北疆黄土磁学及其古气候意义研究

Magnetic properties and their relationship with pedogenetic intensity of loess in North Xinjiang is to be investigated further . For Lujiaowan loess section in the north piedmont of the Tianshan mountains, the paleosols (S1,S2 and S3) show relatively low susceptibility; for some sections at relatively high altitudes in the Ily basin , the loess magnetism was reported to be similar to that of the Chinese loess plateau, for sections at relatively low altitudes, the magnetic properties are dominated by wind strength or local soil moisture. The magnetic variations are complicated and of multiple origins. Researchers have different opinions towards the paleoclimatic evolution in the area. This proposal involves rock magnetism, grain size, and geochemistry. Various environmental proxies and rock magnetic properties of topsoils and representative profiles with different altitudes and soil moisture in the north piedmont of the Tianshan mountains and the Ily basin will be thoroughly analysed and comparatively studied. The changes in the concentration of magnetite, maghemite, hematite, goethite and paramagnetic minerals, the changes in the relative content of eolian component and pedogenetic component of magnetic minerals, and the changes in ferrimagnetic grain size distribution will be traced in different environemnts. The mechanism of magnetic variation and the magnetic method to discriminate different environments will be explored. All these will be combined with high field, low field and low temperature susceptibility anisotropy analysis to reconstruct the paleoclimate and paleowind directions.

北疆地区黄土的磁学性质及其与地层成壤强度的对应关系十分复杂。已有研究表明在较高海拔的山地，有的黄土剖面中下部古土壤层磁化率较黄土层偏低，如天山北坡鹿角湾剖面，有的黄土剖面磁学表现类似黄土高原黄土，如伊犁的库尔德能布拉克剖面剖面；而在较低海拔的地区，黄土剖面磁学性质主要受风力或局部水分条件的影响。磁学指标变化成因复杂，不同学者对该区古气候演变有不同观点。拟以岩石磁学、粒度和地球化学方法等为依据，对北疆不同海拔与不同水分条件的典型黄土剖面的各环境代用指标和磁学性质作详细对比分析，检测不同环境下土壤的磁铁矿，磁赤铁矿，赤铁矿，针铁矿和顺磁性矿物含量的变化，磁性矿物风成与成壤成因组分比例的变化，亚铁磁性矿物粒度分布的变化。探讨磁性变化机理与对不同环境（从干旱至水滞环境）的磁学判别方法。再作典型剖面的高低场与低温磁化率各向异性研究，结合各指标探讨古气候与古风场变化。

对北疆地区黄土作了深入细致的黄土环境磁学工作，并结合近年年代学的进展，以对该区古气候演变有更好了解。研究材料包括天山北麓与伊犁盆地区的风成表土与典型剖面黄土散样及定向样。主要研究发现如下：..1 黄土磁学性质随环境条件的变化..通过多种环境代用指标和磁学性质对比，分析了随着海拔高度与水分条件的变化，相应的样品成壤强度的变化，磁性矿物组成的变化，磁性矿物粒度分布的变化，探讨影响黄土磁学性质空间差异的主要因素。证实了有效湿度很可能是主导黄土磁学性质变化的关键因素，海拔变化导致的土壤湿度变化，对土壤磁学性质的影响类似于局部沉积环境（因地下水作用或河流作用）湿润程度变化。通过多种磁学指标可以初步诊断黄土沉积期间的土壤水分条件。..2 磁化率的变化机制..对北疆地区多个剖面作系统的岩石磁学研究，结合粒度指标等，探讨了北疆黄土磁化率变化的影响因素和多种成因，磁性矿物的组成与亚铁磁性矿物的粒度分布及其环境意义。建立了一个初步的黄土水分条件环境磁学诊断方法。..3 北疆疆黄土定年与古气候重建.. 通过与其他学者的合作研究发现，早前认为是较老的黄土（S3以来）其实是较年轻的末次间冰期以来堆积的。据粒度与磁化率等古气候代用指标，在末次间冰期期间有明显的气候波动，演变过程与东部季风区并不一致。就全新世黄土而言，同样如此。..4 古气候对比研究..我们对比分析了黄土高原东南缘黄土剖面与北疆典型黄土剖面末次间冰期以来与全新世以来的环境变化。结果显示两个区域的古气候演变并非一致，就末次间冰期以来而言，则显示出与东部季风区不同的气候演变模式。实验结果可以显示伊犁代表性的黄土剖面足以反映全新世古气候演变的相对于季风区的不同趋势。...5 磁化率各向异性研究..本项目挑选了四个典型黄土剖面作磁化率各向异性研究。初步推断整体上主要的古风向是西向，但存在变化，偏西大风有逐渐减少趋势。