东海内陆架陆源物质矿物组成对粒度和地球化学成分的制约

通过对东海内陆架EC2005孔柱状沉积物陆源矿物、粒度及地球化学成分分析, 尝试探讨三者之间的制约关系.该孔柱状沉积物主要矿物成分为粘土矿物、石英以及长石.石英和长石含量控制着平均粒径的大小.矿物含量与化学成分含量表现出较好的相关性, 体现了矿物对地球化学成分的控制.沉积物中各种矿物颗粒的大小差别造成了沉积物粒度的差异, 矿物间化学组分的不同是影响沉积物化学成分含量的主要因素, 其往往通过粒度组成间接地表现出来, 这就造成了“元素的粒度控制”表面现象, 实质上是矿物的种类和含量对粒度和地球化学成分起控制作用.      

山东丁字湾海域沉积物重金属含量、分布及与粒径之间的关系研究

为揭示沉积物中重金属含量的粒径控制规律,选取山东丁字湾海域126件表层沉积物样品进行粒度和重金属(Cr、Pb、As、Cd和Hg)含量测试分析,总结沉积物类型和重金属分布特征,进而分析沉积物重金属含量、空间分布及其与粒径之间的关系。结果表明,自湾口至外海,沉积物类型由砂向粉砂大致呈扇形过渡,平均粒径φ值逐渐增大,黏土含量逐渐增高,Cr、Pb、Cd和Hg含量随之升高,As含量则先降后升,表层沉积物质量符合国家第一类标准。相关性分析表明,砂、砂质粉砂和粉砂中Cr含量与平均粒径均为显著正相关;砂中As含量与平均粒径为显著负相关,粉砂中As含量与平均粒径为显著正相关;砂质粉砂和粉砂中Hg含量与平均粒径均为显著正相关;其余各沉积物重金属含量和平均粒径相关性不显著。     

哈尔滨黄山黄土粒度特征及其对成因的指示

哈尔滨黄山黄土是东北地区黄土沉积的典型代表,其成因研究是恢复东北地区古气候和古环境的基础.为探讨松嫩平原地区中更新世晚期黄土成因问题,对具代表性的哈尔滨黄山黄土剖面进行系统、高分辨率的粒度和磁化率特征分析,并与哈尔滨现代沙尘沉降物、黄土高原典型黄土-古土壤、现代河流沉积物及大连市滨海黄土粒度特征进行对比.结果显示:黄山黄土粉砂级(10~50 μm)颗粒和黏土颗粒(＜5 μm)的平均含量分别是43.86%(主众数粒组)和23.40%(次众数粒组);各粒度参数的平均值为:分选系数标准偏差σ=1.83、平均粒径Mz=6.25φ、中值粒径Md=5.89φ、偏度SK=0.21、峰态KG=0.86、中值粒径Kd=2.01;粒度频率曲线以双峰态分布为主,且主峰突出;岩性三角投影图、粒度象(C-M图、L-M图、A-M图)投影图及粒度参数(Mz-σ、Mz-SK、Mz-KG)散点投影图与风成沉积物基本一致,但与河流沉积物差异明显;判别函数Y＜0.基于以上粒度特征分析表明哈尔滨黄山黄土为典型的风成成因.      

图们江河口沼泽沉积物的粒度特征及碎屑源分析

经对图们江河口沼泽沉积物的粒度分析,其粒度特征:①分选差,粒径φ值为5.66~8.74(0.020 mm~0.002 mm),平均φ值为7.57(0.005 mm);②粒级构成为:粉砂74.21%,黏土25.79%;③频率曲线以双峰态为主,主要为负偏态。热释光测年结果表明该套样品沉积时间为晚更新世末期至今。根据沉积物粒度分布特征推断该区沼泽沉积物主要为图们江碎屑物由上游搬运到河口地区,堆积在河床和河漫滩上,在旱季由风搬运到沼泽中并堆积下来。雨季的面流也将少量细粒碎屑搬运到沼泽中并沉积下来。     

南极松散沉积物粒度分形研究

利用分形理论, 研究了南极纳尔逊冰盖前缘发育的沉积物、风成沉积物及湖泊沉积物的粒度分布分形结构特征. 结果表明: 不同沉积环境下的沉积物粒度分形结构具有明显的差异, 冰盖前缘沉积物具有显著的分形结构特征, 而湖泊沉积物和风成沉积物不具有分形结构特征, 这为识别南极地区松散沉积物沉积环境提供了一种新的判别依据. 对纳尔逊冰盖前缘沉积物粒度分维特征的研究结果表明, 其粒度分布主要与冰川搬运的动力学过程有关, 分维值的大小与当时形成沉积物的动力学过程、沉积环境、冰盖进退及古气候环境的演化密切相关.     

堰塞湖沉积物粒度特征分析——以岷江上游叠溪古堰塞湖为例

对叠溪149个古堰塞湖沉积物样品作了物质组成分析、粒度参数计算和概率累积曲线的统计,结合有关资料对比分析了不同沉积环境中沉积物的粒度特征。结果显示湖相沉积上游段的沉积物主要是粉砂质砂和砂质粉砂,中游和下游段的沉积物较细,主要是黏土质粉砂和粉砂。受河流扰动的影响,湖相沉积上游段沉积物的粒径较粗,平均粒径在4～6φ之间,多为负偏度,峰态宽平,分选性差;中游和下游段的平均粒径在6～8φ之间,均为正偏度,峰态中等,沉积物的分选比上游段好。堰塞湖沉积物是由三个或四个粒度次总体组成,其中上游段沉积物含有4个次总体,中游和下游段含有3个次总体,受物源区的控制,上游段中推移总体的含量远大于中、下游段。这些特征均表明堰塞湖上游段沉积物的搬运方式和沉积环境与中、下游段明显不同。与其他环境中的沉积物相比,堰塞湖沉积物的截点偏细,跃移组分分选性最差。     

沉积物粒度特征及其对环境的指示意义——以濠河为例

为了研究河流沉积物粒度对区域气候变化的指示作用,对濠河中游、下游、濠河入淮河口3个典型河床沉积物剖面及石英尾砂的粒度进行了测量。结果显示:3个沉积物剖面按粒度的变化特征均可分成四层,第一层沉积物以细粉砂为主,第二、三、四层以粗粉砂为主,其中第二、三、四层沉积物的粒度频率分布曲线与石英尾砂非常相似,说明大量石英尾砂排入濠河后,沉积物粒度特征由石英尾砂控制。在近30年中,濠河沉积物的粒度随河水动力的变化而出现波动,这种波动与降雨量的年际变化、洪水的发生等自然因素有关,沉积物平均粒径的峰值与降雨量大或洪水发生的年份存在对应关系。濠河沉积物的粒度特征具有濠河流域气候干湿变化的指示意义:粒径粗指示降雨量较多的湿润气候,粒径细指示降雨量较少的干旱气候。     

雷州半岛红树林湿地表层沉积物粒度分布特征

对采自雷州半岛8个红树林湿地典型分布区的37个表层沉积物样品进行粒度分析,结果显示:(1)研究区表层沉积物粒度组成粉砂含量最高,占52. 9%;其次为砂,占27. 8%;黏土含量最低,占19. 3%。(2)研究区表层沉积物有砂质粉砂、黏土质粉砂、砂和粉砂质砂4种类型,其中砂质粉砂和黏土质粉砂主要分布在南山、高桥和观海长廊等地,砂和粉砂质砂主要分布在特呈岛、企水等地。(3)研究区沉积物平均粒径为5. 7,沉积物颗粒整体偏细;分选系数平均值为1. 90,分选较差;偏态平均值为-0. 14,为负偏;峰态平均为1. 07,峰态等级为中等。(4)通过系统聚类分析方法将研究区沉积环境分为三种类型,不同沉积环境水动力条件和环境特征差异明显。(5)沉积物砂粒含量与有机质含量、盐度呈极显著的负相关关系,与p H值呈正相关;粉砂含量与有机质含量、盐度呈极显著正相关,与p H值呈负相关;黏土含量与有机质含量、盐度正呈相关,与p H值则呈负相关。     

四平杏山黄土堆积的粒度特征及成因探讨

对杏山黄土堆积的粒度分析,发现其粒度特征为:①颗粒分选差,主要由粒径φ值>7.61(0.005 mm)的颗粒组成,平均粒径φ值为7.61～8.26(0.005 mm～0.003 mm);②粒级构成:砂44.75%,粉砂31%,黏土24.25%;③频率曲线以单峰态为主,主要为正偏。结合剖面中其它沉积物的特征,推断该剖面黄土在中、晚更新世冰期时堆积,又于间冰期时在水和风的交替作用下形成现在的状态,即为沙丘成因。这一结论为研究本区黄土堆积的成因和本区第四纪气候的变化提供了一些有价值的资料。     

闽浙沿海岸泥质沉积物的稀土元素地球化学特征

对位于闽浙沿海岸泥质区北部的DD2孔沉积物采用激光粒度仪进行了粒度分析,采用ICP-MS进行了稀土元素质量分数测定,分析了该孔稀土元素质量分数与粒度的关系,讨论了稀土元素组成及分馏特征,并与长江、黄河沉积物进行了对比.分析表明,该孔沉积物的w(HREE)、w(LREE)均明显高于长江和黄河沉积物,并随粒度变细而增大,其中Ce的富集造成DD2孔相对更富LREE;[w(La)/w(Lu)]N、[w(La)/w(Yb)]N、[w(Gd)/w(Yb)]N的变化相对较小,且这3个参数的值略小于黄河沉积物的值,而远小于长江沉积物的值,但[w(La)/w(Sm)]N的变化大,且与长江沉积物的值更为接近.这说明该孔沉积物轻重稀土元素分馏、HREE之间的分馏均要弱于长江、黄河沉积物,特别是HREE间的分馏程度,DD2孔要弱得多;而LREE间的分馏程度,DD2孔总体上要比长江和黄河沉积物显著.DD2孔沉积物的δ(Ce)和δ(Eu)平均值分别约为0.92和0.66,即Ce为弱亏损,而Eu异常明显.黄河改道前后该区沉积物的稀土元素地球化学特征无明显变化;从稀土元素组成特征上也难以识别出其物质来源是长江还是黄河,产生这种现象的主要原因是黄河和长江沉积物REE的组成及其特征差别不大以及粒度的控制规律,其中[w(La)/w(Lu)]N、[w(La)/w(Yb)]N随粒径减小呈现出变小的趋势.     

浑善达克沙地近50年来风沙活动的湖泊记录

干旱、半干旱地区湖泊沉积物能否有效地记录大气粉尘源区的风沙活动历史对理解沙尘暴发生的气候和环境背景具有重要的意义。对于位于内蒙古浑善达克沙地南缘的夏日淖(湖)近代沉积物进行 137Cs/210Pb定年和沉积学分析显示,碎屑沉积物具有两个明显的粒度组分,其一是与当地沙丘砂粒度分布相同的中细砂组分; 另一为与大气降尘粒度相似的粉砂组分,自1957年以来反映这两个粒度组分相对变化的中值粒径和>63μm砂的含量都具有显著的变化。与浑善达克地区和中国北方气象记录对比发现,沉积物中值粒径和>63μm砂的含量分别与沙尘暴和6m/s风速(或大风)发生频次呈正相关,与温度呈负相关; 最近50年来这些沉积和气候参数具有总体一致的变化。这样的事实说明,夏日淖沉积物主要由风力搬运沉积的,其粒度与风沙活动存在内在联系,粗粒沉积物增加是风沙活动加强的结果。因此,干旱、半干旱地区湖泊中风力搬运的沉积物粒度受风沙活动强度控制,可以成为重建过去风沙活动历史的重要标志。     

湖泊沉积物粒度分析方法在古气候环境研究中的应用

沉积物的粒度是衡量沉积介质能量和沉积盆地能量的一种重要代用指标,与沉积环境的关系非常密切,在古气候古环境研究中,湖泊沉积物的粒度指标发挥着重要的作用。刘兴起等人利用全样粒度分析方法对青海湖QH-2000钻孔的沉积物粒度特征进行了详细研究,结果表明冷干和暖湿气候条件下沉积物的粗颗粒组分增多,介于二者之间的气候条件下,沉积物的粒径变化相对比较平缓。Xiao Jule等利用正态函数分布拟合法,将Dali湖沉积岩心的粒度组分划分为6种,通过对各组分峰值粒径等粒度参数的分析研究,得出各组分含量及其峰值粒径等的变化与湖泊水位关系密切。根据建立起的湖泊沉积物粒度参数与气候环境之间的耦合关系,最后将达里湖1.2kaBP以来的水位波动划分为不同的5个阶段。     

珠江河口沉积物粒度特征及其对底层水动力环境的指示

珠江口伶仃洋及邻近海域沉积物粒级变化大。频率分布曲线形态的变化揭示了珠江河口不同区域泥沙来源的差异。在平面分布上,粗粒级含量从西北部和北部向东南部迅速降低,而细粒级含量高值往往出现在河口中部。表层沉积物平均粒径梯度变化方向与珠江口悬浮物的运移方向大致吻合。反演获得的底层海流不同区域的优势速度与实测资料相符。两者较好地指示了沉积物多年平均优势海流速度和方向,表明利用沉积物粒度数据比较成功地反演出了珠江口沉积物推积前的搬运水动力环境。     

长江口水下三角洲北部近百年沉积物粒度组成及其对水动力环境的响应

随着长江入海泥沙减少,长江三角洲响应问题越来越受到关注。本文选取对水动力变化较为敏感的水下三角洲与陆架过渡区域,通过对钻孔沉积物进行210Pb 和137Cs同位素定年和粒度参数分析,并提取敏感粒级含量及平均粒径垂向变化,尝试探讨其对近百年来长江河口河势变化以及入海泥沙减少的响应。研究发现1954年之前,该区沉积物颗粒较细,粒度参数特征接近现代河口泥质区沉积物,敏感粒径特征反映出河流作用影响较强,说明当时处于泥质区沉积范围;之后沉积物明显粗化,参数特征向陆架残留砂过渡,海洋动力的影响明显增强,并带入陆架粗颗粒物质,说明当时泥质区南移,该区处于河口和陆架沉积过渡区。推测这一变化主要和1954年后长江口北支河道萎缩有关,该区从长江水沙覆盖范围内变为水沙向海输运的边界上,海洋动力对沉积物改造加剧,导致沉积物粗化。同时,并未发现该区沉积物对1980年代后长江入海泥沙显著下降有所响应。近期发现的长江口外泥-砂分界线的西移很可能也包含着河口河势变化而导致的沉积物粗化的贡献。     

Textural and Geochemical Characteristics of Proglacial Sediments: A Case Study in the Foreland of the Nelson Ice Cap, Antarctica

This paper presents a detailed study on the textural and geochemical characteristics of the proglacial sediments near the edge of modern Nelson Ice Cap, Antarctica. The grain size distributions of the proglacial sediments are characteristic of glacigenic deposits, but very different from those of aeolian and lacustrine sediments. Moreover, the grain size distributions of the proglacial sediments are fractal with a dimension of about 2.9, and the fractal dimensions can be used as another summary statistical parameter for quantifying the relative amounts of coarse and fine materials. Correlations between the absolute element abundances of the proglacial sediments are very weak due to mineral partitioning and other effects of glacial processes, but correlations between the element/Rb ratios are statistically significant. This finding indicates that element/Rb ratios can be used to reduce or eliminate the effects of glacial processes, evaluate geochemical data and determine the sediment provenance in the for     

The link between grain‐size components and depositional processes in a modern clastic lake

It is widely recognized that lake sediment grain‐size distributions tend to be polymodal and consist of two or more grain‐size components. However, for specific cases, the genesis of each component usually is poorly understood. In this study, the grain‐size components of the surface sediments of Hulun Lake, Inner Mongolia, were partitioned using the log‐normal distribution function method and the relationship between the identity of each grain‐size component and the hydraulic condition of the lake was investigated in order to relate the constituent components to specific depositional processes in the lake. The data indicate that the modern clastic sediments of Hulun Lake contain six distinct unimodal grain‐size distributions representing six grain‐size components. Each of the components retains its identity including modal size, manner of transportation and environment of deposition, although the relative percentage varies with the hydraulic conditions throughout the lake. These components are specified from fine to coarse modes as long‐term suspension clay, offshore‐suspension fine silt and medium to coarse silt, and nearshore‐suspension fine sand, saltation medium sand and traction coarse sand. The percentage contribution of several grain‐size components interpreted as being indicative of nearshore environments is shown to be correlated negatively with water depth across the modern lake bed; this suggests that the proportion of these components in core data might be useful as a proxy for water depth. This possibility was tested using a sediment core from Hulun Lake where high percentages of the nearshore grain‐size components were found to be correlated with low regional precipitation reconstructed from the pollen profile of the same core. The coincidence of two independent proxies does not only demonstrate the validity of log‐normal distribution function in partitioning polymodal sediments but reveals the potential of lake sediment grain‐size components for the research of lake‐level fluctuations during the geological past.     

海啸波作用下泥沙运动——Ⅱ.床沙组成变化分析

在波浪水槽实验的基础上,对海啸波作用下的床沙组成变化规律开展研究。实验采用1/10~1/20的组合坡度,选取N波作为入射波。实验对波高进行采集,对波浪的上爬、回落和水跃过程进行拍摄记录,对每个波作用后的地形进行测量,并对初始和最终的床面顶层泥沙进行采样筛分。实验结果表明,N波作用下泥沙在离岸区水跃发生区域堆积,淤积沙坝泥沙粒径呈粗化趋势。同时采用规则波和非规则波进行对比,波浪作用后形成岸滩也为沙坝剖面,淤积沙坝泥沙粒径呈细化趋势,结果均遵循Çelikoğlu提出的泥沙运动的基本规律,细颗粒泥沙会在强烈的紊动作用下从床面中被筛选出来,并被搬运到低紊动地区,此过程造成了剧烈紊动区泥沙的粗化。     

频率分布曲线和概率累积曲线在沉积物粒度数据分析中应用的对比

本文以乌兰布和沙漠钻孔岩芯沉积物为例,测量了其中沙丘砂和沙丘底部湖相沉积物的粒度。通过对比和分析同一样品在粒度概率累积曲线和频率曲线上所反映的信息,发现概率累积曲线能更直观、准确、定量地显示沉积物粒度组成及各特征组分的分选性,包含有比频率曲线更丰富的沉积环境信息。     

福建罗源湾潮滩沉积过程对人类活动和台风事件的响应

潮滩地区是人类活动和台风事件影响最为显著的地区之一,利用潮滩沉积记录可以提取影响区域重大人类活动和台风事件的历史变化。罗源湾潮滩中上部盐沼和光滩柱状沉积物粒度分析结果显示,罗源湾潮滩沉积物以细颗粒为主,盐沼内部和潮滩中上部光滩柱状沉积物平均粒径分别为5.41~45.00 μm和5.4~68.82 μm,但在不同深度出现多次沉积物变粗的现象;利用210Pb测试计算得到的沉积速率分别为1.96 cm/a和1.23 cm/a;近年来的围填海活动导致潮间带地区沉积速率显著增大,互花米草的引种也进一步导致潮间带上部沉积速率增大。台风的强烈影响使得潮间带沉积出现间断,在沉积间断界面出现沉积物粒度变粗的现象,由此推断了近170年来显著影响罗源湾地区的台风事件沉积层的位置,并由此计算了不同时段的沉积速率。根据柱状沉积物粒度分析结果,不仅可以反演近百年来的对罗源湾产生重要影响的台风事件,也可以反演20世纪50年代以来罗源湾经历的几次较大规模的人类活动。