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三峡库区巫山望天坪沉积物环境磁学特征研究

侯跃伟  
【摘要】: 当前,全球环境变化和区域响应研究已成为科学界关注的焦点。“现在是认识过去的钥匙”。过去全球变化(Past Global Changes)是全球变化研究的核心计划之一,其主要目的是预测未来区域性和全球性的气候和环境演变趋势。研究区望天坪剖面位于四川盆地东部边缘,是三峡库区腹心地带,区内不同地貌单元分布的黄土状沉积物是研究古环境演变良好载体。因此,对该区黄土状沉积物的研究有助于理解第四纪古环境演化的区域差异。 通过对长江三峡地区望天坪剖面沉积物磁性、重金属和有机质分析,我们对该沉积物磁学特征及其与沉积环境之间的关系,得出以下几点认识: (1)磁学参数χ、SIRM、HIRM以及热磁曲线和磁滞回线表明,望天坪剖面磁性矿物含量总体较低,磁性矿物类型主要是亚铁磁性矿物磁赤铁矿和顺磁性矿物,并且存在一定量的不完整反铁磁性矿物赤铁矿,而磁铁矿含量相对较少。 (2)_(χfd)%、χ_(arm)及比值参数SIRM/χ反映了剖面磁性颗粒粒度主要为单畴(SD)和稳定单畴(SSD)为主,并且含有一定量的超顺磁性颗粒(SP)。 (3)望天坪剖面样品中的磁化率X具有明显的垂向波动;表层至40cm深度,X含量较低,幅度不大,且在40cm处形成谷值;中上部40-150cm深度,X随深度的增大而增加,并在150cm处达到最大值;中下部150-200cm深度,X向下递减,在200 cm又形成小的波谷;200-310cm深度,X在220cm形成一小的波峰后,随后向下又呈递减趋势。样品中X总体偏低,X的变化范围为7.93x10-8~19.73×10-8m3/kg,平均值为15.66×10-8m3/kg,小于西北洛川黄土和下蜀黄土。磁化率值变化与非磁滞剩磁磁化率、频率磁化率呈显著正相关,反映了成土过程中产生的超顺磁颗粒(SP)和稳定单畴(SSD)对磁化率的贡献,因此x值的高低反映了成土作用的强度,间接反映了古环境的变化。 (4)望天坪样品的磁组构P,F,L值均低而稳定,而q值变化范围较大,这与风成沉积的特征相似,而与水成沉积特征显著不同,因此推测其为风成沉积。 (5)望天坪剖面有机质含量偏低,说明该地层形成时期气候偏于干燥寒冷,不利于生物生长。同时,望天坪剖面形成后期的气候环境可能还有利于有机质的分解而有损一部分有机质的含量水平。剖面的有机质含量与磁化率呈正向相关但相关系数较低(0.05水平),因此其含量高低不能作为引起磁化率波动的主要原因。 (6)重金属元素Zn、As、Cu、Ni、Fe、Cu、Co、Mn之间有着明显的相关性,反映了沉积物在物源、迁移、影响富集因素等方面,有较相似的地球化学行为;磁学参数X、XARM、Xfd、SIRM/χ与重金属元素Fe、Co、As、Zn、Ni的线性回归方程:


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