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ISSN: 2333-9721

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兰州市大气降尘磁学特征及其环境意义
丰华,刘秀铭,,马明明,李平原,刘植,赵国永,毛学刚
地理学报 , 2012, DOI: 10.11821/xb201201004
Abstract: 对兰州市大气降尘进行系统的环境磁学测量及分析。结果表明,兰州市大气降尘中磁性矿物总体含量较高,以假单畴磁铁矿为主,并伴有少量的磁赤铁矿、纤铁矿及赤铁矿,而且它们主要是来自人类活动产生的污染。过去研究表明,磁性矿物含量年内变化特征显著,冬季污染值高是由于供暖所致,但3月份虽然处于供暖期,它的污染值却明显低于其它供暖期,我们认为主要是兰州市特有的逆温现象3月份贴地逆温强度低,利于污染物扩散所导致。4、5月份污染值全年最低,除了逆温层的作用以外,还与该月份频发的沙尘暴带来的低χlf值的稀释作用有关。近年来,随着污染防治工作的开展,兰州市大气污染状况有了较大改善,2010年χlf值比2007年降低了38%,证明环境磁学方法可以有效地监测城市污染。
兰州沙尘暴样品磁学性质与粒度分析及其与悉尼样品的对比
马明明, 刘秀铭, 李平原, , 丰 华, 雷培文
中国沙漠 , 2013, DOI: 10.7522/j.issn.1000-694X.2013.00032
Abstract: 对2009年9月23日悉尼特强沙尘暴和2010年4月兰州沙尘暴样品进行了磁学参数和粒度测量。结果表明:悉尼尘暴样品中磁性矿物含量远远低于兰州样品。磁性矿物种类略有不同,兰州样品主要含有磁铁矿、磁赤铁矿,可能含有赤铁矿;悉尼样品除了上述矿物外,还含有针铁矿。悉尼样品比兰州样品的磁性矿物颗粒要细。悉尼样品的粒度分布曲线呈现四峰态,粒度曲线呈现宽扁形态;兰州样品呈现三峰态,粒度曲线则呈窄高的形态。沙尘暴样品与源区样品磁学性质的大相径庭及粒度曲线的多峰态分布都说明了沙尘暴物源的非惟一性。此外,将兰州沙尘暴样品与九州台黄土-古土壤样品的粒度进行了比较,结果显示,1~10μm组分含量的增加及10~20μm组分含量的减少主要与不稳定矿物的物理化学风化过程有关,0.02~1μm组分含量增加的主要原因是新矿物的生成及不稳定矿物的风化。沙尘暴样品与黄土-古土壤样品的粒度分布曲线具有一定的相似性,说明现代沙尘暴事件是地质时期风尘活动的持续,现代风积作用仍在继续。
红黏土磁化率增强机制
赵国永, 刘秀铭, , 陈 渠, 李平原, 郭 晖, 刘 植
中国沙漠 , 2013, DOI: 10.7522/j.issn.1000-694X.2013.00097
Abstract: 对于黄土-古土壤序列,磁化率增强机制已经被大家认可,并且磁化率被广泛作为古夏季风强弱变化的代用指标。红黏土伏于第四纪黄土之下,同为风成沉积物,对红黏土磁化率增强机制的研究程度不高,且对强发育红黏土获得比较低的磁化率值的原因不清楚。本文通过对佳县红黏土进行系统岩石磁学分析得出:(1)红黏土磁性矿物种类以磁铁矿为主,同时含有一定量磁赤铁矿、赤铁矿;磁性矿物平均粒径为PSD颗粒;强发育层含有较多的软磁性矿物,弱发育层含有较多的硬磁性矿物。(2)χ、χfd和χARM两两之间表现出很好线性正相关关系,说明红黏土中含有大量SP和SD颗粒亚铁磁性矿物,这些细小磁颗粒是在成壤过程中产生,成壤作用导致古土壤层磁化率升高。(3)红黏土χfd、χfd%值较高,说明经历较强的成壤过程,成壤环境与黄土高原黄土-古土壤序列类似,与阿拉斯加、西伯利亚黄土-古土壤明显不同。
水泥稳定碎石基层收缩裂缝综合防治试验
黄煜,伟民,徐建达,吴明
重庆大学学报 , 2006, DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2006.11.038
Abstract: 为了控制反射裂缝,基层材料的性能优化是简单有效的技术途径,采用减少基层材料用水量、降低水泥用量以及降低水的表面张力等方法均有助于减少收缩裂缝的产生.试验结果表明,水泥稳定碎石基层中掺加粉煤灰、减水剂、减缩剂能明显改善基层抗收缩性能,通过采用复合掺加的方法效果更佳.
CBD方法对天然样品磁性矿物影响
,刘秀铭,陈渠,赵国永,陈家胜,毛学刚,郭雪莲
地球物理学报 , 2012, DOI: 10.6038/j.issn.0001-5733.2012.09.025
Abstract: 本研究选择川西高原、天山和西伯利亚Kurtak剖面的黄土古土壤样品及亚热带非风成样品进行CBD处理,系统测量并对比处理前后的磁学参数,包括低频磁化率、频率磁化率、非磁滞剩磁、饱和等温剩磁、剩磁矫顽力和热磁曲线(J-T曲线),分析处理前后磁性矿物种类、含量和磁畴的变化.结果表明,CBD方法对于磁性矿物的溶解并无明显的选择性,在温度与反应时间一定的条件下,磁性矿物的溶出量主要受控于其粒径分布.CBD方法可以非常有效地去除具有更大比表面积的细粒(<1μm)磁性矿物,同时溶解粗粒(>1μm)磁性矿物外缘,使其粒径变细.CBD处理后磁化率变化存在多种可能,对于成土作用较强的古土壤,CBD方法可以较为准确地提取成土成因的磁性信息;而干旱和过度湿润条件下的风积黄土,不宜使用CBD方法区分原生与次生磁性矿物.
澳大利亚悉尼中新世古土壤形成时期的古气候特征
王涛,刘秀铭,,陈家胜,郭晖
第四纪研究 , 2015,
Abstract: 澳大利亚悉尼地区普遍分布着一套中新世早期(17MaB.P.)发育的砖红壤地层,本文选取该古土壤剖面作为研究对象,进行了常量元素、岩石磁学和土壤色度测试。通过化学蚀变指数(CIA)、磁化率(χ)、磁性矿物居里温度(TC)、土壤红度(a*)等环境代用指标,结合现代土壤诊断学特征进行综合分析,得出以下结论:1)该中新世古土壤形成时期地表化学风化作用十分强烈,悉尼地区当时可能为湿热的热带气候,通过古土壤化学风化指数对悉尼地区当时降水量进行半定量重建,年平均值高达1471.22mm;2)丰富的降水使土壤发生脱硅富铝铁过程,铁、铝氧化物沿地层自上而下淋溶淀积,在剖面底部富集形成铁结核和铁盘层;3)该古土壤剖面自上而下磁性矿物种类发生规律变化,磁性矿物由磁铁矿→磁赤铁矿化的磁铁矿→磁赤铁矿→赤铁矿逐渐转变,尤其是磁赤铁矿和赤铁矿的大量富集,说明古土壤形成时期对应着一种高温氧化环境。
新疆尼勒克黄土岩石磁学特征及变化机制研究
王涛,刘秀铭,,马明明,赵国永,陈家胜
第四纪研究 , 2014, DOI: 10.3969/j.issn.1001-7410.2014.03.04
Abstract: 新疆黄土与黄土高原黄土相比,无论在物源还是后期成土环境方面都存在较大差异,因此二者的磁学特征有所不同。本文选取伊犁尼勒克地区的一个黄土-古土壤剖面进行了系统的岩石磁学及粒度研究。实验结果表明尼勒克剖面中磁性矿物具有以下特征:1)以亚铁磁性矿物磁铁矿和磁赤铁矿为主,并含有一定量的反铁磁性矿物赤铁矿和针铁矿;2)各黄土层成壤作用弱,磁性矿物以原始输入的粗颗粒MD和PSD为主。PS1古土壤层成壤作用强,以细颗粒SD为主。弱发育古土壤层PS0既包含SD颗粒,又有粗颗粒。各地层均不含SP颗粒;3)PS1古土壤层原始含铁矿物输入量略低于黄土高原地区,其他各地层均高于黄土高原地区,但受成土作用及其他因素影响,剖面中亚铁磁性矿物含量远低于黄土高原黄土-古土壤层。PS1古土壤层成壤作用强,在新疆地区较为少见,但其磁化率却低于各黄土层,说明尼勒克黄土-古土壤磁化率变化机制与黄土高原地区不同。古土壤层原始输入含铁矿物的量较黄土层低,但原始含铁矿物只是影响剖面磁化率变化的原因之一。PS1古土壤层在沉积后期受到间歇性水流作用,成土成因的强磁性SP磁铁矿/磁赤铁矿颗粒遭受破坏并转化为赤铁矿,导致PS1古土壤层磁化率的急剧降低,并使该层赤铁矿的相对含量增加。
花岗岩上发育的亚热带红土岩石磁学特征
,刘秀铭,王涛,温绣娟,赵国永,陈渠
第四纪研究 , 2014, DOI: 10.3969/j.issn.1001-7410.2014.03.05
Abstract: 本文对发育于花岗岩上的两个亚热带红土剖面进行了系统的岩石磁学研究,测试了磁化率、频率磁化率、等温剩磁、非磁滞剩磁、磁滞回线等常温磁学参数,选取代表性样品进行了高低温岩石磁学分析,拟探讨亚热带红土磁性矿物的特征及湿热环境下土壤中磁性矿物的转化规律。实验结果表明:亚热带红土的强磁性矿物为磁铁矿、磁赤铁矿;弱磁性矿物为赤铁矿和针铁矿,滞水土层中含有纤铁矿。花岗岩具有较强的磁性,在其上发育的红土也因此具有较强的磁性。花岗岩中的亚铁磁性矿物的磁畴以多畴占主导地位,随着风化强度的增强,逐渐形成较细粒的超顺磁与单畴磁性矿物。亚热带红土中的磁赤铁矿与位于半干旱区黄土高原成土作用形成的磁赤铁矿存在着磁学性质上的差异,表现为具有更高的居里点(约600℃和640℃),可能说明亚热带红土中的磁赤铁矿粒径更粗。两个剖面在磁学性质上存在着明显的差异,泉州剖面磁性矿物以磁铁矿为主,磁化率最高可达1823×10-8m3/kg,平均值为1033.1×10-8m3/kg,具有较低的剩磁矫顽力;福州剖面磁性矿物以磁铁矿和部分热稳定磁赤铁矿为主,磁化率最高为385.73×10-8m3/kg,平均值为91.5×10-8m3/kg。基于磁学参数分析,认为母质与后期成土作用共同造成了两个剖面的磁学性质差异,但后者起主导作用。磁化率在两个剖面中,均随着深度减小而减小,与温带地区表层土磁化率增强有很大区别。湿热环境条件下,强磁性矿物溶解或转化为弱磁性矿物的程度主导剖面磁化率变化。
佳县红粘土磁学性质
赵国永,刘秀铭,,陈渠,李平原,郭晖,刘植,王涛
第四纪研究 , 2013, DOI: 10.3969/j.issn.1001-7410.2013.03.02
Abstract: 黄土/古土壤序列和红粘土均已被证明是风积成因,然而红粘土研究的程度远低于黄土/古土壤序列,比如强发育红粘土获得比较低磁化率值的原因并没有得到清楚解释,红粘土磁化率代用指标问题和红粘土搬运路径等问题还存在较大的争议,红粘土记录古气候意义研究也相对薄弱,因此加强对红粘土的研究,有助于对古气候的理解。佳县位于黄土高原与毛乌素沙漠交接地区,季风区与非季风区过渡地带。对佳县厚60m的红粘土样品进行系统磁学参数测量分析发现,佳县红粘土以软磁性矿物(磁铁矿、磁赤铁矿)为主,同时含有一定量硬磁性矿物(赤铁矿、针铁矿,主要是赤铁矿);强发育古土壤层含有较多软磁性矿物,弱发育古土壤层含有较多硬磁性矿物;磁颗粒粒径基本在0.2μm以下,X>64×10-8m3/kg时,磁颗粒粒径小于0.1μm。剖面底部磁学参数变化存在异常,原因可能是:赤铁矿含量增加,超顺磁(SP)亚铁磁性颗粒含量急剧减少,单畴(SD)颗粒相对含量增加。该异常原因解释符合前人提出的成壤路径:水铁矿→SP磁赤铁矿→SD磁赤铁矿→SD赤铁矿。
西北戈壁沙漠-黄土高原区表土磁化率特征及其意义
李平原,刘秀铭,郭雪莲,,赵国永,马明明
第四纪研究 , 2013,
Abstract: 黄土高原表土磁化率与降水量呈良好的正相关性,为定量反演这一区域第四纪时期降水量变化提供了理论基础。通过对西北戈壁沙漠-黄土高原表土磁化率研究,表明表土磁化率与降水量的相关性出现在一定的降水范围内。其界限是年平均降水量200~300mm:高于这一界限,表土的磁化率、频率磁化率、百分比频率磁化率与降水量、相对湿度均呈现良好的正相关关系;低于这一界限,磁学参数与气候之间的相关性明显减弱,或者变得不明显。这是因为在该气候条件下,1)风化弱,成土组分贡献小,同时2)风积磁颗粒粒径粗,对磁化率影响较大的缘故。
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