过去三十年黄土高原的环境磁学研究取得巨大进展。随着中国黄土地层磁化率与成土程度基本成为正相关的关系被认识,黄土磁化率就被国内外第四纪科学家作为一个古气候代用指标广泛应用于古环境研究。世界上任何地方的黄土物质的磁性矿物来源,均可以分成原生风成输入与后期次生成壤改造两部分。前者风成成因的磁性矿物以粗粒亚铁磁性矿物为特点,后者成壤成因的磁性物质以细粒亚铁磁性矿物为主。黄土高原在古土壤层中磁化率增强,是由于成壤过程生成大量的细粒亚铁磁性矿物,导致磁化率增强。但是并非所有的黄土地层磁化率都遵循中国黄土正相关的模式。在阿拉斯加和西伯利亚黄土磁化率就报道了与成壤强度负相关的例子；在新西兰和阿根廷磁化率与成壤强度不相关。甚至在中国黄土高原的南部边缘也出现例外的情形。那么,磁化率与古气候有何本质联系?不同地区黄土的磁化率如何反映古气候变化?这些都是黄土环境磁学急需解决的基础科学问题。只有解决它们之间的机制问题,才能够理解和认识黄土地层磁化率所记录的古气候环境变化。地处干旱地区,西风带控制下的天山地区的黄土磁学研究还十分薄弱,对于磁化率的变化机制,磁性矿物组成及其变化与亚铁磁性矿物粒径的分布等尚未有清楚的认识,也难以应用于环境研究中。尤其是黄土分布在不同海拔高度和不同的地貌单元,从戈壁滩的边缘到林带下限的草原均有分布,因它们所处位置不同,土壤湿度存在很大差别。这个差别导致了各剖面磁学性质不同。因此,需要结合各剖面特点进行磁化率解释。以辨析磁化率变化究竟是记录了古气候,还是由于局部地形滞水导致磁化率变化。本研究对天山地区四个剖面作系统研究,根据磁性矿物的组成与亚铁磁性矿物的粒度分布,结合全样粒度指标,详细探讨了天山黄土磁化率变化的影响因素及各磁学指标的环境意义。天池黄土剖面磁化率较低,变幅小,风力或物源因素对黄土层磁化率的变化起主导作用。鹿角湾剖面位于近林带下限附近,剖面下部成壤作用相对较强,然而磁化率与频率磁化率等反而很低。虽然亚铁磁性矿物的粒径变细,其成壤过程并没有导致超细粒亚铁磁性矿物的大量生成,反而造成硬磁性矿物和顺磁性矿物相对富集,这些特点可能与近林带湿度较大,导致磁性矿物变化有关。尼勒克剖面黄土层含有风成多畴磁铁矿,表层土壤含有较多成壤成因的超细粒亚铁磁性矿物,其它古土壤层含有较多非亚铁磁性矿物。则克台剖面的磁学性质类似尼勒克剖面。局部水滞环境导致则克剖面下部磁化率持续降低,是影响其磁学性质差别的最主要因素。则克台剖面粒度变化与成壤强度变化可以相互对应,但磁化率变化与成壤强度变化并不同步,反映局部水滞环境而非气候导致剖面底部古土壤磁性矿物和磁化率方面的差别。天山黄土磁学性质的空间变化表现出一定的地带性。海拔高度造成的降水与气温差异是影响磁化率差异的主要因素。降水与气温差异造成各黄土剖面的土壤湿度不同。湿度适中,则磁化率表现为成壤增强模式,越湿润,成壤过程中生成的细粒亚铁磁性矿物越多,磁化率越高,可以反映气候变化。但是如果土壤处于过湿环境,则磁化率很可能不增反减,磁化率与气候的对应关系复杂,应用磁化率作为气候代用指标时需要小心谨慎。海拔较低,位于河流阶地之上的各黄土剖面底部多见有磁化率的急剧减少。与气候因素相比,局部地形所造成的过湿或水滞环境对磁化率变化有更重要影响。在这种情况下,土壤湿度变化不一定与大范围气候变化同步,磁化率不一定能具体反映气候变化。分析了各种磁化率变化模式下,亚铁磁性矿物的粒度分布的变化。证实天山黄土亚铁磁性矿物的粒度分布与黄土高原一样,成壤成因的细粒磁赤铁矿的粒度分布恒定,与成壤强度无关。风成成因的粗粒磁铁矿有粒度分布下限。依靠各种磁学指标,可以初步推断黄土堆积后所处环境。根据对其它地区黄土剖面的研究,天山地区黄土亚铁磁性矿物粒度分布的环境指示意义很可能具有普遍性。