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中国第四纪黄土环境磁学研究进展 总被引：24，自引：1，他引：23
中国黄土分布广泛、沉积连续性好,是进行磁性地层研究和重建古环境、恢复古气候的理想材料。中国黄土高原黄土—古土壤序列的环境岩石磁学性质详细地记录了2.5 Ma BP以来古气候和古环境变化的信息,尤其是黄土和古土壤的磁化率作为很好的气候代用指标已得到广泛应用。古土壤磁化率增强成因机制一直在争论中,其中,与气候变化关系密切的成壤作用对古土壤磁化率增强起主导作用的观点已被普遍接受,目前利用不同方法建立了磁化率气候转换函数,从而使重建古降水量和古温度成为可能。 相似文献
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川西高原河谷阶地和断陷盆地广泛分布厚层风成黄土-古土壤序列,目前对其磁学性质变化机制及古气候意义研究还很薄弱。文章对该区理县黄土-古土壤剖面进行了系统的岩石磁学研究,确定了其磁性矿物种类、含量和颗粒大小的特征及其变化规律。通过结合粒度、色度与地球化学参数,进一步探讨了理县黄土-古土壤磁性的主控因素。结果表明:1)理县剖面同时含有强磁性矿物(为磁铁矿和磁赤铁矿)以及弱磁性矿物(为赤铁矿和针铁矿);2)相对黄土层,古土壤层含有更高比例的亚铁磁性矿物;3)成土过程中生成的大量细小强磁性矿物颗粒,是古土壤层S1磁化率增加的主导因素,该模式与黄土高原相似;4)结合色度以及磁学性质,可以较为明确地区分成壤强度;(5)理县黄土剖面物源复杂,磁学特征受到沉积物来源、后期流水和气候的共同作用,利用单一磁学性质(比如磁化率)进行古气候研究会造成多解性。 相似文献
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近30年来世界黄土磁学性质及其古气候意义研究取得了重大进展,并提出了“成壤说”和“风速论”两种主要的磁化率增强模式.由于两种模式是针对特定地区黄土地层的磁学性质变化规律提出的,其应用范围有限,然而模型描述的影响磁化率的增强因素是否可能普遍适用于黄土地层?近些年来的研究结果倾向于肯定这种假设.本研究选取黄土高原和伊犁地区黄土进行磁学分析进一步探讨这个假设存在的可能性.磁化率测量结果发现伊犁地区的古土壤/黄土层与xlf曲线的峰/谷对应关系不明确,且分布范围和平均值的差别小,区别于黄土高原.岩石磁学分析结果表明黄土高原和伊犁地区黄土/古土壤地层的磁学性质受磁铁矿(和磁赤铁矿)控制,细粒磁性矿物和低矫顽力矿物对地层总体磁性的贡献与成壤强度呈正相关关系;区别在于黄土高原黄土的磁性矿物含量与地层成壤强度呈现良好正相关关系,伊犁黄土中磁性矿物含量与成壤强度无明确相关关系,且总体高于黄土高原黄土.后者的细粒磁性矿物和低矫顽力矿物百分比含量显著高于伊犁黄土.研究结果表明两种磁化率增强因素在黄土中是普遍存在的,在不同环境下两种因素对磁化率的贡献不同,因此磁化率在不同的环境下具有不同的环境指示意义,磁化率作为降水量的代用指标并不适用于所有黄土剖面.相比较而言,反映细粒磁性矿物和低矫顽力矿物百分比含量的磁学参数以及反映粗粒磁性矿物含量的磁学参数更适合于古气候研究. 相似文献
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WANGXi－sheng ReidarLφVLIE 《地学前缘》2002,9(1):73-84
近二十年来中国黄土环境磁学的研究基本上是沿着两条主线进行的 ,即磁性地层学和古气候研究两个方面。对早先确定的典型黄土剖面的磁性地层研究表明风成黄土的堆积开始于Matuyama的下界 ,约 2 .6Ma。而近年来对黄土古土壤序列之下的红粘土的进一步研究显示风成堆积的开始比原先认为的要早的多 ,至少可追溯到约 7Ma。尽管目前在古土壤磁化率的增强机制和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 ,而黄土古土壤系列磁化率与深海氧同位素的良好对比可证实中国黄土确是记录全球气候变化非常理想的信息载体。近年来许多学者尝试性提出的其它古气候替代性指标 ,如全岩粒度、稳定同位素组成、FeD/FeT指标、Rb/Sr比值和CaCO3 含量等必将为重建古季风变化和古气候提供重要信息。 相似文献
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对天山北麓黄土分布特点与形成年代的研究,以及以此为载体应用各代用指标的古气候重建已经取得了不少进展。在前人工作的基础上,选取黄土—古土壤序列分明,底部S3古土壤发育的鹿角湾剖面为主要研究对象,结合天山北麓的其他多个典型黄土剖面,运用色度、粒度、常量地球化学元素含量和环境磁学参数等指标,探讨大约30万年以来的古气候演变。鹿角湾黄土实验结果显示,各古气候代用指标随剖面深度变化与黄土—古土壤更替大概一致,剖面上部（L2及其以上）与下部区别明显。粒度分布揭示黄土物源输入主要受控于两股不同风系,随黄土古土壤的更替两者的主次地位发生变化。环境磁学实验结果显示,剖面下部磁性弱,频率磁化率低,但古土壤层稳定单畴含量较高,反映湿润成壤环境下超顺磁亚铁磁性矿物溶解或转化为弱磁性矿物;剖面上部比剖面下部的磁性要强,磁性矿物粒度更粗;S0为磁性成壤增强模式,与其他黄土古土壤层不同。再结合其他典型剖面的记录,可以推断研究区30万年以来有干旱化的趋势,但S2发育阶段总体上可能比S3发育阶段略为湿润,这一阶段之后气候明显变干,S1发育阶段明显比S2与S3发育阶段干旱,干旱化趋势一直保持至全新世开始之前。 相似文献
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最直观、最直接的古气候记录莫过于陆相黄土地层,它由许多黄土和古土壤层叠覆而成,详细地记录了第四纪以来的古气候变化。黄土高原中部黄土和古土壤的风化和发育程度可以用磁学参数,如磁化率等来描述。本文作者对甘肃西峰剖面约13万年以来的黄土地层做了详细采样,测量其磁滞回线各参数,频率磁化率、低场和高场磁化率、温度磁化率、磁组构等参数。研究表明,黄土与古土壤中的磁性矿物组分相似而且稳定。磁铁矿、赤铁矿和磁赤铁矿(主要是磁铁矿)的含量及其颗粒大小决定了它们的磁学特征。黄土和古土壤的磁学性质差别主要受成土过程中形成细小磁铁矿的影响。 相似文献
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对黄土高原南部耀县全新世黄土地层的形成及保存环境进行了研究.结果表明:地层中磁性矿物主要为软磁性矿物,硬磁性矿物对地层的磁学性质贡献小;随着成壤强度的增加,硬磁性矿物的相对含量在减少.本区全新世地层的形成和保存环境为氧化环境,适宜用磁学手段反演全新世古气候.对磁化率和频率磁化率、无磁滞剩磁磁化率的对比分析,可以看出:成壤强度较低时,细粒磁性矿物相对于磁性矿物总量的增加速率相对较快;成壤强度较高时,细粒磁性矿物的相对含量会达到或趋近饱和,相对于磁性矿物总量的增加速率相对较慢.研究表明,在黄土地层中,χfd%和χARM/χ等指示细粒磁性矿物的磁学参数可以显示更细微的气候变化;在古土壤中,χlf的气候指示意义相对更好. 相似文献
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对黄土高原南部耀县全新世黄土地层的形成及保存环境进行了研究. 结果表明: 地层中磁性矿物主要为软磁性矿物, 硬磁性矿物对地层的磁学性质贡献小; 随着成壤强度的增加, 硬磁性矿物的相对含量在减少. 本区全新世地层的形成和保存环境为氧化环境, 适宜用磁学手段反演全新世古气候. 对磁化率和频率磁化率、无磁滞剩磁磁化率的对比分析, 可以看出: 成壤强度较低时, 细粒磁性矿物相对于磁性矿物总量的增加速率相对较快; 成壤强度较高时, 细粒磁性矿物的相对含量会达到或趋近饱和, 相对于磁性矿物总量的增加速率相对较慢. 研究表明, 在黄土地层中, χfd%和χARM/χ等指示细粒磁性矿物的磁学参数可以显示更细微的气候变化; 在古土壤中, χlf的气候指示意义相对更好. 相似文献
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罗马尼亚第四纪黄土沉积的岩石磁学特征及成土模式探讨 总被引：1，自引：0，他引：1
欧洲罗马尼亚发育着典型的第四纪风积黄土-古土壤地层,通过对Mircea Voda剖面黄土-古土壤样品进行磁化率、频率磁化率、非磁滞剩余磁化强度、等温剩磁、热磁曲线和磁滞回线等岩石磁学参数测试分析,发现罗马尼亚Mircea Voda黄土-古土壤序列磁化率曲线形态与中国黄土高原中部西峰黄土极为相似;而且所含磁性矿物种类也很相似,主要以亚铁磁性矿物(磁铁矿和磁赤铁矿)为主,也含有反铁磁性矿物(赤铁矿和针铁矿).罗马尼亚Mircea Voda黄土与中国西峰黄土有相似的成土模式,成土过程都是在干旱氧化环境中进行,磁化率与成土作用基本成正相关关系.磁化率在成土弱的黄土层中获低值,在成土强的古土壤层中获高值,反映冰期、间冰期旋回在全球范围内对气候影响的一致性.成±过程粒度小的超顺磁(SP)和单畴(SD)亚铁磁性矿物相对含量的增加是罗马尼亚Mircea Voda剖面古土壤磁化率增强的主要原因.罗马尼亚Mircea Voda黄土的磁化率数值整体低于中国西峰黄土的值,物源的差异以及罗马尼亚气候的水热不同期使得古土壤发育弱于中国黄土,以及地下水对剖面底部土壤层的淋溶作用,可能是造成Mircea Voda黄土磁化率低于西峰黄土的原因. 相似文献
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黄土高原西部白草塬剖面L1和S1记录的古地磁场特征 总被引：1，自引：0，他引：1
文章详细介绍了黄土高原西部白草塬剖面L1和S1的高精度岩石磁学和古地磁学结果,讨论了白草塬剖面记录古地磁场的特征,从古地磁学角度探讨白草塬剖面黄土沉积的连续性。白草塬剖面黄土沉积物中,磁铁矿和磁赤铁矿是主要的亚铁磁性矿物,粗粒的碎屑磁铁矿是其天然剩磁和特征剩磁的主要载体。白草塬剖面L1和S1没有记录任何地磁漂移。其中,L1没有记录MonoLake或Laschamp地磁漂移的原因可归结于黄土沉积物堆积过程的不连续性和/或粗颗粒载磁矿物的重磁化,但前者是主要原因,而堆积过程的不连续性是导致S1没有记录Blake地磁漂移的主要原因。因此,白草塬剖面的L1和S1分别存在约2000年和4000～6000年的沉积不连续。 相似文献
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《Physics and Chemistry of the Earth, Part A: Solid Earth and Geodesy》2000,25(5):475-478
Typical loess-palaeosol formations in the southern part of the Russian plain (Novaya Etuliya type section), in China and in Central Asia show the same pattern of magnetic susceptibility (MS) variations with enhanced signatures in soils compared to loesses. This behavior is well known to be caused by in situ forming fine grained magnetite (maghemite) of pedogenic origin. A different pattern of MS changes has been reported for Western Siberia and Alaska: high magnetic signatures in loesses and low ones in palaeosols. The highest MS values in the Belovo type section (Ob River) are connected with the sand and silt fractions and hence are due to sedimentary processes and terrigenous magnetic minerals. Low MS in palaeosols is related to gleisation. A more complex behaviour of ms changes is observed in the Precaucasus loess section at Otkaznoe. The palaeosols here show enhanced magnetic signatures whereas the loess horizons display largely variable magnetic signals due to changing detrital material influx. 相似文献
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本文扼要介绍了中国第四纪古地磁学研究的进展,其主要结论为：中国黄土－古土壤的主要磁性矿物是磁铁矿、赤铁矿和磁赤铁矿,特征剩磁载体为磁铁矿;Ｌ８和Ｌ３３分别记录了Ｍ／Ｂ和Ｇ／Ｍ地磁极性转换过程;Ｊａｒａｍｉｌｌｏ极性亚带的顶、底分别位于Ｌ１０和Ｌ１２;六盘山以东的黄土剖面,由于土壤化作用强烈,成土过程产生的次生剩余磁性已将持续时间只有５０００ａ左右的Ｂｌａｋｅ极性亚时的原始磁信息掩盖,无法分离出来;只有六盘山以西的黄土剖面才有可能记录Ｂｌａｋｅ极性亚时。黄土的剩余磁性受“Ｓｍｏｏｔｈｉｎｇ”和“Ｌｏｏｋ－ｉｎ”效应的影响很小,因此是研究极性转换期间地球磁场形态学和古风向的合适物质。 相似文献
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Xia Dunsheng Jin Ming Liu Xiuming Chen Fahu Ma Jianying Zhao Hui Wang Xunming Wei Haitao 《Frontiers of Earth Science》2007,1(3):275-283
In this study, magnetic techniques were used to characterize the surface soil from different geomorphologies (i.e., sand desert,
oasis, Gobi, and dry lake) in Central Asia. Results demonstrate that the main magnetic minerals in the surface soil are magnetite,
maghaemite and haematite with some paramagnetic materials. Cross plots of M
rs/M
s versus B
cr/B
c and χfd% versus χarm/saturation isothermal remanent magnetization (SIRM) indicate that the main magnetic grain sizes in surface soil are pseudo
single domain (PSD) and multidomain (MD). The samples from West China (i.e., Tarim basin and Junggar basin) are dominated
by magnetic minerals with larger grain size, while those from North China (i.e., Alxa plateau, Erdos plateau, and Mongolia
plateau) are dominated by fine magnetic minerals. The similarity in magnetic mineral constitutions between the Chinese loess
and the surface soils from Central Asia implies that the loess originated from a vast area of arid, semi-arid regions of Central
Asia. The low value of concentration-dependent magnetic parameters indicates that the low concentration of magnetic minerals
in the surface soils from Central Asia and the magnetic enhancement from the pedogenic take place in both the loess and the
paleosols, although the progress is stronger in the latter.
Translated from Quaternary Sciences, 2006, 26(6): 937–946 [译自: 第四纪研究] 相似文献
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Complex studies of the mineral composition and petromagnetic properties of the rocks which compose an edifice of the Minami–Khiosi submarine volcano located in the Mariana island arc are carried out for the first time. The Minami–Khiosi Volcano is a part of the Khiosi volcanic complex within the alkaline province of the Idzu–Bonin and Mariana island arcs. All of the rocks analyzed are enriched in K2O (1.34–3.30%), Ba (370–806 ppm), and Sr (204–748 ppm). The basalt has a porhyric texture and contains mosTy olivine phenocrysts as individual crystals and growths with a size up to 2 cm; the groundmass is finecrystalline. The samples studied contain at least three Fe-bearing oxide minerals. These are predominant magnetite and less abundant ilmenite and Fe hydroxides. It is established that the samples studied are magnetically isotropic and have high values of natural remanent magnetization and Königsberger ratio. Similarly to the other island-arc Late Cenozoic submarine volcanoes in the western part of the Pacific Ocean, the samples studied are strongly differentiated by the value of natural remanent magnetization and magnetic susceptibility. The low-coercivity magnetic minerals (titanomagnetite and magnetite) of the pseudo-single-domain structure, as well as high-coercivity minerals (hematite) are the main carriers of magnetization. The high values of natural remanent magnetization are explained by the pseudo-single-domain structure of the titanomagnetite grains, whereas the high values of magnetic susceptibility result from the high concentration of ferromagnetic grains. 相似文献
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YANG Tianshui LI Haiyan WU Huaichun YANG Zhenyu ZHANG Shihong HYODO Masayuki 《《地质学报》英文版》2012,86(5):1276-1288
A detailed paleomagnetic and rock-magnetic investigation spanning loess L7 to paleosol S8 has been carried out at the Baoji and Xifeng sections. Results of anisotropy of magnetic susceptibility confirm that the studied loess–paleosol sediments retain primary sedimentary fabrics. Stepwise thermal demagnetization shows that two well-defined magnetization components can be isolated from both loess and paleosol specimens. A low-temperature component, isolated between 100°C and 200°C, is consistent with the present geomagnetic field direction, and a high-temperature component, isolated between 200–300°C and 620–680°C, includes clearly normal and reversed polarities. Isothermal remanent magnetization and thermomagnetic analyses indicate that characteristic remanent magnetization is mainly carried by magnetite and hematite. The Day plot, together with the stratigraphic variations of rock-magnetic parameters, shows that the uniformity of magnetic mineralogy and grain size fulfills the criteria for relative paleointensity (RPI) studies. RPI records have been constructed using natural remanent magnetization (NRM) intensity after thermal demagnetization at 300°C normalized by low-frequency magnetic susceptibility (NRM300/χ). The results show that the RPI record from the Baoji section, where pedogenesis is quite weak, is compatible with the stacked PISO-1500 paleointensity record, suggesting that it might reflect the paleointensity variation of the geomagnetic field. The RPI record from the Xifeng section, where pedogenesis is rather strong, indicates a clear dissimilarity with the stacked PISO-1500 paleointensity record, implying that it does not reflect the paleointensity variation of the geomagnetic field. Our new results show that the NRM300/χ from the strongly pedogenetic paleosols does not completely eliminate the pedogenetic (climatic) influence, so it might be unsuitable for a reliable paleointensity study. 相似文献
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洛川黄土-红粘土序列铁氧化物组成及其古气候指示 总被引：2，自引：0，他引：2
对洛川黄土、古土壤和红粘土中磁性矿物组成、成因和相关系进行了研究。结果表明:黄土磁性矿物以风尘磁铁矿为主,少量的成土赤铁矿和成土磁赤铁矿;古土壤磁性矿物以成土磁赤铁矿为主,成土赤铁矿次之,少量的风尘磁铁矿和赤铁矿;红粘土磁性矿物以成土赤铁矿为主,风尘磁铁矿和成土磁赤铁矿次之,少量风尘赤铁矿。黄土、古土壤和红粘土磁性矿物组成差异,反映了其形成期不同的古气候特性以及不同气候条件下生物地球化学作用强度的差异。干冷的冰期,黄土弱成土作用形成了以粗颗粒的风尘磁铁矿核 赤铁矿边的磁化率载体。间冰期的温暖湿润的古气候最有利于生物活动,强烈生物活动导致古土壤中大量纳米超细磁赤铁矿/磁铁矿产生,形成以磁赤铁矿为主,风尘磁铁矿核 赤铁矿边为辅的磁化率载体。红粘土成壤期,强降雨强蒸发的长干短湿的高温炎热的古气候使得红粘土化学风化强烈,生物地球化学活动较弱,形成以磁铁矿核 赤铁矿边和磁赤铁矿核 赤铁矿边的磁化率载体。黄土、古土壤和红粘土磁性矿物组成、磁性矿物相关系是其形成期独特的古气候指示。 相似文献
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中国黄土和阿拉斯加黄土磁化率气候记录的两种模式探讨 总被引：29，自引：16，他引：29
在中国和中欧黄土-古土壤研究中发现的磁化率与成壤作用(或古气候温湿程度)的正相关性已被第四纪科学家广泛认识,并应用于古气候研究中.成壤过程形成的亚铁磁性矿物被认为是古土壤磁化率增加的主要原因;然而,这一模式并不一定适用于其他黄土沉积地区,如阿拉斯加和西伯利亚黄土沉积显示了一个完全相反的磁化率行为,即在黄土层获高磁化率值而在古土壤层获低磁化率.这种相反的关系过去被解释为磁化率反映的是与风动力吹来的亚铁磁性矿物的含量,即与风速或风力大小有关.本研究发现阿拉斯加黄土与古土壤的磁性矿物性质有明显差异,不仅仅是粒径的大小,还有磁性矿物的种类即矿物相的差别.这一证据很难单纯以风力强度的大小来解释,意味着阿拉斯加古土壤的低磁化率至少部分是在成壤过程中亚铁磁性矿物发生改变(如溶解)而造成,表明阿拉斯加黄土和中国黄土的磁化率与古气候记录可能存在两种模式,即氧化和还原条件下的成土模式.黄土磁化率在不同的气候(温度湿度)条件下有着不同的对应关系:在低降水量、高蒸发量的干旱氧化成壤条件下,利于亚铁磁性矿物的生成,其磁化率与古气候的关系呈正相关,如中国和中亚黄土;在高纬高湿的还原成壤条件下,亚铁磁性矿物会被破坏被分解,其磁化率与古气候呈负相关关系,如阿拉斯加黄土.如果成壤条件在氧化和还原之间来回变换,那么就很难找到两者之间的联系.因此,将磁化率应用于古气候的重建时要加倍的小心. 相似文献
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The widespread Sanrafaelic remagnetization reset most of the early Cambrian to mid-Ordovician carbonate platform of the Argentine Precordillera and the calcareous units of the San Rafael Block. We conducted a detailed rock-magnetic study on the Middle-Ordovician limestones of the Ponón Trehué Formation at both limbs of a tight anticline exposed in the San Rafael Block (Mendoza province, central-western Argentina) that are carriers of a syntectonic magnetization of Permian age. We found that the magnetic overprint in the Ponón Trehué Formation is carried by both pyrrhotite and magnetite, with goethite and subordinate haematite likely related to weathering. Hysteresis parameters, frequency dependence of magnetic susceptibility, Cisowski and modified Lowrie-Fuller tests suggest the presence of ultrafine particles of chemical origin. Demagnetization of natural remanent magnetization and of three-axis isothermal remanence confirm pyrrhotite and magnetite as important contributors to the remanence. Both minerals carry the same magnetic syntectonic component suggesting a coeval or nearly coeval remanence acquisition and therefore mineral formation. This and the results of the magnetic fabric analyses indicate an authigenic origin of the magnetic minerals during folding associated with the Sanrafaelic tectonic phase (ca. 280 Ma). Although the chemically active (oxidizing?) fluids expelled from the orogen as it developed in the early Permian is a viable explanation for the Sanrafaelic remagnetization, the role of the nearly coeval magmatism in Precordillera and the San Rafael Block remains to be properly evaluated. 相似文献