秭归势大岭黄土研究

秭归势大岭黄土研究_三峡库区宜昌重

第五节　秭归势大岭黄土研究

一、势大岭剖面沉积物地层特征

1.势大岭剖面的岩性特征

势大岭剖面位于宜昌市秭归县境内，坐标为：30°56′18″N，110°48′51″E，剖面为一人工开挖露头，厚约15.4m，依据岩性特征自下而上分成三层：厚度约2m的砾石层，厚约1.2m的亚砂土，厚约5m的亚黏土（图5-39）。各层的岩性特征具体描述如下：

褐黄色亚黏土层：厚约5m，土质松散，手搓能够成3cm长的条状，含水量较高，整个剖面的质地较为均一，上部约1m内含有较多的植物根系和虫孔，含有一定量的腐殖质，颜色略显灰。

图5-39　势大岭剖面柱状图

灰白色亚砂土层：厚约1.2m，含水量较上部的亚黏土层少，土质较硬，团块状，压实较上部的亚黏土层紧密。依据其岩性特征初步判断该层可能是水成沉积物。

黄色砾石层：厚约2m，砾石含量高，约可达60%，以黄色砂岩为主，约占90%。砾石直径以3～7cm为主，约占50%，7～15cm的约占20%，小于3cm的约占15%，大于15cm的约占15%。砾石的定向性较差，磨圆度以刺棱为主，少部分能够达到次圆，球度较差。砾石层的分选性较差，砾石间以粗砂充填。砾石存在一定的风化，大部分为弱风化，部分中等风化。

2.势大岭剖面沉积物年代

在剖面的110cm、310cm、560cm和670cm处分别取电子自旋共振样品：SDL-ESR-4～SDL-ESR-1。把样品送至成都理工大学核能物理实验室进行了年龄测定，结果校正之后获得的年龄分别为（6.8±0.68）万年、（7.6±1.0）万年、（9.8±1.0）万年和（11.3±1.0）万年。依据这些年龄数据采用线性内插法求得各个深度的年龄值，如图5-40、表5-24。从图中可以看出，自下而上沉积速率在增加，630～700cm段的沉积速率是44.07cm/万年，300～630cm段的沉积速率是118.18cm/万年，100～300cm段的沉积速率是250cm/万年。

图5-40　势大岭剖面深度与年龄关系

表5-24　势大岭剖面测年数据

二、势大岭剖面沉积物参数特征

（一）势大岭剖面沉积物粒度参数特征

1.势大岭剖面的粒度组成特征

为了解和分析势大岭黄土沉积物粒度组成特征，采用50μm、10μm和5μm分别作为砂粒/粗粉砂、粗粉砂/细粉砂以及细粉砂/黏粒的分界线，对势大岭黄土剖面不同粒径沉积物含量进行计算和统计（表5-25，图5-41）。势大岭黄土各粒级组成具有如下特征。

表5-25　势大岭剖面粒度含量组成

续表5-25

图5-41　势大岭剖面粒度含量随深度变化曲线

势大岭黄土剖面的粒径＞50μm的颗粒含量范围为6.45%～68.77%，平均为24.15%；10～50μm颗粒含量范围为24.17%～53.49%，平均为45.16%，为该段的众数粒组；5～10μm颗粒含量范围为3.06%～18.74%，平均为11.60%；＜5μm颗粒含量范围为4.00%～27.40%，平均为19.09%。

势大岭剖面第Ⅰ层（4.4～5.4m）：粒径＞50μm的颗粒含量范围为61.72%～68.77%，平均为64.48%，为该段的众数粒组；10～50μm颗粒含量范围为24.17%～29.75%，平均为27.48%；5～10μm颗粒含量范围为3.06%～4.17%，平均为3.48%；＜5μm颗粒含量范围为4.00%～5.33%，平均为4.56%。

势大岭剖面第Ⅱ层（0～4.4m）：粒径＞50μm的颗粒含量范围为6.45%～18.66%，平均为13.14%；10～50μm颗粒含量范围为46.38%～53.49%，平均为49.99%，为该段的众数粒组，10～50μm的粉土级的含量对黄土至关重要，因为但凡是黄土必定以粉土颗粒为主，以此区别于其他沉积物。该粒组是风尘的“基本粒组”（刘东生等，1985）；5～10μm颗粒含量范围为11.59%～18.74%，平均为13.82%，略高于洛川黄土（12%左右）（刘东生等，1985）；＜5μm颗粒含量范围为19.2%～27.40%，平均为23.05%，仅次于粗粉砂组分，为势大岭黄土的次众粒级。

依据沉积物三因分类法，势大岭黄土剖面第Ⅰ层剖面样品的粒级平均值以砂和粗粉砂为主，其中砂的含量平均值均大于60%，与现代河流沉积物样品近似（图5-42），推测该层沉积物可能与河流沉积环境有关。第Ⅱ层的剖面样品全部属于黏土质粉砂，与西部典型风成黄土（刘东生等，1985）和安徽的下蜀土非常相近，其组成均以粉砂级组分为主，黏土级组分次之，砂级组分较少，推测该层沉积物可能是风成的。由于＞50μm的颗粒一般不易被风力长距离搬运，我国各地黄土＞50μm的含量一般不超过10%（刘东生等，1985），势大岭黄土第Ⅱ层粒径＞50μm的含量为13.14%，这点稍有区别。

2.粒度参数特征与分布曲线

图5-42　势大岭黄土（a）、巢湖下蜀土（b）及现代河流沉积物（c）岩性三角图

沉积物粒度参数与沉积物的形成环境有很好的相关性，从粒度参数，如平均粒径（Mz）、中值粒径（Md）、分选系数（又称标准偏差σ）、偏度（SK）和峰态（又称尖度KG）等，分析还原沉积环境是可行的。根据粒度分析结果，绘制出粒度参数分布曲线（图5-43），并统计出势大岭黄土剖面沉积物粒度参数特征表（表5-26）。

图5-43　剖面沉积物粒度参数分布曲线

平均粒径（Mz）：所有粒度的平均值，代表粒度分布的集中趋势，反映了搬运介质的平均动能和沉积环境的变化。势大岭剖面平均粒径为3.80Φ～6.72Φ，平均为5.86Φ。由剖面粒度分布曲线可以看出，0～4.4m的平均粒径为6.11Φ～6.72Φ，平均为6.35Φ；4.4～5.4m的平均粒径为3.80Φ～4.25Φ，平均为4.06Φ；最底部5.6m处的一个样品的粒径是1.48Φ。

中值粒径（Md）：它是粒度累计频率曲线上含量为50%时所对应的粒度值，能敏感地反映沉积动力条件的变化。势大岭剖面0～5.4m的中值粒径为3.60Φ～6.47Φ，平均为5.47Φ。

分选系数（σ）：反映沉积物分选性的参数，势大岭黄土的变化范围在1.43Φ～2Φ，平均为1.80Φ。根据Folk的σ分级标准属于分选较差。第Ⅰ层（4.4～5.4m）的变化范围为1.43Φ～1.78Φ，平均为1.63Φ；第Ⅱ层（0～4.4m）的变化范围在1.70Φ～2Φ，平均为1.80Φ。只集中在分选较差的一个分选等级，说明其物源距离沉积区较远。

表5-26　势大岭黄土剖面沉积物粒度参数统计

势大岭黄土的偏度（SK）变化在0.13Φ～0.31Φ，平均为0.23Φ。第Ⅰ层（4.4～5.4m）偏度变化在0.13Φ～0.23Φ，平均为0.18Φ；第Ⅱ层（0～4.4m）偏度变化在0.16Φ～0.31Φ，平均为0.25Φ。研究偏度对了解沉积物的成因有一定作用，一般，海滩沙多为负偏，而沙丘沙及风坪沙则多为正偏。势大岭剖面偏度分布在0.13Φ～0.31Φ，即由正偏到极正偏，属于风成成因的偏度值分布范围。

势大岭黄土的峰态（KG）变化在0.88Φ～1.37Φ，平均为1.01Φ。第Ⅰ层（4.4～5.4m）峰态变化在1.18Φ～1.37Φ，平均为1.25Φ；第Ⅱ层（0～4.4m）峰态变化在0.88Φ～0.99Φ，平均为0.94Φ。峰态KG是度量粒度分布曲线的峰凹程度，当KG值很低或非常低时说明该沉积物未经改造就已进入新环境，而新环境对它的改造又不明显，其分布曲线则可能是宽峰或多峰。势大岭剖面粒度的峰态值KG＞0，峰态的变化范围在0.88Φ～1.37Φ，主体在0.88Φ～0.99Φ波动，平均值为1.01Φ，峰态分布于平坦、中等（正态）和尖锐三个峰态等级，其中中等（正态）峰态样品占大多数，为67.86%，其次是尖锐峰态等级，占21.43%，属于窄峰态，平坦峰态等级较少，仅占10.71%。平坦峰态表明样品分选差，中等峰态表明样品分选一般，尖锐峰态表明样品分选好。

势大岭黄土的粒度分布曲线变化随深度呈现出不同的特征（图5-44），剖面第Ⅰ层（4.4～5.4m）的粒度分布曲线主峰都以砂粒为主，众数出现在4Φ左右；第Ⅱ层（0～4.4m）表现为双峰态，次峰表现不明显，主峰以粉砂颗粒为主，且粗粉砂含量最多，众数出现在5Φ～6Φ，众数粒径向粗粒端减小的速率比向细粒端快。大量资料表明，5Φ～6Φ（对应10～50μm）粒级颗粒在空气中最易浮动，为主要的风力悬浮搬运对象，而随粒径变大，搬运系数变小，在空气中的浮动性能越来越差，小于4Φ（大于63μm）粒径的颗粒就基本不能在空中悬浮，一般只以跃移形式搬运（张云翔等，1998）。第Ⅰ层样品在曲线上所表现的以砂级粒径含量为主的特点说明它不是风成成因的；剖面最底部5.6m处为砾石层样，在0Φ处出现了一个小峰，可能是河流沉积环境下形成的，推测底部砾石层与上部的砂质粉砂层可能是河流作用形成的二元沉积结构。第Ⅱ层样品在曲线上所表现的以粉砂级粒径含量为主的特点，说明它可能是风成成因的（孙东怀等，2000），将势大岭黄土沉积物第Ⅱ层剖面样品曲线与“巫山黄土”沉积物0～5m样品的粒度频率曲线进行比较，发现它们的变化特征基本一致，说明了势大岭黄土剖面第一层沉积物与“巫山黄土”沉积物的成因是一样的。

图5-44　势大岭黄土（左）与“巫山黄土”（右）沉积物粒度频率曲线

3.粒度参数组合特征

粒度参数一般都具有一定的成因及沉积环境判别意义。但鉴于沉积环境非常复杂，且影响因素也很多，用单一的粒度参数判别沉积环境往往是不确切的，常需要对各种粒度参数进行综合分析，才能得出比较可靠的结论（李长安等，2010）。势大岭黄土沉积物粒度参数散点图（图5-45）与“巫山黄土”和河流沉积物粒度参数散点图（图5-46）对比结果表明，势大岭黄土剖面沉积物第Ⅰ层（4.4～5.4m）粒度参数散点图和现代河流沉积物基本相同，而第Ⅱ层（0～4.4m）与“巫山黄土”的分布区域基本一致，反映了势大岭黄土沉积物第Ⅰ层的成因与河流成因相同，而势大岭黄土沉积物第Ⅱ层的成因应与“巫山黄土”风积成因一致。

图5-45　势大岭黄土沉积物参数散点

▲势大岭黄土第Ⅰ层沉积物；●势大岭黄土第Ⅱ层沉积物

4.粒度频率和累积概率曲线特征

势大岭黄土沉积物粒度频率曲线随深度变化呈现出不同的特征（图5-47），第Ⅰ层（4.4～5.4m）表现为单峰态，主峰以砂粒为主，众数出现在4Φ左右；第Ⅱ层（0～4.4m）表现为双峰态，主峰以粉砂颗粒为主，且粗粉砂含量最多，众数出现在5Φ～6Φ区间，众数粒径向粗粒端减小的速率比向细粒端快。

图5-46　“巫山黄土”和河流沉积物参数散点（n为样品数）

●“巫山黄土”（n＝288）；Δ现代河流沉积物（n＝67）

图5-47　沉积物粒度频率曲线

图5-48　沉积物粒度累积概率曲线

从势大岭剖面沉积物的累积概率曲线上（图5-48）可看到，剖面第Ⅰ层（4.4～5.4m）推移、跃移、悬移3种不同的组分之间的截点分别为2Φ和6Φ，这3种组分的直线段所对应的粒度分布范围分别为0～2Φ、2～6Φ、6～12Φ，反映在直线段上的斜率依次是推移组分斜率最大，跃移组分斜率次之，悬移组分斜率最小，说明该层剖面中推移组分分选性最好，悬移组分分选性最差；剖面第Ⅱ层（0～4m）以粉砂级粒径含量为主，在累积概率曲线上不见推移组分，说明该层剖面沉积物不是河流成因的，跃移组分与悬移组分所对应的截点为6Φ，斜率上推移组分大于悬移组分，说明该剖面沉积物推移组分的分选性好于悬移组分。

5.粒度像特征

粒度像的C-M图（C为累积曲线上1%处所对应的粒径，M为中值粒径）已被广泛地应用于风成沉积的研究中（鹿化煜等，1999）。我们将势大岭黄土C-M图、L-M图和A-M图（图5-49）（L、A分别为小于4μm、31μm的粒度百分含量）与“巫山黄土”与长江现代河流沉积物的C-M图、L-M图和A-M图（图5-23）进行比较，从图中可以看出，势大岭黄土第Ⅰ层剖面样品与第Ⅱ层剖面样品分布投影于不同的区域，显示出了两者分属不同的成因，其中第Ⅰ层投影区域与长江现代河流沉积物相似，说明势大岭黄土沉积物第Ⅰ层是由河流沉积作用形成的，而第Ⅱ层投影区域与“巫山黄土”沉积物投影区域基本相同，说明势大岭黄土沉积物第Ⅱ层为风成成因。

图5-49　势大岭沉积物粒度C-M（a）、L-M（b）、A-M（c）图

▲势大岭黄土第Ⅰ层沉积物；●势大岭黄土第Ⅱ层沉积物

（二）势大岭剖面沉积物磁学特征

样品的环境磁学参数由华东师范大学河口海岸国际重点实验室选用英国产Bartington MS2磁化率仪，剩磁选用英国Molspin公司生产的交变退磁仪、脉冲磁化仪和Minispin旋转磁力仪，对所有样品的低频磁化率（χlf，0.47kHz）和高频磁化率（χhf，4.7kHz）、非滞后剩磁（χARM交变磁场峰值100mT，直流磁场0.04mT）和等温剩磁，及经强度为1T磁场磁化后的剩磁（SIRM）以及具有饱和等温剩磁的样品在磁场强度-100mT、-300mT磁场退磁后所带的剩磁进行测试，然后计算各磁性参数。测试结果见表5-27。

1.磁性参数特征

势大岭沉积物的磁性参数χlf的最小值为10.6×10^-8 m³·kg^-1，最大值为33.2×10^-8 m³·kg^-1，平均值为20.9×10^-8 m³·kg^-1。χlf在0～1m区间内相对较大，在1～3.4m区间内相对较小，在3.5～6m区间内又逐渐变大（图5-50）。

磁性参数χhf的最小值为11.0×10^-8 m³·kg^-1，最大值为32.9×10^-8 m³·kg^-1，平均值为21.2×10^-8 m³·kg^-1。

磁性参数χfd%的最小值为-6.723，最大值为2.154，平均值为-1.651。磁性参数χfd的最小值为-1.438×10-8 m³·kg^-1，最大值为0.676×10^-8 m³·kg^-1，平均值为-0.271×10^-8 m³·kg^-1。

磁性参数ARM的最小值为16.9×10^-6 Am²·kg^-1，最大值为117.9×10^-6 Am²·kg^-1，平均值为73.8×10^-6 Am²·kg^-1。ARM值在0～1m区间内相对较大，在1～3.6m区间内相对较小，在3.5～6m区间内又逐渐变大。

磁性参数χARM的最小值为52.9×10^-8 m³·kg^-1，最大值为370.4×10^-8 m³·kg^-1，平均值为231.8×10^-8 m³·kg^-1。χARM值在0～1m区间内相对较大，在1～4.2m区间内相对较小，在4.2～6m区间内又逐渐变小。

图5-50　磁性参数曲线变化

磁性参数SIRM的最小值为883.9×10-6 Am²·kg^-1，最大值为5 744.1×10^-6 Am²·kg^-1，平均值为3 032.9×10^-6 Am²·kg^-1。SIRM值在0～1m区间内相对较大，在1～3.8m区间内相对较小，在3.8～6m区间内逐渐变大。

磁性参数HIRM的最小值为165.7×10^-6 Am²·kg^-1，最大值为591.4×10^-6 Am²·kg^-1，平均值为246.2×10^-6 Am²·kg^-1。HIRM值在0～3.5m区间内波动不大，且相对较小；在3.5～6m区间内急剧变大。

磁性参数IRM-100的最小值为-2 741.5×10^-6 Am²·kg^-1，最大值为-18.1×10^-6 Am²·kg^-1，平均值为-1 279.3×10^-6 Am²·kg^-1。IRM-100值在0～1m区间内相对较小，在1～3.5m区间内相对较大，在3.5～6m区内又逐渐变小。

磁性参数IRM-300的最小值为-4 678.6×10^-6 Am²·kg^-1，最大值为-489.2×10^-6 Am²·kg^-1，平均值为-2 540.4×10^-6 Am²·kg^-1。IRM-300值在0～1m区间内相对较小，在1～3.5m区间内相对较大，在3～5m区间内又逐渐变小。

磁性参数S-100的最小值为50.8，最大值为75.0，平均值为68.2。S-100值在0～1.5m区间内波动不大，且相对较大；在1.5～4m区间内相对较小；在4～6m区间内又逐渐变大，波动不大。

磁性参数S-300的最小值为77.7，最大值为95.0，平均值为90.0。S-300值在0～1.5m区间内波动不大，且相对较大；在1.5～4m区间内值相对较小，在4～5.5m区间内又逐渐变大，波动不大。

磁性参数χARM/χ的最小值为5.0，最大值为13.5，平均值为10.6。χARM/χ值在0～4.5m区间内大幅度波动，在4.5～6m区间内趋于稳定且逐渐变小。

磁性参数χARM/SIRM的最小值为59.9×10^-5 m·A-1，最大值为105.5×10^-5 m·A-1，平均值为77.5×10-5 m·A-1。χARM/SIRM值在1～4m区间内大幅度波动，在4～6m区间内逐渐趋于稳定。

磁性参数χARM/χfd的最小值为-2 776.4，最大值为3 335.4，平均值为-154.7；χARM/χfd值在0～6m区间内整体波动不大，但在4～4.5m区间内急剧变小。

磁性参数SIRM/χARM的最小值为8.3kA·m-1，最大值为18.3kA·m-1，平均值为13.7 kA·m-1。SIRM/χARM值在0～1m区间内相对较大；在1～3.8m区间内相对变小，相对于SIRM、深度图波动变大；在3.8～6m区间内值逐渐变小。

磁性参数SIRM/ARM的最小值为29.8，最大值为52.4，平均值为40.9。

2.沉积物磁性矿物的类型及含量

磁性参数（χ，χARM，SIRM等）主要与亚铁磁性矿物（如磁铁矿）的含量有关。物质磁性的强弱可通过磁化率的测试来表征。大量样品的磁性测试表明，含量不很高的铁磁晶粒在很大程度上决定了物质的磁化率测值，故一般可将磁化率看作磁性矿物含量的粗略度量指标。χ平均值为20.9×10^-8 m³·kg^-1，远小于下蜀黄土的93.6×10-8～173.8×10-8 m³·kg^-1，同时也小于洛川剖面（S0～S5）中的最小值23×10-8 m³·kg^-1，磁性矿物含量少于洛川剖面和下属土。说明粗略上势大岭铁磁剖面沉积物晶粒含量不高，低于洛川剖面沉积物。

频率磁化率系数χfd%主要用来鉴定物质中细的铁磁晶粒（SP-FV）。在基岩中，基本上存在超顺磁和细黏滞性物质，只有在物质的风化成土过程中，通过化学生物过程，才会将大的晶粒转化为超顺磁物质。一般当物质中χfd%值为5%左右时，就说明超顺磁物质较多，当χfd＞10%时，已相当可观。在下蜀黄土—古土壤序列研究中，经受土壤化的古土壤，其χfd%明显高于黄土，一般达9%～13%，而黄土只有7%～10%。χfd%一般指示了超顺磁矿物（SP）的存在及其相对含量。势大岭剖面沉积物χfd%平均值为2.154，小于洛川剖面（S0～S5）中的最小值4.7，说明此处存在超剩磁物质，含量少于洛川剖面。

非滞后剩磁（ARM）常用来鉴别稳定单畴铁磁晶粒（0.02～0.04μm），这一般以ARM与等温剩磁高度有关为前提。势大岭剖面沉积物ARM值为16.9×10^-6～117.9×10-6 Am²·kg^-1。

饱和等温剩磁SIRM是样品在1T磁场中磁化后所保留的剩磁，它与磁性矿物类型和含量有关。势大岭剖面SIRM值为883.9×10^-6～5 744.1×10^-6 Am²·kg^-1，而洛川剖面（S0～S5）SIRM值为4 700×10^-6～19 000×10^-6 Am²·kg^-1，说明势大岭剖面的磁性物质含量低于洛川剖面。

一般认为磁铁矿的SIRM/χARM值主要分布在1.5～50kA/m范围，赤铁矿的SIRM/χARM值一般较高，大于100kA/m，SIRM/χARM含较多超顺磁颗粒的物质一般低于0.4kA/m。从表5-28可见，势大岭样品的SIRM/χARM在1.5～50kA/m，表明样品中磁性物质主要是磁铁矿。

表5-28　不同地区样品磁化率值（单位：10^-8 m³·kg^-1）

磁性参数HIRM，即“硬”剩磁，是样品在300mT磁场磁化后所携带剩磁与饱和等温剩磁的差值，指示了样品中不完全反铁磁性矿物的含量，它一般随样品中不完全反铁磁性矿物含量的增高而增大。势大岭沉积物HIRM的平均值约为246.2×10^-6 Am²·kg^-1，数值较小，小于下蜀黄土500×10^-6～1 000×10^-6 Am²·kg^-1，说明沉积物中不完全反铁磁性矿物含量不多。

3.沉积物磁性特征及古气候意义

沉积物磁化率是衡量沉积物在外磁场作用下被磁化难易程度的物理量，一般分为体积、质量、频率磁化率。沉积物是在特定的沉积环境中形成的，记载了环境条件的变化，其所携带的磁性矿物则因对环境的灵敏反应和记录的稳定性而成为较好的环境指示物质。磁化率作为表征物质磁学特征的物理量，有助于判断样品记载的环境变化信息，分析古气候变化规律及其细节，推断样品形成过程的环境条件，为古环境研究提供可靠的磁学证据。近年来的研究认为：如果样品的磁化率相对较高，相应的沉积物粒度则较细，表明样品是在相对暖湿的环境下形成的；反之，如果样品的磁化率相对较低，相应的沉积物粒度则较粗，表明样品是在相对干冷的环境下形成。

从势大岭剖面沉积物的χlf（一定程度上可以代替χ）不难发现，其值在0～1m区间内相对较大，在1～3.4m区间内相对较小，在3.5～6m区间内又逐渐变大。由此可以推断，该地区的古环境变化大致分为3个阶段，基本规律为气候温暖潮湿期——气候干燥偏冷期——气候温暖潮湿期。还可以进一步从曲线变化的趋势得出，气候由温暖潮湿期转为干燥偏冷期是一个渐变的过程，气温逐渐降低，然后稳定寒冷。而气候由干燥偏冷期转为温暖潮湿期，有一个突变的特点——气温急剧增高，在短时间内从寒冷气候转变为温暖气候，最上层变化很可能是人类活动加剧造成。

4.沉积物磁性参数分层研究

通过对粒度以及磁性参数相关性的研究，我们根据其曲线变化规律将势大岭剖面分为上下两层：下层4.4～5.6m与上层0～4.4m。两层磁性参数的特征有几点明显的变化，如图5-51所示（χlf、ARM、SIRM、HIRM两两作散点图，菱形表示下层数据；十字表示上层数据）。

不难发现，下层（4.4～5.6m）的磁性参数（χlf、ARM、SIRM、HIRM）普遍偏大，且分布较为离散：χlf值为24.3×10^-8～33.2×10^-8 m³·kg^-1，ARM值为97.8×10^-6～117.9×10^-6 Am²·kg^-1，SIRM值为3 796.1×10^-6～5 744.1×10^-6 Am²·kg^-1，HIRM值为250.6×10^-6～591.4×10^-6 Am²·kg^-1。而上层0～4.4m的磁性参数（χlf、ARM、SIRM、HIRM）相对下层而言较小，同时有一定富集的趋势：χlf值为10.6×10^-8～28.2×10^-8 m³·kg^-1，ARM值为16.9×10^-6～112.8×10^-6 Am²·kg^-1，SIRM值为883.9×10-6～4 440.4×10^-6 Am²·kg^-1，HIRM值为165.7×10-6～297.0×10^-6 Am²·kg^-1。结果显示，势大岭剖面上层沉积物磁性矿物的含量与下层相比更多，且来源更为单一，下层沉积物来源更为混杂。

为了研究剖面上、下两层，我们对粒度与磁性参数之间的相关性进行研究。结果如图5-52和图5-53所示。

从图5-52可以发现，势大岭剖面下层（4.4～5.6m）4个粒度-磁性参数相关曲线之间有一定的差异。除了HIRM与粒度相关曲线外，其他三条曲线都在粒径为3Φ附近出现极大值，之后急剧下降，在5Φ出现负相关的最大值，之后相关系数又开始向正相关趋近，6Φ以后基本为正相关。HIRM在0～5Φ变化不规律，5Φ后相关系数开始增大，在7Φ处达到最大值，之后缓慢下降，但总体还是正相关。曲线说明，下层剖面沉积物中粒径为3Φ和7Φ的物质对磁性贡献较大。

总体上不难发现，4个粒度-磁性参数之间都存在一定的差异，相关性在正负间多次来回转换，存在一个明显的拉锯过程，也从一个侧面说明物源不单一，结合粒度分析，推断可能混杂着风成沉积和水成沉积。

从图5-53可以看出，势大岭剖面上层（0～4.4m）4个粒度-磁性参数相关曲线之间基本一致，只是HIRM与粒度相关曲线有部分差异，但整体变化规律极为相似，其他3条曲线大致重合。4条曲线都类似正弦函数，正负都存在一个峰值。在4Φ～5.5Φ之间，正相关系数最大，而在7Φ处，粒度-磁性参数相关系数达到负的极值。从以上变化规律不难发现，上层剖面沉积物中粒径为4Φ～5.5Φ和7Φ的物质对磁性贡献较大。

图5-51　势大岭两层磁性参数对比散点

◇表示下层数据；＋代表上层数据

图5-52　势大岭剖面下层（4.4～5.6m）粒度-磁性参数相关曲线

a（黑色）：χ_lf；b（蓝色）：ARM；c（绿色）：SIRM；d（红色）：HIRM

图5-53　势大岭剖面上层（0～4.4m）粒度-磁性参数相关曲线

a（黑色）：χ_lf；b（蓝色）：ARM；c（绿色）：SIRM；d（红色）：HIRM

因为4个粒度-磁性参数之间差异性较小、曲线相似，我们可推断物源较为单一，结合粒度分析，推断可能有风成沉积。

5.磁性参数特征对成因的指示

我们对不同地区不同成因的样品磁化率进行统计（表5-28），与势大岭下层和上层样品磁化率进行对比，研究其成因。作柱状图发现（图5-54）：势大岭下层、上层沉积物平均磁化率值与“巫山黄土”和北方黄土风成的沉积物平均磁化率值接近，而同长江河口、黄河河口和长江上游以及中游的水成沉积物平均磁化率值相差较远。因此，可以大致推断，势大岭剖面沉积物基本属于风成沉积。

图5-54　不同地区样品磁化率平均值柱状图