道尘埃磁学特征及其对环境污染的指示意义 总被引：1，自引：0，他引：1
对在武昌地区4个功能区域(青山、洪山、东湖风景区、东湖开发区)主要交通街道收集的尘埃样品进行详细的环境磁学测量,包括质量磁化率、频率磁化率、等温剩磁退磁系数以及典型样品的磁滞回线参数等。研究结果表明:尘埃样品中剩磁载体均以亚铁磁性矿物为主,样品中的磁性颗粒呈现低矫顽力的磁铁矿特征,软磁性的磁性矿物是样品剩余磁性的主要载体。尘埃样品χ、SIRM的区域分布特征受区域周围工业、车流量及道路状况等多种环境因素的影响,在4个功能区域中存在明显的磁性差异:青山工业区污染较重,东湖开发区、洪山、东湖风景区次之;硬剩磁(HIRM)的分布可能指示了道路交通来源的磁颗粒特征,东湖开发区和青山工业区由于行驶的货车和重型车辆较多,表现出硬剩磁量值较高。与其他城市(兰州、西安、南京、徐州等)相比,整个武昌地区街道尘埃样品的磁性含量仍较高,说明在城市环境方面还有待于进一步改善和保护。 相似文献
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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。CaCO3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。 相似文献
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长江中下游不同类型湖泊沉积物营养盐 蓄积变化过程及其原因分析* 总被引：7，自引：10，他引：7
在长江中下游的洪湖、太湖、巢湖采集了沉积柱样,测定了总有机碳、总氮、磷,并采用210 Pb和137 Cs定年。洪湖1950年以来沉积物中营养元素急剧增加,巢湖在20世纪70年代以来营养元素开始增加,而在太湖中则为80年代。结果表明草型湖中有机质增加比藻型湖迅速,洪湖湖泊沉积物有机质迅速增加与围垦活动开始时间一致。沉积物中总磷的变化不如总有机碳、总氮的变化规律性明显。洪湖两钻孔总磷背景值为0.7~0.8g/kg,太湖钻孔其总磷本底为0.6g/kg,梅梁湾大量钻孔表明总磷本底在0.5g/kg;巢湖的则更低。对比湖泊类型来看,目前为藻型湖的沉积本底磷偏低,而目前为草型湖的沉积本底磷偏高,这可能与不同生态类型湖泊营养元素的生物地球化学循环与积累的方式有关。 相似文献
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Haitao Wei Dunsheng Xia Fahu Chen Ming Jin Haibin Wang Jia Jia 《Frontiers of Earth Science》2009,3(3):259-265
In this study, a set of environmental magnetic parameters (χlf, χfd%, χARM
, SIRM, HIRM, SOFT and SIRM/χlf, χARM
/SIRM and χARM
/χlf) of 331 top-soil samples from Xinjiang Uygur Autonomous Region of China were systematically measured and the magnetic characteristics
and its environmental significance were discussed. Our results indicate that the main magnetic minerals of these top-soils
are single-domain magnetite. The content of magnetic minerals in top-soils from north Xinjiang is higher than that from south
Xinjiang; however, the content of hard magnetic minerals is higher in the topsoils from south Xinjiang. The top-soils from
Yili region contain similar magnetic minerals as that from south Xinjiang, but with much stronger magnetic SP content due
to higher pedogenic processes. The differences in magnetic characteristics among top-soils from different regions of Xinjiang
might reflect the differences of regional climatic factors, especially the precipitation. 相似文献
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2002～2005年在长江中下游的洪湖、固城湖和太湖分别采集了沉积物柱样钻孔,测定了总有机碳（TOC）和金属元素包括Pb,Al,Fe,Ti等,并采用210Pb和137Cs进行了近代沉积物定年。研究结果表明,洪湖钻孔平均沉积速率为0.15cm/a,固城湖平均沉积速率在0.067cm/a,太湖平均沉积速率为0.35～0.41cm/a。根据湖泊沉积物中铅元素与参考元素（Al,Fe和Ti）浓度和TOC的相关关系建立了回归方程,线性关系极显著（p<0.001）。根据回归方程获取了钻孔中铅的背景值变化,研究表明近代沉积物中金属铅不仅仅来源于自然的作用,而人类活动导致铅的累积发生时间都在20世纪70年代,从一个侧面也说明利用沉积物铅含量变化进行断代存在可能性。对太湖钻孔而言,其污染程度要高于洪湖和固城湖。研究结果表明近30年来洪湖和固城湖人为造成湖泊沉积物铅累积量在不断增加,其沉积物铅污染有进一步加重的趋势,应受到科学家和管理部门的关注。 相似文献
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洪湖特色水产品对湖水及沉积物中有机氯农药的积累模式 总被引：2，自引：3，他引：2
对洪湖水体、表层沉积物和特色水产品(鲫鱼、莲藕等)进行了调查采样,采用美国EPA方法进行了有机氯农药的提取,用带有电子捕获器的气相色谱(GC-ECD)进行了有机氯农药含量的测定.结果表明:六六六和滴滴涕各异构体在湖水、表层沉积物、特色水产品中绝大部分都有检出,湖水中六六六和滴滴涕的质量浓度远低于其在表层沉积物和特色水产品中的质量分数,这与有机氯农药疏水亲颗粒和溶脂性的特性有关.以分配系数、生物积累因子和生物区系-底泥生物积累因子为基础,建立了洪湖特色水产品对水体及表层沉积物中有机氯农药的积累模式,所得结果能够为洪湖湿地保护与生态恢复措施的决策与制定提供科学依据. 相似文献
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Environmental magnetic studies on surface sediments: a proxy for metal and hydrocarbon contamination
R. Venkatachalapathy V. Rajeswari N. Basavaiah T. Balasubramanian 《International Journal of Environmental Science and Technology》2014,11(7):2061-2074
Visakhapatnam is one of the major port cities, and it is developed into a hub of many large- and medium-scale industries. Due to growing industrialization and urbanization, coast is vulnerable to both organic and inorganic micro-pollutants. Twenty-five surface sediments were collected along the Visakhapatnam coast for the measurement of texture size, petroleum hydrocarbons, trace metals and environmental magnetic parameters. The percentage of coarser particles was more in the northern region, whereas the percentage of fine particles was increased toward south. Elevated levels of petroleum hydrocarbons and trace metals were attributed due to marine and land-based sources, in particular, those were due to shipping activities, treated and partially treated sewage and industrial wastes. The concentrations of trace metals, petroleum hydrocarbons and magnetic minerals were decreased from nearshore to seaward. Our results revealed that the magnetic mineralogy is dominated by magnetite with a small proportion of hematite, and the grain size of magnetic minerals was in the range of pseudo-single domain to multidomain nature with detrital origin. From the principal component analysis, the magnetic concentration and mineralogy-dependent parameters co-vary with the heavy metal and PHC concentrations, suggesting that the inputs of magnetic minerals, petroleum hydrocarbons and heavy metals in the Visakhapatnam shelf sediments were derived from the same anthropogenic sources. Thus, the large magnetic dataset can be used to reduce the number of chemical analysis; hence, environmental magnetic parameters were used as a proxy for both organic and inorganic micro-pollutants. 相似文献