徐新文， 強(qiáng)小科， 符超峰，3， 趙 輝， 陳 艇

(1.中科院地球環(huán)境研究所黃土與第四紀(jì)地質(zhì)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，陜西西安 710075;2.中國科學(xué)院研究生院，北京 100049;3.長安大學(xué)西部礦產(chǎn)資源與地質(zhì)工程教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，陜西西安 710075)

中國黃土沉積物的磁性增強(qiáng)機(jī)制進(jìn)展

徐新文1，2， 強(qiáng)小科1， 符超峰1，3， 趙 輝1，2， 陳 艇1，2

(1.中科院地球環(huán)境研究所黃土與第四紀(jì)地質(zhì)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，陜西西安 710075;2.中國科學(xué)院研究生院，北京 100049;3.長安大學(xué)西部礦產(chǎn)資源與地質(zhì)工程教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，陜西西安 710075)

中國黃土沉積物很好地記錄了第四紀(jì)以來豐富的地磁場和古氣候信息，巖石磁學(xué)、環(huán)境磁學(xué)在第四紀(jì)古環(huán)境研究中扮演著及其重要的角色。通過回顧近年來中國黃土沉積物研究取得的一系列成果，總結(jié)黃土沉積物磁性增強(qiáng)的主導(dǎo)機(jī)制，并提出黃土研究中今后應(yīng)注意的問題，如成土作用、埋藏、淺育化作用等對(duì)剩磁記錄的影響和磁學(xué)信息的分離等。

中國黃土沉積物;磁性增強(qiáng)機(jī)制;成土作用

1 工作原理及研究意義

在黃土沉積物的研究中，環(huán)境磁學(xué)方法由于成本低廉、快速簡潔等特點(diǎn)受到了古氣候?qū)W者的廣泛青睞(Thompson et al.，1986;Verosub et al.，1995;Dunlop et al.，1997;Evans et al.，2001;Tauxe，2005;Liu et al.，2007)，磁學(xué)參數(shù)可以有效的反應(yīng)黃土－古土壤旋回，在古環(huán)境重建中得到了廣泛的應(yīng)用，其中磁化率作為東亞夏季風(fēng)的代用性指標(biāo)得到了古氣候?qū)W家們的廣泛認(rèn)可(An et al.，1991;Kukla，1988;Heller et al.，1986;Heller et al.，1995;Liu et al.，1993，1999，1998;Maher et al.，1995;Maher，1998a;Deng et al.，2006;李傳想，2011)。然而，磁學(xué)性質(zhì)并不是古環(huán)境變化的直接反應(yīng)，這就要求在應(yīng)用磁學(xué)參數(shù)進(jìn)行古環(huán)境、古氣候研究時(shí)必須首先查明磁性增強(qiáng)－減弱的機(jī)制和根本原因。在過去的30 a中，奮戰(zhàn)在中國黃土高原的廣大中外學(xué)者對(duì)此進(jìn)行了大量的研究工作，通過研讀他們的成果，在此做一個(gè)回顧，了解目前研究的方向和工作程度，并總結(jié)將來工作中可能的研究方向和內(nèi)容。

2 磁化率增強(qiáng)機(jī)制的主要觀點(diǎn)及發(fā)展

在中國黃土沉積物研究當(dāng)中，磁化率被認(rèn)為是夏季風(fēng)強(qiáng)度的良好替代性指標(biāo)，自1980年代以來，黃土－古土壤磁性增強(qiáng)機(jī)制的研究開始廣泛開展起來，并且取得了大量研究成果。沉積環(huán)境中，磁性礦物的形成、搬運(yùn)、沉積和沉積后的改造都會(huì)受到環(huán)境和氣候變化的影響。因此，研究工作也主要集中于這幾個(gè)地質(zhì)過程對(duì)磁性礦物的影響過程和影響程度。由于地理位置和氣候條件的不同，對(duì)于增強(qiáng)機(jī)制的解釋也存在很大的差異，目前主要存在以下幾種說法:成土過程中細(xì)顆粒強(qiáng)磁性礦物的生成(Zhou et al.，1990;Heller et al.，1991;Maher et al.，1991)，沉積物的壓實(shí)和碳酸鹽淋濾作用(Heller et al.，1984)，黃土和古土壤母質(zhì)和源區(qū)的差別(Rolph et al.，1993)，來自源區(qū)粉塵的稀釋作用(Kukla，1988;Porter et al.，2001)，自然燃燒(Kletetschka et a.，1995)，植物殘?bào)w分解(Maher，1988b;Meng et al.，1997)以及微生物生化過程中形成的超細(xì)顆粒磁性礦物(賈榮芬等，1996)等。不過，隨著大量巖石磁學(xué)方法的使用、研究不斷深入，越來越多的學(xué)者傾向于成土作用的強(qiáng)度是導(dǎo)致黃土與古土壤中磁化率差異的本質(zhì)因素，是磁性增強(qiáng)的主導(dǎo)機(jī)制(Evans et al.，1994;Maher，1998a，1998b;Van Oorschot et al.，2002)。Zhou等(1990)認(rèn)為，成土過程中細(xì)顆粒磁性礦物(磁鐵礦和磁赤鐵礦)的形成是造成古土壤中磁化率增強(qiáng)的主要因素。Maher(1992)指出，成土過程中形成細(xì)顆粒磁鐵礦為磁化率的主要貢獻(xiàn)者。而 Liu等(1993)則認(rèn)為該過程中細(xì)顆粒磁性礦物除磁鐵礦和赤鐵礦外，磁赤鐵礦也具有較大的貢獻(xiàn)。

磁性礦物是沉積物中記錄古地磁場和古環(huán)境變化信息的載體，其礦物組成和粒徑分布決定了沉積物的磁學(xué)性質(zhì)。在中國黃土沉積物中的磁性礦物主要包含亞鐵磁性礦物磁鐵礦、磁赤鐵礦、反鐵磁性礦物赤鐵礦和針鐵礦等四種，其中磁鐵礦和磁赤鐵礦是最主要的載磁礦物，對(duì)磁化率和剩磁等磁學(xué)性質(zhì)貢獻(xiàn)最大，且粒徑分布較廣，既有細(xì)顆粒的超順磁性顆粒和單疇顆粒，也有較粗的準(zhǔn)單疇和多疇顆粒。那么，究竟是何種粒徑、哪一種或幾種磁性礦物，是磁性增強(qiáng)的主要因素呢?磁性增強(qiáng)機(jī)制的研究進(jìn)一步指明主導(dǎo)該增強(qiáng)機(jī)制磁性礦物的種類和粒徑分布兩個(gè)方面(Heller et al.，1995;Velzen et al.，1999;Evans et al.，2001;鄧成龍等，2007)。

在磁性礦物種類方面，Zhou等(1990)認(rèn)為，成土過程中細(xì)顆粒磁性礦物(磁鐵礦和磁赤鐵礦)的形成是造成古土壤中磁化率增強(qiáng)的主要因素;Maher等(1992)指出，成土過程中形成的細(xì)顆粒磁鐵礦為磁化率的主要貢獻(xiàn)者;而Liu等(1993)則認(rèn)為該過程中細(xì)顆粒磁性礦物除磁鐵礦和赤鐵礦外，磁赤鐵礦也具有較大的貢獻(xiàn)。隨后的大量巖石磁學(xué)證據(jù)表明，成土過程中形成的細(xì)顆粒磁赤鐵礦，而不是先前認(rèn)為的磁鐵礦含量，是構(gòu)成黃土－古土壤中磁性增強(qiáng)的主導(dǎo)機(jī)制(Eyre et al.，1994;Liu et al.，2004b)。穆斯鮑爾譜分析顯示，鐵元素一部分賦存于磁鐵礦和磁赤鐵礦中，而另外一部分則賦存于赤鐵礦中，且比值與磁化率成正比，表明磁化率的增強(qiáng)是由磁鐵礦和磁赤鐵礦含量的增加引起(Vandenverghe，1998)。陳天虎等通過透射電子顯微鏡(TEM)分析表明，在黃土、古土壤樣品中均廣泛存在著一些微觀二元結(jié)構(gòu)，有磁鐵礦核－赤鐵礦環(huán)，磁鐵礦核－磁赤鐵礦環(huán)和磁赤鐵礦核－赤鐵礦環(huán)三種組合(Chen et al.，2005)。這些二元結(jié)構(gòu)均是磁鐵礦低溫氧化后的產(chǎn)物，在粉塵源區(qū)，氧化較為充分，小顆粒的磁鐵礦完全轉(zhuǎn)化為赤鐵礦，而顆粒較大的磁鐵礦，內(nèi)部會(huì)保留有部分磁鐵礦，與外層氧化形成的赤鐵礦組成類似核－幔的二元結(jié)構(gòu);在沉積區(qū)，成土成因的磁鐵礦由于低溫氧化而向磁赤鐵礦轉(zhuǎn)化，轉(zhuǎn)化不完全時(shí)會(huì)殘留有磁鐵礦核，形成磁鐵礦核－磁赤鐵礦環(huán)結(jié)構(gòu)，而當(dāng)磁鐵礦顆粒較小時(shí)，氧化程度較高，全部轉(zhuǎn)化為磁赤鐵礦，磁赤鐵礦表面則會(huì)進(jìn)一步氧化為赤鐵礦，從而形成磁赤鐵礦核－赤鐵礦環(huán)結(jié)構(gòu)(陳天虎等，2003;Chen et al.，2005;Xie et al.，2008)?，F(xiàn)代土壤的研究結(jié)果(Torrent et al.，2006)也證實(shí)了在排水性良好的土壤類型中，氧化作用較強(qiáng)，生物/非生物成因的磁鐵礦均大部分轉(zhuǎn)化為磁赤鐵礦，而且細(xì)顆粒的磁赤鐵礦表現(xiàn)出良好的穩(wěn)定性，不會(huì)進(jìn)一步向赤鐵礦傳化。實(shí)驗(yàn)室合成實(shí)驗(yàn)同樣顯示了水鐵礦在低溫下可以直接轉(zhuǎn)化為磁赤鐵礦(Banerjee，2006;Cabello et al.，2009)。

在粒徑分布方面，目前的研究主要通過分粒級(jí)研究和巖石磁學(xué)分析來實(shí)現(xiàn)。分粒級(jí)的結(jié)果表明，無論黃土還是古土壤樣品，小于0.3 μm(Xie et al.，2009)或0.5 μm(Han et al.，1999)顆粒的磁化率和頻率磁化率值均最高。在黃土中，大于10 μm顆粒對(duì)樣品磁化率的貢獻(xiàn)為48.26%;而在古土壤中，小于0.3 μm顆粒對(duì)樣品磁化率的貢獻(xiàn)則為59.86%(Xie et al.，2009)。綜合磁性提純和CBD技術(shù)，Xie等(2009)指出在黃土中，粗顆粒粉塵成因磁性礦物對(duì)磁化率的貢獻(xiàn)超過50%，成土成因磁性礦物的貢獻(xiàn)也可達(dá)到37%;古土壤中，成土成因磁性礦物的貢獻(xiàn)則要大于70%。巖石磁學(xué)分析則認(rèn)為主導(dǎo)黃土－古土壤中磁化率增強(qiáng)的因素是成土過程中形成的單疇顆粒磁性礦物(以磁赤鐵礦為主)的含量(Eyre et al.，1994;Liu et al.，2004b，2005)。Eyre等(1994)指出，古土壤中頻率磁化率百分含量在升高到12%時(shí)達(dá)到飽和，而且不會(huì)隨著磁化率的繼續(xù)升高而增大，磁化率的增強(qiáng)并非由于粒度分布的變化，而是磁性礦物含量的變化引起。Liu等(2004a)通過磁性提純后的樣品研究指出，去除粉塵背景值的貢獻(xiàn)，頻率磁化率百分含量在14%達(dá)到飽和，與磁化率所表征的成土作用強(qiáng)度不相關(guān)。頻率磁化率與磁化率線性相關(guān)，表明無論黃土還是古土壤，磁性礦物的粒徑分布幾乎恒定不變;頻率磁化率所表征的處于狹窄區(qū)域內(nèi)(約25～30 nm)超細(xì)磁性顆粒的含量與小于該閥值磁性顆粒的含量成正比，依然可以作為表征細(xì)顆粒磁性礦物含量的參數(shù)。非磁滯剩磁(ARM)對(duì)穩(wěn)定單疇顆粒(約25～100 nm)比較敏感，與磁化率的良好相關(guān)性表明ARM可以表征粒徑在25～100 nm范圍內(nèi)磁性顆粒的含量。而在磁性提純后，ARM值減少較小則表明此范圍內(nèi)的磁性顆粒不易被磁性提取，為成土成因。通過低溫試驗(yàn)，Liu等(2004b)計(jì)算了超順磁性顆粒和單疇顆粒對(duì)磁化率的貢獻(xiàn)，結(jié)果顯示單疇的貢獻(xiàn)要大于超順磁性顆粒，而計(jì)算所得的成土成因磁赤鐵礦峰值粒徑剛好大于SP/SD的閥值。Torrent等(2007)得到了相似的結(jié)論，認(rèn)為細(xì)顆粒(SP+SD)磁赤鐵礦是水鐵礦在成土過程中的向赤鐵礦轉(zhuǎn)化的中間產(chǎn)物，其含量增加是磁性增強(qiáng)的主導(dǎo)因素。

綜上所述，經(jīng)過大量研究尤其是巖石磁學(xué)方面的證據(jù)，目前取得的研究成果趨向于主導(dǎo)這種磁性增強(qiáng)的因素是成土過程中形成的單疇磁赤鐵礦含量升高。

3 黃土沉積物環(huán)境磁學(xué)研究需解決的問題

大量成果表明，黃土沉積物磁性增強(qiáng)機(jī)制主要由成土作用的強(qiáng)度控制。但是，成土作用只是沉積后改造的一個(gè)方面，而且沉積后改造也僅僅是黃土沉積物這一地質(zhì)體涉及的形成、搬運(yùn)、沉積和沉積后改造一系列復(fù)雜過程中之一。我國黃土沉積物分布及其廣泛，黃土沉積區(qū)在地理位置和氣候條件等方面存在著顯著的差異，那么這一磁性增強(qiáng)機(jī)制是否適用于所有地區(qū)還不得而知。就目前的研究來看，在整個(gè)黃土高原腹地，這一普遍增強(qiáng)機(jī)制是存在的。不過，也存在一些令人費(fèi)解的問題。如，地處黃土高原中部的寶雞，與高原內(nèi)部的洛川和西峰等剖面相比，成土作用最強(qiáng)的S5古土壤卻不是磁化率最高的層位。對(duì)于這一問題，劉秀銘(2007)認(rèn)為磁化率與有效降水的關(guān)系并非單一的正相關(guān)，當(dāng)有效降水超出一個(gè)臨界值后，磁化率將與其成反相關(guān)。國外的一些黃土沉積物中磁化率和成土作用的強(qiáng)度顯示了不相關(guān)、甚至負(fù)相關(guān)，應(yīng)該進(jìn)一步加強(qiáng)不同地區(qū)成土作用對(duì)磁化率變化的影響研究。

黃土－古土壤與其下伏紅粘土具有相似的成因，都屬于風(fēng)成沉積物(Ding et al.，1992;Sun et al.，1998;An et al.，2001;Lu et al.，2001;Qiang et al.，2001;Guo et al.，2002;Liu et al.，2003)。近年來開展的一些研究表明，紅粘土與黃土－古土壤具有相似的磁性增強(qiáng)機(jī)制，即細(xì)顆粒磁性礦物的含量是決定磁化率高低的主要因素，細(xì)顆粒磁性礦物含量越高磁化率越高，反之亦然。巖石磁學(xué)研究(Liu et al.，1992;劉秀銘等，2001;Qiang et al.，2005)表明，紅粘土與黃土－古土壤具有共同的磁性礦物，即磁鐵礦、磁赤鐵礦核赤鐵礦，但矯頑力略高;紅粘土磁化率與成土過程中形成的超順磁性顆粒含量呈正相關(guān)。朝那剖面的研究結(jié)果顯示，與黃土類似，紅粘土中頻率磁化率與磁化率和非磁滯剩磁均呈現(xiàn)良好的線性關(guān)系，表明磁性增強(qiáng)也是在成土過程中由形成細(xì)顆粒磁性礦物的含量所致;頻率磁化率與磁化率線性擬合后的斜率大于黃土，推測紅粘土中細(xì)顆粒(SP)磁性礦物的含量更高(Nie et al.，2007，2008)。不過，在距離西峰和朝那較近的靈臺(tái)卻得到了相矛盾的結(jié)論。Hu等(2009)通過對(duì)靈臺(tái)剖面詳細(xì)的巖石磁學(xué)和地球化學(xué)研究指出，紅粘土與上覆黃土－古土壤具有相似的風(fēng)成沉積特征，但紅粘土風(fēng)化程度更高，粒度更細(xì);紅粘土比黃土磁化率低，磁性礦物含量低，矯頑力高，赤鐵礦和針鐵礦的相對(duì)含量高;紅粘土中的游離鐵含量高，活性鐵含量低，且活性鐵和活性鐵/游離鐵與磁化率具有很高的相關(guān)性(R2分別為0.533和0.567)。磁化率隨深度遞減，受埋藏后潛育化作用改造明顯，磁性明顯減弱，不能反映成土作用的強(qiáng)度(Ding et al.，2001;Hu et al.，2009)。由此可見，在研究風(fēng)成沉積物磁性增強(qiáng)機(jī)制中，不僅區(qū)域氣候條件的影響很大，埋藏條件和埋藏后的淺育化作用同樣值得關(guān)注。

成土作用是一個(gè)復(fù)雜的過程，不僅包含了對(duì)原生磁性礦物的改造，同時(shí)還會(huì)形成新的磁性礦物。黃土沉積物中主要的磁性礦物有磁鐵礦、磁赤鐵礦、赤鐵礦、針鐵礦等，其中磁鐵礦和磁赤鐵礦是主要的載磁礦物，對(duì)磁化率等磁學(xué)參數(shù)的貢獻(xiàn)最大。但這些磁性礦物之間并不是一成不變的，而是會(huì)在一定的物理、化學(xué)條件下進(jìn)行相互轉(zhuǎn)化。在低溫氧化過程中，磁鐵礦會(huì)向磁赤鐵礦轉(zhuǎn)化，而磁赤鐵礦則會(huì)進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為赤鐵礦。成土作用在它們之間的轉(zhuǎn)化過程中扮演什么樣的角色目前還不得而知。搞清楚這些問題對(duì)于理解成土作用對(duì)磁性礦物種類、含量和粒徑的影響，磁學(xué)參數(shù)的環(huán)境學(xué)意義乃至古地磁結(jié)果的可靠性都具有十分重要的意義。同時(shí)，區(qū)分來自源區(qū)的原生磁性信息和沉積區(qū)的次生磁性信息成為了備受關(guān)注的課題。中國黃土沉積物中，既有來自風(fēng)塵源區(qū)的粗顆粒磁鐵礦，又有來自沉積區(qū)次生的細(xì)顆粒磁鐵礦和磁赤鐵礦。過去的一些研究表明，利用檸檬酸鹽－碳酸氫鹽－連二亞硫酸鹽(CBD)按照特定的步驟，可以有效的溶解磁赤鐵礦、赤鐵礦、針鐵礦和成土成因的細(xì)顆粒磁鐵礦(Hunt et al.，1995)。Deng等(2005)通過CBD方法系統(tǒng)地研究了交道剖面的磁學(xué)參數(shù)變化，認(rèn)為成土作用的加強(qiáng)使得成土成因磁鐵礦和磁赤鐵礦含量升高，粒徑變細(xì)，CBD處理后各磁學(xué)參數(shù)的長期變化顯示了冬季風(fēng)加強(qiáng)的趨勢。同時(shí)，赤鐵礦信息的分離隨著實(shí)驗(yàn)儀器精度的提高和試驗(yàn)方法的創(chuàng)新和改進(jìn)而成為可能。目前有效的方法有高溫退磁后的特征剩磁(580～680℃)、高場交變退磁后的特征剩磁(100～150 mT)，Lowrie三軸熱退磁方法中的高矯頑力組分以及磁性提純后的一些礦物學(xué)測試(XRD)。Deng(2006)采用對(duì)飽和等溫剩磁進(jìn)行交變退磁的方法來分離赤鐵礦的信息，在靖邊剖面的研究中，認(rèn)為100 mT的交變場可以有效地清洗掉粗顆粒磁鐵礦攜帶的剩磁，SIRM100mT的載 體 主 要 是 赤 鐵 礦，且 SIRM100mT/SIRM、SIRM100mT/SIRM30mT和 SIRM100mT/SIRM60mT均可以指示赤鐵礦的相對(duì)含量變化，并通過這幾個(gè)參數(shù)在第四紀(jì)以來呈現(xiàn)長尺度降低的趨勢指明了無論是黃土高原沉積區(qū)還是粉塵源區(qū)的干旱化總體上都是增強(qiáng)的。不過目前此類研究尚少，還沒有得到廣泛的認(rèn)可及大量應(yīng)用，因此，今后在赤鐵礦的分離上還具有很大的研究空間。

4 研究實(shí)例

塬堡剖面(35°38'N，103°10'E)位于甘肅臨夏市西北15 km處，由于地處六盤山以西，具有沉積厚度大、分別率高的特點(diǎn)(曹繼秀等，1997;Chen et al，1999)。曹繼秀(1997)通過對(duì)比分析磁化率和有機(jī)質(zhì)含量、碳酸鹽含量和粒度特征隨剖面深度的變化之處，碳酸鹽和有機(jī)質(zhì)的稀釋作用無法改變磁化率的變化趨勢，且磁化率和粒度特征反映的古氣候信息具有很高的一致性，結(jié)合孢粉組合認(rèn)為磁化率高值主要形成于亞熱帶植物富集的間冰期，而低值則形成于旱生植物發(fā)育的冰期，并認(rèn)為磁化率應(yīng)由土壤化作用的強(qiáng)度決定。Liu等(2004c)通過對(duì)塬堡剖面S1－L2(38～41 m)黃土和古土壤樣品進(jìn)行了低溫試驗(yàn)，并用飽和等溫剩磁在Verwey轉(zhuǎn)變前后的變化來指示粗顆粒磁鐵礦的變化，認(rèn)為這些粗顆粒的磁鐵礦為粉塵帶來，與冬季風(fēng)強(qiáng)度密切相關(guān)。在此基礎(chǔ)上，結(jié)合頻率磁化率的變化，對(duì)Chen等(1999)對(duì)剖面中S1和L2的地層劃分進(jìn)行了修正，將L2頂部約70 cm和S1S3底部約40 cm劃分蝕變后的黃土。隨后，通過χARM的衰減速率反映的單疇顆粒(SD)，并在實(shí)際研究中表明其對(duì)整體磁化率的貢獻(xiàn)大于頻率磁化率百分含量(χfd%)反映的超順磁性顆粒(SP)對(duì)磁化率的貢獻(xiàn)，表明主導(dǎo)古土壤磁化率磁性增強(qiáng)的因素為細(xì)顆粒磁性礦物的含量的升高，且SD顆粒占有更重要的作用(Liu et al，2004a)。χfd%與χARM的衰減速率呈極好的正相關(guān)，R2可達(dá)0.95，表明成壤作用增強(qiáng)不僅生成了大量的SP顆粒，且SD顆粒同樣是該過程的主要產(chǎn)物(Liu et al，2004b)。進(jìn)一步研究表明，χfd%隨著磁化率的增強(qiáng)逐漸增強(qiáng)，但當(dāng)達(dá)到約14%將不再繼續(xù)增大，達(dá)到了一種類似飽和的狀態(tài)，指出了成壤作用過程中新生成的磁性礦物粒徑分布恒定不變，即SP和SD顆粒的相對(duì)含量不隨成壤作用的強(qiáng)度而變化(Liu et al，2005)。而這些結(jié)論都為理解整個(gè)黃土高原地區(qū)黃土－古土壤中磁性增強(qiáng)的主導(dǎo)機(jī)制提供了理論基礎(chǔ)和研究實(shí)例。

5 總結(jié)

中國黃土沉積物中，磁學(xué)信息的主要載體是磁鐵礦和磁赤鐵礦，同時(shí)赤鐵礦也包含了很多有用的信息。成土過程中新生成的大量細(xì)顆粒磁鐵礦和磁赤鐵礦是造成古土壤磁性增強(qiáng)的主導(dǎo)機(jī)制。但是越來越多的研究表明，由于地理位置和氣候條件的差異，黃土沉積物的磁學(xué)性質(zhì)及其變化機(jī)制表現(xiàn)出了顯著的地區(qū)性。同時(shí)，埋藏條件和埋藏后的淺育化作用同樣值得關(guān)注。中國黃土沉積物很好的記錄了第四紀(jì)以來的區(qū)域和全球環(huán)境變化信息，但目前定量化研究還比較缺乏，黃土沉積物定量化氣候?qū)W研究將是未來發(fā)展的主導(dǎo)方向。

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Review of Magnetic Enhancement Mechanism of Loess-paleosol Sequences，China

XU Xin－wen1，2， QIANG Xiao－ke1， FU Chao－feng1，3， ZHAO Hui1，2， CHEN Ting1，2
(1.State Key Laboratory of Loess and Quaternary Geology，Institute of Earth Environment，Chinese Academy of Sciences，Xi’an，SX 710075，China;2.Graduate University of Chinese Academy of Sciences，Beijing 100049，China;3.Key Laboratory of western Mineral Resources and Geological Engineering，Ministry of Education of China＆Chang’an University，Xi’an SX 710054，China)

The Chinese loess－paleosol sequences contain continuous geomagnetic field and paleoclimate records during the Quaternary.Rock magnetism and environmental magnetism play a very important role in the Quaternary paleoclimate study of Chinese loess－paleosol sequences.This review focuses on recent achievements in magnetic enhancement mechanism of loess－paleosol sequences.In addition，special attentions are also paid to the effect of pedogenic process and bury condition on magnetic remanence records，and separation of different magnetic signals.

Chinese loess－paleosol sequences;magnetic enhancement mechanism;pedogenic process

P318.4

A

1674－3504(2011)04－0359－07

徐新文，強(qiáng)小科，符超峰，等.2011.中國黃土沉積物的磁性增強(qiáng)機(jī)制進(jìn)展［J］.東華理工大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版，34(4):359－365. Xu Xin－wen，Qiang Xiao－ke，F(xiàn)u Chao－feng，et al.2011.Review of magnetic enhancement mechanism of loesspaleosol sequences，China［J］.Journal of East China Institute of Technology(Natural Science)，34(4):359－365.

我國黃土高原位于北緯34～45°之間，處于干旱－半干旱過渡帶上，對(duì)環(huán)境的變化極其敏感(劉東生，1985，2009;Williams et al.，1993;An，2000)。研究表明，我國的黃土具有分布范圍廣，沉積厚度大，地層層序完整的特點(diǎn)，不僅有效的記錄了軌道尺度的氣候變化(Ding，1994，Ding et al.，2002;丁仲禮等，1991，1998;Wu et al.，2001)，同時(shí)還很好的保存有D－O旋回(Ding，1998)和Heinrich事件(Poster et al.，1995)等千年尺度氣候變化的信息，在部分地區(qū)甚至記錄了百年尺度的氣候事件(丁仲禮等，1998)，是反演東亞古季風(fēng)形成演化歷史和亞洲內(nèi)陸干旱化歷史的理想材料。劉東生等通過對(duì)比分析黃土磁化率和深海氧同位素，指出其中黃土－古土壤旋回與冰期－間冰期旋回具有很好的對(duì)應(yīng)性(Heller et al.，1984，1986)。通過研究黃土所記錄的古環(huán)境、古氣候信息逐漸受到廣大中外學(xué)者的重視，黃土與深海沉積物、極地冰芯共同構(gòu)成了第四紀(jì)全球變化的三大信息庫(劉東生等，1985;Kukla et al.，1989;Hovan et al.，1989;An et al.，1990;An，2001;Evans et al.，1997;Ding et al.，1992，1998;Maher，1999)。

10.3969/j.issn.1674－3504.2011.04.009

2011－07－10; 責(zé)任編輯:吳志猛

國家自然科學(xué)基金(41072142，40872114);中國科學(xué)院知識(shí)創(chuàng)新工程重要方向項(xiàng)目群(KZCX2－YW－Q09－04);黃土與第四紀(jì)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開放基金(SKLLQG0913)及自主部署項(xiàng)目(LQ0701)

徐新文(1981—)，男，博士研究生，第四紀(jì)地質(zhì)學(xué)與全球環(huán)境變化專業(yè)，主要從事巖石磁學(xué)、環(huán)境磁學(xué)的研究。E－mail:xuxinwen@ieecas.cn