筑坝拦截对黑河河道沉积物粒度空间分布的影响

河流沉积物对流域环境变化具有敏感响应,其粒度参数能反映沉积环境中物质来源和水动力环境.本文以黑河流域上中游为研究区域,探究河流沉积物粒度对流域环境变化的响应.从黑河上中游干流22个主要控制断面采集河床沉积物样品,采用筛分法和吸管法对沉积物样品粒度参数进行测定,并分析其空间分布规律对筑坝拦截为主的环境改变响应.研究结果表明：受梯级水库建设影响,黑河上中游泥沙粒径大小差异显著.干流库区泥沙粒径较自然河段明显减小,分选很好,呈正偏或极正偏尖锐分布,而且在库区不同沉积高度上表现出分层沉积特征;坝下游河段因遭受强烈冲刷,较自然河段泥沙粒径粗化显著,分选变差,偏态趋向极正偏,峰态尖锐化;水库回水区受水库壅水及下泄清水的双重制约,泥沙粒度参数介于自然河段和坝下游河段之间,整体分选中等,呈极正偏尖锐分布;沉积环境分析表明,上游支流河段沉积物粒度特征受泥沙供给和物源特征的影响较水动力条件显著,干流河段沉积物粒度特征主要受水动力条件控制.研究结果既符合河流上中游沉积物粒度分布规律,也反映了河流环境变化对沉积物粒度组成的影响.     

新近纪黄土高原红黏土粒度和沉积速率的空间变化及其揭示的古大气粉尘传输动力

对黄土高原11个地点的新近纪红黏土沉积进行了粒度测量和统计分析, 发现晚中新世-上新世期间红黏土的粒度组成在空间上具有显著的南北向分异, 北部佳县红黏土堆积的平均粒径可达20 μm左右, 而南部蓝田则为9 μm左右; 佳县红黏土中>30 μm的粗颗粒含量达24.4%, 而蓝田红黏土中>30 μm的粗颗粒含量是5.6%. 红黏土的粒度分布特征指示了古粉尘主要是偏北风搬运来的, 进一步的分析以及与末次冰期旋回黄土高原12个黄土剖面的黄土-古土壤粒度的空间分布特征对比, 表明其传输动力可能为近地面的低空风系. 根据红黏土沉积序列粒度的变化特征, 将6.2~2.6 Ma BP期间古粉尘传输动力的强度变化分为3个阶段: 6.2~5.4 Ma BP颗粒较粗, 传输动力强度较大; 5.4~3.5 Ma BP颗粒最细, 传输动力强度小; 3.5~2.6 Ma BP颗粒最粗, 传输动力强度最大. 相应地, 将沉积速率的变化过程分为: 6.2~5.4 Ma BP 沉积速率较大, 5.4~3.5 Ma BP沉积速率最小, 3.5~2.6 Ma BP 沉积速率最大. 研究表明新近纪古大气粉尘传输动力及源区干燥度都在发生阶段性的变化, 可能与全球冰量的发展和变化有一定的联系.     

中新世黄土-古土壤序列的粒度特征及其对成因的指示意义

对甘肃秦安QA-I中新世黄土剖面进行了系统的粒度分析, 并与第四纪黄土、古土壤及代表性河湖相沉积样品的粒度特征进行了对比. 结果表明, 中新世和第四纪黄土、古土壤样品具有相似的粒度分布特征, 而与河湖相沉积有较大区别. 中新世黄土-古土壤序列与第四纪黄土-古土壤序列一样, 黄土层粒度较粗, 而古土壤层粒度较细, 反映了气候的冷暖、干湿变化. 从长尺度上看, 中新世黄土-古土壤序列的中值粒径与沉积速率的变化大致同步, 与北太平洋深海风尘沉积通量变化也具有较好的一致性. 上述结果不仅进一步证实研究序列的风成成因, 而且说明中新世黄土-古土壤序列的粒度变化与源区的干旱化程度有密切关系.     

太湖西北部表层沉积物粒度特征与沉积环境

对太湖西北部主要入湖河流、河口及近岸湖区64个表层沉积物样品进行粒度分析,结合粒度参数计算和聚类分析,探讨了表层沉积物的粒度分布特征及其沉积类型.研究结果表明:研究区沉积物平均粒径介于4.0~58.7μm之间,粒级组分为黏土、粉砂和砂,其含量的均值分别为7.19%、81.81%和11.00%.太湖西北部表层沉积物以粉砂和砂质粉砂为主;研究区粒度总体呈南粗北细的分布特征,太湖西部沿岸区距离物源区较近且水动力条件复杂,沉积物粒度较粗.太湖北部入湖河流沉积物的频率曲线峰形较宽,峰值位于细粒级;西岸入湖河道多呈单峰态,粒径偏粗;河口区沉积物粒径较河道偏粗,粗颗粒含量高.Q型聚类分析结果表明,研究区可分为4类沉积区,其中3类沉积区有典型特征:第1类沉积区主要分布在太湖西部沿岸,其沉积物粒度相对较粗;第2类沉积区主要位于入湖河流河口,沉积物粒度最粗;第3类沉积区位于蓝藻频发的梁溪河,其沉积物黏土含量极高,表明沉积物粒度特征可能与污染状况有一定的联系.     

宁金岗桑冰芯不溶性微粒的岩石磁学性质及其环境意义

冰芯中所含不溶性微粒与大气粉尘沉降过程密切相关,是重建气候环境变化的良好载体.本文对宁金岗桑冰芯（56m,公元1864～2007年）样品中不溶性微粒进行了系统的岩石磁学研究.结果表明,不溶性微粒的载磁矿物以低矫顽力、准单畴颗粒的磁铁矿为主.在过去的144年中,磁性矿物的粒径无显著变化.但是其含量（饱和等温剩磁指标）变化以～1980年为界,之前变化稳定,之后显著增多.这一现象与青藏高原及北半球的气温变化在大的趋势上具有良好的相似性.我们认为磁性颗粒的增加与气候变暖有着一定的关系.其可能的机制是：在大的时间尺度上,气候变暖导致的冰川退缩和局地气候不稳定使得冰芯中含有磁性矿物的大颗粒物质增多,而与年降水变化相关的沙尘天气频率相关性较弱.因此,青藏高原冰芯不溶性微粒的饱和等温剩磁可能在趋势上反映了气候变暖,为研究该区大气粉尘的沉降过程提供新参数.     

汶川地震断裂带粒度分布特征：对地震碎裂机制的约束

断层岩的粒度分布包含岩石破裂机制、摩擦性质和地震能量分配等重要信息。筛分-称重和激光测量是分析断层岩三维粒度的2种有效方法,但每一种方法的测量范围仅有3个量级,难以全面反映断层岩的粒度分布特征。利用上述2种方法对汶川地震断层滑动带上的断层岩（简称断层岩）的粒度分布进行了测量,粒径测量范围从0.2μm至16mm,跨度达到5个数量级。结果显示：1）存在临界粒径d_c（0.95～1.90μm）。粒度大于和小于d_c的颗粒满足不同的颗粒数（N_d）-粒径（d）分布关系,表明该断层岩的粒径分布不具有自相似性特征。2）利用粒度大于d_c的颗粒计算出的分形维数与断层岩类型有很好的相关性,即断层带边缘的角砾岩的平均分形维数为2.6,核部压碎角砾岩的平均分形维数约为3.0,中心断层泥的分形维数约为3.5。粒径小于d_c的颗粒的分形维数为1.7～2.1。分形维数的突变反映出断层破裂机制的复杂性,即在不同的粒度域,岩石的破裂机制不尽相同。3）依据粒度分析结果,估算出汶川地震断层泥的单位破裂能（E_s）为0.63MJ/m2。     

慕士塔格冰芯可培养细菌的数量分布和主要菌群结构随深度的变化

对帕米尔慕士塔格浅冰芯(22.4 m)中可培养细菌的数量分布和主要菌株的16S rRNA基因进行了详细地分析. 结果表明, 细菌数量呈现出波动性变化, 从污化层融水中分离出较多的细 菌, 说明冰芯微生物随风和降雪进入冰川, 其数量与沙尘输送具有密切的对应关系. 绝大部分细菌是耐冷菌和嗜冷菌, 包括α-, γ-紫细菌、嗜冷菌、噬纤维菌/黄杆菌/拟杆菌和高G+C%革兰氏阳性细菌 (HGC)等5个分类组. 其中, 不动杆菌属和HGC菌群在不同深度重复出现, 其数量分布与细菌总数变化具有很好的对应关系, 代表了主要指示菌; 其他如黄杆菌属、嗜冷菌属和α-紫细菌为次要指示菌, 揭示了细菌菌群对气候环境变化的响应. 研究了冰芯细菌的连续性数量变化和主要菌群的演替.     

藏高原雪冰电导率与降水碱度以及大气粉尘载荷变化的关系

对青藏高原小冬克玛底冰川和古里雅冰帽上的数个雪坑和浅冰芯的观测,得出其碱度(OH-)剖面、雪坑和冰芯的液态电导率(EC)变化与OH-之间呈良好线性相关(r≥0.8).分析表明,无论在季节、年际或百年际时间尺度上,EC与OH-间的相关性以及EC与可溶离子总量(TDS)间的相关程度是大致相当的.EC的波动主要取决于粉尘来源的碱性盐类(尤其Ca2+)的变化.因此,EC参量运用到深冰芯研究中,可反映历史时期大气粉尘载荷的变化,对反演沙漠演化、大气环流有重要意义.古里雅冰芯记录表明,大气粉尘的中、长期变化可能取决于气候参量的组合特征"冷-干"气候阶段粉尘量上升,EC和OH-值高;"暖-湿"阶段粉尘量下降,EC和OH-值低.20世纪初以来,随着藏北高原气候呈现暖湿化趋势,大气粉尘载荷明显下降.因此,EC可作为显示大气尘埃载荷变化的宏观标尺,是气候波动的"指示器".     

四川汉源大树剖面沉积物年代与粒度特征初步研究

汉源大树剖面厚11.2m,光释光测年结果显示其地质时代为中更新世晚期-晚更新世中期.频率曲线有两峰a型、三峰b型和带粗尾巴的三峰c型三种类型,具有1-2Φ、3-4Φ、4-5Φ、5-6.5Φ、6.5-8Φ、10-11Φ等6个众数,各众数在地层纵向各层段上变化趋势明显;具有a型频率曲线特征的沉积物反映湖水较深,而其余的则可能指示了水体较浅的滨浅湖相.粒度组成以粉砂为主,分选性较好,中值粒径平均为18.12μm.粘土与细粉砂、粉砂含量曲线呈正相关关系;中值粒径与砂、粗粉砂含量曲线也呈正相关关系,并与粘土含量曲线呈负相关关系.大树剖面粒度组成可分为八个沉积阶段,构成从细到粗的三个沉积旋回,各沉积阶段分别指示了不同的水动力条件.     

缅甸兰里岛泥火山灾害与成因机制探讨

文中主要探讨缅甸兰里岛泥火山灾害与成因机制,结合兰里岛地质背景以及泥火山活动现状,对在兰里岛东北部、中部以及西部所取3个泥火山采样点的样品进行粒度分析以及显微形貌分析,发现样品粒度在1～100μm之间,均呈单峰正态分布,粒径中值相近,粒度分布集中,分选较差,粒度对称程度呈很正偏态;样品基质以泥质为主含有大量泥质碎屑、细...     

正断层崩积楔粒度特征及沉积环境

通过对崩积楔沉积物进行粒度特征分析,研究崩积楔形成时的沉积条件和环境特征。沿系舟山北麓断裂,具体分析了水峪剖面、湖村剖面上各期崩积楔共21个样品的粒度及粒度参数。在崩积楔体中,砾、砂、黏土等各个粒级均有较大范围的分布,其中砾级总体概率含量达50%～70%。粒度分布为多峰态,分选差,偏度为极正偏,尖峰度>1,说明崩积楔是以砾级为主体的非均一性混杂堆积。崩积楔样品与作为物源的断层下盘样品的粒度分析对比表明,作为一种近源堆积,崩积楔的粒度特征与其下盘沉积物在粒度分布上有一定的继承性     

上新世末期-更新世早期西北太平洋ODP882A孔沉积物的磁学特征及其古气候意义

风成粉尘是远洋沉积物中主要陆源组分之一,其搬运距离、粒度及含量随气候条件而变化,可用于古气候演化重建.本文以西北太平洋ODP882A孔深海沉积物为研究对象,利用重力分异的方法分离出其中不同粒径组分（〈8,8～16,16～64,〉64μm）,并对各组分进行了详细的岩石磁学研究.结果表明钻孔中粉尘组分（〈8μm）的磁性矿物以磁铁矿和赤铁矿为主.本文所研究的样品年代覆盖2.85-2.55Ma,其中2.73Ma对应于北半球冰川作用增强时期.在此之前的风成粉尘组分的强磁性矿物含量较少,而在冰川作用增强之后,强磁性矿物含量突然增加.与之对比,冰筏碎屑（〉64μm）组分对样品的磁性贡献不大.因此,我们认为在2.73Ma前后样品磁性增强主要是由亚洲粉尘输入量的增加引起.这种新机制为进一步探讨该区的古环境信息提供了新的研究思路.     

长江中游网湖百年花粉序列及其沉积动力和环境特征

本文研究长江中游网湖钻孔百年来的花粉沉积序列,分析花粉沉积近、现代过程以及其与沉积粒度、过去百年湖泊由开放水系到封闭湖泊的气候、水文动力变化的关系.研究表明,花粉浓度、类型与沉积粒度的变化特征以及聚类分析反映出网湖经历了湖泊水系通江与封闭两个重大阶段变化,其花粉序列变化与沉积粒度、区域降水以及长江流量在时间序列上也具有显著的相关性.主要孢粉类型,包括陆生松属、常绿栎/落叶栎、乔灌木花粉、湿生莎草科、水生和陆生草本花粉、以及蕨类孢子,与沉积物粒度和降水具有同步相关的年份占过去130年的27%-40%,与1960年湖泊封闭以前长江流量的同步相关达到47%-57%,反映出花粉沉积量的变化受到了沉积粒径和流域降水量的影响.花粉类型对沉积和气候具有不同的响应关系,表现出具有大于降水70百分点年份以粘土沉积为主、乔灌木花粉占优的多水年模式,和小于降水30百分点的年份以粉砂沉积为主、水生、湿生、陆生草类花粉增加的少水年模式.花粉沉积与水动力这个关系为认识湖泊碎屑和利用花粉沉积记录反演过去环境变迁、生物湖泊沉积机制提供科学依据.     

鄱阳湖典型湿地沉积物粒度分布及其动力解释

通过对沉积物粒度分析,揭示出翻阳湖典型湿地现代沉积物主要由含泥细粉砂至泥质极细粉砂组成,反映出三角洲前缘低能沉积环境,控制湿地粒度分布的动力,主要为重力型湖流,但波浪和风的作用也参与了沉积物的搬运与沉积,汛期,重力型湖流不仅控制了粒度分布的区域特征,而且决定了由草滩顶部－草滩下部－过滤带－泥滩沉积断面上粒度特征递变规律,枯水期,波浪作用的改造,使得沉积断面上的过滤带沉积物粗化,并使各粒度参数相应变化,特别是面积较大洼地的迎风岸,在过滤带地面坡度转折处,出现了粒度突变或跃变,风蚀“沙山”物质的搬运,使得“沙山”附近的湿地含砂量猛增,粒径变粗,这些动力作用,还控制着湿地的演化,即湿地范围增大,草滩扩张,过滤带以及泥滩下移,枯水期洼地水面缩小趋于消亡,严重影响湿地的生态环境,但可通过造造人工坝加以控制。     

东南极DT401冰芯中NO3-离子沉积记录及影响因素

1999年中国南极科学考察队在中山站-DomeA考察沿线DT401点钻取到一支长102.65m的浅冰芯,为我们研究东南极内陆地区NO3-离子沉积特征及影响机制提供了契机.对冰芯中δ18O（年平均气温替代指标）、积累率、火山沉积记录及地球以外各种影响因素（太阳活动、超新星爆发和流星雨等）与冰芯中NO3-离子沉积关系的研究结果显示,积累率对冰芯NO3-离子沉积通量的影响较之沉积浓度更为显著.与积累率相比,气温（δ18O）与NO3-沉积记录的相关性较差.火山喷发物质的沉降可以显著的影响雪层中NO3-离子的沉积,表现为nss-SO42-离子的峰值对应NO3-的谷值.太阳活动对该地区NO3-离子的影响在冰芯中也有所记录,NO3-离子的浓度波动表现出3个显著的周期（16.6,24.0和102.0年）,均较好的对应了太阳活动的相关周期.历史上过去1150年间与太阳活动有关的6次气候事件（Dalton极小期、Maunder极小期、Sporer极小期、Wolf极小期、Oort极小期和Medieval极大期）均与同时期DT401冰芯中NO3-离子的波动趋势相吻合,前五次事件表现为NO3-离子的低值期,最后一次事件表现为高值.     

湖泊沉积物粒度分析前处理过程中絮凝现象的消除方法研究

采用激光粒度仪对湖泊沉积物进行粒度分析时需要进行必要的前处理.在有效去除有机质与碳酸盐颗粒的同时,需要消除细粒泥沙质样品中絮凝现象对粒度分析结果造成的误差或错误.本文以武汉三角湖表层沉积物样品为例,采用X射线粉晶衍射(XRD)对其矿物组成和粘土矿物种属进行鉴定,并采用全自动激光粒度仪对样品进行粒度分析.X射线粉晶衍射结果表明样品中非粘土矿物主要为石英与长石,粘土矿物以伊利石、高岭石、绿泥石为主;粒度分析结果显示样品中小于30μm组分占94.5%.这些特征表明该样品易于在前处理过程中形成絮凝.本次研究采用单因素寻优法探讨了超声震荡、分散剂、洗酸对于以伊利石、高岭石、绿泥石为主、平均粒径较小的样品消除絮凝现象的最佳条件.研究结果表明,针对此类样品消除絮凝现象的最佳条件为:超声震荡时间应选择6~8 min,分散剂浓度为20 g/L左右,同时在粒度分析之前需要对样品进行洗酸.     

乌梁素海冰封期湖泊冰盖组构特征对污染物分布的影响

为探究富营养化浅水湖泊季节性冰盖污染物分布规律,于2013-2014年冰封期,钻取乌梁素海湖泊冰盖冰芯试样,观测冰厚并对冰芯晶体结构、气泡含量、污染物浓度(总氮、总磷和COD_(Cr))进行分析.结果表明:冰盖可分为4层,中间2层冰晶体粒径较大且气泡含量较少,为冰盖热力生长区.冰盖以柱状晶体居多,粒径随深度增加而增加,气泡含量随冰盖密度增加而减少.冰盖结构特征与污染物分布具有相关关系,冰芯密度及气泡分布与总氮、总磷和COD_(Cr)相关关系分别为0.8965、0.8718、0.8184,并建立多元回归模型揭示冰封期湖泊水质特征,为季节性湖泊冰盖研究及冰封期湖泊水资源规划和管理提供理论依据.     

珠穆朗玛峰东绒布80.36 m冰芯δ18O记录的气候意义

珠穆朗玛峰东绒布80.36 m冰芯δ18O记录与喜马拉雅山南、北坡气象资料和北半球气温变化之间的关系表明, 该冰芯δ18O基本上不反映年际温度的变化, 但冰芯δ18O与净积累量具有负相关关系, 这是该地区夏季降水(占全年降水量的80%以上)中δ18O"降水量效应"的一种具体表现. 东绒布冰芯δ18O的变化可作为印度季风活动强弱变化的替代指标. 在季风活动强盛阶段, 冰芯中δ18O平均值较低; 在季风活动衰弱阶段, 冰芯中δ18O平均值较高.     

最近2.6 Ma中国北方季风环流与西风环流演变的风尘沉积记录

系统的粒度测量和沉积动力学研究发现, 中国黄土由粗粒与细粒组分叠加组成, 粗粒组分主要是低空季风环流产生的粉尘沉积; 细粒组分代表主要由高空西风环流控制的背景粉尘. 不同剖面粗粒组分的变化一致表明, 低空季风环流在冰期加强, 在间冰期减弱; 细粒组分变化序列在纬向的分异特征显示, 冰期时西风环流加强、同时西风急流南移至约35°N, 间冰期西风环流减弱且急流北移至约37°N. 最近2.6 Ma洛川剖面粒度组分变化趋势表明, 西风环流对风尘沉积的贡献减小、强度减弱, 与此同步, 季风环流对风尘沉积的贡献增加、强度增大, 其中最显著的变化发生在1.2~0.9 Ma前, 可能指示了青藏高原隆升对中更新世中国北方大气环流转型的决定性作用.     

青藏高原雪冰电导率与降水碱度以及大气粉尘载荷变化的关系

对青藏高原小冬克玛底冰川和古里雅冰帽上的数个雪坑和浅冰芯的观测，得 出其碱度（ＯＨ－）剖面、雪坑和冰芯的液态电导率（ＥＣ）变化与ＯＨ－之间呈良好线性相关 （ｒ≥０．８）。分析表明，无论在季节、年际或百年际时间尺度上，ＥＣ与ＯＨ－间的相关性以 及ＥＣ与可溶离子总量（ＴＤＳ）间的相关程度是大致相当的。ＥＣ的波动主要取决于粉尘来 源的碱性盐类（尤其Ｃａ２＋）的变化。因此，ＥＣ参量运用到深冰芯研究中，可反映历史时期 大气粉尘载荷的变化，对反演沙漠演化、大气环流有重要意义。古里雅冰芯记录表明， 大气粉尘的中、长期变化可能取决于气候参量的组合特征：“冷－干”气候阶段粉尘量 上升，ＥＣ和ＯＨ－值高；“暖－湿”阶段粉尘量下降，ＥＣ和ＯＨ－值低。２０世纪初以来，随 着藏北高原气候呈现暖湿化趋势，大气粉尘载荷明显下降。因此，ＥＣ可作为显示大气尘 埃载荷变化的宏观标尺，是气候波动的“指示器”。