冯 宇
（成都理工大学地球科学学院，四川 成都 ６１００５９）
摘要：在中国的黄土沉积序列中具有大量自晚新生代以来可以用于古气候演化重塑的信息。第四纪黄土中的岩石矿物的磁性特征，可以有效的应用在古气候的研究之中。有研究表明磁化率与夏季风强弱变化具有密切的关系，可以将其作为替代性指标，将其运用在古气候的演变研究之中，有助于人们更直观的了解古气候的变化过程。
关键词：第四纪黄土；环境磁学；古气候
引言：环境磁学是一门比较年轻的交叉学科，它涉及到磁学、地求科学和环境科学这几个学科，其主要是利用岩石（矿物）的各种磁学参数，对过去环境的变化进行反演。１９６７年Ｔｈｏｍｐｓｏｎ首先提出了环境磁学的概念，而后在其１９８６年出版的《Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ Ｍａｇｎｅｔｉｓｍ》一书中对环境磁学进行了详细的定义。矿物颗粒在沉积过程中所处的环境不同会使其磁学性质不同，因此对黄土中的磁性矿物进行研究就可以为反演出古环境提供有力的依据，从而重建古气候环境的演变过程。１．磁性矿物来源
黄土沉积中磁铁矿（ｍａｇｎｅｔｉｔｅ）、磁赤铁矿（ｍａｇｈｅｍｉｔｅ）和赤铁矿（ｈｅｍａｔｉｔｅ）是最主要的磁性矿物。其中，磁铁矿和磁赤铁矿对黄土的磁化率、剩磁贡献是最大的，通常将它们作为最主要的磁性载体。磁铁矿在成因上不仅有原生成因的，还有次生成因的。一般来说，原生成因的磁铁矿通常较次生成因的来说矿物的颗粒更粗。而黄土沉积物中的磁赤铁普遍被认为是次生的，其在土壤磁学的研究具有十分重要的地位，它可以为我们了解土壤形成的时候所处的环境提供许多难得的信息，还有研究表明，磁铁矿的含量可以用于指示黄土沉积物的土壤化程度。
２．磁性矿物粒度特征
黄土沉积物中的磁性矿物颗粒的磁畴状态也是黄土磁学研究的一个重要内容。其中，许多学者人为沉积物中的磁性颗粒的粒度分布会对沉积物的磁化率造成重大的影响，引来了许多学者的关注。在对矿物颗粒的磁畴状态进行研究的时候必须目标明确，要针对某一个确定的矿物才行，因为同一粒度的不同磁性矿物可以表现出不同的磁畴状态。许多关于黄土磁学的研究中，都是将磁性矿物作为黄土中最主要的磁性颗粒为条件而进行的。有人利用剩磁比和矫顽力比值这一参数对中国的黄土沉积物进行研究，得出了中国黄土沉积物中的磁铁矿以假单畴为主的结论。但是在低温磁化率的分析研究中我们却发现了与之相背的观点——黄土中的磁颗粒以单畴、多畴为主。３．黄土磁学参数与古气候的关系
黄土磁化强度作为一个重要的研究黄土磁学参数，它的变化与气候的变化具有明显的关系。磁化强度的
大小与所含铁矿物的种类、数量、颗粒大小以及晶形等因素有关，与气候有关的地质作用都会引起这些因素的变化，从而黄土的磁化强度的发生变化。黄土剖面的磁化强度变化有是有规律的，其与黄土－古土壤序列可以很好的对比。磁化强度的强弱反映了土壤作用的强弱，气候温暖潮湿，土壤化作用强，铁矿物相对富集，古土壤磁化强度增加，黄土层则相反。磁化强度反映了气候环境的变化，它成为黄土研究古气候环境变化的有利手段，黄土磁化强度的变化可以视为大陆气候变化的曲线。磁化率变化反映了气候变化，可以作为衡量气候变化的指标，黄土磁化率是目前分辨率最高的古气候记录。岩石磁化率大小与铁矿物的种类、颗粒大小及数量有关，特别与超细颗粒磁性矿物数量有关，这些颗粒具有超顺磁性颗粒越多，磁化率值就越高。气候变化，成壤作用会产生大量超细颗粒磁性矿物，造成高磁化率值，这表明磁化率变化是古气候变化的直接反映。
４．黄土磁学与古气候定量估算
利用黄土磁学对古气候进行定量估算的研究中，最经常用到的方法是的利用黄土的磁化率来对古温度、古降雨量参数进行定量的重建。关于磁化率与古气候的函数，是通过统计学的方法得出磁化率与古温度、古降雨量等之间的关系而建议起来的。因为，过去的研究表明，磁化率与成壤作用的强弱有关。通常来说，成壤作用越强，其表现出来的磁化率就会越大。Ｈｅｌｌｅｒ等［１］由研究得出，次生成因的磁铁矿的含量受到当时所处的环境的影响，特别是与降雨量的关系最为直接，这可以直接应用到古降雨量的恢复中来。吕厚远等［２］也在其研究结果中表述到，现在土壤的磁化率与古温度、古降雨量具
有正相关的特性，但是在一定的情况下也会出现反常，出现负相关。但是要注意的是，研究中大多数只看到了温度、降雨量对土壤磁化率的影响，虽然有研究表明他们之间的确存在线性相关的特性，但是成壤化作用还与很多因素有关。同时，也有研究表明成壤作用与磁化率并不总是线性相关的，这暴露出了磁化率－古气候函数的方法在古气候的定量估算中的存在的不足。
结束语：中国黄土磁学中最重要的就是对古气候进行定量反演的工作，这就要求研究中对黄土沉积物中提取出来的有用的磁学参数进行准确的处理与解译，从而反演出古气候条件，以达到重建古气候环境的目的。在以往的研究工作中，总是将磁化率作用古气候的重要替代指标，而且对其的研究甚多。但是本来这种用单一变量去反演古气候的方式就具有一定的缺陷，往往使得解译结果的存在某些不足。毕竟古气候的变化可以导致磁性颗粒的多个磁学参数的变化，如果提取黄土沉积物中含有的更多的岩石磁学参数，并将其有效的应用，也许可以在古气候的定量估算中取得新的成果。
参考文献
[1]Heller F, Shen C D, Beer J,. Quantitative estimates and palaeoclimatic implications of pedogenic ferromagnetic mineral formation in Chinese loess[J]. Earth Planet Sci Lett, 1993.
[2]吕厚远，韩家懋，吴乃琴.中国现代土壤磁化率分析及其古气候意义[J].中国科学(B辑), 1994.
作者简介：冯宇，男，1994年1月出生，四川广安人，硕士研究生在读，地质学专业，研究方向：第四纪地质学。
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