黄土是陆地上分布最广、沉积最连续的晚新生代沉积物,是记录气候变化、地球磁场等古环境信息的良好载体。黄土环境磁学是解译黄土所记录的古环境信息的重要手段之一。过去30多年来,这一学科发展迅速,磁化率广泛应用于古气候研究,为我国黄土古气候研究做出了重要贡献。然而时至今日,关于世界范围内古土壤磁化率增强机制等环境磁学的基本问题还没有较为统一的认识,极大限制了人们对古气候变化的深入理解和不同区域黄土磁学参数的对比。我国西北内陆干旱区广泛地分布着风成黄土堆积,这些黄土记录着亚洲中部晚第四纪以来环境演化过程和古气候变化历史。迄今为止,该地区的黄土环境磁学研究处于起步的状态。天山北麓诸河阶地上发育着厚层的黄土,为黄土环境磁学研究提供了不可多得的材料。北疆黄土环境磁学研究对于了解干旱区磁化率变化机制有着重要的意义,对于我国西北内陆干旱区的古气候变化和沙尘暴发生历史的研究也有着重要的参考价值。本文在天山北麓选择了四个剖面、在博乐采集了两个剖面,对不同地区不同海拔高度的这六个代表性剖面开展了系统的岩石磁学参数测试,并佐以非磁学手段综合分析北疆黄土中磁性矿物的种类、磁畴分布、含量等磁学信息,探讨了干旱区磁化率变化机制。并进一步将环境条件与磁学参数相联系,以探讨该区黄土岩石磁学参数的环境意义。基于上述六个剖面的环境磁学综合研究,主要获得了以下的新发现和认识：1、北疆黄土的主要载磁矿物为强磁性的磁铁矿、磁赤铁矿,并含有弱磁性的针铁矿和赤铁矿,与黄土高原磁性矿物种类相同。北疆黄土中的亚铁磁性矿物以假单畴(PSD)和多畴(MD)为主,超顺磁(SP)和稳定单畴(SSD)的含量极为有限。北疆黄土的亚铁磁性矿物含量高于黄土高原的弱发育黄土层,低于古土壤层；不完全反铁磁性矿物含量低于黄土高原黄土层,大大低于古土壤层。北疆黄土磁学参数变化频率较黄土高原高,表明北疆黄土受源区影响更为强烈。降水是干旱区成土作用的主要限制因素,降水较多的地区,古土壤磁化率增强机制与黄土高原相同。2、干旱区黄土以物理风化为主,化学风化次之。磁化率的变化主要取决于PSD、MD颗粒含量和粒径的变化,磁化率增强机制与黄土高原不同。北疆黄土磁性矿物总体上受后期改造作用较弱,基本代表了原生磁性矿物特征,携带了源区和搬运风力的变化信息。全岩粒度与磁化率有较好的正相关。反映磁性矿物总特征的磁化率、饱和等温剩磁可以与粒度一道,作为源区变化和搬运风力演化历史的代用指标。磁化率波动较大,反映该区过去环境变化较为剧烈。3、虽然反映磁颗粒大小的磁学指标对水分状态的变化灵敏,但可能存在一个降水量临界值。在临界值以下,反映细粒磁颗粒含量的指标失灵,不能用来作为降水量的代用指标。4、北疆黄土全岩粒度较粗,粉砂含量可以做为反演过去尘暴历史的代用指标。全岩粒度随海拔升高变细,说明北疆黄土总体为风成成因。5、反映亚铁磁性矿物颗粒大小的饱和等温剩磁与磁化率的比值(SIRM/χ)同全岩粒度的中值粒径具有显著的负相关关系,即全岩粒度越粗,磁颗粒也越粗。SIRM/χ可以用来指示风力和源区变化。6、不同地区黄土的磁学参数可能具有不同的环境指示意义,在利用这些参数进行环境变化研究的过程中需要十分小心。系统的岩石磁学测量显得十分必要。