曾蒙秀，宋友桂

（1.中國科學院地球環(huán)境研究所 黃土與第四紀地質(zhì)國家重點實驗室，西安 710075 2.南京大學 地理與海洋科學學院，南京 210093）

新疆伊犁地區(qū)近地表黃土的磁化率研究

曾蒙秀1,2，宋友桂1

（1.中國科學院地球環(huán)境研究所 黃土與第四紀地質(zhì)國家重點實驗室，西安 710075 2.南京大學 地理與海洋科學學院，南京 210093）

伊犁盆地位于亞洲中緯度內(nèi)陸，其特殊的構(gòu)造和地理位置，使得該區(qū)具有特殊的氣候環(huán)境。分布在盆地內(nèi)的黃土記錄了該區(qū)氣候環(huán)境的變化過程，但是由于受到區(qū)域氣候、海拔及近地物源的影響，使得磁化率在該區(qū)的表現(xiàn)和環(huán)境意義與黃土高原黃土中的會有差異。為了較準確的應(yīng)用磁化率指標表征氣候環(huán)境意義，就必須理解磁化率變化所受到的制約因素。本文通過伊犁盆地近地表采取的38個黃土樣品（相當于黃土高原馬蘭黃土頂層），應(yīng)用粒度，磁化率，元素分析的方法，結(jié)合地形和氣候因素，初步探討了近地表黃土的磁性特征、地域分異和受控因素，指出了磁化率在伊犁古環(huán)境研究中需考慮的問題。結(jié)果表明，近地表黃土樣品的磁化率與＜2 μm的粘粒含量、Fe2O3含量成負相關(guān)，與＞63 μm的粗粒級含量呈正相關(guān)關(guān)系；樣品的頻率磁化率與＜2 μm含量、Fe2O3含量呈正相關(guān)；成壤作用形成的超順磁顆粒對磁化率的貢獻有限，粗顆粒組分對磁化率貢獻較大。近地表黃土磁化率與降水、海拔高度、局地物源等多種因子有關(guān)，在黃土古氣候解譯中需要綜合考慮這些因子對磁化率變化的可能影響。

黃土；磁化率；影響因素；伊犁盆地

地處歐亞大陸腹地的伊犁盆地是研究高緯和低緯氣候相互作用和歐亞西風環(huán)流的關(guān)鍵地帶之一。近些年來不同學者對伊犁盆地地面表層土壤開展了孢粉學（馮曉華等，2012；Zhao and Li，2013）、土壤養(yǎng)分（李有民等，2010；陳洪等，2012；劉芳 和張紅旗，2012）和黃土磁化率（史正濤等，2007；Song et al，2008，2012；魏海濤等，2009；Guo et al，2011；宋友桂等，2010；宋友桂和史正濤，2010；張俊輝等，2013；李傳想等，2013）的研究，取得了一些重要進展，但相對于黃土高原地區(qū)，伊犁盆地黃土樣品磁化率研究仍相對薄弱，將磁化率指標與其他指標結(jié)合起來的研究仍顯不足。已有研究表明（Song et al，2008；魏海濤等，2009；Guo et al，2011），環(huán)境因子的區(qū)域差異對黃土磁化率產(chǎn)生不同程度的影響，伊犁盆地的區(qū)域地形條件、母質(zhì)、沉積條件和氣候環(huán)境等因素對伊犁黃土的磁化率具有重要影響（宋友桂和史正濤，2010；Guo et al，2011；張俊輝等，2013）。伊犁盆地三面環(huán)山，地形起伏大，氣候的垂直地帶性分異和土壤類型變化明顯。在這種相對復(fù)雜的自然環(huán)境下，磁化率變化及其環(huán)境意義、磁化率與其他指標的相互驗證等基礎(chǔ)性研究工作尤為重要。另外，從物源上來說，中亞的戈壁沙漠為主要物源，而新疆表土樣品與伊犁黃土的巖石磁學和礦物學研究表明，伊犁河谷的沉積物也可能是黃土的物源之一（葉瑋，2000，2001；Song et al，2010；曾蒙秀和宋友桂，2013a）。因此，這種物源的復(fù)雜性也加劇了伊犁黃土磁化率變化的復(fù)雜性。相關(guān)研究也表明，在黃土高原地區(qū)應(yīng)用廣泛的包括磁化率在內(nèi)的各項指標在新疆黃土中的應(yīng)用受限（Song et al，2010；張文翔等，2011；李傳想和宋友桂，2011a；曾蒙秀和宋友桂，2013a，2013b），因此有必要對磁化率指標進行深入研究以探明其影響因素。近地表黃土（晚更新世沉積的馬蘭黃土）是伊犁盆地廣泛分布的黃土，對其磁化率古環(huán)境意義的研究，有利于提取伊犁黃土蘊含的古氣候環(huán)境信息。本文以在伊犁地區(qū)采集的38個近地表黃土為研究載體，進行磁化率、粒度、元素地球化學測定，基于海拔高程和現(xiàn)代氣象資料，通過與其他區(qū)域黃土進行對比分析，初步探討了伊犁地區(qū)近地表黃土磁化率空間變化特征及其受控因子，對磁化率在伊犁黃土的古氣候研究中的適用性進行了初步探討。

1 研究區(qū)概況

伊犁盆地位于亞洲中緯度內(nèi)陸，其在構(gòu)造上位于新疆天山緯向構(gòu)造帶的西段，北部的北西—南東向的北天山和南部的北東—南西向的南天山山脈使伊犁地區(qū)形成了一個向西敞開的喇叭形地貌輪廓（圖1）。其特殊的地形地貌有利于北大西洋、里海、巴爾喀什湖的溫濕氣流順利進入本區(qū)，在迎風坡形成較豐富的降水，使本區(qū)成為多雨區(qū)。因此，不同于常見的干旱溫帶大陸性氣候，伊犁地區(qū)屬于較為濕潤的大陸性北溫帶氣候，年平均氣溫2.9～9.4℃，年平均降水量206 ～512 mm，河谷山區(qū)降水較多，山區(qū)達600 mm以上而平原地區(qū)年降水量為200 ～500 mm，降水從東南向西北逐漸減少，春季降水所占比例略高，是新疆最濕潤的地區(qū)。

根據(jù)氣候和地形條件差異將伊犁地區(qū)分為三個區(qū)域：（1）昭蘇盆地，主要包括昭蘇縣和特克斯縣，半干旱半濕潤氣候，年均溫較低，為3.2～5.7℃，春秋相連，無夏季，降水量383～512 mm。有一定的成壤作用。（2）伊犁盆地西部的伊犁河洪沖積平原區(qū)，包括霍城縣、伊寧縣和察布察爾縣，為西風的迎風口，風大，年均溫較高，為7.8 ～ 9.4℃，但其年降水量較低（200 ～ 350 mm），一年四季分明，氣候溫和，屬溫和半干旱區(qū)。成壤作用很弱。（3）伊犁盆地東部，主要包括新源縣、尼勒克縣和鞏留縣，屬北溫帶大陸性半干旱氣候區(qū)，降水量和年均溫相對較高，其中年均溫5.7 ～ 9.4℃，年降水量256 ～798.3 mm（氣象數(shù)據(jù)整理于中國氣象科學數(shù)據(jù)共享服務(wù)網(wǎng)：http://cdc.cma.gov.cn/）。

圖1 研究區(qū)地理位置和采樣點分布Fig.1 Location map of the study area and the distribution of the near-surface loess samples

2 樣品采集與分析方法

課題組于2006年至2013年陸續(xù)對伊犁盆地進行了地質(zhì)考察，共采集了包括現(xiàn)代表土樣品、近地表黃土樣品、戈壁樣品和河流沉積物樣品在內(nèi)的300多個樣品。本次分析涉及到研究區(qū)內(nèi)38個近地表黃土樣品。所有采樣點都盡量選取在平整、遠離居民點和耕地、無明顯侵蝕等現(xiàn)象的自然發(fā)育地塊，采集距地面50 ～100 cm的黃土層（避開表土層），相當于黃土高原晚新更世的馬蘭黃土頂部。取樣用塑料袋密封，現(xiàn)場記錄采樣點經(jīng)緯度位置和海拔，并進行了土壤、地貌和植被等方面的描述。這38個近地表黃土基本是沿著海拔每上升50 ～100 m就采集一個樣品的布點原則進行采集的，其中分布中昭蘇盆地的樣品有8個，分布中伊犁盆地西部的樣品有11個，分布在伊犁盆地東部的樣品有19個，與各區(qū)域的面積大小大致呈比例相當。

室內(nèi)將樣品在50℃條件下烘干，然后分別進行了粒度、磁化率和地球化學元素的測定。粒度利用英國Malvern公司生產(chǎn)的Mastersizer 2000型激光粒度儀測試，測試范圍為0.02～2000 μm，重復(fù)測量誤差＜2%。磁化率用Bartington MS-2B型磁化率儀分別測高頻（χhf）和低頻磁化率（χlf），并計算頻率磁化率（χfd=χlf?χhf）和頻率磁化率的百分比（χfd%=（(χlf?χhf）/χlf)×100）。地球化學元素采用XRF（X射線熒光光譜）壓片法測試，測試儀器為荷蘭帕納科公司生產(chǎn)的PW4400型熒光光譜儀。所有測試工作均在中國科學院地球環(huán)境研究所黃土與第四紀地質(zhì)國家重點實驗室完成。

3 測定結(jié)果

3.1 常量元素

伊犁地區(qū)近地表黃土常量元素成分以SiO2、Al2O3和CaO為主。其中SiO2含量變化于45.78% ～ 55.45%，平均含量為50.39%；Al2O3含量變化于10.49% ～14.63%，平均含量為11.63%；CaO含量變化于8.40% ～14.05%，平均含量為10.79%；三者含量之和達72.81%。而Fe2O3、MgO、K2O和Na2O的含量變化和平均含量分別為3.98% ～ 5.35%（4.70%）、2.52% ～ 3.69%（3.05%）、1.89% ～ 2.91%（2.29%）和0.97% ～ 3.45%（2.13%）。

各元素的具體含量還存在著局地差異（表1），其中位于 昭蘇盆地近地表黃土中Al2O3、Fe2O3、CaO和K2O的平均含量相對最高，分別為11.98%、4.93%、11.23%和2.35%；位于伊犁盆地東部地區(qū)近地表黃土中MgO、CaO、Na2O和K2O的含量相對偏低，平均含量分別為2.86%、10.43%、2.05%和2.26%；而位于盆地西部地區(qū)則SiO2、MgO和Na2O最為富集，其平均含量分別占到51.00%、3.28%和2.29%（表1）。

表1 新疆伊犁盆地近地表黃土的常量元素變化特征Table 1 The distribution of major element from the near-surface loess samples

將伊犁地區(qū)近地表黃土元素含量與上地殼（UCC）（Rudnick and Gao，2003）的主要常量元素進行了比較。結(jié)果表明，無論就整個區(qū)域還是分區(qū)域而言，CaO和K2O的含量相對UCC的元素含量明顯富集，而其余常量元素的含量相對UCC的元素含量則是虧損的。從伊犁盆地常量元素相對于上地殼元素豐度的富集因子EF值來看，絕大部分元素的富集因子介于0.52 ～1.58，富集特征不明顯，反映主要為地殼來源；而CaO、Na2O和K2O的富集因子相對較高，其在各樣品中EF的平均值均大于1，富集特征更為明顯。

3.2 粒度測定結(jié)果

從表2中可以看出，伊犁地區(qū)近地表黃土的粒級較粗，粒度組成主要集中于粉砂。各個粒級組分的含量在各個區(qū)域的分布差異也較大，昭蘇盆地中近地表黃土的粉砂含量和粘粒含量最高，但平均粒徑最細；伊犁盆地西部砂含量最高而粉砂含量和粘粒含量最低，但平均粒徑最粗；伊犁地區(qū)東部粘粒含量、粉砂含量和砂含量中等，平均粒徑也居中。

表2 新疆伊犁盆地近地表黃土的粒度組成特征Table 2 The distribution of grain-size from the near-surface loess samples

3.3 磁化率測定結(jié)果

磁化率值（χlf）反映了樣品的磁性礦物總含量，與樣品中磁性礦物的含量、組成、粒徑與聚合狀態(tài)等因素有關(guān)，存在復(fù)雜性和多解性（劉青松和鄧成龍，2009）。伊犁近地表黃土的磁化率值變化于35.3×10?8～ 255.4×10?8m3·kg?1，平均值在昭蘇盆地和伊犁盆地西部相差不大，而伊犁盆地東部該值明顯偏高（見表3）。

頻率磁化率值（χfd%）反映其超順磁性顆粒含量變化（Thompson and Oldf eld，1986），指示了風化、成壤作用的強度。伊犁地表黃土的χfd%非常低，變化范圍為0 ～10.20%，其平均值同樣在伊犁盆地東部地區(qū)明顯偏高（見表3）。

頻率磁化率的絕對值χfd反映成壤磁性顆粒組分（Liu et al，2005），比χfd%更能客觀反映成壤作用的指標。經(jīng)計算得出伊犁盆地西部、昭蘇盆地和伊犁盆地東部地區(qū)該值的平均值分別為0.40 × 10?8m3·kg?1、1.20 × 10?8m3·kg?1和2.00 × 10?8m3·kg?1，伊犁東部地區(qū)的該值同樣明顯偏高。

表3 新疆伊犁盆地近地表黃土的磁化率變化特征Table 3 The distribution of magnetic susceptibility from the near-surface loess samples

4 討論

4.1 磁化率與各項指標的關(guān)系

為探討各具體因子與χlf的關(guān)系，分析了χlf與砂含量、χfd%、Fe2O3及粘粒含量，χfd%與Fe2O3、粘粒含量的相關(guān)系數(shù)（圖2）。從圖2可以看出，上述因子中只有Fe2O3和χfd%呈較明顯的正相關(guān)。由于超順磁性顆粒的粒徑較細，主要形成于成壤過程中，而一般認為粘粒含量更多地與成壤環(huán)境有關(guān)，然而χfd%與粘粒含量的正相關(guān)關(guān)系沒那么明顯。因此可以認為由成壤作用生成的超順磁顆粒較少，可能在該粒徑之外分布的原始粉塵本身就包含有較多的超順磁性顆粒。而χlf和χfd%呈顯著的負相關(guān)，與Guo et al（2011）對新疆伊犁盆地表土的研究結(jié)果類似。粘粒含量與χlf呈顯著負相關(guān)，χlf與Fe2O3和粘粒含量呈負相關(guān)，可能說明粘粒含量中的磁性礦物非常少，F(xiàn)e2O3構(gòu)成的赤鐵礦、磁赤鐵礦等磁性礦物對磁化率的貢獻非常有限。與之相反的是，χlf與＞63 μm呈正相關(guān)，雖然這種相關(guān)性不是非常明顯，但指示了＞63 μm這個粒徑組分對磁化率有更大的貢獻。伊犁地區(qū)近地表黃土38個樣品中只有7個樣品的χfd%值＞3%，根據(jù)相關(guān)研究（Dearing，1999）及不考慮系統(tǒng)誤差，同樣可能表明伊犁盆地樣品中超順磁顆粒的含量較低，同樣表明其對磁化率的貢獻較小。因此，綜合分析可以認為粗顆粒組分對磁化率值的影響更大，而細顆粒組分對磁化率的影響較小，超順磁顆粒有部分來自于源區(qū)的攜帶，其在成壤過程中的生成量較低。

4.2 伊犁盆地近地表黃土磁化率的影響因素分析

黃土的磁化率值包含了由母巖帶來的及后期一系列演化過程攜帶的大量復(fù)雜信息，如在搬運和沉積過程中的地形差異、環(huán)境變化信息等。針對地理位置特殊、地形地貌復(fù)雜的研究區(qū)，本文從區(qū)域氣候、局地物源、海拔效應(yīng)等方面討論伊犁地區(qū)近地表黃土的磁化率變化特征。

4.2.1 區(qū)域氣候?qū)σ晾绲貐^(qū)近地表黃土磁化率的影響

氣候，特別是水熱組合模式的差異對成壤強度有重要影響，尤其是濕度在磁性礦物生成轉(zhuǎn)化及磁化率變化過程中至關(guān)重要，從而最終影響到黃土的磁學性質(zhì)。伊犁盆地的蒸發(fā)量遠遠大于降水量，在干旱時期有利于鹽類礦物的保存并對對磁化率產(chǎn)生稀釋作用，并且這種還原環(huán)境下不利于磁性礦物的生成；而相對有限的降水總量對研究區(qū)磁性礦物的生成與保存至關(guān)重要。伊犁盆地東部近地表黃土的磁化率和頻率磁化率都是最高的，χfd和χfd%在伊犁盆地西部地區(qū)的含量明顯偏低。這似乎說明的是伊犁盆地東部地區(qū)成壤磁性顆粒組分比伊犁盆地西部地區(qū)的更多。Fe2O3在伊犁盆地西部的含量比在伊犁盆地東部的含量更低也說明了這一點。伊犁盆地東部氣溫和降水都更高，水熱組合模式最佳，因此其成壤磁性顆粒較多。從黃土高原黃土成壤磁性顆粒與降水相關(guān)性更大（Guo et al，2011）來說，似乎能解釋伊犁盆地磁化率分布的東西差異特征。伊犁盆地西部降水明顯偏少但氣溫相對較高，昭蘇盆地地區(qū)氣溫雖低但降水稍多，而最終表現(xiàn)為兩個地區(qū)的磁化率相當?shù)謋d和χfd%值在昭蘇盆地明顯更高。同時，伊犁盆地東部地區(qū)近地表黃土的磁化率也高于昭蘇盆地近地表樣品的磁化率。若不將地形差異考慮在內(nèi)，也反映的是磁化率與降水相關(guān)性更大（Guo et al，2011）。

伊犁近地表黃土與中亞黃土的粒度分布（冉敏，2012）相似，但磁化率值比中亞黃土的更高。研究區(qū)與中亞黃土分布的緯度相當，只不過伊犁盆地的經(jīng)度更偏東。由于中亞地區(qū)更為干旱，而伊犁盆地的年降水量較大，從而能生成更多的鐵磁性物質(zhì)使磁化率值增大。

圖2 近地表黃土磁化率與粒度、元素的關(guān)系（χlf、粘粒(＜2 μm)、砂(＞63 μm)、Fe2O3及χfd%之間的相關(guān)性）Fig.2 Scatter plot of the parameters of near-surface loess samples from Ili Basin(Correlation between χlf, clay (＜2 μm) content, sand (＞63 μm) content, Fe2O3content and χfd%)

4.2.2 海拔效應(yīng)對伊犁地區(qū)近地表黃土磁化率的影響

伊犁地區(qū)地形垂直高差大，微地形 起伏明顯，區(qū)域內(nèi)年均溫、年降水量及植被類型隨著海拔變化而有很大差異，元素、磁化率也相應(yīng)產(chǎn)生了海拔分異及區(qū)域分異。Na作為較容易遷移的元素，在伊犁盆地東部樣品中的含量低，而在降水最少的伊犁盆地西部地區(qū)含量高。這一方面除與降水量有關(guān)外，另一方面可能也受海拔高度的影響。因為海拔較高地區(qū)的Na會在淋溶過程中被帶入海拔更低地區(qū)沉積，從而使得海拔較低地區(qū)的Na含量增加。同理，K的含量可能也受到同樣的影響。因此，海拔較低地區(qū)的難遷移物質(zhì)的積累將影響到沉積物的磁性特征。研究區(qū)近地表黃土的磁化率與海拔高度的關(guān)系非常復(fù)雜（圖3），數(shù)值取對數(shù)坐標后顯示其與海拔呈微弱負相關(guān)，并且在某些高度其存在一個梯度。特別明顯的是，在600 ～ 1350 m和1350 ～ 2100 m時，磁化率呈現(xiàn)的是前期的磁化率值較高然后降低；而頻率磁化率與海拔高度整體上似乎呈正相關(guān)關(guān)系，即海拔越高頻率磁化率值越大。砂粒級含量在各個區(qū)域的差別很大（表2），在昭蘇盆地含量最少在伊犁盆地西部含量最高，似乎說明的是海拔降低砂含量升高。而昭蘇盆地樣品的頻率磁化率的平均值比伊犁盆地西部地區(qū)樣品磁化率平均值偏高3倍左右，砂含量也減少近3倍，而砂含量與磁化率呈正相關(guān)（圖2），側(cè)面反映了海拔對磁化率的影響。相對于平原地區(qū)（冉敏，2012），位于較高海拔伊犁盆地近地表黃土樣品磁化率明顯偏高，這種變化特征可能與降雨隨著海拔的增高而增加 ，從而成壤作用增強有關(guān)。

圖3 伊犁盆地磁化率、頻率磁化率隨海拔的變化Fig.3 The distribution of magnetic susceptibility of near-surface loess samples in the Ili Basin under different altitude

4.3 近源物質(zhì)的加入對伊犁近地表黃土磁化率的影響

與黃土高原黃土相比，二者物源組成不同，其理化性質(zhì)也不同，因此伊犁黃土的磁化率增強機制有自己的特點。伊犁盆地近地表黃土平均粒徑則由西向東變小，有由粗變細的趨勢（Song et al，2014），與伊犁地區(qū)的風向相符。粒徑10 ～ 50 μm的物質(zhì)極易在空氣中漂浮搬運，是風力降塵的一個重要標志（Bagnold，2012）。而如前所述，2 ～ 63 μm含量在伊犁近地表黃土中占絕對優(yōu)勢，伊犁盆地西部樣品的2 ～ 63 μm含量比東部地區(qū)樣品的更低，由西向東似乎有由細變粗的趨勢，這似乎與伊犁地區(qū)的常年盛行的風向不符。2 ～ 63 μm粒級組分的含量和＞63 μm粒級組分的含量在伊犁盆地東西部地區(qū)的分布是反相位的，并且這兩個分區(qū)域的磁化率變化與＞63 μm含量的正相關(guān)關(guān)系不明顯，由此得出2 ～ 63 μm這個粒級組分可能更多地加載局地因素，2 ～ 63 μm這個粒級組分對磁化率的貢獻值得考慮。

Pye（1987）認為在中等風暴條件下，＞50 μm這個粒級組分被搬運的模式主要有蠕動、躍移。黃土高原馬蘭黃土＞50 μm含量接近10%（劉東生，1985），昭蘇盆地近地表黃土中＞50 μm和50 ～ 63 μm含量分別為8.92%和6.01%，伊犁盆地東部分別為13.91%和8.09%，伊犁盆地西部的分別為20.18%和11.13%，整個伊犁地區(qū)的分別為14.68%和8.53%。說明粗粒組分的變化不穩(wěn)定，受近源物質(zhì)的影響嚴重。另一方面，一般由于外力搬運使高山碎屑物質(zhì)易在低地堆積，物質(zhì)組成一般由高海拔到低海拔而逐漸變細。海拔較低的伊犁盆地西部和東部地區(qū)由于河流較多，黃土易受近源物質(zhì)加入的影響，特別明顯的是海拔高度最低的伊犁盆地西部地區(qū)其由于近地粗顆粒的加入使＞50 μm和50～63 μm含量明顯偏高；而昭蘇盆地內(nèi)雖有特克斯河主脈但其黃土分布的海拔相對更高，使近源物質(zhì)對其影響可能更小，從而＞50 μm和50～63 μm含量明顯偏低。事實上磁化率即同時包含碎屑成因和成壤成因磁性顆粒的貢獻（Hao et al，2008）?；谝陨涎芯浚疚恼J為2～63 μm粒級組分可能受近源物質(zhì)的影響，對該粒級組分的礦物組成、攜帶的磁性礦物種類和含量將在接下來的工作中展開。

4.4 磁化率在伊犁黃土古環(huán)境解譯應(yīng)用需要注意的問題

伊犁谷地是新疆黃土地貌分布最為集中的地區(qū)，伊犁地區(qū)各市縣均有分布（岳健等，2013），沉積相對穩(wěn)定（宋友桂和史正濤，2010；李傳想和宋友桂，2011b），是中亞古環(huán)境研究的重要載體。從本文的研究結(jié)果來看，在伊犁黃土的古環(huán)境研究中應(yīng)該更多地考慮到海拔、地貌、氣候、與物源區(qū)的距離、近地物源的分離等多方面因素。此前的研究也表明，磁化率、元素等相關(guān)指標并不能很好地反映伊犁黃土地層的變化，特別是磁化率（Song et al，2010；張文翔等，2011；李傳想和宋友桂，2011a；曾蒙秀和宋友桂，2013a，2013b）。因此，只有對黃土層中磁化率的變化特征與受控機制解析清楚，才能促進其在古環(huán)境研究中的運用。第一點就是海拔效應(yīng)的影響。伊犁黃土分布的上限是2100 m，而我們的研究中發(fā)現(xiàn)在海拔1000 m時開始發(fā)生變化，在1300 m左右磁化率發(fā)生了明顯的變化，在2100 m時近地表黃土的磁化率值明顯較低。因此解釋黃土剖面和鉆孔磁化率的古環(huán)境意義時要考慮到海拔因素。第二點則是近源物質(zhì)的影響。伊犁黃土主要來自中亞的戈壁沙漠，伊犁河谷的沉積物也可能是黃土的物源之一（葉瑋，2000；宋友桂和史正濤，2010；曾蒙秀和宋友桂，2013a），但原始風塵沉積與后期近地物質(zhì)加入二者之間的比例并不清楚。在研究中要注意區(qū)分風塵組分和近源物質(zhì)組分的比例，才能清晰辨別包括磁化率在內(nèi)的各代用指標對氣候變化的敏感性。第三點則是要考慮到研究時間段內(nèi)的氣候模式，如當時的氣候模式到底是不是西風區(qū)類型（Long et al，2014），這種氣候模式變化如何影響到磁化率的變化。

5 結(jié)論

伊犁地區(qū)近地表黃土樣品的磁化率與粘粒含量、Fe2O3含量成負相關(guān)關(guān)系，與砂含量呈正相關(guān)關(guān)系；頻率磁化率與粘粒含量、Fe2O3含量呈正相關(guān)；磁化率與頻率磁化率呈負相關(guān)關(guān)系。在復(fù)雜的研究區(qū)里，伊犁地區(qū)近地表黃土的磁化率顯示出在不同分區(qū)內(nèi)、不同海拔高度內(nèi)其變化特征不盡相同，并且其變化非常復(fù)雜。成壤作用形成的超順磁顆粒對磁化率的貢獻有限，粗顆粒組分對磁化率貢獻較大。近地表黃土磁化率與氣候、海拔高度、局地物源等多種因子有關(guān)。在黃土古氣候解譯中需要綜合考慮這些因子對磁化率變化的可能影響。

致謝：新疆地質(zhì)調(diào)查和野外采樣中得到了課題組李傳想、李新新、董俊超、陳濤、李越等人的幫助，在此表示衷心的感謝！

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Magnetic susceptibility characteristics of near-surface loess in the Ili Basin, Xinjiang

ZENG Meng-xiu1,2, SONG You-gui1
(1. State Key Laboratory of Loess and Quaternary Geology, Institute of Earth and Environment, Chinese Academy of Sciences, Xi'an 710075, China; 2. School of Geographic and Oceanographic Sciences, Nanjing University, Nanjing 210093, China)

Located in the middle latitude of Central Asian, the Ili Basin has specif c geology, geomorphic and geography characters, the moisture and warm water flow from the Atlantic Ocean, Caspian Sea, Balkhash Lake get into the region, thus the climate is very special in the Xinjiang. Because of the inf uence of the climate condition, the altitude and the nearby materials, there have some environment signif cance differences of the loess between the Ili Basin and the CLP. Loess magnetic susceptibility (MS) in the Chinese Loess Plateau is usually regarded as an index of East Asian Summer Monsoon intensity; however, the paleoclimatic signif cance of loess MS value in Central Arid Asia is still unclear. In order to break through the barriers in the application of the MS in the paleoclimate research, we must understand the constraints of the MS. Here the authors report the results of MS, sedimentology and geochemistry of 38 near-surface loess samples from different geomorphological-climatic units of the Ili Basin, Xinjiang, Central Asia, and discuss the possible effect factors of loess MS value, and point out a few remarks about the application of MS in the paleoenvironment research in the Ili basin. The results show that the MS of the near-surface loess samples are negatively correlated to clay fractions (＜2 μm) and Fe2O3content, but positively correlated to coarse fractions (＞63 μm). Superparamagnetic particlesproduced by pedogensis and fine fractions have limited contribution to loess MS value and coarse fractions play important role on the enhancement of MS. There is a high degree of complexity of nearsurface loess susceptibility vary with temperature and precipitation in Ili basin. The loess in the Ili basin is near its dust source, the wind moving distance is shorter, resulting to the higher proportion of coarse grain particles, which causes that the susceptibility is positively correlated to coarse fractions. There is a weak negative correlation between MS and altitude, a weak positive correlation between frequencydependent susceptibility and altitude. The possible effector factors of loess MS such as the ratio of the distal aeolian dust and regional sources, climatic conditions and altitude should be considered in the paleoenvironmental interpretation.

loess; magnetic susceptibility, affecting factors; Ili Basin

P318；P532

：A

：1674-9901(2014)02-0135-10

10.7515/JEE201402011

2014-02-18

國家自然科學基金項目（41172166）；國家重點基礎(chǔ)研究發(fā)展規(guī)劃項目（2013CB955904）；中國科學院科技創(chuàng)新“交叉與合作團隊”項目

宋友桂，E-mail: syg@ieecas.cn