大荔人遗址黄土-古土壤剖面岩石磁学性质研究.docx

1、第53卷第6期地球物理学报Vol.53,No.62010年6月CHINESEJOURNALOFGEOPHYSICSJun.,2010_-'L_,，很俊杰，ReidarLovlie,李斌等.大荔人遗址黄土古土壤剖面岩石磁学性质研究.地球物理学报，2010,53(6)：14631474,D()I：10.3969/j.issn.0001-5733.2010.06.024HuoJJ,ReidarLovlie,LiB,etal.Rockmagnetismstudyonloess-paleosolprofileatDali.ChineseJ.Geophys.(inChinese),2010,53(

2、6)：14631474,DOI：10.3969/j.issn.0001-5733.2010.06.024大荔人遗址黄土-古土壤剖面岩石磁学性质研究霍俊杰或3,ReidarLovlie3,李斌心，苏朴41成都理工大学，成都6100592成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室，成都6100593 UniversityofBergen,DepartmentofEarthScience,Allegt.41,N-5007Bergen,Norway4太原理工大学矿业工程学院，古地磁实验室，太原0300245山西省地震局，太原030021摘要自从大荔人化石被发现以来，其遗址剖面便成为研究热点.

3、先前的研究主要集中在地层的对比划分与头盖骨年龄的推断方面，然而对于载磁矿物的鉴定及其古气候含义方面的研究却相对较少.鉴于此，本文运用热磁分析、饱和等温剩磁和剩磁矫顽力潜分析、磁滞P1线分析、频率磁化率分析、热退磁分析等方法，对大荔人遗址剖面进行了系统的岩石磁学性质研究，鉴定出其主要载磁矿物为磁铁矿，赤铁矿，磁赤铁矿，磁畴状态主要是似单畴.磁铁矿，赤铁矿是样品中特征剩磁的携带者；主要起源于成土作用的超顺磁颗粒和新生成的亚铁磁性矿物，是古土壤样品磁化率增强的主要贡献者；古土壤中软磁性矿物的含量高于黄土.样品中磁赤铁矿的含爪并不高.黄土-古土壤样品的频率磁化率曲线，古里雅冰芯氧同位素、细微粒浓度曲线

4、，岐山五里铺剖面有机质含量曲线在古气候记录方面具有一致性，都展示出至少从MIS5以来，气候从冰期到间冰期的变化是渐变的，反之则表现了突变特征.上述岩石磁学研究丰富了大荔剖面的磁学领域研究内容，为相关课题的深入研究提供了依据.关键词磁性矿物，古气候，频率磁化率，氧同位素，细微粒浓度，碳酸盐碳同位素，有机质DC)I：10.3969/j.issn.0001-5733.2010.06.024中图分类号P318收稿日期2009-0A6,2009-11-01收修定稿Rockmagnetismstudyonloess-paleosolprofileatDaliHUOJun-Jie1-2*3,ReidarLo

5、vlie3,LIBin3*4*5,SUPu41 ChengduUniversityofTechnology,Chengdu610059.ChinaChengduUniversityofTechnology,StateKeyLaboratoryofGeohazardPreventionandGeoenvironmentProtection*Chengdu610059,China2 UniversityofBergen,DepartmentofEarthScience,Allegt.41,N-5007Bergen,NorzuayTaiyuanUniversityofTechnologyColleg

6、eofMiningTechnology,PaleomagnetismLaboratory,Taiyuan030024,China3 ShanxiEarthquakeBureau,Taiyuan030021,ChinaAbstractRockmagneticinvestigationsofloess-paleosolsalongaprofileatDali(Shaanxi)hadidentifiedmagnetiteandmaghemiteinpseudo-singledomain(PSD)states,aswellashematite.Thermaldemagnetizationuncover

7、edcharacteristicremanentmagnetizationdirectionscarriedbymagnetiteandhematite.Themagneticsusceptibilityenhancementofpaleosolsamplesmainlyarosefromsuperparamagneticgrainsandferrimagneticminerals.Softmagneticmineralcontentwashigherinpaleosolthaninloess.Thecontentofmaghemitewasnothighinsamples.基金项目山西省留学

8、基金(01-28)和挪威国家助学金资助.作者简介霍俊杰，男,1973年生，山西汾阳人，成都理工大学博土研究生，目前从事古地磁学，岩石磁学，第四纪地质学及工程地质学方面的研究.E-mail：Junjie.IIuogmaiLcom7 陈铁梅，原思训，高此君.铀子系法测定骨化石年龄的可箭性研究及华北地区主要旧石器地点的铀子系年代序列.人类学学报,1984,3(3)：7787ChenTM,YuanSX,GaoSJ.Thestudyonuraniumseriesdatingoffossilbonesandanabsoluteagesequenceforthemainpaleolithicsitesofn

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12、Dalimansite.ScientiaGeologicaSinica(inChinese)»2001,36(3)：36436913XiaoJL,JinC,ZhuY.AgeofthefossilDaliManinnorthcentralChinadeducedfromchronostratigraphyoftheloess-aleosolsequence.QuaternaryScienceReviews,200221:21912198口4尹功明，赵华，尹金辉等.大荔人化石地层的年龄.科学通报，2002,47(12)：938942YingGM,ZhaoH,YinJH,etal.Ageo

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14、490口6敖红,邓成龙,磁性矿物的磁学鉴别万法回顾.地球物理学进展，2007,22(2)；432442AoHDengCL.Reviewintheidentificationofmagneticminerals.ProgressinGeophysics(inChinese)2007,22(2)：432442口7李学森，吴汉宁，黄宝春等.四川江油地区上泥盆统-下石炭统灰岩的岩石磁学研究.地球物理学进展，2002,17(1)：108113LiXS,WuHN,HuangBC,etal.Rockmagneticstudyoftheupperdevonianandthelowercarboniferous

15、limestonenearJiangyou,Sichuan,southChina.Progressin(ieophysics(inChinese),2002,17(1)：108113李传新，郭召杰，孟自芳等.天山北缘新近系沉积物岩石磁学研究.中国科学(D辑：地球科学)，2006,36(11)：988997LiCX,GuoZJ,MengZF,etal.ArockmagneticstudyofCenozoicsedimentsontheNorthsidesofTianshanMountain.ScienceinChina(SeriesD:EarthSciences)(inChinese),2006

16、,36(11)：988997田莉丽，邓成龙.岩石的磁学性质.地球物理学进展，2001,16(2)；109117TianLL,DengCL.Abriefintroductiontorockmagnetism.ProgressinGeophysics(inChinese)»2001,16(2)：10911720jDunlopDJ.OntheuseofZijderveldvectordiagramsinmulticomponentpaleomagneticstudies.Phys.EarthPlanet.Int.,1979,20：12-2421王喜生，LovlieR，苏朴.许家窑泥河湾沉积

17、物的岩石磁学性质.中国科学(D辑)，2002,32(4)：271278WangXS,LovlieR,SuP.RockmagneticpropertiesofNihewansedimentsatXujiayao.ScienceinChina(.SeriesD)(inChinese),2002,32(4)：27127822|LuSGXueQF,ZhuL,etal.MineralmagneticpropertiesofaweatheringsequenceofsoilsderivedfrombasaltinEasternChina.Catena,200873(1):233323 刘平.山西近河遗址更

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19、41642424 宋友桂，方小敏，石川尚人等1.5Ma以来黄土高原风尘堆积的岩石磁学记录与中更新世气候转型.海洋地质与第四纪地质.2005,25(3)：4654SongYGtFangXM,NaotoIshikawa,etal.RockmagneticevidencesofmiddlePleistoceneclimatetransitionrecordedinChineseloess-paleosolsequence.MarineGeology&QuaternaryGeology(inChinese),2005,25(3):4654DayR,FullerM,SchmidtVA.Hyste

20、resispropertiesoftitanomagnetites:Grainsizeandcompositionaldependence.Phys,EarthPlanet.Inter,1977,13：26026725 DengCL,ZhuRX,VerosubKL,etaLMineralmagneticpropertiesofloess/paleosolcoupletsofthecentralloessplateauofChinaoverthelast1.2Myr.JournalofGeophysicalResearch.2004,109；B01103,doi：10.1029/2003JB00

21、2532胡雪峰.“黄土-古十壤”序列中轼化铁和有机质对磁化率的影响.土壤学报.2004,41(1)：712HuXF.Influenceofironoxidesandorganicmatteronmagneticsusceptibilityintheloess-paleosolsequence.ActaPedologic。Sinica(inChinese),200441(1)：71229孙有斌，孙东怀，安芷生.灵台红粘土黄土古土壤序列频率磁化率的古气候意义.高校地质学报，2001,7(3)：300306SunYB,SunDH,AnZS.Paleoclimaticimplicationoffreq

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24、ysicalResearchf1999,104:64565931 邓成龙，朱日祥，袁宝印.黄土高原全新世风成沉积的岩石磁学性质及其古气候意义.海洋地质与第四纪地质，2002,22(4)：3746,66DengCL,ZhuRX,YuanBY.Rockmagnetismoftheholoceneeoliandepositsintheloessplateau：evidenceforpedogenesis.MarineGeology&QuaternaryGeology(inChinese),2002,22(4)：3746,66邓成龙.黄土高原西部白草堀剖面1和SI记录的古地磁场特征.第四纪研究

25、，2008,28(5):854865DengCL.Paleomagnetismoftheloess/paleosolcouplet11/siattheBaicaoyuansection,westernloessplateau.QuaternarySciences(inChinese),200828(5)：854865DengCL,ShawJ,LiuQS,etal.MineralmagneticvariationoftheJingbianloess/paleosolsequenceinthenorthernLoessPlateauofChina:ImplicationsforQuaternary

26、developmentofAsianaridificationandcooling.EarthandPlanetaryScienceLetters»2006,241(1-2):24825932 赵军，鹿化煜，王晓弟等.东秦岭地区黄土堆积的岩石磁学特征及磁化率增强机制探索.沉积学报，2008.26(6)：10521062Zha。JLuHY,WangXY,etal.MagneticpropertiesofloessdepositineasternQinlingmountainsandaninvesli&aHononthemagneticsusceptibilityenhancem

27、ent.AdaSedimentologicaSinica(inChinese),2008,26(6)：1052106237ZhuRX,GuoB,PanYX,etal.ReliabilityofgeomagneticsecularvariationsrecordedinaloesssectionatUngtai,northcentralChina.ScienceinChina(SeriesD)2000,43(1)：938ChenTH,XuHF,XieQQ,etal.CharacteristicsandgenesisofmaghemiteinChineseloessandpaleosols：Mec

28、hanismformagneticsusceptibilityenhancementinpaleosols.EarthandPlanetaryScienceLetters«2005,240：790802郭斌，朱日祥，白立新等.黄土沉积物的岩石磁学特征与土壤化作用的关系.中国科学，D辑.2001,31(5)：377386GuoB,ZhuRX,BaiLX,etal.Therelationshipbetweenrockmagnetismfeaturesandpedogenesisofloessdeposit.Sci.China(D)(inChinese),2001,31(5)：377386

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32、aoheregionofYuanmoubasin.ChineseScienceBulletin(inChinses),2005,50(13)：13771384LiYM,LiuDS(LiuTS).813CSCvaluesoftheloesspaleosolsequenceinDaliarea,ShaanxiProvince,China,andpaleoenvironmentalimplications.ChineseScienceBulletin92003,48(9)；90290745 张战平.陕西岐山全新世黄土与环境演变硕士论文.陕西：陕西师范大学，2001ZhangZP.TheHolocen

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34、risationofsoilsbymineralmagneticmeasurements.PhysicsEarthPlanetaryinternational,1986,42：7692刘秀铭，刘东生，HellerF等.黄土频率磁化率与古气候冷暖变换.第四纪研究，1990,10(1)：4240LiuXM,LiuTS,HellerF,etal.Frequency-dependentsusceptibilityofloessandQuaternarypaleoclimate.QuaternarySciences(inChinses)»1990,10(1):4240LiuXM,RolphT,

35、BloemendalJ,etal.QuantitativeestimatesofpaleoprecipitationatXifcngintheloessplateauofChina.Paleogeography,Pale(Klirnatology9Paleoecology1995,113：243248卢升高，董瑞斌，俞劲炎等.中国东部红土的磁性及其环境意义.地球物理学报，1999,42(6)：764771LuSG,DongRB,YuJY,etal.MagneticmeasurementcharacterisationofredearthprofileineasternChinaanditsen

36、vironmentalimplications.ChineseJ.Geophys.(inChinses),1999,42(6)：76477152姚檀栋，ThompsonLG,施雅风等.古里雅冰芯中末次间冰期以来气候变化记录研究.中国科学(D),1997,27(5)：447452YaoTD,ThompsonLG,ShiYF,etal.ResearchontheclimaticchangerecordofGuliyaicecoresincethelastinterglacialperiod.SciencestnChina(SeriesD)(inChinese),1997,27(5)：447-452

37、53WuGJ,YaoTD,ThompsonLG,etal.MicroparticlerecordintheGuliyaicecoreanditscomparisonwithpolarrecordssincethelastinterglacial,ChineseSciencebulletin,2004,49(6).607611(本文编辑胡素芳)StratigraphicvariationsofthefrequencysusceptibilitycorrelatedwellwithoxygenisotopecurveandfinemicroparticlecontentcurveoftheGuli

38、yaicecore.OrganiccontentcurveofQishanWulipuhadgoodpaleoclimaterecordconsistency.TheyallshowedthatpaleoclimatehadgraduallychangedfromglacialperiodtointerglacialperiodsinceatleastMIS5.Onthecontrary,itchangedrapidlyfrominterglacialperiodtoglacialperiod.Allthesestudiesabove,notonlymadethemagneticresearc

39、hofDaliprofilemoreabundant,butalsosupportedthefurtherstudyofrelevanttheme.KeywordsMagneticmineral,Paleoclimate,Frequencysusceptibility,Oxygenisotope,Microparticleconcentration.Carbonatecarbonisotope,Organic35°N36°N110°E111°EIO7°E108°E109°E80°E85°E90°

40、E95°E100°E105°E110°E图1大荔人遗址剖面、古里雅冰芯和岐山五里铺剖面地理位置图Fig.1GeographiclocationofresearchingzoneGuliyao400km1引言在人类进化历史上，大荔人头盖骨化石代表了从直立人到智人的过渡类型，自发现之日起，大荔人遗址就一直备受专家学者关注.早期学者从不同角度对其进行了研究，研究方法包括：热释（发）光2,3,生物特征口，2",古气候旋回与深海氧同位素周期对比，铀子系，地质学,电子自旋共振g，磁化率曲线对比wg,IRSL（红外释光）和铀系综合方法口妇，以及全岩碳酸盐碳同

41、位素813CscC，5然而，对于大荔人遗址剖面岩石磁学方面的研究一直未见报道，因此，其载磁矿物方面的信息迄今仍是空白.磁性矿物是岩石或沉积物记录地球磁场和古环境变化信息的载体.系统的岩石磁学研究是鉴定岩石和沉积物中所包含的磁性矿物成分和粒度的有效途径.通过这种方法，可以鉴别各剩磁组分的载磁矿物类型和几何特征（颗粒的形状、磁畴结构等），有助于对古地磁数据的分析和古地磁结果的理解，因此岩石磁学的研究是古地磁学及相关学科深入研究的基础.正确认识岩石磁学性质对获得可靠的古地磁学记录至关重要W】刃.鉴于此，本文对大荔人遗址剖面进行了系统的岩石磁学研究，查明了其主要载磁矿物类型和几何特征,并且探讨了矿物成

42、因及古气候意义，从而为进一步研究该区域剩磁种类、特征、形成机制及历史提供翔实的岩石磁学依据，使本剖面在古地磁方面的研究更加充实与完整.2地理、地质概况大荔剖面位于陕西省大荔县段家乡解放村东部的甜水沟附近（109°44'E,34°52'N）,洛河左岸第3级阶地，是黄土高原与渭河谷交会之处口妇（图1）.大荔人遗址黄土/古土壤序列剖面层位相当清晰，黄土与古土壤皆呈水平条带状发育.从上到下地层组成简述如下：全新统（Q4）扰动耕作土和灰褐色黑炉土（SO）；上更新统（Q3）浅灰色、质地均匀疏松黄土厚层（L1）和3层亮棕色、团块状古土壤薄层（S1）,在黄土层L1中，发育有

43、2层弱发育古土壤层；中更新统（Q2）浅黄色，质地疏松均匀黄上厚层（L2）和3层棕褐色古土壤厚层（S2）.3样品采集与岩石磁学测试对于大荔人遗址黄土/古土壤序列剖面,从顶到底进行连续追踪采样，控制样品间距为5cm.采样过程中，为了保证原生沉积物的出露,在每个样品采集之前，都剥去3050cm厚的表土.所采样品为圆柱体，直径2cm,限高2cm.每个样品在采集时都使用地质罗盘定向.样品磁滞回线测量在法国Gif-Yvette古地磁实验室进行，除此之外，样品的所有量测全在挪威卑尔根大学古地磁实验室进行.首先对样品进行了等温剩磁剩磁矫顽力（IRM-HQ测量.所使用的仪器为Solenoid和PulseMagn

44、etizer（脉冲磁力议），其量程范围分别为。160mT和160mT4.2T.每一步测量之后，样品的剩余磁化强度用Digico旋转磁力仪测量.样品的热磁分析测试，是在可自动纪录的居里转换平衡仪上完成样品在0.7T磁场中分别被加热到700°C或更高，然后通过流水冷却，加热和冷却梯度均为15°C/min.接下来，在挪威卑尔根大学古地磁实验室无磁空间内对样品进行热退磁测量.所使用的仪器为热退磁仪器MMTD60.热退磁步骤从90°C620°C,步距30°C50°C.样品的天然剩磁和每一步退磁后的剩余磁化强度使用旋转磁力仪JR5进行测量为了确定

45、样品中的磁性矿物在退磁加热过程中是否发生了矿物相的转化，在每一步热退磁之后，进行了室温下样品磁化率追踪测量，所使用的仪器为KLY-2感应电桥.在剩磁矢量分析过程中，完全满足主向量:数据点个数24,最大角偏差MAD<15°的要求2。.4载磁矿物鉴别与磁学行为分析4.1热磁分析通过对样品进行热磁分析，可以看出在300350°C区间（320°C附近，图2中a处），存在磁性矿物相转变，这是由于新矿物的生成，即由热不稳定的磁赤铁矿在高温下逐渐转化为赤铁矿造成冷却和加热过程不可逆，且冷却曲线明显低于加热曲线，也说明了这一点.加热曲线和冷却曲线在550580°C

46、区间，磁化强度发生了急剧的变化，明显记录了特征解阻温度580°C（图2中b处），指示了磁铁矿的存在.当温度升至675°C附近时，磁化强度才完全消失，反映出可能有少量赤铁矿的存在（图2中c处）.由于在加热过程中磁赤铁矿也将转变为赤铁矿，所以样品中是否天然赋存有赤铁矿，还需进一步鉴别（下文）.4.2饱和等温剩磁和剩磁矫顽力分析大荔人遗址黄土/古土壤序列剖面的饱和等温剩磁曲线可以分为2类（图3）.所有等温剩磁获得曲线在开始阶段都表现得相对较陡，展示了低矫顽力矿物特征.古土壤和部分黄土样品的饱和等温剩磁和剩磁8642O.O.O.O.uo-sz-saB舄POZIIBUDON0I1II

47、I0200400600800温度Temperature/*C图2热磁分析曲线图a：磁赤铁矿到赤铁矿相变；b：磁铁矿解阻；c：赤铁矿解阻Fig.2Curiebalancetestcurvea.Maghemitetransferstohematite,b.Magnetiteunblocking,c.Hematiteunblocking矫顽力曲线表现为图3a所示的第一类特征.当外加磁场升至180200mT时（图3a中1）,等温剩磁已经达到SIRM（饱和等温剩磁）的80%90%,达到准饱和状态.随后，在300mT附近，部分磁性矿物达到饱和（图3a中II）,说明这些磁载体为磁铁矿.其剩磁矫顽力曲线儿乎呈

48、一直线，并且，剩磁矫顽力（打）集中在3035mT区间，这进一步证明磁铁矿的存在.当外加磁场大于300mT后，部分样品的SIRM获得曲线平缓上升至1.5T才达到饱和（图3a中U1）,由此可知，这些样品中还含有高矫顽力磁性矿物赤铁矿为了进一步证明高矫顽力矿物的存在，对饱和等温剩磁获得曲线进行了累积对数高斯模型CLG分析（图3b）.可以看出，梯度获得曲线图（GAP）中含有两个峰，第一个峰对应的lg（B1/2）值为1.6（3/2是每种矫顽力组分获得其饱和等温剩磁值一半时所施加的外加磁场值，下同）,属于低矫顽力矿物磁铁矿；第二个峰对应的lg（B1/2）值为2.8,属于高矫顽力矿物赤铁矿.第二类饱和等温剩

49、磁和剩磁矫顽力曲线除了在300mT附近达到准饱和状态外，还展示了高达4T的饱和磁场（图3c中I）.主要是少部分黄土样品展现了此种特征.由于饱和磁场如此高，有理由考虑样品中包含硬磁性矿物针铁矿.梯度获得曲线图展示了三个波峰（图3d）,它们对应的lg（Bl/2）值分别为1.8、2.9、3.4,由此可知，样品中除了包含低矫顽力矿物磁铁矿，高矫顽力矿物赤铁矿外，还包含少量的高矫顽力矿物针铁矿.所有样品的剩磁矫顽力谱儿乎呈一直线，初步表明磁性矿物为单一磁畴23.由于使用饱和等温剩磁和剩磁矫顽力分析，样品中的矿物相不会改变，因此可以推知，黄土古土壤中天然赋存赤铁矿.4.3磁滞回线分析在去除顺磁性成分的贡献

50、后，样品的磁滞回线被归一化，其总体可以分为I和II两类，分别代表了典型的古土壤和黄土（图4a）.两类曲线的形状基本相似，都比较偏瘦，说明两类样品所含的磁性颗粒的磁畴状态也基本相同.根据磁滞回线的形状，磁颗粒可能是似单畴（PSD）还是多畴（MI）。需进一步确定.典型黄土剩磁矫顽力（Hc=39.4mT）大于典型古土壤的值（H“=30.4mT）（图4a）,表明了黄土中高矫顽力矿物的增加.值得注意的是，把所有样品（黄土和古土壤）的磁滞回线组合起来（未归一化），可以发现从黄土到古土壤，磁滞回线展示了一种递变规律（图4b）.美国阿拉斯加州中部的黄土与古土壤也展示了相似的规律口幻.其饱和磁化强度和饱和剩磁逐

51、渐增加，这说明了亚铁磁性矿物的逐渐增加25】，表明从黄土到古土壤的沉积过程中，土壤化作用是逐步增强的.jAP-(b)N/fJV十.八v628411oOw®400800外加磁场强度H/mTin52.2008642oooo-5S-ponhuuon希ITslg(i(dnGAP0k7i卜乂J525152101U.2PB&服整lg(角Z2)01000200030004000外加磁场强度H/mT8042O.O.O.O.2p若UU0N涅lffl图3饱和等温剩磁实验曲线和CLG模型梯度获得曲线(a)第一类饱和等温剩磁和剩磁矫顽力获得曲线；(b)对应于(a)的典型累积对数高斯模型梯度获得曲线；

52、(c)第二类饱和等温剩磁和剩磁矫顽力获得曲线；(d)对应于(c)的典型累积对数高斯模型梯度获得曲线.Fig.3Saturationisothermalremanenttestcurveandgradientacquisitionplot(GAP)ofcumulativelogGaussian(CIG)mode(a)Saturationisothermalremanenttestcurve(Classification1)；(b)Typicalgradientcurve(GAP)ofCIGmode,correspondingto(a)；(c)Saturationisothermalremanen

53、ttestcurve(Classification2)；(d)Typicalgradientcurve(GAP)ofCIGmode,correspondingto(c).5o5-O.642O-2-45o.5o.5.o.O/T5o.图4黄土到古土壤磁滞回线随岩性变化图Her：剩磁矫顽力；也：矫顽力；饱和剩磁；M,：饱和磁化强度；H：磁场；磁化强度.(a)归一化；(b)未归一化(灰色磁滞回线代表古土壤；空白磁滞回线代表黄土).Fig.4MagnetichysteresisloopanalysisHcrRemanentcoerciveforce；Hc:Coerciveforce?Mr,:Remane

54、ntsaturationmagnetization?:Saturationmagnetization；H:Magneticfield；M：magnetization,(a)Normalized；(b)Unnormalized(greyloopsrepresentpalaeosol;whiteloopsrepresentloess).0.40.2占土壤Paleosol黄上LoessSDPSDa*ooo.古土壤Paleosol。黄上LoessMD501001500123456HJHc图5Day图SD：单畴；PSD：似单畴;MD：多畴.Fig.5DayplotSD：Singledo

55、main；PSD：Pseudosingledomain；MD：Multidomain.分别以M./M,（饱和剩磁/饱和磁化强度）和Hcr/Hc（剩磁矫顽力/矫顽力）为纵坐标和横坐标的Day图表明mJ,无论是黄土还是古土壤都落在似单畴区域（图5）,吻合于上文所判断的黄土与古土壤的磁畴状态基本相同的结论，与中国黄土高原西部和东部黄土沉积物中的磁载体的平均粒度相一致2幻.尽管黄土与古土壤的载磁矿物的磁畴状态都落在似单畴区间，但是古上壤总体上分布于该区间的左半部分，而黄土总体分布于右半部分，并且二者之间大体表现出递变的关系.与频率磁化率数据相比，Day图在鉴定SP（超顺磁）颗粒方面存在一定的局限,因此

56、，下一步将使用频率磁化率数据来分析样品中的超顺磁颗粒.4.4频率磁化率分析本剖面黄土样品频率磁化率值3fd=（低频磁化率-高频磁化率）/低频磁化率1X100%）变化区间约为3%15%,并且随着低频磁化率值增高，频率磁化率变化区间的最低值也增高；对于古土壤样品，其频率磁化率值变化区间约为7%15%，同样，低频磁化率值（奴/）越高，区间的最低值也越高（图6）.这些特点不仅表明了黄土-古土壤样品中超顺磁颗粒的存在，同时还证实了其形成与成土作用有关si.说明在成壤过程中，生物或化学作用形成了超顺磁性矿物，这些矿物提高了占土壤低频磁化率和频率磁化率值KU。】.频率磁化率随地层变化图（图7）表明，频率磁化

57、率与低频磁化率有基本相同的变化趋势，其值分别与古土壤-黄土地层呈波峰波谷的对应关系.下klf图6频率磁化率与低频磁化率对应关系图频率磁化率以=(低频磁化率-高频磁化率)/低频磁化率X100%)低频磁化率Fig.6FrequencysusceptibilityverificationoflowfieldsusceptibilitykfdtHighfrequencesusceptibility(4/tZ=(lowfrequencesusceptibility-highfrequencesusceptibility)/lowfrequencesusceptibilityX100%)；klf:I.owfrequencesusceptibility.伏于古土壤的黄土地层的频率磁化率值总体低于古土壤.进一步证明了上文推断.对于黄土中超顺磁颗粒的成因，除了上述的成土作用，还包括来自其上部古土壤的淋滤作用.对于大荔剖面，是否如此，将在下文探讨.4.5 逐步退磁后磁化率曲线变化分析每一步热退磁后，样品的磁化率都被跟踪测量（图8）.在全程加热中，无论黄土样品还是古土壤样品，磁化率曲线都呈现了相同的起伏变化，但是升