磁性矿物在成土过程中的生成转化机制及其气候意义-第四纪研究.PDFVIP

第 ３４卷　第 ３期 第　四　纪　研　究 Ｖｏｌ．３４，　Ｎｏ．３ 　 ２０１４年 ５月 ＱＵＡＴＥＲＮＡＲＹ　ＳＣＩＥＮＣＥＳ Ｍａｙ，２０１４ － － － ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１７４１０．２０１４．０３．０２ 文章编号　２０１４）０３４５８１６ 磁性矿物在成土过程中的生成转化机制及其气候意义 ①② ① 胡鹏翔 　刘青松 （ 中国科学院地质与地球物理研究所，特提斯研究中心，北京　１０００２９； 中国科学院大学，北京　１０００４９） ① ② 摘要　　土壤作为重要的地球表层生态系统记录了丰富的地质和环境信息。在土壤的形成和发育过程中，其所 含磁性矿物也会随之改变。因此，土壤磁性与成土时期的气候环境信息相关，进而可用于重建古环境。然而，土 壤的磁学性质由磁性矿物种类、含量和粒径等多参数控制。明确磁性矿物在成土过程中的生成和转化机制及其 与环境因子之间的响应关系、减少解释的不确定性，是土壤环境磁学研究的理论基础。本文综述了磁性矿物成土 机制及其与环境因子之间响应关系的研究进展，并对该领域的发展方向进行了讨论。 主题词　　磁性矿物　环境磁学　成土过程 ＋ 中图分类号　　　 Ｐ５７４．１９，Ｘ１２３，Ｓ１５３．２　　　　文献标识码　　 Ａ 释放出来，形成一系列次生的含铁矿物［９］，包括磁 １　引言 铁矿、磁赤铁矿、赤铁矿、针铁矿等。这些矿物形 磁性矿物在自然介质中广泛存在，其形成、运 成后，会随着土壤的发育过程，例如淋溶、淀积、 输和保存过程与环境因素密切相关。因此，自然介 ［１１］ 腐殖质化、脱钙／钙化、潜育化、富铁铝化等 ，在 质的磁学性质可用来构建地质和环境过程［１～３］。由 土壤剖面中上下迁移，随后经历转化、溶解、再沉 此，环境磁学应运而生，在构建不同时间尺度下的 淀等过程，从而在种类、含量和粒径上发生改变。 全球气候演化历史和现代环境监测中起到了不可替 母岩的风化与土壤的发育过程受控于温度、降 代的作用［２～８］。 水、微生物、植被等环境因子。瑞士科学家 Ｈａｎｓ 环境磁学研究涉及多种介质（例如河湖沉积 ［１２］ Ｊｅｎｎｙ 综合了以上影响土壤发育的诸多因素，建 ［２］ 物、冰芯、黄土等，详见 Ｌｉｕ等 及其中参考文 立了土壤发育概念模型： ＝ Ｓ ｆ（Ｃｌ，Ｏ，Ｒ，Ｐ，Ｔ）。 献）。土壤是大气圈，水圈和生物圈共同作用下的 其中Ｓ代表土壤，ｆ为土壤发育的模型函数。此模 表层生态系统，也是铁氧化物形成的重要陆地环 型将土壤归纳为在气候（Ｃｌ），生物（Ｏ），地形（Ｒ）， ［９］ 境 。一方面，土壤中含有丰富的磁性矿物，可研 母质（Ｐ）和时间（Ｔ）作用下形成的综合体。因此， 究磁性矿物的变化、环