环境磁学及其在西北干旱区环境研究中的问题

环境磁学是一门新兴交叉学科,它介于磁学、地学和环境科学之间,主要利用矿物和岩石磁学技术,研究环境中磁性颗粒的风化、剥蚀、搬运、沉积和转化受环境变化影响的过程,为全球环境变化和气候过程研究提供代用指标,环境磁学技术在各种环境研究中得到了广泛应用。文中在简要介绍环境磁学原理和方法的基础上,就目前环境磁学在土壤、黄土、沉积物和大气尘埃等方面研究状况进行了阶段性总结。环境磁学参数在干旱和半干旱地区黄土气候和环境记录重建研究中取得了重大进展,但仍存在较大争议。黄土地层中经常使用的磁化率其粉尘贡献到底有多大?磁学参数在季风区和西风区表现迥异,原因何在?不同粉尘源区的环境磁学参数是否存在较大差异?哪些磁学参数适用于干旱区气候与环境重建?这些问题既是国际学术界亟待解决的重大科学问题,也是环境磁学应用在干旱半干旱区环境研究中所面临的主要问题。深入研究提供黄土物质的干旱半干旱地区现代环境磁学过程或许对解决上述问题具有重要的启示意义。

陕西蓝田公王岭黄土古土壤序列的磁组构特征及其古环境意义

对黄土高原南部边缘公王岭黄土剖面的磁组构的研究发现,该剖面与前人的研究结果有一些相似之处,但更具有其特殊性。几乎所有样品的磁面理值F都大于磁线理值L,各向异性度P与磁面理值F相关性较高,磁化率椭球体表现为压扁状。水成黄土的P、L和F值均大于典型黄土古土壤,而混合黄土或古土壤则介于这两者之间。且典型黄土的P、L和F值也比典型古土壤高。另一方面,水成黄土的最大磁化率主轴方向为SW方向,与现代灞河水系的方向一致,其次要的方向为NNW方向。典型黄土的方向表现为SWW方向,而典型古土壤则为NNW方向,这是由于秦岭山脉的阻隔作用造成的。混合黄土或古土壤受到季风和坡面流水的共同作用,其最大磁化率主轴方向表现为EW方向。不同类型沉积物代表了不同的古环境古气候条件,这一切都可能受控于秦岭山脉阶段性抬升等构造运动的影响。本研究结果也将为进一步了解蓝田直立人的生存环境提供新的方法。

南极布兰斯菲尔德海峡晚第四纪沉积物磁组构特征及其古环境学意义

通过南极布兰斯菲尔德海峡沉积物岩心ＰＣ１０的磁化率各向异性测量及统计分析，揭示了磁组构参数随深度的变化特征。结合沉积物粒度、物质成份、碎屑矿物百分含量及同位素测年等资料进行综合分析，探讨布兰斯菲尔德海峡晚更新世以来的古水流方向及古气候变化史。结果表明：（１）１１２．５ｋａ以来海峡古水流主要有两组，一组为源自环南极流、流速相对较大的ＮＥ向水流，另一组为由于气温升高而产生的南极半岛、南设得兰群岛冰盖消融水流，ＮＮＷ—ＮＳ向；（２）１１２．５ｋａ以来海峡的古气候大致可分为六期，相当于岩性段７５３．５～６２０ｃｍ（Ⅰ，早凉期）、６２０～４８８．５ｃｍ（Ⅱ，早暖期）、４８８．５～３９１ｃｍ（Ⅲ，早冷期）、３９１～１４０ｃｍ（Ⅳ，晚冷期）、１４０～２５ｃｍ（Ⅴ，晚暖期）和２５～０ｃｍ（Ⅵ，晚凉期），基本上反映了末次间冰期—末次冰期—冰后期的古气候变化史，与全球晚更新世以来的气候变化情况基本一致，其中Ⅰ、Ⅱ期相当于末次间冰期的早、晚期，Ⅲ、Ⅳ期分别对应于玉木冰期Ⅰ和Ⅱ期，而Ⅴ期为冰后期，Ⅵ期相当于２３２０年的寒冷气候事件。由此可见，磁组构方法不失为一种经济且便利地研究海洋沉积物古环境的工具。

柴西西岔沟新近系磁组构特征对环境变化的响应

通过对柴达木盆地西部(简称柴西地区)的干柴沟背斜南西翼的西岔沟层型剖面进行系统测制和2～3m等间隔磁性地层学、磁化率各向异性系统采样,并进行精确测量,利用在该区建立的高分辨率、高精度磁性地层年代资料,结合沉积学等研究,讨论了磁化率各向异性参数变化趋势对环境的指示,并揭示在约23～6.2Ma期间环境演化经历了三个阶段:Ⅰ阶段(22.4～13.4Ma)为湿润环境;Ⅱ阶段(13.4～8.2Ma)为温干环境向干冷转型;Ⅲ阶段(8.2～6.2Ma)气候转冷变干且变化更复杂。认为7.8Ma以来气候转型及有规律的变化与现代季风形成有关。为青藏高原的隆升过程及其环境效应提供可靠资料。

末次冰期以来巽他陆架的演变及其对南沙群岛海区古环境的影响

通过对南沙群岛海区 NS94－93柱样磁组构、矿物成分分析，结合14C测年，分析了末次冰盛期巽他陆架出露成陆及其后巽他陆架被海水淹没后南沙群岛海区沉积环境的变化，认为巽他陆架在 13．2ka B．P．时开始被海水淹没，约经历 600a左右趋于稳定；在末次冰期，南沙群岛海区水体封闭，沉积物以陆源物质为主，碳酸盐含量低 ；13.2—10ka B．P，沉积物以陆源物质为主，碳酸盐含量逐渐增加；至 10ka B．P，南沙群岛海区进人全新世，水体交换条件得到较大改善，沉积物中生源物质显著上升，陆源物质明显减少，碳酸盐含量一直维持在较高水平。

大别山北麓黄土古土壤磁组构参数特征与环境变化研究

文章对大别山北麓黄土-古土壤的磁化率各向异性进行了初步研究,结果表明:剖面上部的磁组构参数P、F、L平均值均低于底部的相应值;在磁组构参数F-L、P-q、P-F组合关系图上,上部样品的数据点集中分布于靠近坐标原点的区域,底部的多远离坐标原点;磁组构特征指示了上部为风成沉积而底部为水成沉积。