唐懷能，王永紅，黃清輝

1. 中國海洋大學(xué)海洋地球科學(xué)學(xué)院，海底科學(xué)與探測技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，青島 266100

2. 同濟(jì)大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院，長江水環(huán)境教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，上海 200092

南極地區(qū)因其獨(dú)特的環(huán)境系統(tǒng)，成為研究人類活動對全球變化及生態(tài)環(huán)境變化響應(yīng)的天然實(shí)驗(yàn)室，是國際全球變化研究的核心區(qū)域之一[1-2]。菲爾德斯半島作為南極最大的無冰區(qū)之一，是世界各國研究南極環(huán)境變化的起點(diǎn)和焦點(diǎn)地區(qū)，近幾十年國內(nèi)外學(xué)者對菲爾德斯半島上的湖泊沉積物、海洋沉積物、冰水沉積物、冰芯等古環(huán)境記錄載體進(jìn)行了大量的研究，如Sun等[3]、Wang等[4]通過對企鵝海豹糞土層有機(jī)地球化學(xué)的分析（圖1中Y2湖、G湖），恢復(fù)了半島過去生物數(shù)量和生態(tài)環(huán)境變化情況；Lu等[5]、Fabri-Jr等[6]通過分析半島表層土壤、陸生植物（地衣、苔蘚）中重金屬污染指標(biāo)，以及Na等[7-8]、Li等[9]通過分析半島冰雪、土壤中有機(jī)污染物含量指標(biāo)，指出了由于受人類活動影響半島冰雪土壤、植被中重金屬元素（Pb、Cr、Hg）和有機(jī)污染物（PHAs）含量顯著增加；此外，謝周清等[10]通過對半島西湖沉積物中的部分稀土元素和微量元素的分析重建了該地區(qū)近2 000年來的氣候演變情況（圖1），李小梅等[11]通過對湖泊沉積物常微量元素含量變化的分析恢復(fù)了全新世以來半島的環(huán)境變化情況。綜上可知對半島研究已經(jīng)比較詳細(xì)，但研究環(huán)境變化需要了解沉積物本身的性質(zhì)和控制因素。該島主體為火山巖，主要由玄武巖和玄武質(zhì)安山巖組成，因而岸灘沉積物不同于一般海灘，因此對于該島上沉積物本身的性質(zhì)有待深入的研究。

圖 1 采樣點(diǎn)位置圖圖中采樣點(diǎn)為本文研究樣品點(diǎn)位，Y2湖、H湖、地質(zhì)灣海灘剖面、HN1柱樣、西湖為前人研究點(diǎn)位。Fig.1 sample location mapThe sampling points in the figure are those studied in this paper,and the sampling points of Y2 Lake,H Lake,Dizhiwan beach profile and HN1 column sample are the points of previous researches.

環(huán)境磁學(xué)測量具有快速、無損、經(jīng)濟(jì)的特點(diǎn)，還可以檢測到沉積環(huán)境中的微小變化[12-16]，通過研究磁性礦物顆粒的搬運(yùn)、沉積和轉(zhuǎn)化，可以建立研究對象與沉積環(huán)境變化之間的關(guān)系。本文以南極菲爾德斯半島西海岸岸灘沉積物柱樣為載體，通過測試沉積物柱樣磁學(xué)參數(shù)，結(jié)合粒度分析和210Pb測試數(shù)據(jù)以及穩(wěn)定碳同位素值，在分析沉積物磁性特征的基礎(chǔ)上，為探究南極地區(qū)海灘沉積物特征以及環(huán)境變化提供理論基礎(chǔ)。

1 研究區(qū)域概況

南設(shè)得蘭群島位于南極半島北面約120 km，由11個大島和若干小島組成[17]。菲爾德斯半島是群島最大的無冰區(qū)（圖1）[18]，南北長約8 km，東西寬2.5～4.5 km，總面積約38 km2。該地區(qū)屬于亞南極海洋性氣候，年平均氣溫約為-2.1℃[19]。地表植物以隱花植物地衣、苔蘚和藻類為主，以象海豹為優(yōu)勢種，多集中在西南海岸區(qū)以北海灘（如生物灣）[1]。菲爾德斯半島火山巖主要為玄武巖和玄武質(zhì)安山巖，安山巖和英安巖所占的比例較小，且次火山巖的化學(xué)成分與熔巖的區(qū)別很小。在半島東海岸一般有4～6級海岸堆積階地，且均為礫質(zhì)或砂礫質(zhì)堆積物，半島西海岸多為陡峭的基巖海岸，僅在較大的海灣內(nèi)才有明顯的礫砂質(zhì)海相堆積物，且海拔多在18 m以下[20]。

2 樣品和實(shí)驗(yàn)方法

沉積柱樣是2015年1月中國第31次南極科學(xué)考察活動期間用潔凈PVC管采自南極菲爾德斯半島西海岸海灘上，地理坐標(biāo)為62°12′39″S、59°00′45″W（圖1）?？傞L為26 cm，現(xiàn)場按1 cm間距分割后裝入不同的聚乙烯袋中，再用錫箔密封放入低溫環(huán)境下避光保存。

磁學(xué)測試：樣品前處理，將樣品置于50℃以下低溫環(huán)境烘干后，用瑪瑙研磨成粉末狀，稱取約5 g樣品用聚乙烯保鮮膜包裹后，置于10 cm3的塑料樣品盒中，壓實(shí)固定進(jìn)行磁性測量。環(huán)境磁學(xué)實(shí)驗(yàn)在華東師范大學(xué)河口海岸學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室完成，首先使用英國Bartington MS2磁化率儀測量低頻（0.47 kHz）和高頻（4.7 kHz）磁化率（χlf、χhf），其次選用Dtech2000交變退磁儀，將樣品置于交變磁場峰值100 mT、直流磁場0.04 mT下處理獲得非磁滯剩磁（ARM），利用捷克AGICO JR-6A旋轉(zhuǎn)巖石剩磁測量儀進(jìn)行測量，再次進(jìn)行等溫剩磁測量，將樣品在PPMP10脈沖磁化儀中經(jīng)2 T磁場磁化獲得飽和等溫剩磁（SIRM），然后將具有飽和等溫剩磁的樣品在強(qiáng)度300 mT的反向磁場中獲得等溫剩磁IRM-300mT，各步驟獲得的剩磁用AGICO JR-6A測定。上述實(shí)驗(yàn)完成后，利用MMVFTB選擇典型樣品進(jìn)行熱磁分析，測量樣品從室溫加熱至700℃再冷卻至室溫的磁化強(qiáng)度-溫度（M-T）曲線，測量在空氣環(huán)境中進(jìn)行[21]。由于ARM與所加的弱直流場強(qiáng)（HDC=0.04 mT=31.84 Am-1）成正比，不同的HDC會造成ARM的值無法直接對比，為消除影響，將其歸一化[22]，即χARM=ARM/HDC。然后根據(jù)上述測試結(jié)果計算相關(guān)磁學(xué)參數(shù)[23]：

式中，χfd%—磁化率頻率百分比；χlf—低頻磁化率；χhf—高頻磁化率；HIRM—硬剩磁；SIRM—飽和等溫剩磁；IRM-300mT—300 mT反向磁場中獲得的等溫剩磁。

穩(wěn)定碳同位素測試：將樣品冷凍干燥24 h，稱取約0.5 g的樣品放入離心管中，然后加10 mL的1 mol·L-1的 鹽 酸 充 分 搖 均 后 靜 置48 h以 去 除 無 機(jī)碳，將反應(yīng)后的樣品在3 500 r·min-1下離心10 min，倒掉上清液，然后加入超純水，重復(fù)上述操作5遍將酸性樣品稀釋為中性，然后再將處理好的樣品放在50℃的烘箱中將其烘干，稱取烘干后的樣品8 mg左右放入錫杯中[24-25]，在青島海洋科學(xué)與技術(shù)國家實(shí)驗(yàn)室使用穩(wěn)定同位素比質(zhì)譜儀（IRMS）進(jìn)行測試。計算公式為δ13C=[R樣品/R標(biāo)準(zhǔn)-1]×1 000，其中R樣品為13C/12C的相對比率，R標(biāo)準(zhǔn)為國際標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)PDVB的碳同位素比值，實(shí)驗(yàn)分析結(jié)果的相對誤差為±0.1‰。

210Pb-137Cs測試：稱取2～5 g冷凍干燥的沉積物樣品裝入特定的測試樣盒密封15天，然后在中國科學(xué)院南京地理與湖泊研究所使用美國EG&G Ortec公司生產(chǎn)的由高純鍺井型探測器（Ortec HPGe GWL）與Ortec919型譜控制器和IBM微機(jī)構(gòu)成的16 k道多道分析器所組成的γ譜分析系統(tǒng)[26]進(jìn)行測試分析。

粒度測試及鏡下觀察：在中國海洋大學(xué)海洋地球科學(xué)學(xué)院粒度測試分析實(shí)驗(yàn)室將樣品充分?jǐn)噭蚝螅捎盟姆址ㄔ砣悠返乃姆种?，在低溫下烘干后稱重。用標(biāo)準(zhǔn)粒級篩（粒級間隔為1ф）篩分，然后計算出各個粒級所占的百分含量。挑選全樣及0.063～0.125 mm粒級的樣品在體視顯微鏡（OLYMPUS-SZ61）下觀察。

3 結(jié)果

3.1 磁學(xué)實(shí)驗(yàn)結(jié)果

3.1.1 磁性礦物含量

磁化率是沉積物中磁性礦物，包括亞鐵磁性礦物、反鐵磁性礦物、順磁性礦物、抗磁性礦物磁化率值的總和，亞鐵磁性礦物的磁化率值較高，而順磁性礦物和抗磁性礦物的磁化率值較小或?yàn)樨?fù)值，故樣品磁化率一般反映了亞鐵磁性礦物含量的多少[22]。柱狀樣的χlf為（1 315～1 781）×10-8m3·kg-1，平均值為1 597×10-8m3·kg-1，柱樣中較高的磁化率均值反映了亞鐵磁性礦物含量較高。SIRM不受順磁、抗磁性物質(zhì)的影響，主要由亞鐵磁性礦物和不完整反鐵磁性礦物貢獻(xiàn)[27]。柱樣SIRM值為（156 706～215 261）×10-6Am2·kg-1，平均值為188 536×10-6Am2·kg-1。

根據(jù)磁性綜合參數(shù)，柱樣可以劃分為3段（圖2），其中第I段（1～5 cm），χlf和SIRM值變化較小而且相對較高，表示磁性礦物含量較高；第II段（6～16 cm），χlf和SIRM值也相對較高但呈鋸齒狀波動變化，說明磁性礦物含量高但各層位之間存在差異性；第III段（17～26 cm），χlf和SIRM值隨著深度的增加不斷減小，說明磁性礦物含量有一定的減少。

3.1.2 磁性礦物粒徑大小

磁性礦物的磁疇結(jié)構(gòu)隨晶粒大小而變化，通常分為多疇（MD，＞10μm）、假單疇（PSD，0.1～10μm）、穩(wěn)定單疇（SSD，0.03～0.1μm）和超順磁（SP，＜0.03μm）晶粒。沉積物的磁性特征隨磁疇結(jié)構(gòu)而改變，因此，通過磁疇可以獲取磁性礦物晶粒大小信息[28]。非磁滯磁化率（χARM）一般指示樣品中穩(wěn)定單疇（SSD）礦物顆粒的含量[29-30]。柱樣的χARM為（1 693～3 666）×10-8m3·kg-1，平均值為2 766×10-8m3·kg-1，隨著深度的不斷增加而逐漸減小。χARM/SIRM、χARM/χlf、SIRM/χlf的值都可以反映樣品中磁性礦物顆粒的大小，其中χARM/SIRM、χARM/χlf的值和磁性礦物顆粒的粒徑大小呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，即其比值越高而磁性礦物顆粒越細(xì)。而細(xì)的磁性礦物具有較高的SIRM/χlf的值。

從圖2中可知χARM/SIRM、χARM/χlf在第I段為高值，且相對穩(wěn)定，磁性礦物顆粒較細(xì)；第II段既有高值又有低值，相對變化較大，既有細(xì)顆粒的磁性礦物層又有粗顆粒的礦物層；第III段隨著深度的增加其值相對減小，即其磁性礦物顆粒隨著深度的增加逐漸變粗。

圖2 柱狀樣的磁學(xué)參數(shù)及其比值隨深度變化曲線Fig.2 Variation of magnetic parameters and their ratios with depth

此外，頻率磁化率百分比（χfd%）是超順磁礦物顆粒相對含量的指標(biāo)，柱樣的χfd%值為0.09%～1.47%，說明超順磁礦物顆粒比例很小。Day[31]等指出用Mrs/Ms和Hrc/Hc可以確定磁性礦物的粒度。根據(jù)磁學(xué)參數(shù)綜合特征在各段共選擇4個樣品（5、8、20、23 cm），從圖3上可以看出所選的幾個樣品的磁性礦物的粒度都落在了假單疇磁性礦物顆粒區(qū)域范圍內(nèi)，說明樣品的磁性礦物顆?；旧蠟镻SD顆粒，或者是SD與MD的混合，但明顯以MD顆粒為主。

圖3 所選樣品的Day圖[31-33]SD—單疇顆粒，PSD—假單疇顆粒，MD—多疇顆粒。Fig.3 Day diagram of the selected samplesSD-Single domain particles，PSD-Pseudo-single domain particles，MDMultiple domain particles.

3.1.3 磁性礦物類型

柱樣S-300的值為98.5%～99.8%，平均值為99.3%（表1），其值非常接近于1，由此可知亞鐵磁性礦物主導(dǎo)了樣品的磁性特征。SIRM/χlf可用于區(qū)分磁性礦物類型，對于低矯頑力的磁性礦物，磁黃鐵礦的SIRM/χlf值很高，多為100 kA·m-1；膠黃鐵礦和磁赤鐵礦的SIRM/χlf值中等，主要集中于10～40 kA·m-1；而磁鐵礦的SIRM/χlf值通常小于20 kA·m-1，多為10 kA·m-1[34]。從圖2中可知，柱狀樣從上到下的SIRM/χlf值 基 本 上 都 小 于10 kA·m-1，范 圍 為8～10 kA·m-1，故樣品中的亞鐵磁性礦物以磁鐵礦為主導(dǎo)。

表1 柱樣各段測試參數(shù)結(jié)果Table 1 Test parameters for each section of the core

由磁滯回線可以直觀地確定飽和磁化強(qiáng)度、飽和磁化外場、飽和剩余磁化強(qiáng)度、矯頑力、剩磁矯頑力等磁性參數(shù)，由這些磁性參數(shù)可以確定磁性礦物的種類和粒度[35]。由圖4可知樣品在200 mT時，其回線就已經(jīng)閉合了，而且5、8、20 cm樣品的矯頑力分別為7.9、8.8、8.7 mT，均小于10 mT，剩磁矯頑力分別為29.5、29.4、30.8 mT。而單疇磁鐵礦矯頑力和剩磁矯頑力的理論值分別為10和33 mT，多疇磁鐵礦的矯頑力和剩磁矯頑力的理論值分別為2和15 mT，赤鐵礦的矯頑力和剩磁矯頑力的理論值分別為400和700 mT[36]。由此可見，沉積物主要磁性礦物的矯頑力和剩磁矯頑力與磁鐵礦較吻合，實(shí)驗(yàn)值比單疇磁鐵礦的理論值偏低，主要原因可能與含有粗粒度的假單疇及多疇磁性礦物顆粒有關(guān)，與前面Day圖所反映出來的樣品磁性礦物顆粒的磁疇狀態(tài)較為一致。居里溫度是鑒定磁性礦物類型的方法之一[37]。從圖4可以看出，所有樣品的熱磁曲線均顯示了600℃的居里溫度，指示了氧化的磁鐵礦的存在。

圖4 所選樣品的磁滯回線（左）和熱磁曲線（右）Fig.4 Hysteresis loops and thermo-magnetic curves of selected samples

3.2 穩(wěn)定碳同位素（δ13C）

穩(wěn)定碳同位素指標(biāo)已經(jīng)較為廣泛地應(yīng)用于南極無冰區(qū)生態(tài)環(huán)境變化的研究上。Sun等[3]對南極阿德雷島一湖泊過去3 000年企鵝糞土沉積物的元素地球化學(xué)特征和碳同位素進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，碳同位素和生物標(biāo)型元素一樣可以作為企鵝糞輸入的有效指標(biāo)，這是因?yàn)楹丛孱悆?nèi)源和企鵝外源輸入的有機(jī)碳等不同碳源具有不同δ13C值，企鵝輸入的有機(jī)碳δ13C低至約-30‰，而藻類有機(jī)碳δ13C僅僅略低于-10‰，基巖風(fēng)化產(chǎn)物的δ13C值在-20‰上下波動。

由 圖5可 知，本 文 柱 樣 第I段 的δ13C值 為-26.8‰～-21.6‰，平均值為-23.8‰，其值較接近南極地衣和南極苔蘚；第II段的δ13C值為-23.6‰～-21.5‰，平均值為-22.5‰，其值和基巖風(fēng)化物、南極海藻等較為接近；第III段的δ13C值為-27.5‰～-22.0‰，平均值為-24.69‰，其值在三段中最低且和南極海洋浮游動物、新鮮的南極動物糞便相近。

圖5 沉積物柱樣δ13C值橫線表示南極地區(qū)不同起源的有機(jī)物δ13C值的范圍，據(jù)文獻(xiàn)[38]。Fig.5δ13C value of sediment columnThe horizontal line indicates the range of δ13C values of organics of different origins in the Antarctic region,according to reference[38].

3.3 210Pb測試結(jié)果

本文由于樣品量的原因未檢測到137Cs的比活度，而且210Pbexc未出現(xiàn)理想型的活度衰變模式（圖6），所以并不能根據(jù)210Pbexc計年模式（CIC模式或CRS模式）來準(zhǔn)確計算沉積物的年齡及沉積速率，只用來判斷沉積速率的相對變化情況。結(jié)合圖6可知，第I段210Pbexc活度和深度呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，說明岸灘沉積速率相對穩(wěn)定；第II段柱樣大致表現(xiàn)為在6～12 cm段210Pbexc活度較高且與深度呈正相關(guān)關(guān)系，說明岸灘沉積速率有所增加，而13～16 cm段210Pbexc活度隨著深度的增加而減小，說明岸灘沉積速率又恢復(fù)到相對穩(wěn)定狀態(tài)；對于第III段整體呈現(xiàn)擺動型的下降，表明岸灘沉積環(huán)境相對動蕩。

圖6 210Pbexc（過剩210Pb）比活度-深度曲線Fig.6 210Pbexc（surplus 210Pb）specific activity-depth curve

3.4 粒度特征及礦物鏡下觀察

總的來看柱樣沉積物主要由砂粒級物質(zhì)組成，其含量為55.2%～98.0%，平均為78.9%。由表1可知，第I、II段的砂含量相對較高，平均值分別為82.8%、81.5%，而第III段的砂含量較上兩段小，其平均值為74.4%（圖2、7）。

樣品的巖性特征表現(xiàn)為：第I段主要為黑灰色細(xì) 粒 玄 武 質(zhì) 砂，在1、2、3 cm層 位 分 別 發(fā) 現(xiàn)約2～3根動物毛發(fā)；第II段主要為黑色至淺黃色的細(xì)砂，在其下部含有部分顆粒較大的礫石碎屑；第III段主要為淺灰色至暗黃色粒徑較大的砂礫碎屑，21 cm層 位 挑 出1根 動 物 毛 發(fā)、25 cm層 位 挑出11根動物毛發(fā)和2塊植物碎片、26 cm層位挑出15根動物毛發(fā)，其他層位未見有動物毛發(fā)和植物碎片（圖8）。挑選3、12、21 cm層位的全樣和篩分后的0.063～0.125 mm粒級的沉積物進(jìn)行鏡下觀察（圖7），從圖中可以看出沉積物大多為不透明礦物，而且磁鐵礦所占的比例相對較高。在3、12 cm層位中不透明礦物含量不論是全樣還是0.063～0.125 mm粒級都要高于21 cm層位，其下層21 cm磁鐵礦所占比例要小于3、12 cm層位。

圖7 所選層位礦物組合Fig.7 Mineral comositions in selected layers

4 討論

4.1 沉積物磁性礦物來源及強(qiáng)磁性原因

沉積物中磁性礦物可能來源有母巖風(fēng)化作用產(chǎn)生的碎屑磁性礦物、盆地中原地化學(xué)沉淀作用或改造已有礦物、由生物控制或誘導(dǎo)生成的新礦物[39-40]。一般當(dāng)χARM/SIRM的值高于200×10-5m·A-1時、χARM/χlf大于40時、χARM/χfd大于1 000時指示為菌鐵磁性礦物存在[22]。從上述分析結(jié)果來看，柱樣的磁學(xué)參數(shù)均遠(yuǎn)小于指示生物成因磁性礦物的閾值，樣品磁性礦物的生物來源可能性不大。菲爾德斯半島西海岸主要是由安山玄武巖組成，屬于侵蝕性海岸，而且南極半島及邊緣群島海灘和無冰區(qū)出現(xiàn)的大部分碎屑物質(zhì)是由凍融差異作用引起基巖破碎所致[41]，結(jié)合鏡下礦物鑒定可知沉積物中的主要礦物為輝石、角閃石、斜長石，并含有許多磁鐵礦（圖8），由此可知沉積物中磁性礦物主要來自于海岸周圍安山質(zhì)玄武巖巖屑，其磁性礦物主要是假單疇的磁鐵礦且含有少量的赤鐵礦。

圖8 樣品中所含的主要礦物及動植物殘體Fig.8 Main minerals of the sample

前人研究表明玄武巖中磁鐵礦、鈦磁鐵礦等的副礦物含量較高[42]，整個柱樣的磁學(xué)參數(shù)較其他巖性類型沉積物偏高的原因與沉積區(qū)周圍基巖的巖性類型有較高的相關(guān)關(guān)系。通過將本文和其他不同類型沉積物的磁性參數(shù)進(jìn)行比較發(fā)現(xiàn)（表2），不論是黃河、長江和東海陸架沉積物還是南極摩西島土壤和湖泊沉積物的磁化率、飽和等溫剩磁和非磁滯磁化率均遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于本文沉積物，但同時也可以看出印度尼西亞東部的玄武巖、安山巖的磁化率值和本文沉積物的值大致相同，甚至略高于本文。

表2 不同類型沉積物的磁學(xué)參數(shù)Table 2 Magnetic parameters of different types of sediments

4.2 磁性參數(shù)垂向變化特征及控制因素

本文根據(jù)磁學(xué)參數(shù)變化特征將柱樣分為3段（圖2）。

第III段（17～26 cm）：該段磁學(xué)參數(shù)整體比上兩段小，且隨深度增加不斷減小。沉積物磁學(xué)參數(shù)一般會受到粒徑大小的影響[48-49]。整個柱樣的磁學(xué)參數(shù)和中值粒徑呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)關(guān)系（圖2），磁化率和中值粒徑負(fù)相關(guān)系數(shù)R2高達(dá)0.71，同時從圖7中可知該段的中值粒徑以及礫石含量明顯大于上段沉積物，因此該段沉積物磁學(xué)參數(shù)的減小一定程度上是由于沉積物粒徑增加所致。χARM/χlf和χARM/SIRM等指示磁性礦物粒徑大小的參數(shù)以及χlf、SIRM指示磁性礦物含量多寡的參數(shù)隨深度增加呈減小的趨勢，說明磁性礦物含量不斷減少，磁性礦物粒徑逐漸變粗。黃婧等[1]在研究南極菲爾德斯半島西海岸生物灣海灘階地上海豹糞土層時，通過分析有機(jī)地球化學(xué)指標(biāo)曾指出柱樣的底層真菌和微生物的活動要遠(yuǎn)強(qiáng)于表層，劉健等[50]曾指出在鐵氧化物還原階段，碎屑成因的亞鐵磁性礦物（如磁鐵礦）按粒級先小后大的順序有選擇性地被溶解。在鏡下發(fā)現(xiàn)21、25、26 cm含有一定數(shù)量的動物皮毛和植物碎片（圖8），其他層位均未發(fā)現(xiàn)，而δ13C值可以用來追蹤有機(jī)質(zhì)的來源[38]，從圖5可知該段δ13C值比較接近南極新鮮的動物糞便以及南極地衣、苔蘚的值，這都表明該段沉積物尤其是底層沉積物一定程度受到陸源動植物有機(jī)質(zhì)輸入的影響。因此該段可能會出現(xiàn)上述溶解反應(yīng)導(dǎo)致底部細(xì)粒磁性礦物含量減少，磁性礦物粒徑變粗。該段粒度數(shù)據(jù)顯示沉積物的中值粒徑整體比上兩段大，同時210Pb結(jié)果顯示該段沉積速率相對穩(wěn)定，隨著海岸水動力條件加強(qiáng)，在波浪作用下磁鐵礦等重礦物在沉積區(qū)附近被反復(fù)沖刷磨蝕，使得較粗的磁性礦物被保存下來。

第I段和第II段：χlf、SIRM指示磁性礦物含量多寡的參數(shù)值較高，說明磁性礦物含量相對較高，χARM、χARM/χlf和χARM/SIRM等指示磁性礦物粒徑大小的參數(shù)也相對較高，說明柱樣磁性礦物粒徑較細(xì)。由于采樣點(diǎn)位于菲爾得斯半島西側(cè)一級海岸階地，對沉積環(huán)境的水動力條件變化較為敏感，由210Pb結(jié)果可知沉積速率相對于下段加快，同時樣品的中值粒徑較細(xì)且變化較小，表明海灘的沉積動力相對穩(wěn)定，有利于細(xì)顆粒的磁性礦物保存。

5 結(jié)論

（1）柱樣主要是假單疇的亞鐵磁性礦物（磁鐵礦）且含有少量的反鐵磁性礦物（赤鐵礦、針鐵礦）。由于海灘基巖為玄武巖和玄武質(zhì)安山巖，柱樣表現(xiàn)出較強(qiáng)的磁學(xué)特征，其磁化率均值（χlf）高達(dá)1 597.1×10-8m3·kg-1，約為一般海灘磁化率值的3～4倍。

（2）根據(jù)磁學(xué)參數(shù)將其分為3段，第III段由于受到粒度增加和成巖過程中有機(jī)質(zhì)分解的影響，磁學(xué)參數(shù)整體比上兩段小，且隨深度增加不斷減小。第II段和第I段χlf、SIRM指示磁性礦物含量多寡的參數(shù)值相對較高，表明磁性礦物含量較高，指示磁性礦物粒徑的磁學(xué)參數(shù)χARM/χlf、χARM/SIRM和χARM值也相對較高，表明磁性礦物顆粒較細(xì)，結(jié)合210Pb和粒度結(jié)果可知，由于沉積水動力條件相對較弱，沉積環(huán)境相對穩(wěn)定，有利于細(xì)顆粒的磁性礦物快速保存下來。

致謝：感謝王雙實(shí)驗(yàn)員、陳瑩璐碩士在磁學(xué)參數(shù)測試分析過程中給予的幫助，感謝夏威嵐研究員、范迪實(shí)驗(yàn)員在鉛測年和穩(wěn)定碳同位素測試方面的幫助,感謝張衛(wèi)國教授給予文章的寶貴修改建議。