海南玄武岩风化壳剖面磁化率变化特征

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1、第30卷第5期热带地理Vol.30，No.52010年9月TROPICALGEOGRAPHYSept.，2010海南玄武岩风化壳剖面磁化率变化特征1,21,31饶志国，吴翼，朱照宇（1．中国科学院广州地球化学研究所边缘海地质重点实验室，广州510640；2．兰州大学西部环境教育部重点实验室，兰州730000；3．中国科学院研究生院，北京100039）摘要：我国华南地区分布较广的玄武岩风化壳剖面由于代表了自基岩开始向上逐步风化成壤作用加强的过程，具有深入研究土壤磁学参数与成壤强度之间关系的潜力。对来自海南文昌南阳的新生代玄武岩风化壳剖

2、面的磁化率测量和分析表明：该剖面低频质量磁化率（lf）和高频质量磁化率（hf）具有相同的变化趋势，总体而言，随着成壤强度的增加先缓慢降低而后迅速增加；与此同时，百分频率磁化率（fd%）则从玄武岩基岩到风化壳顶部呈明显的升高趋势；低频质量磁化率与高频质量磁化率的差值（fd）则随着成壤强度的增加先缓慢升高而后迅速升高。这些数据暗示，各种磁学参数与成壤强度之间的关系较为复杂，相对而言，百分频率磁化率（fd%）在一个较广的成壤强度范围内可能是一个较好的成壤强度指示器。初步研究结果表明，对该类型剖面更为深入的环境磁学和岩石磁学研究，

3、有可能更详细地了解风化成壤过程中磁学参数变化的机理。关键词：华南；玄武岩风化壳；磁化率；成壤作用中图分类号：P951文献标识码：A文章编号：1001-5221（2010）05-0476-06磁化率是过去全球变化研究中进行古气候、古近年来，磁化率的研究取得了突飞猛进的发展，[17]环境重建的常用代用指标，广泛应用于湖泊沉积对土壤磁化率变化的机理有了更深入的认识。如[1-2][3-4][12]物、海洋沉积物中。近来也被应用于与环境污Liu等通过对黄土的研究和Nie等通过对红黏土的[5-6][13]染相关的研究，甚至可以用来区分人民币的真

4、研究提出低频质量磁化率（lf）与高频质量磁化[7]伪。然而，磁化率最广泛的应用目前仍在中国黄率（hf）之间的差值（fd）可能是一个更好的成壤土/古土壤序列研究中，已经取得了成千上万的成强度的指示器。而其他一些研究者则尝试从对现代[8-16]果。在中国黄土研究中，磁化率经常作为一个夏表层土壤的磁化率研究出发，来建立其与气候环境[8]季风的代用指标被使用，也被用来估算古降水量因子的关系，为相应的古环境重建提供直接的现代[14-15][18-20]的变化过程。参照。同时，由于来自阿拉斯加和西伯利亚的[21-22]这是由于，虽然在中国

5、黄土磁化率变化机理上黄土研究中，磁化率值高低与黄土/古土壤地层存在不同的学术观点，不同学者提出不同的假说来之间的关系与中国黄土相反，在这些区域，高的磁对中国黄土中古土壤层的磁化率增强进行解释，如化率值对应于黄土层，与中国黄土中高的磁化率值[9][10][11]“源区假说”、“磁通量稀释假说”和“成壤假说”，出现在古土壤层是不同的，这使得研究者相信成壤[23]但更广泛被接受的是“成壤假说”，这一观点认为土强度与磁化率之间存在不同的关系模式。壤发育过程中形成的超顺磁颗粒是主要磁信号携带从根本上讲，成壤作用主要受五大要素的影响，者。与此同

6、时，对中国黄土/古土壤序列百分频率磁即母岩、气候、生物、地形和时间。这五大要素都化率（指示超顺磁磁性矿物磁化率占总磁化率强度可以从不同侧面影响成壤强度和磁化率之间的关的百分比）的研究表明，古土壤的频率磁化率的确系。以生物要素为例，有研究表明C4植物的生长和[24]高于黄土，并与黄土/古土壤序列的变化具有很好的燃烧也可以影响土壤磁化率信号。显然，这五大[16]一致性。这就说明古土壤发育过程中产生了更多要素的综合影响则更为复杂。简言之，由于有研究的超顺磁磁性矿物，而黄土高原的土壤发育强度主表明大致相同的气候、植被、地形条件下，不同母要由

7、夏季风带来的暖湿气候所控制。岩类型风化而成的表土，其磁化率值具有很大的差收稿日期：2009-11-05；修订日期：2010-06-22基金项目：国家重点基础研究发展计划（973计划）项目（2010CB833400）;国家自然科学基金重点项目（40930106）；国家自然科学基金面上项目（40872111）作者简介：饶志国（1978―），男，湖南长沙人，博士，讲师，主要从事全球变化方面的研究，（E-mail）zgrao@lzu.edu.cn。5期饶志国等：海南玄武岩风化壳剖面磁化率变化特征477[25]异。这就表明仅仅依据黄土本身的研

8、究，可能较难清晰地明确磁化率与成壤强度之间的关系，由于无法对每一份黄土样品的物源区进行准确判断，亦即沉积时，黄土与古土壤可能就已具有较大的磁化北率差异。同样地，对现代表土磁化率与相应气候环部境因子之间的关系研究而言，无疑采用同一种母岩