珠江三角洲全新世沉积物磁性特征及早期成岩作用分析

磁性矿物的早期成岩作用是沉积物埋藏后的重要过程,辨别早期成岩作用,才能更好地解释地层的矿物磁性变化。本研究对珠江三角洲顺德平原全新世钻孔MZ孔进行沉积相和室温磁性分析,并辅以热磁分析鉴定磁性矿物,以探讨钻孔不同深度和沉积相的早期成岩作用阶段。结果表明,MZ孔全新世地层自下而上包括感潮河道、河口湾和三角洲相。室温磁性特征与沉积相缺乏明显关联,表现出强烈的早期成岩作用。此外,全新世晚期岩芯磁性特征还受人类活动影响。该孔早期成岩作用以磁性矿物溶解和形成自生黄铁矿为主。在三角洲前缘相的上部和河口湾相底部保存了硫复铁矿。根据矿物组合推测以4.51~4.56 m和30.4~30.5 m两个深度为代表的硫复铁矿形成机制不同,即三角洲前缘相中硫复铁矿可能形成于早期成岩作用的硫酸盐还原阶段,而河口湾相的硫复铁矿形成于甲烷厌氧氧化阶段,后者的含量随着深度增加逐渐增多。上述现象说明,沉积环境可以通过影响有机质和硫酸根离子的供应量,决定磁性矿物所达到的早期成岩作用阶段。

澳大利亚黄土磁学性质及环境意义

澳大利亚内陆广大而干旱,发育着大面积沙漠,却没有多少黄土的报道。本文对惟一报道的黄土,新南威尔士州Mackenzie地区Waterholes Creek剖面进行了详细的采样和磁学参数测量,并与中国黄土高原洛川和西峰经典剖面进行了对比。结果表明该剖面磁学性质与中国黄土高原有许多异同。它成土特征强,百分比频率磁化率较高,但是磁化率值较低,硬磁性矿物含量远远高于中国黄土高原。磁性矿物种类与黄土高原相似,强磁性矿物为磁铁矿和磁赤铁矿,弱磁性矿物为针铁矿/褐铁矿和赤铁矿。但是磁赤铁矿和赤铁矿含量明显少,顺磁性矿物占很大的比例,相对含量高于中国黄土高原。而且,这个比例随深度增加而增高。相对而言,磁赤铁矿对氧化与湿润滞水环境比磁铁矿更为敏感,它在中国洛川黄土剖面随磁化率增加而增多;而在澳大利亚剖面随磁化率增加而减少,表明该剖面成土环境是在磁赤铁矿/磁铁矿不稳定条件下进行的。当地现代年均降水量924.2mm,比洛川高出300mm。可能是因为当地土壤湿度超过磁赤铁矿/磁铁矿临界湿度范围,使其不稳定而被改变成为低磁化率的针铁矿,导致磁化率降低。该剖面普遍可见铁锰质从上部被溶解并迁移到下部沉积,形成铁质胶结和铁质结核,说明成土过程发生了较多水分参与的化学风化。这个过程也导致了原生风积物中强磁化率矿物磁赤铁矿/磁铁矿改变成为铁的氢氧化物(如针铁矿褐铁矿)或者顺磁性矿物,使得磁化率降低。尽管该剖面磁化率大部分与粒度正相关,似乎符合阿拉斯加"风速论"的解释。但剖面下部有明显铁质胶结和结核,说明已经发生了铁的化学风化和物质迁移,"风速论"的前提条件已经不能满足,磁化率变化只能从成土过程寻求解答。