成果名称 

反铁磁性矿物：磁性机理与应用 

成果表现形式 

1. Pengxiang Hu, Qingsong Liu, José Torrent, Vidal Barrón, Chunsheng Jin. 2013.Characterizing and quantifying iron oxides in Chinese loess/paleosols: Implications for pedogenesis.Earth and Planetary Science Letters, 369–370: 271–283 
3. Zhaoxia Jiang, Pierre Rochette, Qingsong Liu, Jerome Gattacceca, Yongjae Yu, Vidal Barrón, José Torrent. 2013.Pressure demagnetization of synthetic Al substituted hematite and its implications for planetary studies.Physics of The Earth and Planetary Interiors, 224: 1-10 
5. Zhifeng Liu, Qingsong Liu. 2013. Testing the magnetic proxy χ_FD/HIRM for quantifying paleoprecipitation in modern soil profiles from Shaanxi Province, China.Global and Planetary Change, 110: 368-378 
7. 刘志锋，刘青松. 2013.陕西延安两个土壤剖面磁学性质差异及对古降雨量重建意义.中国科学，43(12): 2037-2048 

成果完成人 

刘青松 姜兆霞 胡鹏翔 刘志峰 靳春胜 

研究成果简介： 

反铁磁性矿物的复杂磁学机制研究一直是古地磁与环境磁学领域的前沿课题。古地磁与环境磁学主要研究两大类矿物：反铁磁性与亚铁磁性矿物。前者晶格中的铁往往被铝替代，造成其复杂的晶型与磁学性质，在这方面的研究急需突破。本研究小组针对这一基础学科难题，在实验室模拟自然环境因素，合成了一系列纳米磁赤铁矿(Al-Hm)和针铁矿(Al-Gt)，通过岩石磁学与光谱学的综合研究，发现晶格铝替代造成的不匹配磁矩与Al³⁺的磁性稀释作用共同控制着这类矿物的磁性强度，其漫反射光谱也与晶格中的铝成分成相关性。这种相关性为研究铝替代提供了定量化手段。以这些新技术为基础，系统研究了赤铁矿在高压条件下携带剩磁的机制，为研究火星赤铁矿的磁性异常提供了新思路。根据这些独特的性质，为成土赤铁矿建立了剩磁和含量两种量化指标，从实验证实成土赤铁矿形成于成土亚铁磁性矿物之后，初始生成状态主要为单畴颗粒。

这一结论为近年来提出的水铁矿到赤铁矿的铁氧化物成土路径提供了迄今为止最为直接的实验证据。该成果被National Science Review杂志选为首期亮点文章进行了评述。以该新的成图模型为依据，通过定量化赤铁矿和磁赤铁矿的匹配关系，建立了黄土高坡地区目前最高精度(±50 mm/yr)的古降雨量，为研究季风演化提供了新手段。以上研究在岩石磁学与环境磁学领域国际领先，引领了学科发展，引起同行广泛关注。