南方红土的磁性矿物组成及其区域性差异.pdf

书书书第３２卷第４期２０１２年７月第四纪研究ＱＵＡＴＥＲＮＡＲＹＳＣＩＥＮＣＥＳＶｏｌ．３２，Ｎｏ．４Ｊｕｌｙ，２０１２ｄｏｉ１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１  ７４１０．２０１２．０４．０７文章编号１００１－７４１０（２０１２）０４－６２６－０９南方红土的磁性矿物组成及其区域性差异  刘彩彩 ①② 邓成龙 ② （ ①中国地震局地质研究所地震动力学国家重点实验室，北京１０００２９； ②中国科学院地质与地球物理研究所岩石圈演化国家重点实验室，北京１０００２９）摘要位于我国热带、亚热带地区的南方红土是我国分布最广的第四纪土状沉积，其经历了较强的化学风化作用，具有典型的磁性矿物组成。磁性矿物是沉积物的重要组成成分。磁性矿物的种类、粒度和含量等信息可以反映沉积物形成时的温度、降水等气候条件。因此，了解红土沉积物磁性矿物组成对于研究南方红土区的环境演化具有重要意义。本文综合分析了安徽宣城、浙江长兴、江西九江及广西百色４个剖面不同层位红土样品的  －Ｔ曲线、三轴等温剩磁热退磁曲线等岩石磁学结果，发现南方红土的磁性矿物组成主要为磁铁矿、磁赤铁矿、赤铁矿及针铁矿，这些磁性矿物的相对含量不仅具有地带性差异，而且在不同风化阶段也存在差异。其中百色剖面顶部棕色土中磁赤铁矿含量相对其他剖面较高，与百色地区现今较强的风化作用相符。同一剖面内网纹红土中赤铁矿的含量较高，磁赤铁矿的含量相对较低，指示网纹化时期较强的成土作用引起磁赤铁矿向赤铁矿的转化。此外，岩石磁学结果显示百色剖面网纹红土及均质红土中含有一种特殊性质的磁性矿物，即粒度较细、解阻温度较低的成土成因赤铁矿，该矿物为后期强烈风化作用的产物。该次生矿物携带了较强的化学剩磁，引起了百色剖面初始碎屑剩磁的重磁化。该研究表明磁性矿物组成的差异还可以用来解释南方红土剩磁记录的多样性。主题词南方红土磁性矿物岩石磁学中图分类号Ｐ５３２，Ｓ１５２，Ｐ３１８．４文献标识码Ａ第一作者简介刘彩彩女２７岁博士后古地磁学专业Ｅ  ｍａｉｌｌｉｕｃａｉｃａｉ＠１２６．ｃｏｍ 国家自然科学基金项目（批准号４１１０４０４０和４０９２５０１２）、中国科学院博士后科学基金项目（批准号２０１００４８０３５８）和国家重点基础研究发展规划项目（９７３项目）（批准号２０１２ＣＢ８２１９０５）共同资助２０１１－１２－２０收稿，２０１２－０３－０７收修改稿１引言沉积物中磁性矿物的种类、粒度及其相对含量往往与沉积物形成时的氧化还原环境及相应的温度、降水等气候条件相关。通常，较强烈的成土作用或风化作用往往导致原生磁性矿物的转换及次生磁性矿物的生成。例如褐铁矿通常不稳定，在一定的风化作用下容易转变为稳定的晶形较好的赤铁矿和针铁矿，且这种转变无论在干旱还是潮湿的气候条件下均能发生［１］。因此，了解沉积物中磁性矿物的种类、粒度及含量变化对于研究成土作用的强弱及环境演化具有重要意义。沉积物中常见的磁性矿物主要有磁铁矿、赤铁矿、针铁矿、水铁矿以及磁赤铁矿等铁氧化物。磁铁矿通常形成于氧化－还原交替的环境，即干湿交替的气候条件［２，３］。赤铁矿通常形成于高温并伴随短期少量降水的环境，在中性－微酸性条件下，短期降水有助于铁的快速释放［４，５］。也有人研究发现［２］，在高温条件下，短期季节性强降水也可以促进赤铁矿的大量形成。但与磁铁矿相比，长期干热及土壤保持短期湿润的环境更有利于赤铁矿的形成［６］。赤铁矿的主要来源有钛磁铁矿及钛磁赤铁矿的高温氧化、磁铁矿常温下长期氧化、磁赤铁矿转变以及一些风化矿物，如水铁矿和针铁矿的脱水。其中，通过磁赤铁矿转变及风化产物脱水形成的赤铁矿是红土鲜艳红色的主要贡献者［７］。针铁矿的形成环境比较广泛，与赤铁矿相比，它多形成于低温湿润环境［８］，大量存在于排水良好的土壤［９］。而水铁矿则多形成于排水不畅的土壤或灰化土［９］。磁赤铁矿是磁铁矿低温氧化或风化的产物，多存在于高度风化的热带、亚热带土壤［９］。但相比于赤铁矿，它多形成于初级风化阶段，而随着风化作用或成土作用的增强磁赤铁矿最终会转化为赤铁矿［１０，１１］，因此赤铁矿往往为风化的终端产物［１２］。红土广泛分布于热带－亚热带地区，通过古地磁方法结合古地理数据重建红土沉积物相对古地理４期刘彩彩等南方红土的磁性矿物组成及其区域性差异位置的分布，发现多数的红土沉积均分布于古赤道的南北３０度之间［１］。这表明红土的形成与热带－亚热带特殊的气候相关。而位于我国秦岭－淮河以南、青藏高原以东的第四纪红土沉积（书书书图１）就属于典型的红土沉积，该沉积的形成表明早更新世以来我国南方地区经历了较强的成土作用。特别是该红土地层中网纹的形成，指示了该地区曾经历极端湿热的强风化环境［１４，１５］。而这种极端气候往往导致磁性矿物组成的较大变化，甚至可以改变原生磁性矿物所携带的初始碎屑剩磁，从而引起原生剩磁的重磁化［１６］。此外，前人研究发现南方红土剖面随深度及纬度的变化其成土作用的强度各不相同［１５，１７］。因此，研究南方红土沉积中磁性矿物的种类、粒度及其相对含量变化为探讨我国南方地区第四纪气候演化提供重要的信息。图１中国南方红土与北方黄土沉积的分布及文中相关红土剖面的位置（据文献［１３］修改）１浙江长兴２安徽宣城３江西九江４广西百色Ｆｉｇ  １ＳｃｈｅｍａｔｉｃｍａｐｓｈｏｗｉｎｇｔｈｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆｒｅｄｓｏｉｌｓｉｎＳｏｕｔｈｅｒｎＣｈｉｎａａｎｄｌｏｅｓｓｉｎＮｏｒｔｈｅｒｎＣｈｉｎａａｎｄｔｈｅｓｅｃｔｉｏｎｓｍｅｎｔｉｏｎｅｄｉｎｔｈｉｓｓｔｕｄｙ本文综合了几个位于不同气候带的南方红土剖面的岩石磁学结果，并将其各特征岩性层的磁学特征进行对比，探讨南方红土沉积中磁性矿物组成随时间及空间分布的变化及其对气候的指示意义。２剖面概况本文综合了４个剖面的岩石磁学结果，包括安徽宣城、浙江长兴、江西九江和广西百色剖面（书书书图１）。其中，宣城剖面位于宣城市向阳村附近，处于长江的一条支流水阳江的二级阶地上（３０５２  ４０６ ′ Ｎ，１１８５１  ８９９ ′ Ｅ），剖面主要由下蜀黄土、红色粉砂质粘土、网纹红土及底部河流相砂砾石沉积组成，除底部砂砾层外，剖面主体为风成沉积［１８］。长兴剖面位于太湖的一条支流西苕溪的二级阶地上（３０５４  ９９０ ′ Ｎ，１１９４１  １１２ ′ Ｅ），距太湖３０ｋｍ。该剖面主要由一套红色粘土和粉砂组成，上覆风成成因的下蜀黄土，厚度不均匀，约０  ５～２  ０ｍ厚，下伏白垩纪砂岩。剖面主体为冲积、洪积成因的粉砂质粘土，上部发育网纹，下部为均质红土，局部含砾石。九江剖面位于江西九江市区西南部的江西日报驻九江记者站（２９４２ ′ Ｎ，１１６００ ′ Ｅ），岩性从上至下可分为黄土／古土壤交替层、红色粘土及网纹红土层，沉积物源为风尘［１８］。百色剖面位于广西百色盆地内右江的第四级阶地上（２３４６  ６６４ ′ Ｎ，１０６４３  ７２０ ′ Ｅ），剖面主体由三部分岩性层组成顶部红棕色粘土层、中部网纹红土层及下部的红色粘土层。文中将这４个剖面的上部下蜀黄土层及红棕色粘土层统称为黄棕色土层（ＹＢＣ），将不含有网纹的岩性层统称为均质红土层（ＵＲＣ）。并将所有剖面统分为３个部分黄棕色土（ＹＢＣ）、网纹红土（ＶＲＣ）和均质红土（ＵＲＣ）。３结果与讨论３  １表土磁性矿物组成及其地带性差异图２为典型红土样品的磁化率随温度变化曲线［１３，１７，１９］。书书书图２中显示几乎所有样品的  －Ｔ曲线均在３００ ℃附近出现一个隆起，这可能是由细颗粒磁性矿物的解阻［２１］或是弱磁性矿物在加热过程中转化成其他磁化率较高的成分（如磁赤铁矿）而引起的［２２］。磁化率在３００ ℃后的显著降低通常解释为亚稳态的亚铁磁性磁赤铁矿向反铁磁性赤铁矿的转化［２２～２７］。Ｌｉｕ等［２１］进一步证明在３００～４００ ℃附近发生转化的磁赤铁矿通常为成土成因的细颗粒的磁赤铁矿。所有典型样品的磁化率均在５８５ ℃附近明显降低显示了磁铁矿的存在。书书书图２中所有冷却曲线均在４００ ℃附近出现一个峰值，且所有黄棕色土（ＹＢＣ）样品的冷却曲线明显高于加热曲线（书书书图２ａ，２ｄ和２ｊ），这些特征指示了加热过程中有新的强磁性矿物生成，由于在氩气还原环境下加热，这种矿物很可能是磁铁矿。这种新生成的磁铁矿有可能是含铁硅酸盐或粘土矿物分解的产物［２１，２２］，也有可能是赤铁矿的还原产物［２４，２８，２９］。通过以上分析我们推断几乎所有剖面的顶部黄棕色土中均含有磁铁矿、成土成因细颗粒的磁赤铁矿（书书书图２ａ，２ｄ和２ｊ）。长兴剖面由于未采集上部下７２６第四纪研究２０１２年图２典型红土样品的磁化率随温度变化（   Ｔ）曲线（整个测量在氩气中进行）实线表示加热曲线，虚线表示冷却曲线；（ａ～ｃ）宣城剖面样品，（ｄ～ｆ）九江剖面样品［１７］，（ｇ～ｉ）长兴剖面样品［１３］，（ｊ～ｌ）百色剖面样品；书书书图２ａ的数据来自文献［２０］，书书书图２ｂ和２ｋ的数据来自文献［１９］；ＹＢＣ表示黄棕色土，ＶＲＣ表示网纹红土，ＵＲＣ表示均质红土Ｆｉｇ．２Ｈｉｇｈ  ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｍａｇｎｅｔｉｃｓｕｓｃｅｐｔｉｂｉｌｉｔｙ（  －Ｔｃｕｒｖｅｓ）ｆｏｒｒｅｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｖｅｒｅｄｓｏｉｌｓａｍｐｌｅｓ．Ｓｏｌｉｄａｎｄｏｐｅｎｃｉｒｃｌｅｓｒｅｐｒｅｓｅｎｔｈｅａｔｉｎｇａｎｄｃｏｏｌｉｎｇｒｕｎｓ，ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ蜀黄土样品，因此仅将网纹红土顶部靠近黄土层的样品的  －Ｔ曲线（书书书图２ｇ）与宣城和九江剖面的顶层样品（书书书图２ａ和２ｄ）进行对比，我们发现它们的热磁特征极为相似。此外宣城和长兴剖面顶部样品的磁滞回线特征也很相似。这些特征表明这３个剖面上部下蜀黄土沉积具有一致的磁性矿物组成，指示其经历了相似的成土环境。百色剖面样品的  －Ｔ曲线（书书书图２ｊ）除了具有以上特征外，其磁化率在温度达到３００ ℃后显著增加，其增加幅度明显强于其他剖面，表明百色剖面顶部沉积中成土成因细颗粒磁性矿物含量更高。这同时可以解释百色顶部样品具有较低的矫顽力及剩磁矫顽力（书书书图３ｇ）。此外，百色顶部样品的加热曲线（书书书图２ｊ）在５１０ ℃附近出现一个峰值，指示在加热过程中含铁硅酸盐或粘土矿物分解生成了磁铁矿［２２］，可能是百色样品有机碳含量较高，它作为还原剂加速了磁铁矿的生成。以上磁学结果表明百色地区的顶部沉积经历了更强的成土作用。８２６４期刘彩彩等南方红土的磁性矿物组成及其区域性差异图３典型红土样品的磁滞回线（顺磁校正后），外加场为１  ５Ｔ（ａ～ｃ）宣城剖面样品，（ｄ～ｆ）长兴剖面样品，（ｇ～ｉ）百色剖面样品图３ａ的数据来自文献［２０］，书书书图３ｂ，３ｃ和３ｉ的数据来自文献［１９］；ＢＣ表示黄棕色土，ＶＲＣ表示网纹红土，ＵＲＣ表示均质红土Ｆｉｇ  ３Ｈｙｓｔｅｒｅｓｉｓｌｏｏｐｓａｆｔｅｒｓｌｏｐｅｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎｆｏｒｐａｒａｍａｇｎｅｔｉｃｃｏｎｔｒｉｂｕｔｉｏｎ．Ｔｈｅｌｏｏｐｓｗｅｒｅｍｅａｓｕｒｅｄｕｐｔｏ１  ５Ｔ此外，卢升高［３０］对５５个采样点表土样品的Ｘ－射线衍射图谱的结果显示，南方红土表层沉积中还含有赤铁矿和针铁矿，这两种矿物的磁性较弱，其信号很容易被强磁性的磁铁矿和磁赤铁矿的磁性所掩盖，因此未在  －Ｔ曲线中体现。尽管如此，磁滞回线微弱的细腰特征（书书书图３）则指示了高矫顽力组分的存在。细腰特征可以解释为两种矫顽力差别很大的磁性组分混合的结果或者是两种粒径差别很大的磁性颗粒的混合［３１］，结合 －Ｔ曲线（书书书图２）、ＸＲＤ［１３，１７，１９，３０］及三轴等温剩磁（书书书图４）的结果，我们认为这些剖面样品磁滞回线的细腰特征更有可能是两种矿物混合的结果，其中低矫顽力组分是磁赤铁矿和磁铁矿，而高矫顽力组分主要是赤铁矿和针铁矿。而剖面上部样品的磁滞回线在外场低于５００～８００ｍＴ时既已闭合（书书书图３ａ，３ｄ和３ｇ），表明这些样品中低矫顽力磁性矿物控制着磁滞回线的行为，为样品磁性的主要载体。综上，南方红土剖面顶部黄棕色沉积中的磁性矿物组成为磁铁矿、磁赤铁矿、赤铁矿及针铁矿，其中磁铁矿和磁赤铁矿为磁性的主要载体。细颗粒成土成因磁赤铁矿在百色剖面中含量较高，表明广西百色地区的成土作用较长江中下游地区更为强烈。现今百色盆地位于北回归线附近，年平均温度较长江中下游地区高，尽管降水略少，其风化作用仍较强。同时由本研究可推断南方红土表层土的磁性矿物组成在不同区域没有太大差别，但这些矿物的相对含量却存在地带性差异。３  ２网纹化对磁性矿物组成的影响  －Ｔ曲线结果显示网纹红土（ＶＲＣ）典型样品的磁化率（书书书图２ｂ，２ｅ，２ｈ和２ｋ）［１３，１７，１９］在温度高于５８５ ℃后仍有一部分残留，直到温度高于６８０ ℃后磁化率值才接近零，指示了赤铁矿的存在。通常赤铁矿等弱磁性矿物的信号容易被强磁性矿物的信号所掩盖，因此，  －Ｔ曲线中显著的赤铁矿信号，指示样品中赤铁矿的含量极高且对样品磁性具有显著贡９２６第四纪研究２０１２年图４典型红土样品的三轴等温剩磁（ＩＲＭ）逐步热退磁曲线（ａ，ｂ）宣城剖面样品（ｃ，ｄ）长兴剖面样品（ｅ，ｆ）百色剖面样品三轴ＩＲＭ的获得是将样品依次沿着相互正交的Ｚ，Ｙ以及Ⅹ轴方向分别置于２  ７Ｔ，０  ５Ｔ以及０  ０５Ｔ的磁场中磁化；图中方形曲线代表高矫顽力组分（即Ｚ轴组分），三角形曲线代表中间矫顽力组分（即Ｙ轴组分），圆圈曲线代表低矫顽力组分（即Ⅹ轴组分）；书书书图４ａ，４ｃ，４ｅ和４ｆ的数据来自文献［１９］，书书书图４ｂ和４ｄ的数据来自文献［２０］；ＶＲＣ表示网纹红土，ＵＲＣ表示均质红土Ｆｉｇ  ４Ｐｒｏｇｒｅｓｓｉｖｅｔｈｅｒｍａｌｄｅｍａｇｎｅｔｉｚａｔｉｏｎｏｆａｔｈｒｅｅ  ｃｏｍｐｏｎｅｎｔＩＲＭｐｒｏｄｕｃｅｄｂｙｍａｇｎｅｔｉｚｉｎｇｓａｍｐｌｅｓｉｎ２  ７Ｔ，０  ５Ｔａｎｄ０  ０５ＴａｌｏｎｇｔｈｅＺ－，Ｙ－ａｎｄＸ－ａｘｅｓ，ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ献。此外，网纹红土（ＶＲＣ）典型样品的  －Ｔ曲线与顶部黄棕色土（ＹＢＣ）及均质红土（ＵＲＣ）的曲线类似，如均在３００ ℃和５８５ ℃附近存在显著变化等，表明整个剖面中磁性矿物的组成类似，均含有磁赤铁矿、磁铁矿、赤铁矿和针铁矿。所不同的是，网纹红土样品中，赤铁矿的信号明显增强，而磁赤铁矿的信号有所减弱，如书书书图２ｅ和２ｈ中３００～４００ ℃之间磁化率的降低幅度明显低于黄棕色土（ＹＢＣ）和均质红土（ＵＲＣ）样品（书书书图２ａ，２ｃ，２ｄ，２ｆ，２ｇ和２ｉ）。且网纹样品（ＶＲＣ）的磁化率值也明显低于其他两个岩性层，可能是由于网纹化过程造成磁赤铁矿向赤铁矿的转化。网纹样品（ＶＲＣ）的磁滞回线呈现显著的细腰特征（如书书书图３ｂ，３ｅ和３ｈ），也指示了高矫顽力组分对样品磁性的较大贡献，且高矫顽力组分的含量很高，因而其信号才能不被强磁性的磁赤铁矿和磁铁矿的信号所掩盖。此外，网纹样品（ＶＲＣ）在外场高达１  ０Ｔ时其磁滞回线仍未闭合（如书书书图３ｂ，３ｅ和３ｈ），其矫顽力和剩磁矫顽力较大，尤其是剩磁矫顽力远远高于其他样品，也体现了网纹样品中高矫顽力组分的显著贡献。三轴等温剩磁（ＩＲＭ）逐步热退磁曲线结果（书书书图４）也表明，宣城和长兴剖面网纹红土（ＶＲＣ）样品（如书书书图３ａ和３ｃ）高矫顽力组分携带的剩磁比例明显高于均质红土（如书书书图３ｂ和３ｄ）。３种退磁组分的剩磁强度均在６８０ ℃附近降为零，指示了赤铁矿为剩磁的主要载体，且赤铁矿的矫顽力谱分布较宽，表明其颗粒粒径分布较宽。三轴等温剩磁（ＩＲＭ）逐步热退磁曲线中，中、高矫顽力组分在８０ ℃附近剩磁的降低指示了针铁矿的存在，但其对样品整体剩磁０３６４期刘彩彩等南方红土的磁性矿物组成及其区域性差异的贡献较小。此外，低矫顽力组分热退磁曲线在５８５ ℃附近的明显转折指示了磁铁矿的存在。综合以上分析及前人研究［３２］，我们得出网纹红土（ＶＲＣ）中磁性矿物的组成与黄棕色土（ＹＢＣ）和均质红土（ＵＲＣ）是一致的，均含有磁铁矿、磁赤铁矿、赤铁矿和针铁矿。然而，这几种磁性矿物的相对含量在不同层位中各不相同。网纹红土中赤铁矿的含量明显高于其他两个岩性层，磁赤铁矿的含量有所降低，且网纹样品的磁化率明显低于其他两个岩性层。据此我们推断网纹化作用可能导致强磁性的磁赤铁矿向弱磁性的赤铁矿转化［３３］，从而引起土壤磁性的极大降低。３  ３强风化地区次生磁性矿物组成及其对原生剩磁的影响图２和书书书图４显示百色剖面网纹红土与均质红土样品的退磁特征与其他剖面明显不同。百色剖面样品的  －Ｔ曲线（书书书图２ｋ和２ｌ）不同于其他剖面的一个典型特征是其加热和冷却曲线均在４５０～５１０ ℃附近出现显著峰值，且  －Ｔ曲线在温度高于５５０ ℃时具有很好的可逆性，这表明加热和冷却曲线中４５０～５１０ ℃附近的峰应该为同一种矿物产生的。上文的分析推断这可能是由于加热过程中含铁硅酸盐或粘土矿物分解产生新的磁铁矿［２２］。冷却曲线的磁化率明显高于加热曲线，进一步指示在高温阶段有更多的磁铁矿生成。但温度高于５８５ ℃之后磁化率并未迅速衰减，而是呈现一种逐步减小的过程直到６５０ ℃左右降低为最低值，这体现了顺磁性矿物的特征，但也有可能是叠加了其他高居里温度矿物的信号，而５１０ ℃ 的峰则是该高居里温度矿物的Ｈｏｐｋｉｎｓｏｎ峰，冷却曲线磁化率的升高可以解释为加热过程中该矿物的颗粒变细而引起的。由于磁化率即受矿物居里温度的控制同时也与粒径的变化相关，因此  －Ｔ曲线行为的解释往往很复杂，需要结合其他岩石磁学实验的结果。百色剖面样品的三轴等温剩磁热退磁曲线不同于宣城和长兴剖面的一个显著特征是其多数样品的３种矫顽力组分的剩磁强度均在６３０～６４０ ℃附近快速大幅度降低（书书书图４ｅ和４ｆ），这一特征主要体现在高矫顽力组分的热退磁曲线上，这表明大梅剖面沉积物中含有一种解阻温度为６３０～６４０ ℃，并且具有高矫顽力特征的磁性组分。磁滞回线参数也显示百色剖面样品的矫顽力和剩磁矫顽力都远远高于其他剖面，进一步证实百色剖面网纹红土与均质红土中含有一种特殊的高矫顽力矿物。据Ｔａｕｘｅ等［３４］对印度和巴基斯坦中新世Ｓｉｗａｌｉｋ组红层的磁学研究指出，次生的赤铁矿与碎屑成因的赤铁矿相比，具有低的解阻温度（约为６２５ ℃）及较高的矫顽力。这与百色剖面中解阻温度为６３０～６４０ ℃的组分的磁学特征很相似，这种组分有可能是百色盆地强烈风化作用的产物，即成土成因的赤铁矿。百色盆地年平均气温（ＭＡＴ）约２２ ℃，年平均降雨量（ＭＡＰ）约１１００ｍｍ，且降雨量在全年之内极端不均匀分布，８０％以上的雨量通常降在６月、７月、８月份这３个月内。化学风化作用的强度主要受温度和降水的控制。高温多雨的气候可以加速风化作用的进行［３５］。而百色盆地较高的ＭＡＴ，相对低的ＭＡＰ和干湿季分明的特征更有利于次生赤铁矿和磁赤铁矿的形成［６，３６，３７］，尤其是有利于成土成因赤铁矿的形成［３８］。Ｄｅｎｇ等［１６］对百色盆地磁性地层学的研究表明百色盆地的初始沉积记录发生了严重的重磁化，并推断其Ｌｏｃｋ  ｉｎ深度至少不小于４ｍ。我们的岩石磁学结果显示成土成因赤铁矿对百色样品的天然剩磁有很大贡献，携带了较强的次生化学剩磁（ＣＲＭ）。这种强烈的ＣＲＭ信号叠加在原生的碎屑剩磁（ＤＲＭ）上，彻底掩盖了原生的ＤＲＭ［１９］。前人研究表明长江中下游地区的红土剖面均获得了可靠的磁性地层结果［２０］，而百色盆地的红土剖面却发生了重磁化。从磁性矿物学角度分析，长江中下游地区的风化较弱，其次生磁性矿物主要为针铁矿和磁赤铁矿，这两种矿物的含量及居里温度均较低，不足以掩盖碎屑成因的磁铁矿和赤铁矿所携带的初始沉积剩磁。而百色剖面中的次生赤铁矿，含量较高，而且有可能是碎屑磁铁矿高温氧化的产物，且其居里温度较磁铁矿高，因此，其携带的ＣＲＭ可以彻底改造或掩盖初始的原生剩磁。尽管百色剖面中也含有解阻温度为６８０ ℃的结晶完好的赤铁矿，但该赤铁矿携带剩磁较弱，且也有可能为风化产物，因此并不能记录可靠的原生剩磁。通过以上分析可以推断，磁性矿物组成上的差异可以帮助理解南方红土剩磁记录的复杂性。４结论前人对中国南方红土的形成、地球化学以及环境变化等方面进行了研究，并取得了一些认识和成果［１４～１７，３９～４５］。本文总结了宣城、长兴、九江、百色４个南方红土剖面典型样品的  －Ｔ曲线、磁滞回线、１３６第四纪研究２０１２年三轴等温剩磁热退磁曲线的结果，对比同一岩性层不同地带及同一剖面不同岩性层之间的岩石磁学特征，分析南方红土沉积中磁性矿物组成及其相对含量随时间和空间的变化特征。主要结论有（１）４个南方红土剖面顶部黄棕色土的磁性矿物组成为磁铁矿、磁赤铁矿、赤铁矿和针铁矿。其中磁铁矿和磁赤铁矿为土壤磁性的主要载体。此外，地理位置偏南、位于北回归线附近的百色剖面顶部棕色沉积中磁赤铁矿的相对含量较高，指示了较强的成土作用，这与现今百色盆地较强的风化作用相符。岩石磁学结果同时也表明南方红土中不同磁性矿物相对含量与风化带相关，存在地带性差异。（２）宣城、九江及长兴剖面的岩石磁学结果显示网纹红土中磁性矿物的组成与黄棕色土和均质红土是一致的，均含有磁铁矿、磁赤铁矿、赤铁矿和针铁矿。但网纹红土中的高矫顽力组分，尤其是赤铁矿的相对含量显著高于顶部黄棕色土和均质红土，而磁赤铁矿的贡献则有所降低。这些特征可能指示网纹化作用造成强磁性磁赤铁矿向弱磁性赤铁矿的转化，并最终导致土壤磁性的较低。（３）三轴等温剩磁热退磁曲线显示百色剖面网纹与均质红土中均含有一种具有高矫顽力特征、解阻温度为６３０～６４０ ℃的成土成因赤铁矿，该磁性矿物是强风化作用的产物。成土成因赤铁矿作为百色剖面天然剩磁的主要载体其携带大量次生化学剩磁，并最终掩盖或改造百色剖面初始的碎屑剩磁，造成百色地区红土的重磁化。可见，深入揭示红土中磁性矿物组成对于解释南方红土剩磁记录的多样性具有重要意义。参考文献（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓ）１ＶａｎＨｏｕｔｅｎＦＢ．ＯｒｉｇｉｎｏｆＲｅｄＢｅｄｓＡＲｅｖｉｅｗ１９６１～１９７２．ＡｎｎｕａｌＲｅｖｉｅｗｏｆＥａｒｔｈａｎｄＰｌａｎｅｔａｒｙＳｃｉｅｎｃｅ，１９７３，１３９～６１２ＭａｈｅｒＢＡ．ＭａｇｎｅｔｉｃｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｍｏｄｅｒｎｓｏｉｌｓａｎｄＱｕａｔｅｒｎａｒｙｌｏｅｓｓｉｃｐａｌｅｏｓｏｌｓＰａｌｅｏｃｌｉｍａｔｉｃｉｍｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ．Ｐａｌａｅｏｇｅｏｇｒａｐｈｙ，Ｐａｌａｅｏｃｌｉｍａｔｏｌｏｇｙ，Ｐａｌａｅｏｅｃｏｌｏｇｙ，１９９８，１３７（１～２）２５～５４３ＴｉｔｅＭＳ，ＬｉｎｉｎｇｔｏｎＲＥ．Ｅｆｆｅｃｔｏｆｃｌｉｍａｔｅｏｎｔｈｅｍａｇｎｅｔｉｃｓｕｓｃｅｐｔｉｂｉｌｉｔｙｏｆｓｏｉｌｓ．Ｎａｔｕｒｅ，１９７５，２６５５６５～５６６４ＳｃｈｗｅｒｔｍａｎｎＵ．Ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎｏｆｈｅｍａｔｉｔｅｔｏｇｏｅｔｈｉｔｅｉｎｓｏｉｌｓ．Ｎａｔｕｒｅ，１９７１，２３２６２４～６２５５ＳｃｈｗｅｒｔｍａｎｎＵ，ＭｕｒａｄＥ．ＥｆｆｅｃｔｏｆｐＨｏｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｏｆｇｏｅｔｈｉｔｅａｎｄｈｅｍａｔｉｔｅｆｒｏｍｆｅｒｒｉｈｙｄｒｉｔｅ．ＣｌａｙｓａｎｄＣｌａｙＭｉｎｅｒａｌｓ，１９８３，３１（４）２７７～２８４６ＢａｌｓａｍＷ，ＪｉＪ，ＣｈｅｎＪ．ＣｌｉｍａｔｉｃｉｎｔｅｒｐｒｅｔａｔｉｏｎｏｆｔｈｅＬｕｏｃｈｕａｎａｎｄＬｉｎｇｔａｉｌｏｅｓｓｓｅｃｔｉｏｎｓ，Ｃｈｉｎａ，ｂａｓｅｄｏｎｃｈａｎｇｉｎｇｉｒｏｎｏｘｉｄｅｍｉｎｅｒａｌｏｇｙａｎｄｍａｇｎｅｔｉｃｓｕｓｃｅｐｔｉｂｉｌｉｔｙ．ＥａｒｔｈａｎｄＰｌａｎｅｔａｒｙＳｃｉｅｎｃｅＬｅｔｔｅｒｓ，２００４，２２３（３～４）３３５～３４８７ＤｕｎｌｏｐＤＪ，ｚｄｅｍｉｒ．ＲｏｃｋＭａｇｎｅｔｉｓｍＦｕｎｄａｍｅｎｔａｌｓａｎｄＦｒｏｎｔｉｅｒｓ．ＮｅｗＹｏｒｋＣａｍｂｒｉｄｇｅＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＰｒｅｓｓ，１９９７  １～５７３８ＳｃｈｗｅｒｔｍａｎｎＵ，ＴａｙｌｏｒＲＭ．Ｉｒｏｎｏｘｉｄｅｓ．ＩｎＤｉｘｏｎＪＢ，ＷｅｅｄＳＢｅｄｓ．ＭｉｎｅｒａｌｓｉｎＳｏｉｌＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｓ（２ｎｄｅｄｉｔｉｏｎ）．ＳｏｉｌＳｏｃｉｅｔｙｏｆＡｍｅｒｉｃａ．ＭａｄｉｓｏｎＳｏｉｌＳｃｉｅｎｃｅＳｏｃｉｅｔｙｏｆＡｍｅｒｉｃａ，１９８９  ３７９～４３８９ＭａｈｅｒＢＡ．Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓａｔｉｏｎｏｆｓｏｉｌｓｂｙｍｉｎｅｒａｌｍａｇｎｅｔｉｃｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓ．ＰｈｙｓｉｃｓｏｆｔｈｅＥａｒｔｈａｎｄＰｌａｎｅｔａｒｙＩｎｔｅｒｉｏｒｓ，１９８６，４２（１～２）７６～９２１０ＢａｒｒｏｎＶ，ＴｏｒｒｅｎｔＪ．ＥｖｉｄｅｎｃｅｆｏｒａｓｉｍｐｌｅｐａｔｈｗａｙｔｏｍａｇｈｅｍｉｔｅｉｎＥａｒｔｈａｎｄＭａｒｓｓｏｉｌｓ．ＧｅｏｃｈｉｍｉｃａｅｔＣｏｓｍｏｃｈｉｍｉｃａＡｃｔａ，２００２，６６（１５），２８０１～２８０６１１ＬｉｕＱＳ，ＢａｒｒｏｎＶ，ＴｏｒｒｅｎｔＪｅｔａｌ．Ｍａｇｎｅｔｉｓｍｏｆｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅｈｙｄｒｏｍａｇｈｅｍｉｔｅｉｎｔｈｅｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎｏｆ２  ｌｉｎｅｆｅｒｒｉｈｙｄｒｉｔｅｉｎｔｏｈｅｍａｔｉｔｅａｎｄｉｔｓｐａｌｅｏｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｉｍｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＧｅｏｐｈｙｓｉｃａｌＲｅｓｅａｒｃｈ，２００８，１１３Ｂ０１１０３，ｄｏｉ１０  １０２９／２００７ＪＢ００５２０７１２ＷａｌｋｅｒＴＲ．Ｆｏｒｍａｔｉｏｎｏｆｒｅｄｂｅｄｓｉｎｍｏｄｅｒｎａｎｄａｎｃｉｅｎｔｄｅｓｅｒｔｓ．ＧｅｏｌｏｇｉｃａｌＳｏｃｉｅｔｙｏｆＡｍｅｒｉｃａＢｕｌｌｅｔｉｎ，１９６７，７８（３）３５３～３６８１３ＬｉｕＣＣ，ＸｕＸＭ，ＹｕａｎＢＹｅｔａｌ．ＭａｇｎｅｔｏｓｔｒａｔｉｇｒａｐｈｙｏｆｔｈｅＱｉｌｉｔｉｎｇｓｅｃｔｉｏｎ（ＳＥＣｈｉｎａ）ａｎｄｉｔｓｉｍｐｌｉｃａｔｉｏｎｆｏｒｇｅｏｃｈｒｏｎｏｌｏｇｙｏｆｔｈｅｒｅｄｓｏｉｌｓｅｑｕｅｎｃｅｓｉｎＳｏｕｔｈｅｒｎＣｈｉｎａ．ＧｅｏｐｈｙｓｉｃａｌＪｏｕｒｎａｌＩｎｔｅｒｎａｔｉ

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