不同气候带风成沉积中赤铁矿和针铁矿含量对比——基于漫反射光谱和色度方法

作者：朱梦园; 吕镔^*; 郭滢

来源：光谱学与光谱分析, 2022, 42(06): 1684-1690.

• 风成沉积
• 针铁矿
• 赤铁矿
• 漫反射光谱
• 色度
• 气候带

赤铁矿(α-Fe2O3)和针铁矿(α-FeOOH)是风成沉积物和土壤中常见的两种致色矿物，具有重要的环境指示意义。赤铁矿指示干热环境条件，针铁矿指示湿冷环境条件。两者同存于沉积物或土壤中，相互竞争。在实际研究中，通过应用两者的比例来指示环境条件的变化。由于天然样品中赤铁矿和针铁矿含量低、磁性弱，传统的X射线衍射方法、化学分析法以及岩石磁学方法都难以准确、便捷地检测出二者的含量。基于两者光学特征，近年来越来越多的研究者使用漫反射光谱和色度方法尝试进行天然样品中赤铁矿和针铁矿的定量研究。然而，这两种方法也存在着一些问题。漫反射光谱中赤铁矿和针铁矿特征峰强度受基底效应、晶格离子替代等因素影响；色度参数的红度同样受晶格离子替代影响，黄度影响因素更为复杂。因此，两种方法的相关参数不能简单地等同于赤铁矿或针铁矿含量。两种方法的对比研究显得尤为重要。采用漫反射光谱和色度两种方法分别对干旱区的新疆博乐、半湿润区的四川金川和湿润区的广东徐闻三个风成沉积剖面进行实验，分析不同参数对于赤铁矿和针铁矿的指示意义及其适用范围。在此基础上，探讨针铁矿与赤铁矿比值的环境指示意义。研究结果表明：(1)漫反射方法与色度方法是识别风成沉积物中针铁矿和赤铁矿信号的有效方法，但由于影响因素复杂，在大范围空间内仅能作为半定量指标；(2)a*能够较好地指示赤铁矿含量，Gt/Hm与ba*能够较好地反映针铁矿与赤铁矿之间的比值，但Gt与b*不能很好地指示针铁矿的含量；(3)大气水热条件不能完全等同于土体水热条件。大气降水并非完全进入土体，温度通过蒸发作用影响土壤中水分含量，土体水热状况受多因素影响。大范围地理空间尺度上，温度决定化学反应速率，对于赤铁矿和针铁矿的生成与保存作用大于降水量。

• 单位
  福建师范大学