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b^*/a^*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。

近年来主流的激光粒度分析是一种集激光、 光电以及计算机技术对颗粒的粒度进行测试的方法。 其原理是: 不同粒径的颗粒对入射激光会产生不同角度的散射光, 通过测量不同角度散射光的强度, 可计算样品的粒度分布。 由于操作简便、 测试快速、 精度高, 在沉积学中有着重要的应用。 闽粤沿海第四纪盆地的上更新统与全新统之间, 普遍发育一层“花斑粘土”, 其多被认为是晚更新世末期的河、 海相沉积, 在末次盛冰期, 顶部暴露地表风化而成。 而初步研究显示, 花斑粘土与下伏沉积在颜色、 结构、 成分等方面存在显著差异, 两者相交截然, 不具备典型的风化成因关系; 花斑粘土具粉砂感, 干燥后易随风飞扬, 沉积特征与风成黄土具有较好的可比性。 粒度分布是判断沉积物的沉积环境及成因的重要指标, 为了探明花斑粘土的沉积属性及形成机制, 选取珠江三角洲三个代表性第四纪钻孔, 采用激光粒度方法, 对花斑粘土的粒度特征进行研究。 结果显示, 花斑粘土以10~50 μm的粗粉砂为众数粒组, <5 μm的粘粒为次众粒组, 分别对应黄土的“基本粒组”和“挟持粒组”, 是风成沉积的典型粒组构成; 各项粒度参数均符合风成沉积的范围; 粒度参数散点集中, 粒度指数展布范围统一, 均与典型黄土一致, 而与下伏沉积差异截然; 判别结果显示, 花斑粘土属风成沉积; 粒度相分析表明, 花斑粘土与典型黄土投点范围重合, 而与其下伏沉积显著不同。 最终提出, 广布闽粤沿海第四纪地层中的花斑粘土与其下伏沉积层在沉积特征及成因上并无关联, 花斑粘土并非原地风化的产物, 而属末次盛冰期外来的风成堆积。 该结论对今后闽粤沿海地区晚第四纪古气候环境的重建有着重要的科学意义。 可见, 基于光学散射原理的激光粒度方法为判断沉积物的沉积环境及成因提供了有效的科学证据。