资源描述：
《中国黄土环境磁学》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第27卷第2期第四纪研究Vo.l27,No.22007年3月QUATERNARYSCIENCESMarch,2007文章编号1001-7410(2007)02-193-17*中国黄土环境磁学①②①①邓成龙刘青松潘永信朱日祥(①中国科学院地质与地球物理研究所岩石圈演化国家重点实验室,北京100029;②NationalOceanographyCentre,UniversityofSouthampton,SouthamptonSO143ZHUK)摘要中国陆相风成沉积序列蕴含了晚新生代以来丰富的古地磁
2、场和古气候信息。第四纪黄土-古土壤序列的岩石磁学性质可以揭示第四纪亚洲内陆地区干旱化过程和东亚古季风演化历史以及末次冰期-间冰期旋回的气候不稳定性特征。文章主要评述近年来中国黄土环境磁学研究所取得的一系列重要进展,同时提出目前需要深入研究的几个重要问题,如成土作用对黄土沉积物沉积剩磁的影响、微生物对磁性矿物的改造、亚洲内陆地区气候过程和环境演变的磁气候学记录等。主题词中国黄土环境磁学岩石磁学磁气候学中图分类号P318.41,P578,P941.74文献标识码A[35,64,65]环境磁学是基于样
3、品(主要为沉积物)1引言的磁学性质与其所处的环境密切相关,从而可应用中国北方黄土高原风成沉积物序列具有粒度磁性参数来重塑环境演化历史的一门分支科学。沉细、沉积速率高、连续性好等特征,是蕴含古地磁场积环境中磁性矿物的形成、搬运、沉积和改造都受到和古气候信息最为丰富的晚新生代陆相沉积物。作气候变化和环境过程的控制,因此,沉积物的岩石磁为惟一时间跨度大、连续性好的陆相沉积记录,中国学性质可作为环境变化和气候过程的有效代用指黄土(注:本文中,“中国黄土”包括黄土层和古土壤标。应用岩石磁学手段来研究沉积物
4、或岩石中磁性层)也因此与深海沉积物和极地冰芯一起构成国际矿物的种类、成分、粒度以及含量等特征是开展环境磁学和古地磁学研究的基础。中国黄土沉积物中的古全球变化研究的三大支柱。磁性矿物一部分来自粉尘源区(即亚洲内陆沙漠、中国黄土系统地记录了第四纪乃至中新世以来[1～18]戈壁地区),另一部分为沉积后成土过程中新生成亚洲内陆连续的气候变化历史、地磁极性转[23,34,39,61][18～28][26,29～33]的磁性矿物。因此,区分并提取来自粉尘换以及地磁漂移。过去二十多年来,中源区和就地新生成的磁
5、性矿物携带的磁信号,直接国黄土环境磁学和岩石磁学研究取得了许多重要进[22,23,25,34～45]关系到对黄土沉积物磁气候学(magneto-展,其中环境磁学方面最为重要的成果是[66,67]climatology)和古地磁学记录的精细解释。本发现第四纪黄土-古土壤序列的磁化率所代表的气文将在总结过去黄土岩石磁学研究的基础上,着重候变化与深海沉积物氧同位素结果能很好对对第四纪黄土沉积物磁化率增强的机制、黄土环境[46～49]比,这表明中国粉尘堆积、大陆冰量与全球气候磁学性质反映的第四纪东亚古季
6、风演化和亚洲内陆之间存在密切的内在联系。因此,这些研究既丰富了干旱化过程以及末次冰期-间冰期旋回气候不稳定对风成沉积物记录剩磁的过程和地磁场演化行为的性的磁记录等问题进行评述和讨论。最后,提出有[21～23,25,26,31,50～53]认识,又加深了对东亚古季风演化、关第四纪中国黄土沉积物环境磁学有待深入研究的亚洲内陆干旱化过程及其与全球气候变化的动力学一系列问题。[1～18,38,39,46～49,54～63]联系等重要科学问题的理解。这2黄土沉积物中的磁性矿物些重要成果已将中国黄土古气候和
7、环境磁学推向了国际全球古气候变化研究的前沿。中国黄土沉积物中的磁性矿物主要有亚铁磁性第一作者简介:邓成龙男35岁副研究员岩石磁学和环境磁学专业E-mail:cldeng@mai.liggcas.ac.cn*国家自然科学基金项目(批准号:40674032,40221402和40325011)和中国科学院知识创新工程项目(批准号:KZCX3-SW-150)资助2006-12-05收稿,2007-01-05收修改稿194第四纪研究2007年矿物,包括磁铁矿(Fe3O4),磁赤铁矿(γFe2O3)以及矿
8、的居里温度)出现显著的降低(此时的Ms主要来[21,29,30,59,72～77]反铁磁性矿物(即赤铁矿(αFe2O3)和针铁矿自赤铁矿的贡献,见下文)。需要注意(αFeOOH))等4种。磁铁矿和磁赤铁矿是黄土沉的是,实验室热处理过程中常常会生成新的磁性矿积物最主要的磁性载体,例如对磁化率和剩磁贡献物(主要是磁铁矿),例如,黄土沉积物含有或多或最大。从成因来看,黄土沉积物中的亚铁磁性矿物少的有机质,在高温条件下,即使在空气中加热也会既包含原生风成成因的粗颗粒磁铁矿,又包含次生形成一个相对还原的局
