甌江沉積物磁性特征及其環(huán)境意義.pdf

1、環(huán)境磁學(xué)是地球科學(xué)和環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域的重要研究手段。甌江是浙江省第二大河流，對(duì)區(qū)域地質(zhì)地貌發(fā)育、氣候與環(huán)境演變具有重要意義。本研究對(duì)甌江流域進(jìn)行系統(tǒng)表層沉積物采樣，對(duì)其進(jìn)行系統(tǒng)的環(huán)境磁學(xué)測(cè)量，并結(jié)合粒度、地球化學(xué)和漫反射光譜(DRS)分析，研究沉積物磁性特征對(duì)河流水動(dòng)力變化和物源變化的響應(yīng)，并探討磁學(xué)手段診斷河流重金屬污染的可行性及其機(jī)制。主要結(jié)論如下:
　　假單疇-多疇(PSD-MD)顆粒的亞鐵磁性礦物磁鐵礦主導(dǎo)了甌江沉積物的磁性特

2、征。但不完整反鐵磁性礦物的貢獻(xiàn)仍然存在，尤其是在甌江上游河段不完整反鐵磁性礦物（如赤鐵礦等）含量較高。水動(dòng)力條件控制的沉積物粒度特征對(duì)磁性特征具有顯著的影響，細(xì)顆粒的單疇(SD)和超順磁(SP)磁性礦物在粘土和細(xì)粉砂中富集，磁性參數(shù)xfd％，xARM，xARM/x,xARM/SIRM與粘土含量具有顯著正相關(guān)，可以作為粒度和水動(dòng)力的代用指標(biāo)。
　　磁化率x與粗粒級(jí)組分含量和平均粒徑呈顯著正相關(guān)，分粒級(jí)基礎(chǔ)上的磁性測(cè)量也證實(shí)磁性礦物主

3、要賦存于粗粒級(jí)組分沉積物中。沉積物粒級(jí)越粗，磁性礦物含量越高，這是因?yàn)橹鲗?dǎo)甌江沉積物磁性特征的粗顆粒假單疇-多疇(PSD-MD)磁性礦物主要在粗粒級(jí)（砂）組分中富集。自甌江上游至河口，隨著水動(dòng)力作用減弱和穩(wěn)定，粗粒級(jí)組分沉積物及其攜帶的磁性礦物難以長(zhǎng)距離搬運(yùn)，優(yōu)先沉降，磁性礦物含量下降，磁性顆粒變細(xì)，體現(xiàn)了河流沉積物磁性特征對(duì)水動(dòng)力分選作用的響應(yīng)。
　　甌江河流段（上游至潮區(qū)界）和感潮河段（潮區(qū)界至河口）沉積物在粒度、磁學(xué)和地球化

4、學(xué)特征上均具有顯著的差異，顯示二者的沉積物源具有差異。河流段沉積物具有高K、低Mg的地化特征和磁性礦物含量高且顆粒粗的磁性特征，較高的不完整反鐵磁性礦物（赤鐵礦、針鐵礦等）與該河段以紅壤、黃壤為主的土壤類型一致，這體現(xiàn)了甌江本源物質(zhì)的特征。而感潮河段由于受到強(qiáng)大的潮流作用影響，一方面上游物質(zhì)被潮流作用阻擋，同時(shí)海域來沙隨潮流進(jìn)入下游河道，成為甌江下游感潮河段的重要物質(zhì)來源，在此泥沙混合過程中磁性礦物含量下降，顆粒變細(xì)。甌江口外海域泥沙則

5、主要來自于浙閩沿岸流向南輸送的長(zhǎng)江泥沙，感潮河段下游沉積物與長(zhǎng)江輸沙物質(zhì)與高度相似性，指示其沉積物接受長(zhǎng)江輸沙物質(zhì)補(bǔ)給。磁性參數(shù)之間及其與其他參數(shù)的組合，如退磁參數(shù)S-100mT與飽和等溫剩磁（SIRM），S-100mT與Mg、S-100mT與特征元素比值Mg/K等，非磁滯剩磁磁化率xARM與＜16μm粒級(jí)（粘土和細(xì)粉砂）含量等，能夠清晰的指示甌江感潮河段下游與河流段沉積物的物源差異性及其與長(zhǎng)江物質(zhì)的物源繼承性。總體上結(jié)合磁學(xué)、粒度和地

6、球化學(xué)特征，發(fā)現(xiàn)和證實(shí)甌江感潮河段下游沉積物以海域泥沙（主要為長(zhǎng)江物質(zhì)）補(bǔ)給為主，河流段以陸源碎屑物質(zhì)補(bǔ)給為主，感潮河段上游處于過渡區(qū)域，推測(cè)其在旱季以海域泥沙為主，雨季上游河流段泥沙貢獻(xiàn)上升。
　　自甌江上游向河口，沉積物中重金屬元素含量和污染程度提高，磁性參數(shù)百分頻率磁化率xfd％，xARM，xARM/x,xARM/SIRM與重金屬含量和污染程度具有較強(qiáng)正相關(guān)，可能指示了細(xì)顆粒亞鐵磁礦物對(duì)重金屬具有吸附作用，也可能是二者均在細(xì)