1 引言

黄土广泛分布于中国黄土高原、 中亚、 中欧、 阿根廷和北美大平原地区等南北半球的中高纬度地区，约占全球陆地面积的10％^[1]。风成黄土堆积具有沉积速率高、 连续性好等特点，蕴含着第四纪乃至中新世以来的古气候变化和地磁场信息^{[2, 3]}。过去50多年来，研究者对风成黄土进行了深入系统的研究，取得了巨大的成就，使黄土成为研究古环境变迁最好的陆相记录之一，与深海沉积物、 冰芯并称为国际全球变化研究的三大支柱^[4]。位于亚洲南部的印度，也有第四纪风积黄土相关报道，但主要局限在西北部的喜马拉雅山脉高山草原地区^{[5, 6]}，而位于南部的德干高原地区则少有报道。本文作者于印度会议考察期间，在德干高原地区发现第四纪风积黄土的存在，由于当地自然环境和地势条件的影响，风积黄土的面貌和厚度已经发生了较大改变，进而给辨认和研究带来了一定困难，但这一发现有利于全面认识印度地区的第四纪风成沉积。因此本文以印度德干高原黄土为研究对象，通过元素地球化学和粒度参数的对比，明确了该地区第四纪风积黄土的存在，并在此基础之上运用环境磁学的研究方法，初步探讨了印度德干高原风积黄土的磁学性质。

印度德干高原(Deccan Plateau)位于印度中南部，地势西高东低，是世界上最大的熔岩高原之一。整个高原由约1500m厚的玄武岩组成，其上覆盖有一层厚约25-30m的砖红壤铁盘层，黄土便堆积于铁盘层之上较浅的洼地中。该区域地势高且较为平坦，平均海拔达1436m，在其北部分布有面积约20×10⁴km²的塔尔沙漠(Thar Desert)，也称印度沙漠。

研究剖面位于德干高原西北部城市Mahabaleshwar以东20km的Panchgini Tableland之上(17°55.298′N，73°48.255′E)，海拔1329m（图1）。区域气候类型为热带草原气候，总体特征为： 终年高温，一年有明显的干湿两季，平均降水量1500-1800mm，年均温介于16-24℃之间。Panchgini Tableland位于层状玄武岩堆积的德干高原之上，地势平坦开阔，利于风积黄土堆积（图2a和2b）；整个剖面为均匀黄色，由于水热条件较好，底部黄土显示成壤特征，土壤颜色略微发红，且样品遇盐酸(HCl)轻微起泡，证明少量碳酸钙(CaCO₃)的存在； 剖面较薄，厚度为60cm（图2c和2d），以10cm为间距采样，共采集样品6块，样品编号为Y1-Y6。

图1(Fig.1)

图1 研究区示意图(修改自文献[7]) Fig.1 Sketch map of study area，modified from reference[7]

图2(Fig.2)

图2 剖面地表特征 (a)德干高原(Deccan Plateau)；(b)Panchgini Tableland；(c，d)采样剖面图(the photos of the section) Fig.2 Surface features of the section

粒度参数测量需要前处理，主要过程为： 取样品0.2-0.3g放入100ml烧杯中，同时加入浓度为10％的过氧化氢溶液10ml，放在电热板上加热以除去有机质，加热煮沸约30分钟以上，待烧杯内反应平静后，加入浓度为10％的稀盐酸溶液10ml用于除去碳酸盐，加热直至煮沸的烧杯内不再冒气泡后，往烧杯内加入蒸馏水至烧杯满(不溢出)，静置24 小时以后用橡皮管抽去上层清液，同时加入10ml浓度为0.05mol/L的六偏磷酸钠（（NaPO₃）₆）作为分散剂，在超声波振荡器上振荡7-8分钟后上机测量。粒度参数使用Malvern Instrument公司生产的Mastersizer 2000激光粒度仪进行测量。

元素地球化学测量分常量元素和稀土元素(Rare Earth Element，简称REE)。常量元素测量先用球磨机将样品研磨，过200目筛，过筛后用硼酸包裹经10T压力压制后，上机测量即可。常量元素测量仪器为荷兰Philip公司生产的Magix Pw2403测量仪。稀土元素测量前处理为： 准确称取0.004g于Teflon容器中，加入电子级混合酸(HF︰HNO₃=3︰1)2ml，150℃加热12小时。样品冷却后加入0.25ml HClO₄，于150℃电热板上蒸至近湿盐状，再加(HNO₃︰H₂O=1︰2)回溶12小时，冷却后用超纯水(18.2MΩ)定容至40ml容量瓶中待测。全程加入黄土标准物质测定进行质量控制，以保证实验的可靠性。稀土元素测量使用X-SERIES型ICP-MS质谱仪进行测试。

环境磁学的实验方法为将样品置于室内自然风干，将干燥后的样品轻轻研磨成粉末，用塑料薄膜包紧装入专用样品盒，分别测量下述各项磁学参数： 使用Bartington MS2B型磁化率仪测量低频磁化率(χ_lf)和高频磁化率(χ_hf)，频率分别为470Hz和4700Hz，计算出百分比频率磁化率χ_fd％＝100％×(χ_lf-χ_hf)/χ_lf； 使用ASC D-2000型交变退磁仪和Molspin Minispin旋转磁力仪测量非磁滞剩磁(ARM)，交变场峰值为100mT，直流场为100μT，计算出质量归一化非磁滞磁化率χ_ARM； 使用ASC IM-10-30强磁仪对样品施加正反向强磁场，等温剩磁(IRM)、 饱和等温剩磁(SIRM=IRM_1T)在Molspin Minispin旋转磁力仪测量，剩磁矫顽力(B_cr)由IRM_-XMT线性内插获得。磁化强度随温度变化曲线(M-T曲线)和磁滞回线由VFTB(Variable Field Translation Balance)居里称测量。磁化率随温度变化曲线(κ-T曲线)使用卡帕桥MFK1-FA磁化率仪和CS-4加热装置测量，其他磁学参数使用相应公式计算而得。

环境磁学、 粒度和稀土元素测量在福建师范大学湿润亚热带教育部重点实验室完成，常量元素测量在兰州大学西部环境教育部重点实验室完成。

如表1所示，印度样品中粉砂粒级(4-63μm)含量较多，是样品粒度组分的主要组成部分。中值粒径数值较小，变化介于3.08-6.96μm之间，平均值为4.82μm，小于中国黄土高原典型黄土的中值粒径^{[8, 9, 10]}。此外，样品中大于63μm的粗颗粒含量最大值为3.66％，均值为0.92％，远低于黄土高原黄土的粗颗粒含量(约7％-17％)^[9]。这种较为稳定、 连续的以细颗粒为主的沉积不能用风力以外的其他沉积动力来解释，是风力沉积的典型例证^{[11, 12]}。

表1(Table 1)

表1 印度样品中值粒径及各粒级组分变化Table 1 Variations of median grain-size and contents of different size fractions in the Indian loess Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 中值粒径/μm 6.18 3.76 4.74 3.08 4.19 6.96 4-10μm/％ 31.48 29.73 34.70 25.97 29.69 28.25 10-32μm/％ 25.71 15.98 20.45 12.87 19.97 32.38 32-63μm/％ 4.26 1.54 1.52 1.61 1.93 5.85 >63μm/％ 3.66 0.66 0.11 0.32 0.17 0.59

表1 印度样品中值粒径及各粒级组分变化 Table 1 Variations of median grain-size and contents of different size fractions in the Indian loess

粒度分布曲线能够显示沉积物粒度分布的范围和主要区间^{[11, 12, 13, 14]}。中国风成黄土以粉砂颗粒为主要组分，大于63μm的砂级含量很少，在100μm之后不存在峰值； 加之风动力变化和沉积后成壤改造作用的影响，黄土的粒度分布曲线常显示出双峰态^{[11, 13]}。通常认为，河流相沉积物由于颗粒大小和搬运动力的差异，粒度的分布曲线形态以多峰态为主^[11]。通过与西峰黄土粒度分布曲线(刘秀铭未发表数据)(图3b)对比，印度样品的曲线形态与中国风成黄土的双峰态接近，不同于河流沉积物的多峰态特征。此外，由于研究区气候条件的影响，季节性雨水造成土体干湿交替，使土壤中的粘粒含量增加，造成分布曲线与典型黄土相比粒径分布更广，分选性较差。其次，由于印度样品中细颗粒含量较高，细粒峰和粗粒峰混在一起，导致分布曲线在2μm以下的峰不够显著。最后，印度样品(图3a)细颗粒含量相对较多，反映沉积后成壤风化改造作用较强。总体上看，分布曲线表现出风成沉积的特点^{[12, 15, 16, 17]}，与河流、 海洋以及湖泊相沉积物差距较大^{[18, 19, 20]}。

图3(Fig.3)

图3 印度黄土曲线和西峰黄土粒度频率分布曲线 Fig.3 Grain size frequency distribution curves of Indian loess (a) and Xifeng loess(b)

概率累积曲线通常能够很好的区别风成沉积物与河流相沉积物^{[11, 17]}。风成物质搬运形式相对简单，以悬浮为主，反映在累积曲线形态上为单段型^[11]。第四纪以来的风积黄土古土壤都为单段型，而河流沉积物的曲线形态多出现两段型或多段型，通常反映了悬浮搬运和跃移搬运颗粒的分界线^{[11, 13]}。通过与黄土高原典型黄土(刘秀铭未发表数据)的对比得到，样品累积曲线形态与中国典型黄土较吻合(图4)，不同于河流沉积相的两段型或多段型，说明印度样品是典型的风积物。

图4(Fig.4)

图4 印度黄土和黄土高原黄土概率累积曲线对比 Fig.4 Grain size frequency accumulation curves of Indian loess and Xifeng loess

在元素地球化学研究中，通常将地壳中含量在1％以上的元素如 O、 Si、 Al、 Fe、 Ca、 Mg、 Na和K 称为常量元素，把含量在0.1％-1.0％的元素称为次要元素，把含量低于0.1％的元素称为微量元素^{[21, 22]}。其中，Si、 Al、 Fe、 Ca、 Mg、 Na和K 是主要的造岩元素，常以氧化物的形式表示^{[21, 22, 23]}。通过与中国黄土(南京下蜀^[24]、 陕西汉中盆地^[25]、 洛川^[26]以及川西甘孜典型黄土^[27])和河流沉积物(南海海域^[28]和长江流域沉积物^[29])的常量元素含量对比得到（图5），印度样品的常量元素特征与河流相沉积物的差异较大，与黄土相似度较高。虽然与中国黄土相似，由于研究区水热条件、 物质来源以及搬运过程存在差异，样品中某些元素在丰度上与中国典型黄土仍存在差异，主要表现在印度样品中Fe₂O₃(11.63％)的含量相对富集，CaO(0.43％)、 MgO(0.83％)、 Na₂O(0.30％)和K₂O(1.52％)的含量均相对亏损，而SiO₂(55.36％)和Al₂O₃(17.34％)含量与中国黄土相似^{[24, 25, 26, 27]}。

同时，印度样品与南京下蜀黄土^[24](图5a)的相似程度最高，主要原因可能是南京地处中国东南部，为典型的亚热带季风气候控制区域，降水主要集中在夏季，气温相对较高，与德干高原地区气候特征最为接近，同时我国南方黄土普遍经历了较强的风化过程^{[30, 31, 32]}，气候条件的相似和沉积后相似的后期改造过程使两个地区的常量元素含量表现出较高的一致性。

结合对不同类型沉积物元素特征的对比和分析得到，印度样品与中国风积黄土（图5a-5d）最为接近： 总体表现出Fe元素相对富集，而Na、 Mg、 Ca等元素相对亏损。出现这种现象的原因可能是研究区风化程度较高。化学蚀变指数（CIA）是元素含量的比值，是衡量沉积物化学风化程度的指标： 当CIA值在50-65之间时，表示干冷气候条件下土壤经历弱的化学风化； 65-85表示土壤经历中度化学风化； 85-100表示热带亚热带气候条件下土壤经历强烈的化学风化^[33]。其计算公式CIA=Al₂O₃/（Al₂O₃＋CaO^*＋Na₂O＋K₂O）×100（均为摩尔质量），其中CaO^*是指硅酸盐中的钙含量，具体计算方法见文献^[34]。印度样品的CIA指数介于86.36-91.28之间（表2），均值为88.58，表明土体经历了较强的化学风化。

图5(Fig.5)

图5 印度黄土与中国黄土常量元素组成(a-d)、 河流沉积物(e，f)的比较 Fig.5 Comparison of major elemental composition of the Indian loess，Chinese loess(a-d)and fluvial sediments(e，f)

表2(Table 2)

表2 印度黄土常量元素含量和CIA指数Table 2 Contents of major elements and CIA index of Indian loess Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Fe2O3（％） 12.10 10.46 10.14 11.83 12.63 12.61 SiO2（％） 56.35 55.15 55.38 55.25 56.25 53.77 Al2O3（％） 17.36 17.24 17.10 17.29 17.02 18.28 MgO（％） 0.83 0.78 0.79 0.85 0.88 0.82 CaO（％） 0.58 0.38 0.36 0.33 0.48 0.40 Na2O（％） 0.33 0.26 0.21 0.20 0.19 0.29 K2O（％） 1.51 1.56 1.53 1.52 1.49 1.47 CIA 86.36 87.84 88.75 88.40 88.81 91.28

表2 印度黄土常量元素含量和CIA指数 Table 2 Contents of major elements and CIA index of Indian loess

稀土元素(REE)是一组特殊的微量元素，指的是周期表中原子序数从57 到71 的镧系加上钇元素组成，它们的原子结构相似，离子半径相近，在自然界中密切共生，具有相似的化学性质^{[22, 35]}。稀土元素在表生环境中相对稳定，不同来源和不同形成方式的沉积物具有不同的稀土分配模式，且在风化、 搬运以及成岩过程中不易被迁移，因而能有效的反映沉积物的物源信息及其沉积环境^{[36, 37, 38, 39]}。印度黄土样品中(表3)稀土元素总量(ΣREE)变化范围在219.62-235.85μg/g，均值为225.33μg/g，该数值略高于中国黄土的稀土总量平均值170μg/g^[21]。此外，该地区轻稀土元素(具体包括La、 Ce、 Pr、 Nd、 Sm和Eu元素^[22])高度富集(ΣLREE为193.72-209.23μg/g)、 重稀土元素(具体包括Gd、 Tb、 Dy、 Ho、 Er、 Tm、 Yb和Lu元素^[22])相对亏损(ΣHREE为25.90-28.98μg/g)，且轻稀土元素总量占到稀土元素总量的88.37％，说明轻稀土元素含量变化对沉积物稀土元素总量变化起到十分重要的作用。以上结果与前人对黄土的研究成果较为吻合^{[2, 21, 40, 41, 42, 43]}。

表3(Table 3)

表3 印度黄土REE含量(μg/g)Table 3 Contents of rare earth elements(REE) of Indian loess(μg/g) Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 La 44.73 46.79 45.00 46.21 44.62 45.53 Ce 91.71 100.10 88.95 90.67 92.13 93.64 Pr 10.63 11.06 10.62 10.91 10.63 10.79 Nd 39.69 41.03 39.35 40.75 39.50 40.06 Sm 7.91 8.30 7.90 8.22 7.94 7.97 Eu 1.90 1.94 1.90 1.97 1.91 1.89 Gd 7.01 7.21 6.91 7.06 6.90 6.90 Tb 1.19 1.22 1.18 1.23 1.19 1.20 Dy 7.25 7.50 7.28 7.52 7.26 7.32 Ho 1.43 1.46 1.44 1.48 1.43 1.45 Er 3.90 3.97 3.90 4.01 3.93 3.95 Tm 0.62 0.63 0.63 0.64 0.62 0.64 Yb 3.93 4.01 3.94 4.04 3.99 4.03 Lu 0.62 0.64 0.62 0.64 0.63 0.63 ΣLREE 196.58 209.23 193.72 198.72 196.73 199.88 ΣHREE 25.94 26.62 25.90 26.62 28.98 26.12 ΣREE 222.52 235.85 219.62 225.34 222.71 225.99

表3 印度黄土REE含量(μg/g) Table 3 Contents of rare earth elements(REE) of Indian loess(μg/g)

稀土元素较为稳定，可以反映物源和沉积环境信息^{[41, 42]}。所有印度样品(图6a)都表现出相似的稀土元素分配模式，即轻稀土富集，Eu负异常，说明所有样品具有相似的属性和物质来源方式。

图6(Fig.6)

图6 印度黄土稀土元素分配模式(a)与中国黄土稀土元素分配模式对比(b) Fig.6 Comparison of rare-earth elemental(REE)distribution patterns between Indian loess and Chinese loess

将印度样品与上地壳平均值(UCC)^[35]、 中国黄土高原黄土^{[43, 44]}和新疆黄土^{[44, 45, 46]}的分配模式比较(图6b)得到，印度样品的稀土元素分配模式不仅与典型中国黄土具有较高的相似性，还与UCC的分配模式^[35]基本一致，这些结果表明它们都来自宽阔的、 包含各种矿物成分的物源区，在远距离搬运过程中得到充分混合后沉积。这些都是风积物质的典型特征^{[21, 45]}。

热磁分析是鉴定磁性矿物种类的有效方法，磁化强度和磁化率随温度变化曲线可以反映样品加热和冷却过程中磁性矿物相变和居里点，据此可鉴定样品中磁性矿物的种类^{[47, 48]}。测量环境的氧化还原程度也影响样品的热磁行为，本文测量了空气(M-T曲线)和氩气(κ-T曲线)环境下的热磁曲线，以便更加全面分析样品的磁学特征。

图7为印度样品的M-T曲线，曲线总体都显示出不可逆的特征。经过加热之后，样品的磁化强度几乎都增加了2-3倍。同时，加热曲线和冷却曲线趋势相同，Y1、 Y5和Y6样品的加热曲线都表现出580℃的磁铁矿居里点，但样品的磁化强度没有降低到0，说明样品中也含有赤铁矿或其他顺磁性物质； 而Y2、 Y3和Y4样品的加热曲线没有明显的居里温度点，表现出明显的顺磁性特征。此外，加热曲线都位于冷却曲线之下，表明在加热过程中生成了新的强磁性矿物磁铁矿(几乎所有样品的冷却曲线都具有明显的580℃居里点)，该现象可能与样品中含有较多的有机质有关^{[49, 50]}。

图7(Fig.7)

图7 印度黄土M-T曲线 Fig.7 M-T curves of Indian loess

图8为印度样品的κ-T曲线，总体特征为： 除Y6样品外，冷却曲线都处在加热曲线的上方，说明在加热过程中生成了新的强磁性矿物。所有样品的加热曲线在150-300℃之间都存在一个明显的峰，一般认为这是针铁矿受热脱水转化为磁化率高的磁赤铁矿所导致^[51]。Y6样品由于接近发育于玄武岩之上的砖红壤而表现出与其它样品不同的热磁现象。此外，所有样品在加热到580℃附近磁化率大幅降低，显示出磁铁矿的居里点，说明样品中主要的磁性矿物为磁铁矿。继续加热到700℃，磁化率逐步降低到0，说明样品中可能存在部分赤铁矿。

图8(Fig.8)

图8 印度黄土κ-T曲线 Fig.8 κ-T curves of Indian loess

如图7和图8所示，印度黄土的M-T和κ-T曲线都显示印度黄土中主要的亚铁磁性矿物为磁铁矿，同时也存在部分针铁矿和赤铁矿。二者主要的不同在于，M-T曲线显示中部样品呈现明显的顺磁性特征，但这一现象在κ-T曲线中不明显。出现这种现象可能是由于κ-T曲线形态受还原环境和磁性矿物颗粒的影响。

磁性矿物的磁化强度(M)随外加磁场(H)的变化而变化，当外加磁场消失时，某些种类的磁性矿物仍然具有一定的剩余磁化强度，这种磁化强度变化滞后于磁场变化的现象称为磁滞现象^{[52, 53]}。通过测量-1T-1T之间逐步变化磁场下的磁化强度，可以获得样品的磁滞回线； 磁滞回线的高度通常反映环境物质中磁性矿物的浓度和矿物种类，其宽度则完全由磁性矿物的软硬程度(即磁化强度饱和的难易程度)控制^[52]。如图9，样品的磁滞回线形态清晰地反映了亚铁磁性矿物(细腰、 狭窄和陡直的形态，如图9a、 9e和9f)和顺磁性矿物(磁滞回线逐渐变为线性形态，如图9b、 9c和9d)的存在。总体而言，在300mT磁场以上，所有样品磁滞回线均已经闭合，表明样品中主要的载磁矿物为亚铁磁性矿物。具体而言，Y2、 Y3和Y4样品的高场部分(300mT以上) 随着磁场的增大，磁化强度线性增强，表明样品中含有一部分顺磁性物质。

图9(Fig.9)

图9 印度黄土磁滞回线 Fig.9 Magnetic hysteresis loops of Indian loess

印度黄土磁滞回线(图9)整体表现出亚铁磁性—顺磁性—亚铁磁性的变化趋势。造成这种现象的主要原因可能是，研究区黄土堆积于Panchgini Tableland台地之上的低洼处，由于季节性降水的影响，土体受到雨水的浸泡，短时间相对还原的条件造成了部分的亚铁磁性矿物被溶解^[54]，并随水分下渗到黄土之下的铁质砖红壤中，所以磁滞回线形态表现出由亚铁磁性向顺磁性的变化。随着黄土底部不断接近砖红壤，又有部分的亚铁磁性矿物混进底部黄土中，进而导致磁滞回线的形态再次发生改变。

通过对磁化率、 饱和等温剩磁、 剩磁矫顽力(B_cr)等常温磁学参数以及参数间比值的综合分析，可以较好地得到样品中磁性矿物的含量，颗粒大小等信息^{[55, 56, 57, 58]}。表4为印度黄土的常温磁学参数及参数间比值。印度黄土的磁化率(χ)介于29.0×10^-8-233.2×10^-8m³/kg之间，数值变化幅度较大。Y6样品因接近底部铁质砖红壤所以磁化率较高。百分比频率磁化率(χ_fd％)对单畴(SD)与超顺磁(SP)界限的颗粒最为敏感，通常用于估算SP颗粒的磁铁矿在样品中的相对含量^{[59, 60]}。当χ_fd％的数值介于3％-10％之间时，指示样品中同时存在SP颗粒和粗颗粒的磁性矿物^[60]。印度黄土的χ_fd％介于2.27％-4.59％之间，说明样品中存在成壤作用生成的SP颗粒，但含量较少，可能以粗颗粒磁性矿物为主。饱和等温剩磁(SIRM)的数值主要受控于样品中亚铁磁性矿物的含量和类型^[56]。样品中SIRM数值变化总体表现出顶部较低，底部较高的趋势，大部分的数值低于黄土高原黄土层的数值(500×10^-5-1000×10^-5Am²/kg)^[61]，同时，SIRM数值与磁化率数值对应较好，即磁化率的高值对应SIRM的高值，可能说明样品中磁性矿物含量的差异导致了磁化率的差别。而表征硬磁性矿物绝对含量的HIRM值在印度黄土中介于15.41×10^-5-53.71×10^-5Am²/kg，略小于中国黄土高原黄土层^{[61, 62, 63]}，说明印度黄土中硬磁性矿物绝对含量不高。同时，磁化系数F₃₀₀在剖面中部出现低值，可能与被水浸泡导致磁性矿物被溶解有关； 顶部和底部黄土磁化系数较高，说明该部分黄土以强磁性的亚铁磁性矿物为主，如磁铁矿、 磁赤铁矿等^{[64, 65]}。上述结论也在S-ratio 的数值中得到印证（表4），S-ratio 越接近1，表明样品中的亚铁磁性矿物含量越多^{[61, 66]}。剩磁矫顽力(B_cr)是指使饱和等温剩磁被完全清洗的反向直流磁场值，单位为mT^{[49, 56]}。不同的磁性矿物拥有不同的B_cr，磁铁矿、 磁赤铁矿等软磁性矿物的B_cr 较小，而硬磁性矿物(赤铁矿、 针铁矿等)则B_cr 较大，因此可用这一参数来估算样品中软硬磁性矿物的比例^[56]。印度黄土的B_cr 数值在24.86-45.36mΤ之间，低于黄土高原弱发育的黄土层^[61]，说明样品中含有较高比例的软磁性矿物。χ_ARM可以很好地反映较小磁颗粒，即稳定单畴(SSD)和假单畴(PSD)的含量^{[56, 65]}，印度黄土的χ_ARM数值总体较小，尤其是剖面中部由于受到水的浸泡作用，细颗粒被溶解，呈现出低值。较小的χ_ARM数值说明印度黄土中细颗粒的磁性矿物含量不高，这一结果与百分比磁化率所显示的结果相似。

表4(Table 4)

表4 印度黄土常温磁学参数Table 4 Room temperature magnetic parameters of Indian loess Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 χ/×10-8m3/kg 39.60 35.20 29.00 38.00 68.13 233.20 χfd％/％ 2.27 3.43 3.10 4.21 4.59 4.43 ARM/×10-5Am2/kg 15.31 4.63 5.82 20.66 18.17 39.24 SIRM/×10-5Am2/kg 355.31 397.90 270.30 295.89 964.63 2361.60 HIRM/×10-5Am2/kg 26.99 49.62 30.67 15.41 38.35 53.71 F300/％ 96.45 87.33 85.20 94.15 95.56 95.84 S-ratio 0.85 0.75 0.77 0.90 0.92 0.95 Bcr/mT 33.35 45.36 42.32 24.86 28.03 25.44 χARM/×10-8m3/kg 192.43 58.23 73.10 259.62 228.28 493.08 χARM/χ 4.86 1.66 2.52 6.83 3.35 2.11 SIRM/χ/kA/m 8.97 11.37 9.32 7.79 14.16 10.13

表4 印度黄土常温磁学参数 Table 4 Room temperature magnetic parameters of Indian loess

当样品中磁性矿物以亚铁磁性为主时，χ_ARM/χ的比值可用来指示较细的磁颗粒对磁化率的贡献^{[52, 53]}。该比值越大，则细颗粒磁性矿物含量越多。在中国黄土高原地区这一比值通常为5-7(强发育古土壤层甚至达到8以上)^[61]，而印度黄土中该比值总体不高，都低于黄土高原的数值，结合χ_ARM的数值共同说明细颗粒磁性矿物的含量相对较少。SIRM/χ可直接用于识别磁性矿物类型和磁颗粒大小^{[52, 56]}。亚铁磁性矿物的SIRM/χ与反铁磁性矿物相差很大。但由于亚铁磁性矿物有更好的鉴定手段(如IRM获得曲线、 磁滞曲线、 热磁分析等)，SIRM/χ更多应用于分析磁颗粒大小^[66]。当亚铁磁性矿物主导样品磁学性质时，由于SD颗粒具有较强的携带剩磁的能力和较小的磁化率数值，因此SIRM/χ的高值，表明样品中SD含量较多^[58]。印度黄土中该数值不高，均值为10.30kA/m。在以SSD和PSD颗粒为主的中国黄土高原地区，这一比值通常小于10kA/m，在古土壤层中有时会低至4kA/m^{[61, 67]}。因此，结合SIRM/χ、 χ_fd％和χ_ARM/χ的数值说明，印度黄土样品的磁性颗粒粒径较大。

黄土中磁性颗粒的大小分布状态具有重要的指示意义，其中细颗粒的磁性矿物指示成壤作用的强弱，是后期作用形成的，而粗颗粒的磁性矿物主要为受后期作用影响较小的原生矿物，因而包含了更多物质来源和搬运条件变化的信息^{[49, 68, 69, 70]}。印度黄土的χ_fd％介于2.27％-4.59％之间，显示样品中同时存在少量SP颗粒和粗颗粒的磁性矿物。此外，χ_ARM/χ和SIRM/χ的数值介于中国黄土高原黄土^[61](以SSD和PSD为主)和新疆博乐黄土^[49](以较粗多畴(MD)颗粒为主)数值之间，所以推断印度黄土的磁性矿物颗粒可能主要集中在PSD和MD之间。

本文对印度德干高原第四纪风积黄土进行了系统的地球物理和地球化学指标参数的测试和分析，明确了该地区风积黄土的存在，这一发现有利于更好认识和研究德干高原地区黄土沉积。

通过对印度黄土与中国黄土粒度参数的对比分析发现，印度德干高原黄土的粒度特征与中国典型黄土相似，但总体上细颗粒含量更多，后期风化作用的影响更大。地球化学元素参数也进一步佐证了黄土的存在，但由于区域气候条件和后期改造作用的影响，个别元素的富集与亏损与典型黄土存在差异。

系统的环境磁学研究表明，印度黄土中的强磁性矿物为磁铁矿，弱磁性矿物为赤铁矿和针铁矿，此外还有一部分顺磁性矿物（图7和图8）。同时，印度黄土磁性矿物粒径整体较粗，细颗粒磁性矿物含量较少，粒级可能主要集中在假单畴(PSD)和多畴(MD)之间。

致谢 感谢审稿专家和编辑部老师的宝贵修改意见和建议。