【正文】 素曲線的對比 黃土－古土壤磁化率的古氣候意義 安芷生等最早進行了中國黃上磁化率測量，注意到了古土壤與黃土磁化率的明顯差異。 Heller 與劉東生首次提出黃土 － 古土壤的磁化率可作為古氣候代用指標來反映古氣候變化。 黃土 － 古土壤磁化率曲線與深海沉積物氧同位素曲線能很好對比， 意味著中國風塵堆積、大陸冰量與全球氣候之間存在密切的內(nèi)在聯(lián)系，也表明中國黃土是全球氣候變化最好的陸相記錄之一。 古土壤磁化率增強機制 關(guān)于古土壤磁化率增強的機制，已經(jīng)有各種各樣的假說，如沉積物壓實和碳酸鹽淋濾作用；黃土、古土壤原始物質(zhì)的源區(qū)差異；弱磁性顆粒對相對恒定輸入的強磁性顆粒的稀釋；植物殘體分解產(chǎn)生超細粒的磁性顆粒；成土過程中強磁性礦物的生成與富集等等。 Kukla1988年最早提出稀釋理論。 盡管對古土壤磁化率增強的機制還在進一步探索之中，目前，古土壤磁化率增強的土壤成因模式，即成土成因的超順磁 ( 0. 03 um)強磁性顆粒 ——磁鐵礦和 /或磁赤鐵礦導致古土壤磁化率增強己被廣泛接受。 15年前， ZHOU等就開創(chuàng)性地提出了古土壤磁化率增強的土壤成因觀點。此后，許多研究者通過熱磁分析，在黃土 古土壤層序中鑒定出土壤成因的超細粒的磁鐵礦或磁赤鐵礦，為古土壤磁化率增強的土壤成因說提供了直接證據(jù)。 marine and continental sediments Shackleton and Hall (1989) Shackleton et al. (1990) Each major palaeosol corresponds to an odd numbered oxygen isotope stage. Both records show specific frequencies in the power spectrum, which are associated to the frequency content of the isolation curve. The following periods have been recognized: 400 kyr amp。 100 kyr – eccentricity 41 kyr – obliquity (changes of the tilt angle with respect to the orbital plane) 19 kyr amp。 23 kyr – precession The occurrence of palaeosols is linked to the global climate. Spassov et 海洋沉積物與大陸沉積物的比較 黃土磁化率與冰塵、鈹石含量變化的比較 2 0 04 0 08 0 01 0 0 0D u s t c o n c e n t r a t i o n ( 1 0 9c m3/ g )V o s t o k I c e c o r e05 0 01 0 0 01 5 0 02 0 0 01 33 05 87 31 0 61 1 61 3 0( a )A g e( k y r )02 04 06 08 01 0 01 2 01 4 0 3 2 10121 8O ( ‰ )?S P E C M A P 8 4( b )02 04 06 08 01 0 01 2 01 4 01 2 3 4 51 0B e ( 1 08a t o m s / g )L o e s s( c )02 04 06 08 01 0 01 2 01 4 00 1 0 2 0 3 0t o t a ld e t r i t a lp e d o g e n i cL o e s s( d )S u s c e p t i b i l i t y ( 1 0 7m3k g 1)S0L1L2S1( e )L i t h o l o g y0L u o c h u a nice dust, Be, susceptibility Luochuan 黃土磁化率氣候記錄 黃土—古土壤序列中，黃土與古土壤有著明顯不同的磁化率?？梢岳么呕时鎰e黃土層與古土壤層。即使是一些肉眼不易辨認的弱古土壤層，也可以利用磁化率差異辨別出來。因此，磁化率可以成為劃分黃土地層的重要方法。由于磁化率曲線既可以用于精確的地層劃分與對比，又可以作為指示氣候代用指標，因此可以用來建立磁化率地層學。 西峰剖面磁化率曲線與深海氧同位素曲線對比 將 Vostok 鉆孔冰芯氘同位素氣候曲線與涇陽剖面黃土磁化率曲線作了對比。氣候記錄對比 .結(jié)果表明： Lorius與 Jouzel 等將冰芯同位素曲線劃分為Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈ冷暖階段，可與黃土磁化率氣候曲線劃分的１、２、３、４、（５，６，７）、８、９、１０冷暖階段對比。其中冰芯記錄所反映的Ａ、Ｃ、Ｅ、Ｇ（或黃土記錄反映的１、３、５－７、９）為暖階段；Ｂ、Ｄ、Ｆ、Ｈ（２、４、８、１０）為冷階段?？傊?，黃土磁化率記錄曲線與冰芯氣候記錄曲線的形態(tài)極為相似。指示了黃土高原地區(qū)的大陸氣候變化與極地氣候變化同受全球變化的影響 。 Lithostratigraphy of Lingtai high susceptibility in Palaeosols (S) low susceptibility in loesses (L) (12200 samples) Red clay formation 由磁化率變化得到的 黃土 —古土壤巖相序列 Myr Myr Myr Myr Myr Myr Spassov et ~7 Myr (Ding et al., 1998) 37個氣候旋回，即37次冰期 —間冰期的轉(zhuǎn)化 黃土 古土壤序列 + 三趾馬紅土 8 Ma 以來環(huán)境變化的連續(xù)完整記錄 80 100 120 140 160 150 100 50 35 30 25 35 40 30 25 0 20 40 60 80 200 0 200 400 600 800 0 2 1 0 1 2 S0 S1 L2 S2 L3 S3 L4 S4 L5 S51 S53 L6 S6 L7 S7 S8 L9 S91 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 1 S91 S10 S121 L13 S14 S15 S16 S19 S23 L24 S25 S26 L27 S27 S30 S31 L32 S32 L33 地層 序列 深度 (m) 磁化率 (SI) 風化強度 (%) 年代 (Ka) SPECMAP ( O PDB) 18 地層 序列 深度 (m) 磁化率 (SI) 風化強度 (%) 第四紀黃土 古土壤序列（ Ma) S32 10 20 0 30 40 50 60 30 60 90 120 L33 深度 (m) 磁化率 (SI) 地層 序列 晚第三紀三趾馬紅土（ Ma) 黃土高原高齡？ 2200萬年 郭正堂等－ 2022， Nature 2200萬年黃土堆積的出現(xiàn)，指示了亞洲內(nèi)陸荒漠的存在，表明青藏高原部分地區(qū)在高度上足以阻擋水汽 湖泊沉積物的環(huán)境磁學性質(zhì) （磁化率的應(yīng)用） 湖泊沉積物中的原生磁性礦物與環(huán)境變化 旱期的湖泊沉積物環(huán)境磁學研究表明，湖泊沉積物的礦物磁性特征一般都與特定的源區(qū)及其作用過程有關(guān)，因此，常常假定磁性礦物是原生（碎屑成因）。在特定流域內(nèi)，高磁化率曾被當作是侵蝕作用的標志，磁化率值升高反映了流域內(nèi)山于耕作和森林砍伐而濘致基巖侵蝕加劇，磁化率值越高反映了流域內(nèi)原生磁性礦物的輸入量越大。 局部氣候變化對湖泊沉積記錄的影響是非常明顯的，因為氣候變化直接影響了風化和沉積作用過程，從而引起湖泊沉積物中磁性礦物的變化。例如，在高緯度和高海拔地區(qū)的湖泊，冰川物質(zhì)輸入量降低意味著冰期退縮，同時，由于氣候轉(zhuǎn)暖導致流域內(nèi)成土作用加強，湖泊沉積物中礦物磁學性質(zhì)的變化反映了冰川物質(zhì)和風化成上物質(zhì)之間的動態(tài)平衡，因此，磁性礦物含量和礦物磁學參數(shù)（如矯頑力也可以作為氣候變化代用指標。 岱海湖泊沉積物頻率磁化率對歷史時期 環(huán)境變化的反映 張振克 吳瑞金 王蘇民 中國科學院地理與湖泊研究所 現(xiàn)代湖泊環(huán)境磁學研究實例 1 岱海磁化率與孢粉曲線 岱海沉積物磁化率較高，平均值為 97. 1 X 10 – 8 m3/ kg，底部高達 116. 3X 10 – 8 m3/ kg 。岱海周圍地區(qū)有較大而積的第三系基性玄武巖、侏羅系一白堊系碎屑巖分布，低山丘陵的頂部又有厚層黃土覆蓋，沉積物物源母質(zhì)中鐵磁性礦物含量較高，是造成沉積物磁化率偏高的重要原因。據(jù)礦物分析結(jié)果，在鉆孔巖芯表層沉積物中，磁鐵礦占重礦物總量的 19. 5％。 呼倫湖湖泊沉積物磁化率變化的 環(huán)境磁學機制 胡守云 王蘇民 E. Appel 吉磊 中國科學院南京湖泊所 現(xiàn)代湖泊環(huán)境磁學研究實例 2 為了進一步研究泥質(zhì)樣品的磁性載體，進行了飽和等溫剩磁 ( S1RM)的研究 .泥樣粉末首先被冷卻至 SK，然后在 3T磁場中磁化，獲得了 S1RM 。撤去外磁場后，逐步從SK加熱至室溫 .同時，加熱過程中的 S1RM的變化被自動測試 . 所使用的儀器為 MYMS超導磁力儀 .在 5 50 K范圍內(nèi)，可見剩磁同溫度成反比衰減 .這可能是因為在越來越低的溫度下，越來越多的超順磁性顆粒的磁行為與單疇顆粒一致所致。 使用 Kappa橋 (KLY2)及 CS2裝置測試了樣品的熱磁特性。粉末樣品首先被緩慢加熱至 700 (均在空氣中進行 )。在加熱及冷卻過程中，磁化率的變化被自動記錄。 綜合上述分析，可以得出如下結(jié)論 : 呼倫湖沉積物的環(huán)境磁學研究揭示，磁化率可以做為一個反映環(huán)境變化的代用指標。高 (低 )磁化率相應(yīng)指示濕潤 (干旱 )的氣候，較高 (低 )的湖面。 磁鐵礦廣泛存在于所有砂性及泥質(zhì)樣品中。在泥質(zhì)樣品中另外存在著占主導磁性地位的鐵磁性硫化鐵，它導致了泥質(zhì)樣品的磁化率遠遠高于僅含磁鐵礦的砂性樣品的磁化率。 磁鐵礦系來自湖泊流域的碎屑礦物，而次生的鐵磁性硫化鐵是在相對還原、富有機質(zhì)環(huán)境中自生生成。 太湖沉積物的磁性特征及其環(huán)境意義 俞立中 許羽 許世遠 (華東師范大學地理系，上海 202262) 鄭長蘇 〔 中國科學院南京地理與湖泊研究所，南京 210008) 現(xiàn)代湖泊環(huán)境磁學研究實例 3 磁化率頻率系數(shù) 質(zhì)量磁化率 飽和等溫剩磁 飽和等溫剩磁 /X 磁化率頻率系數(shù) 質(zhì)量磁化率 (1) 根據(jù)磁化率和“軟”剩磁變化，西太湖三孔可明顯劃分三層，這些層位在磁性特征上相互對應(yīng)，并與抱粉組合變化相一致，指示了該地區(qū)不同的氣候階段。下層沉積物為全新世早期的產(chǎn)物，當時尚未形成太湖大水域環(huán)境，僅在一些洼地中積水形成小湖泊，沉積物連續(xù)而穩(wěn)定。全新世中期以來，隨著氣候的持續(xù)轉(zhuǎn)暖，現(xiàn)代太湖形成。由于湖面開闊，水淺底平，風浪大，強大的湖流頻頻侵蝕湖底，并將沉積物懸浮移，因而西太湖中缺乏全新世中期以來的沉積序列，僅在表面覆以一薄層現(xiàn)代沉積擾動層。 . (2) 東太湖為一相對封閉的湖灣，湖泊沉積物保留了較連續(xù)的環(huán)境信息。沉積物樣芯的磁參數(shù)曲線指示出由氣候變化引起的湖水位升降旋回，這個變化與飽粉等其它分析結(jié)果相吻