本文选择广州市为研究区域，在野外实测体积磁化率，划分出污染范围和程度的基础上，系统采集样品，完成了样品的磁化率(x)、等温剩磁(IRM)、饱和等温剩磁(SIRM)、天然剩磁(ARM)、磁滞回线、K-T曲线等磁学参数的测试，并结合磁参数的比值及磁性矿物的镜下分析，详细讨论了广州市土壤中磁性矿物的种类、含量、颗粒大小及其变化规律；完成了广州钢铁厂附近G2剖面全部样品和番禺PY01剖面部分样品的化学测试，讨论了重金属元素的赋存状态及成因、重金属含量与磁参数之间的关系。得出以下认识： 广州市表层土壤中磁性矿物以假单畴的亚铁磁性矿物(主要是磁铁矿)为主，同时也含有一些反铁磁性矿物，如钎铁矿和针铁矿；磁性矿物含量及颗粒大小，与距污染源的距离有关，随着距离的增大，磁性颗粒物含量减少，粒度变小。污染区附近土壤中磁性矿物以颗粒较大的亚铁磁性矿物为主；未污染区域土壤中含有很少量的亚铁磁性矿物，磁性颗粒细小。 广州钢铁厂附近属典型污染区域，土壤中含有大量的亚铁磁性矿物。镜下观察到大量的球状、团块状磁性颗粒，粒径达30μm，表面有裂痕，系典型人类活动的产物。土壤中亚铁磁性矿物的含量随深度的增加而逐渐减少。G2剖面化学分析表明：Cd元素在地表属于重污染元素，其余各元素属于轻污染，剖面自上而下，综合污染等级变化趋势为重污染→中污染→轻污染→警戒，各重金属元素的含量逐渐降低。除Mn元素外，各重金属元素总量与磁学参数x、SIRM、ARM相关性较好。进一步的重金属元素形态分析发现，重金属元素形态中碳酸盐态和有机态所占比例较少，各重金属元素主要以残渣态为主(>50﹪)。残渣态中各元素(除Mn外)与磁化率相关性较好(>0.73)。炼钢过程中生成大量的灰渣和飞灰，含有很多的亚铁磁性矿物。这些在高温条件下生成的磁性矿物在降落到土壤过程中，温度急速降低，内部收缩致使磁性矿物表面出现裂痕，在重力作用下，形成类似于雨滴的球状、团块状颗粒，明显区别于自然状态下生长的磁性矿物。亚铁磁性颗粒在降落过程中还受到风力影响，产生了磁性矿物类型、含量和颗粒大小的分异。降落到土壤中的这些灰渣和飞灰，以稳定形式存在并在重力作用下向下迁移，因此重金属元素中残渣态所占比例较大，G2剖面上磁学参数及重金属元素含量差异较大，自上而下具有逐渐减小的规律，且磁学参数与重金属元素具有很好的相关性。据此本文建立了重金属元素总量与磁学参数x、SIRM、ARM线性回归方程，该方程较为显著，可用于估算相似环境下重金属元素的含量，提取污染信息。