甌江沉積物磁性特征及其環(huán)境意義.pdf

1、環(huán)境磁學是地球科學和環(huán)境科學領(lǐng)域的重要研究手段。甌江是浙江省第二大河流，對區(qū)域地質(zhì)地貌發(fā)育、氣候與環(huán)境演變具有重要意義。本研究對甌江流域進行系統(tǒng)表層沉積物采樣，對其進行系統(tǒng)的環(huán)境磁學測量，并結(jié)合粒度、地球化學和漫反射光譜(DRS)分析，研究沉積物磁性特征對河流水動力變化和物源變化的響應，并探討磁學手段診斷河流重金屬污染的可行性及其機制。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。水動力條件控制的沉積物粒度特征對磁性特征具有顯著的影響，細顆粒的單疇(SD)和超順磁(SP)磁性礦物在粘土和細粉砂中富集，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力的代用指標。
　　磁化率x與粗粒級組分含量和平均粒徑呈顯著正相關(guān)，分粒級基礎(chǔ)上的磁性測量也證實磁性礦物主

3、要賦存于粗粒級組分沉積物中。沉積物粒級越粗，磁性礦物含量越高，這是因為主導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（砂）組分中富集。自甌江上游至河口，隨著水動力作用減弱和穩(wěn)定，粗粒級組分沉積物及其攜帶的磁性礦物難以長距離搬運，優(yōu)先沉降，磁性礦物含量下降，磁性顆粒變細，體現(xiàn)了河流沉積物磁性特征對水動力分選作用的響應。
　　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、磁學和地球化

4、學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，同時海域來沙隨潮流進入下游河道，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。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江泥沙，感潮河段下游沉積物與長江輸沙物質(zhì)與高度相似性，指示其沉積物接受長江輸沙物質(zhì)補給。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（粘土和細粉砂）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江物質(zhì)的物源繼承性。總體上結(jié)合磁學、粒度和地

6、球化學特征，發(fā)現(xiàn)和證實甌江感潮河段下游沉積物以海域泥沙（主要為長江物質(zhì)）補給為主，河流段以陸源碎屑物質(zhì)補給為主，感潮河段上游處于過渡區(qū)域，推測其在旱季以海域泥沙為主，雨季上游河流段泥沙貢獻上升。
　　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正相關(guān)，可能指示了細顆粒亞鐵磁礦物對重金屬具有吸附作用，也可能是二者均在細