磁化率特征 (三)磁化率的时空特征

\u78c1\u5316\u7387\u7684\u7279\u6027

\u7269\u8d28\u5728\u5916\u78c1\u573a\u4e2d\uff0c\u4f1a\u88ab\u78c1\u5316\u5e76\u611f\u751f\u4e00\u9644\u52a0\u78c1\u573a\uff0c\u6b64\u7269\u8d28\u56e0\u78c1\u5316\u800c\u6fc0\u53d1\u51fa\u6765\u7684\u78c1\u573a\u5f3a\u5ea6H\u2032\u4e0e\u5916\u52a0\u7684\u6fc0\u53d1\u78c1\u573a\u5f3a\u5ea6H\u4e4b\u548c\u79f0\u4e3a\u8be5\u7269\u8d28\u5728\u5916\u78c1\u573a\u4f5c\u7528\u4e0b\u7684\u78c1\u573a\u5f3a\u5ea6B\uff0c\u5373B = H + H\u2032 (1)H\u2032\u4e0eH\u65b9\u5411\u76f8\u540c\u7684\u53eb\u987a\u78c1\u6027\u7269\u8d28\uff0c\u76f8\u53cd\u7684\u53eb\u53cd\u78c1\u6027\u7269\u8d28\u3002\u8fd8\u6709\u4e00\u7c7b\u7269\u8d28\u5982\u94c1\u3001\u94b4\u3001\u954d\u53ca\u5176\u5408\u91d1\uff0cH\u2032\u6bd4H\u5927\u5f97\u591a\uff08H\u2032/H\uff09\u9ad8\u8fbe10\uff0c\u800c\u4e14\u9644\u52a0\u78c1\u573a\u5728\u5916\u78c1\u573a\u6d88\u5931\u540e\u5e76\u4e0d\u7acb\u5373\u6d88\u5931\uff0c\u8fd9\u7c7b\u7269\u8d28\u79f0\u4e3a\u94c1\u78c1\u6027\u7269\u8d28\u3002\u7269\u8d28\u7684\u78c1\u5316\u53ef\u7528\u78c1\u5316\u5f3a\u5ea6I\u6765\u63cf\u8ff0\uff0cH\u2032=4\u03c0I\u3002\u5bf9\u4e8e\u975e\u94c1\u78c1\u6027\u7269\u8d28\uff0cI\u4e0e\u5916\u78c1\u573a\u5f3a\u5ea6H\u6210\u6b63\u6bd4I = KH (2)\u5f0f\u4e2d\uff0cK\u4e3a\u7269\u8d28\u7684\u5355\u4f4d\u4f53\u79ef\u78c1\u5316\u7387(\u7b80\u79f0\u78c1\u5316\u7387)\uff0c\u662f\u7269\u8d28\u7684\u4e00\u79cd\u5b8f\u89c2\u78c1\u6027\u8d28\u3002\u5728\u5316\u5b66\u4e2d\u5e38\u7528\u5355\u4f4d\u8d28\u91cf\u78c1\u5316\u7387\u03c7m\u6216\u6469\u5c14\u78c1\u5316\u7387\u03c7M\u8868\u793a\u7269\u8d28\u7684\u78c1\u6027\u8d28\uff0c\u5b83\u7684\u5b9a\u4e49\u662f\u03c7m = K/\u03c1 (3)\u03c7M = MK/\u03c1 (4)\u5f0f\u4e2d\uff0c\u03c1\u548cM\u5206\u522b\u662f\u7269\u8d28\u7684\u5bc6\u5ea6\u548c\u6469\u5c14\u8d28\u91cf\u3002\u7531\u4e8eK\u662f\u65e0\u91cf\u7eb2\u7684\u91cf\uff0c\u6240\u4ee5\u03c7m\u548c\u03c7M\u7684\u5355\u4f4d\u5206\u522b\u662fm^3\u00b7kg\u548cm^3\u00b7mol-1\u3002\u78c1\u611f\u5e94\u5f3a\u5ea6SI\u5355\u4f4d\u662f\u7279[\u65af\u62c9](T)\uff0c\u800c\u8fc7\u53bb\u4e60\u60ef\u4f7f\u7528\u7684\u5355\u4f4d\u662f\u9ad8\u65af(G)\uff0c1T=10^4G\u3002

1.\u78c1\u5316\u7387\u7684\u7a7a\u95f4\u5206\u5e03\u7279\u5f81
\u4ece\u4e0a\u8ff0\u7edf\u8ba1\u7ed3\u679c\u56fe\u8868\u4e2d\u53ef\u4ee5\u770b\u5230\uff1a\u78c1\u5316\u7387\u9010\u6e10\u5347\u9ad8\u7684\u8d8b\u52bf\u4e3aZK3\uff1cZK5\uff1cZK4\uff1cZK1\uff1cZK2\u3002\u8fd9\u662f\u7531\u4e8e\u4e00\u65b9\u9762\u6d1e\u5ead\u6e56\u533a\u6c89\u79ef\u7269\u6c89\u79ef\u7684\u901f\u7387\u3001\u7c92\u5ea6\u3001\u6c89\u79ef\u539a\u5ea6\u662f\u4e0d\u5747\u5300\u7684\uff0c\u5927\u81f4\u6709\u7531\u4ece\u76c6\u5730\u56db\u5468\u5411\u4e2d\u5fc3\uff08ZK1\u3001ZK2\uff09\u9010\u6e10\u53d8\u5feb\u3001\u53d8\u7ec6\u3001\u53d8\u539a\u7684\u8d8b\u52bf\u3002\u53cd\u6620\u5728\u5468\u8fb9\u533a\u7531\u4e8e\u6c89\u79ef\u539a\u5ea6\u8584\u3001\u7c92\u5ea6\u7c97\uff0c\u571f\u58e4\u5316\u8fc7\u7a0b\u76f8\u5bf9\u8f83\u5f31\uff0c\u56e0\u800c\u78c1\u5316\u7387\u503c\u8f83\u4f4e\uff1b\u53e6\u4e00\u65b9\u9762\u53cd\u6620\u4e86\u4e0d\u540c\u533a\u7269\u8d28\u6765\u6e90\u3001\u642c\u8fd0\u3001\u6c89\u79ef\u8fc7\u7a0b\u548c\u4eba\u7c7b\u6d3b\u52a8\u7b49\u7684\u5dee\u5f02\uff0c\u4e1c\u5357\u7684\u6e58\u6c5f\uff08ZK3\uff09\u4e0e\u897f\u5317\u7684\u957f\u6c5f\uff08ZK4\uff09\u3001\u6fa7\u6c34\uff08ZK5\uff09\u76f8\u6bd4\uff0c\u78c1\u5316\u7387\u503c\u8f83\u4f4e\uff0c\u4e0e\u5730\u8868\u7b2c\u56db\u7eaa\u7ea2\u571f\u78c1\u5316\u7387\u5728\u6e58\u6c5f\u6d41\u57df\u8f83\u4f4e\u7684\u7279\u5f81\u76f8\u4f3c\uff1b\u800c\u6fa7\u6c34\u533a\u7ea2\u571f\u78c1\u5316\u7387\u8f83\u9ad8\uff0c\u6c89\u79ef\u7269\u4e2d\u78c1\u5316\u7387\u4e5f\u8f83\u9ad8\uff0c\u53cd\u6620\u51fa\u7269\u8d28\u6765\u6e90\u7684\u5dee\u5f02\u3002\u524d\u8005\uff0c\u6765\u6e90\u4e8e\u5357\u534e\u5730\u69fd\u5e74\u8f7b\u7684\u6c89\u79ef\u5ca9\u2014\u2014\u9178\u6027\u5ca9\u7c7b\uff1b\u540e\u8005\uff0c\u6765\u6e90\u4e8e\u626c\u5b50\u5730\u53f0\u8f83\u53e4\u8001\u7684\u53d8\u8d28\u5ca9\u2014\u2014\u504f\u57fa\u6027\u5ca9\u7c7b\u3002\u4f46\u7ea2\u571f\u4e0e\u6c89\u79ef\u7269\u7684\u78c1\u5316\u7387\u503c\u6bd4\u8f83\uff0c\u524d\u8005\u5747\u4e3a\u540e\u8005\u4e24\u500d\u5de6\u53f3\uff08\u5982\u524d\u9762\u7b2c\u56db\u7ae0\u6240\u8ff0\uff09\u3002
2.\u78c1\u5316\u7387\u968f\u6df1\u5ea6\uff08\u65f6\u95f4\uff09\u7684\u53d8\u5316
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\u88685-13 \u6d1e\u5ead\u6e56\u533a\u94bb\u5b54\u6837\u54c1\u78c1\u5316\u7387\u968f\u5730\u5c42\uff08\u65f6\u95f4\uff09\u7684\u53d8\u5316\u3000\uff08\u5355\u4f4d\uff1a10-6\uff09

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黄土-古土壤序列的磁化率在一定程度上反映出古季风提供的降水量多少,可作为东亚夏季风较敏感的代用指标(安芷生等,1989;吴锡浩等,1997;An Z S et al.,1991)。我们对曹村剖面以间隔5cm进行磁化率采样,用南京师范大学江苏海洋大地科技公司研制的SUS-942 磁化率仪测量,所得结果显示磁化率介于25 × 10-5~310 × 10-5SI之间,依据磁化率曲线变化(图5-2),总体可划分4段:

图5-2 曹村剖面250万年来古季风代用指标变化特征

(1)S5以上磁化率曲线波动幅度最大,反映季风气候的剧烈波动;

(2)L6-S15磁化率波动幅度较大,L9、L15为磁化率最低值;

(3)L16-S27磁化率变化较小,波动频率高,反映气候波动幅度相对较小;

(4)L28-L33磁化率相差较大,反映黄土沉积初期气候波动幅度较大(肖华国等,1997)。

总的来看,曹村剖面磁化率较高原内部磁化率偏高,这与三门峡位于黄土高原东南部相符,所记录的季风气候变化特征与高原内部和南部的典型剖面相似,显示了近2.60Ma以来东亚季风气候在整个黄土高原的一致性。我们还对磁化率进行了校正,即将碳酸盐从总量中扣除,校正后的磁化率曲线波峰特征更明显,更真实地反映了季风变化特征(图5-3)。

图5-3 转换为时间序列的磁化率和校正磁化率曲线

图5-4 三门峡曹村剖面粒度组分含量变化图

图5-5 三门峡曹村剖面粒度组分段含量变化图

图5-6 三门峡黄土古土壤地层剖面及其磁性地层



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