矫顽力组分定量分析揭示下蜀黄土磁化率异常降低的原因

镇江大港下蜀黄土剖面多个层位的磁化率出现异常降低,导致与北方黄土的磁化率记录难以对比.为探讨磁化率异常降低的原因,我们在大港钻探ZK孔获取了岩芯.在10个具代表性的层位采样并测量了其等温剩磁获得曲线.通过基于期望最大化算法的计算程序(Irmunmix V2.2),定量分析了样品的磁性矫顽力组分(magnetic coercivity component).结果显示这10个样品可大致分成3类,第一类不含中磁组分,第二类含有较少的中磁组分,第三类则含较多的中磁组分.矫顽力组分的含量与样品中铁锰结核的含量密切相关.铁锰结核含量高的样品,中磁组分、硬磁组分含量也高,而软磁组分含量低,与此对应的是这类样品的磁化率低.表明在铁锰结核的形成过程中,原始的软磁组分被溶解,而产生新的中磁组分、硬磁组分,这个次生变化过程导致样品磁化率异常降低.铁锰结核含量高的样品,经历过较强的还原作用,因此ZK剖面磁化率异常降低是还原作用的结果,可能是某时期降水量增大所致.

等温剩磁获得曲线揭示的西伯利亚黄土磁化率变化机制

探索古土壤层磁化率低值的原因,选取Kurtak剖面的20个典型黄土-古土壤样品测量等温剩磁(IRM)获得曲线.基于样品的IRM获得曲线符合累积对数高斯模型,所有样品拟合出3个矫顽力组分.组分1 (<30 m T)是成壤组分,组分2 (60~100 m T)是碎屑组分,组分3 (>100 m T)是赤铁矿或针铁矿;组分2是Kurtak黄土的主要磁性矿物,其含量变化受控于风速变化. CBD处理后所有样品只拟合出组分2,且CBD处理前后样品的磁化率值呈正相关性,指示碎屑组分是影响剖面磁化率的主要因素.黄土-古土壤层中都存在针铁矿,但针铁矿的含量不足以影响整个剖面磁化率的变化;而Kurtak黄土中的赤铁矿与针铁矿也可能是在源区生成,表明组分3也能指示源区信号.