环境磁学学习汇报

物质中的剩余磁性类型
天然剩磁 （NRM）：
岩石、沉积物和 土壤等天然物质 通过某些天然作 用获得的剩磁， 特点是剩磁较弱 但很稳定，在强 度上为各种类型 的剩余磁化强度 的总和
热剩磁 （ TRM） 化学剩磁 （CRM）
磁性矿物在天然磁场中从居里点以上的 温度冷却下来获得的剩余磁化强度 磁性矿物在居里温度以下发生化学变化， 当磁性颗粒生长到临界体积（超顺磁单 畴与稳定单畴的界线）时外磁场就被固 定在该颗粒，从而获得的剩余磁化强度 碎屑磁性颗粒（已获得热剩磁或化学剩 磁）在介质中沉降时使自己的净磁矩沿 外场方向排列产生的剩余磁化强度
磁 化 率
利用此参数可以区分是哪种颗粒的物质对磁 化率的贡献较大。
粒 度 如：低的ARM/x（<0.1），高的SIRM/ARM(>0.01)组合
指示了粗的铁磁晶粒。
高的ARM/x（<0.1），低的SIRM/ARM(>0.01)组合指示 了细粒的铁磁晶粒。 两者同为低值时，则指示了超顺磁颗粒贡献。
局限性：单纯的考虑粒度与磁化率
环境磁学中，磁性矿物类型的鉴定基本上 是利用不同磁场下的物质的IRM磁化和退磁特 征。如针铁矿、磁铁矿及赤铁矿分别在120， 580和680度左右解阻，而还有一些载磁矿物胶 黄铁矿、磁黄铁矿、磁赤铁矿和钛磁铁矿均在 300-350度或略高一点温度范围内解阻。
利用交变退磁方法对带饱和剩磁的样品进 行退磁，也可以确定磁性矿物类型，MDF (median destructive field)常用作硬磁成分的指 标，MDF值越高，样品磁性越硬。
3
碳酸钙的含量在空间上自西北向东南依次减少的趋 势与自西北向东南气候由干冷趋于温湿相一致。
局限性：碳酸盐来源类型比较复杂，如果是沉淀
形成的对气候反映就不怎么明显。只有自生的才具有 气候意义。这无疑对采样增加了难度。
同 位 素
生 文献： 物 记 录
综上，每种环境代用指标均能够给出一个环 境变化的过程。只是变化分辨率，变化幅度和对 特征事件的敏感程度不相同。由于自然界中的事 物是相互联系的，因此各个代用指标也存在着多 重对应的关系，因此要想准确的解释环境变化的 过程以及敏感程度，必须采用多重指标才更具有 合理性。
1、Li Bingyuan, Zhu Liping. “Greatest lake period” and its palaeo-environment on the Tibetan Plateao. Journal of Geographical Sciences,2001,11(1);34-42. 2、沈吉，张恩喽，夏威岚。青海湖千年来气候环境变化的湖泊沉积记录。第四纪研 究，2001，21（6）:508-513. 3、Wang Junbo,Zhou Liping.Grain-size chacteristics and their Paleoenviromental significance of Chen Co Lake sediments in Southern Tibet. Progress in Geography,2002,21(5);459-467.[王君波，朱立平，藏南陈错沉积物 的粒度特征及古环境意义。地理科学进展，2002,21（5）；459-467] 4、Meyers P A. Preservation of elemental and isotopic source identification of sedimentary organic matter. Chemical Geology,1994,114; 289-302.
谢谢
受保存条件，沉积速率以及埋藏效应影响。
有 机 质 (TOC)
一般来说，沉积物中的有机质对磁化率起着增高的作wk.baidu.com， 一是多数有机质本身有趋磁性，二是某些微生物如趋磁细 菌能使低浓度的有机铁转换成强铁磁性矿物。
黄土中有机碳是在一定生物气候环境下的产物，其含量 和性质与环境有关，气候温暖湿润，自然植被生长繁茂， 有利于有机碳生成和积累，相反，气候干燥寒冷，植被 稀疏，沉积速率高，土壤中有机碳含量就贫乏。因此黄 土中有机碳含量变化是反映古气候变化的一个重要信息， 可作为气候变化的一个代用指标。
等温剩磁 （IRM） 非磁滞剩磁 （ARM）
影响环境物质磁性的3个主要因素
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磁性矿物的含量（X,SIRM） 磁性矿物的晶粒特征 (MD,PSD, SD,FV,SP) 磁性矿物的类型
磁化率频率系数Xfd%主要用来鉴定物质中细的铁磁晶粒 （SP-FV）. 鉴别超顺磁物质的一个可行方法，是进行温度磁化率的测 量，SP随着温度的上升会发生显著的差异，从液氮温度 测至室温，磁化率可增加13-30%。 ARM常用来鉴别稳定单畴铁磁晶粒0.02-0.04um，但 前提是ARM与等温剩磁有关。
CaCO3
黄土化学成分CaCO3 的含量及淀积深度是黄土物质成分迁移、富 集的表现, 通过它可以恢复古降水量, 揭示风化成壤作用的强弱以及 气候的演化。
含 量 原生和次生之分，主要是次生的。次生CaCO 是在黄土沉积以后
的风化成壤过程中形成的,它的物源来自4方面。（1）原生碎屑 CaCO3颗粒溶解后再沉淀形成的；(2)含钙矿物风化后放出钙,并和 H2CO3结合产生的；(3)黄土地层中还有生物活动产生的CaCO3； (4)来自大气降水中的CaCO3。
3（Heller F ,L IU T S. 1982. Magnetostratigraphical dating of loess deposits in China. Nature ,300 :431～433.）
湖泊沉积物粒度大小变化可以很好的反映水深。
即利用沉积物粒度的变化来研究湖泊水深变动，从而 外推到湖泊的扩张与收缩，已经得到广泛应用。
局限性：并非所有的动植物机体，组织以及分泌物、
排泄物都能完整的保存在沉积物中，受到搬运、氧化 分解的影响。其含量随深度的增加而减少，即随时代 变老含量愈低。
1 Wen Qizhong,Diao Guiyi,Jia Rongfen,et al.Geochemical records of paleoclimaric changes in loess section[J],Quaternary Science,1995,(3);223-231 2 顾兆炎，刘东生。中国第四纪黄土地球化学研究进展[J]。第四纪研究， 2000,20（1）：41-54
1Kukla G,Heller, Pleistocen climates in china dated by magnetic susceptibility.
2 Mullins C E. 1997,Magnetism susceptibility of the soil and its significance in soil science : a review. J . Soil Sci. ,28 :223～246.）
碎屑剩磁 （DRM） 粘滞剩磁 （VRM）
样品在新的外场作用下获得的剩磁， 与时间密切相关 样品在特定温度（如室温）条件下 受稳定磁场作用获得的剩磁，剩磁 的大小依赖于所加稳定磁场强度
在弱恒定磁场存在的情况下，使样品经 受强的并平衡地降低到零的各类交变磁 场作用获得的剩余磁化强度
弱场常温或 实验室条件 获得的剩磁
各种环境指标
磁 化 率
粒 度
碳 酸 钙
有 机 碳
同 位 素
以黄土和湖泊沉积物为例
磁化率指示了夏季风环流的强度，可根据它的大 小，特别是其相对于粉尘原生磁化率的增量(成壤分 量)来大致确定夏季风的活动范围，并估计它的相对 强度. 质量磁化率的高值指示了暖湿的气候环境, 反之, 质量磁化率的低值指示了干冷的气候环境.
在黄土、深海沉积物、湖泊沉积 物等研究中，利用磁参数变化曲线进 行地层划分、样芯对比，突发事件指 古气候和古环境研究 示，沉积速率计算和物源判别，并极 研 好的指示气候变迁与环境的演化过程， 且能与其他气候指标互相印证。 究 第四纪地质
领 域
环境污染
2 环境磁学应用领域
环境磁学研究涉及大气圈、水圈和 岩石圈中的磁性颗粒，能为全球环境变 化、气候过程和人类活动对环境的影响 等研究提供有价值的资料，其研究范围 不断扩大，已经成为当今全球变化研究 的热点。古气候和古环境的研究是最泛 和最多的，迄今文献和专著数量可观。
学习汇报
11.24
1环境磁学理论基础 2环境磁学应用领域
环境磁学是一门介于地学、
磁学和环境科学之间的新兴边缘 学科。通过一定的载体恢复环境 变化的历史。 《Environmental Magnetism》
磁性分类顺磁性、抗磁性、
铁磁性、亚铁磁性和不完整性反铁磁 性。
天然磁性矿物磁性参数
磁化率（k）、饱和等温剩（SIRM）、 剩磁矫顽力（Bo）、软剩磁、硬剩磁、天然 剩磁（NRM）、饱和磁化强度（Mr）及饱和 剩磁与磁化率比值等。 对环境研究来说，最有用的矿物磁性特征 是磁化率和等温剩磁。
粒 度
的关系不符合实际情况，因为沉积物的磁 化率不仅是一个磁畴问题，而且与物源、 沉积动力条件、沉积环境和次生条件的变 化密切相关。
黄土而言，粒度的大小反映了风力强弱及风速大小，进而
可以重建风场。如经实验数据分析，将>30um粒级颗粒的含 量作为东亚冬季风强度变化的一个替代指标；2-8um与冬季风 强度变化反相关；8-30um粒级变化则没有直接的对应关系。