萨拉乌苏河流域全新世风成砂-湖沼相沉积物磁学性质

doi:10.7522/j.issn.1000-694X.2023.00078

摘要/Abstract

摘要：

磁化率是古环境研究常用的代用指标，不同沉积环境中沉积物的磁化率增强机制不同，系统的磁学性质研究对磁化率参数的古环境意义解读尤为重要。选取萨拉乌苏河流域滴哨沟湾全新世风成砂-湖沼相沉积剖面为研究对象，通过系统的环境磁学参数研究，明确不同沉积相的磁学性质，并探讨其变化机制。结果表明：风成砂和湖沼相沉积物的磁学性质存在显著差异。风成砂中的磁性矿物以亚铁磁性磁铁矿和磁赤铁矿为主，矫顽力较低，磁性矿物的含量较高，且磁粒径较粗，以多畴和假单畴为主；湖沼相沉积物中除亚铁磁性和反铁磁性矿物以外，可能还含有磁性较弱的铁的硫化物，矫顽力较高，磁性矿物的含量较低，且磁粒径较细，以稳定单畴为主。风成砂的磁化率受成土作用影响小，主要受“风尘输入模式”的影响，风尘输入的粗粒磁铁矿和磁赤铁矿对磁化率的贡献大；湖沼相的磁性特征则受湖泊的还原环境的影响，还原作用导致强磁性的铁的氧化物发生溶解并向弱磁性的铁的硫化物转化，进而磁性矿物粒径减小，磁化率降低，矫顽力增加。

关键词: 风成砂, 湖沼相沉积物, 磁学性质, 萨拉乌苏河流域

Abstract:

Magnetic susceptibility is a commonly used proxy for paleoenvironmental research. However， the magnetic enhancement mechanism of sediments from different sedimentary environments is different， so the systematic magnetic study is particularly important for the interpretation of the paleoenvironmental significance of magnetic susceptibility. In this study， we selected the Holocene aeolian sand and lacustrine sedimentation section of Dishaogouwan from the Salawusu River Basin to clarify the magnetic properties of different sedimentary facies and explore their variation mechanisms through systematic study of environmental magnetic parameters. The results show that the magnetic properties of aeolian sand and lacustrine sediments are significantly different. The magnetic minerals in aeolian sand are mainly ferrimagnetic magnetite and maghemite， with lower coercivity， higher magnetic minerals concentration， and coarser magnetic grain size， mainly multi-domains and pseudo-single domains. In addition to ferromagnetic and antiferromagnetic minerals， lacustrine sediments may also contain weakly magnetic iron sulfides， with higher coercivity， lower concentration of magnetic minerals， and finer magnetic grain size， mainly coarse stable single domains. Magnetic susceptibility of aeolian sand are less influenced by pedogenesis and are mainly influenced by the “dust input mode”， with the dominant contribution of coarse-grained magnetite and maghemite to the magnetic susceptibility. The magnetic characteristics of the lacustrine sediments are influenced by the reducing environment of the lake， where the strongly magnetic iron oxides undergo dissolution and conversion to the weakly magnetic iron sulfides， resulting in a decrease in the magnetic grain size， a decrease in the magnetic mineral concentration and an increase in the coercivity.

Key words: aeolian sand, lacustrine sediments, magnetic properties, Salawusu River Basin

中图分类号:

P539.3

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图/表 10

图1 滴哨沟湾剖面地理位置图和野外照片

Fig.1 Geographical map and photo of the Dishaogouwan section

表1 滴哨沟湾剖面地层特征

Table 1 The stratigraphic characteristics of Dishaogouwan section

分层	深度/cm	地层特征
DS1	0~70	风成砂。淡黄色细砂，质地疏松，分选较好，偶见植物根系
DS2	70~120	湖泊相。青灰色粉砂质细砂，结构紧实，质地较硬，含根孔
DS3	120~170	沼泽相。灰黑色黏土质细砂，结构紧实，质地较硬
DS4	170~250	湖泊相夹有风成砂。青灰色粉砂质细砂夹杂黄色细砂，分选较差，底部可见冻融褶皱
DS5	250~330	风成砂。淡黄色细砂，质地较疏松，分选较好，有近似水平层理

表2 滴哨湾沟剖面光释光测年结果

Table 2 OSL age of the Dishaogouwan section

实验室编号	埋深/m	U/（mg·kg^-1）	Th/（mg·kg^-1）	K/%	年剂量/（Gy·ka^-1）	等效剂量/Gy	年龄/ka
Lzu1122	2.6	1.91±0.09	5.2±0.19	1.45±0.05	2.49±0.14	20.98±1.52	8.43±0.77

图2 滴哨沟湾剖面典型样品的κ-T曲线

Fig.2 κ-T curves of typical samples for the Dishaogouwan section

图3 滴哨沟湾剖面典型样品的IRM获得曲线（A）和反向场退磁曲线（B）

Fig.3 IRM acquisition curves （A） and backfield curves （B） for selected samples of the Dishaogouwan section

图4 χlf、 χARM、SIRM、Soft和HIRM随深度的变化曲线

Fig.4 Variations of χlf， χARM， SIRM， Soft and HIRM with depth

图5 χfd%、χARM/χlf和χARM/SIRM随深度的变化曲线

Fig.5 Variations of χfd%， χARM/χlf and χARM/SIRM with depth

图6 滴哨沟湾剖面样品磁学参数King图和Dearing图

Fig.6 King plots and Dearing plots of magnetic parameters in the Dishaogouwan section

图7 χlf与SIRM、Soft和SIRM与Soft散点图

Fig.7 Scatter plots of χlf versus SIRM， Soft， and SIRM versus Soft

图8 χlf与χfd%、χARM/SIRM和χARM/χlf的散点图

Fig.8 Scatter plots of χlf versus χfd%， χARM/SIRM and χARM/χlf

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