基于BP神经网络的稳定湖相和风成沉积物粒度数据表征方法

沉积物的形成受到多种地质因素的综合控制。通过粒度分析可判别沉积物的成因类型,推断其形成的沉积环境,解释环境演变;而沉积物的粒度组分除了受到原岩的控制外,还受到机械沉积作用的影响难以准确预测。运用人工神经网络对稳定湖相沉积物和风沉积物的粒度参数进行研究,将沉积物的4个粒度参数作为网络模型的输入变量,在对168个浙闽沿海迎风岸风成老红砂样品和282个苏贝淖湖滨湖泊沉积物样品所对应的粒度参数进行数据样本训练之后,获得了基于BP神经网络的稳定湖相和风沉积物预测模型。然后利用448个大树摆鱼湖相沉积物粒度参数样本和100个兰州榆中黄土风沉积物粒度参数样本作为测试样本对该模型进行了测试和验证,结果显示模型的可靠性较好,能够对沉积物的形成环境做出正确的判断。     

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.     

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。     

湖泊沉积物粒度的气候指示意义--以江汉平原江陵剖面为例

在湖泊沉积的古气候研究中,沉积物粒度的气候指示意义常被解释为,粗粒沉积物指示低水位时期的干旱气候,而细粒沉积物则反映高水位时期的湿润气候。通过对江汉平原江陵剖面湖泊沉积物多环境指标的综合对比及相互印证,揭示出湖泊沉积物粒度的另一种气候解释,粗粒沉积物指示降水量较大的湿润气候,而细粒沉积物则对应降水量相对较少的干旱气候。由于湖泊沉积环境的复杂性,湖泊沉积物的粒度指标存在多解性,因此,在利用粒度组成判别气候环境的演化时,必须考虑湖泊自身的环境因素,同时结合其它指标来综合判识。     

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。     

泰国湾表层沉积物陆源碎屑的粒度特征及其展现的沉积动力环境

海洋碎屑沉积物的粒度特征是海底沉积动力环境的直接体现,是用来研究海洋动力环境变化的重要手段,尤其是陆架海底表层沉积物的粒度分布,对于研究沿岸和水柱底边界层现今海洋动力环境可起到重要作用。该项研究通过调查遍布泰国湾至湄公河口海底表层沉积物陆源碎屑的粒度分布特征,以期获得影响现今特定海域沉积作用的海洋动力环境过程。粒度分析的结果显示,泰国湾表层沉积物的陆源碎屑以细砂-细粉砂为主,分选总体较差,频率分布以正偏为主。其中,细砂-极细砂组分主要分布在曼谷湾和柬埔寨沿岸。湄公河岸外沉积物为细砂,且分选比泰国湾区域的沉积物要好。这些表层沉积物的粒度特征具有良好的环境变化指示作用。湄公河岸外分选较好、近于正态分布的中砂沉积物指示了波浪作用下的沉积环境。曼谷湾和柬埔寨沿岸分选较差的中砂-细砂粗粒沉积物反映了潮汐和波浪的共同作用;泰国湾东西沿岸区域分选中等、呈正偏态的极细砂-中粉砂沉积物体现了潮汐的控制作用;而泰国湾中部分选较差的沉积物则指示了表层洋流作用。研究表明,泰国湾和湄公河岸外表层沉积物陆源碎屑的粒度分布特征可用于区分不同海洋动力因素的控制作用,揭示出泰国湾的沉积动力环境主要受潮汐、波浪和洋流的共同影响,湄公河岸外的沉积动力环境主要受波浪的影响。     

沉积岩粒度分析和石英表面结构特征及其与沉积环境的关系

对粒度分析资料进行各种统计处理来研究沉积环境的水动力条件,前人已做过许多工作。作者将现代沉积物与大庆的古代沉积物的粒度分析数据进行了对比,以研究其沉积环境。     

江陵剖面沉积物的粒度特征及其古气候意义

通过对江汉平原江陵剖面高分辨率采样，利用激光粒度仪对沉积物粒度进行测试，分析了粒度的组成及其参数特征，结合孢粉资料和岩性特征，探讨了粒度在该区的古气候意义。结果表明，降水量较大的湿润气候条件下沉积物的粗颗粒组分明显增多；而降水量相对较少的干旱气候条件下沉积物的粗颗粒组分相对减少。通过与邻区对比．江汉平原江陵剖面沉积物粒度所揭示的该区近9000aB．P．以来的古气候变化与国内相邻区域其他指标的研究结果相一致。     

青藏高原北部可可西里库赛湖沉积物及风成物的粒度特征

对青藏高原北部可可西里地区库赛湖钻孔沉积物、冰面风成物和流域风成物粒度特征进行了研究,结果表明:库赛湖冰面风成物的粒度特征同流域风成物的粒度特征具有明显的区别,而钻孔沉积物的粒度分布特征却和流域风成物的粒度分布特征相似.对库赛湖钻孔沉积物端元组分的分析表明,库赛湖沉积物的来源主要有径流搬运、风力和冰川搬运组分构成,所占的平均比例分别为55.5%,35.9%和8.5%.库赛湖沉积物风成物端元组分的粒度分布特征,得到了冰面风成物粒度特征的验证.尽管没有获得径流搬运组分的样品,但钻孔沉积物的粒度分布特征同流域风成物的粒度分布特征具有的相似性,可能说明,由于库赛湖地区降水较少,湖区径流不发育,流域的风化作用很弱,流域风成物通过流水汇人径流,成为径流搬运的主要物质来源.     

渤海湾西部表层沉积物粒度特征与沉积混合

根据渤海湾西部135个表层沉积物样品的粒度分析结果,分析了表层沉积物的粒度特征与规律。整体上由研究区东北部沿海岸向南沉积物粒度变细,由砂和粉砂质砂变为砂质粉砂,再变为粘土质粉砂。沉积物粒度频率曲线显示,由研究区东北部至北部,沉积物粗组分含量减少,由单峰逐渐过渡为主峰或弱峰,到中部粗组分减少为粗尾形态,到南部粗组分几乎缺失;而沉积物细组分的变化趋势则与之相反。沉积物粗组分在粒度频率曲线上的表现由单峰逐渐过渡至主峰或次峰,粗峰含量减少,到中部粗组分减少为粗尾形态,到南部粗组分几乎消失;而沉积物细组分的变化趋势则与之相反。沉积物粒度参数的平面分布规律和粒度参数之间的相关性变化形态显示出粗细2种母质组分以不同比例的沉积混合的特征,即来自东北部的粗组分与来自南部的细组分发生混合,这可能主要与区内双向的沿岸环流输运有关。     

程海表层沉积物粒度空间分布特征及其影响因素

由于受湖泊动力条件和物质来源的影响,湖泊表层沉积物的各粒度组分表现出不同的空间分布特征。选择滇西北程海作为研究对象,通过测试程海表层沉积物的粒度,分析了其不同粒度组分的空间分布特征,对影响程海表层沉积物粒度空间分布的因素进行探讨。研究结果表明:程海表层沉积物的优势粒级为粉砂,各样品沉积类型为黏土质粉砂。粒度组分及其参数的空间分布特征变化差异明显,黏土组分含量呈现出由南向北逐渐增加的趋势,而粉砂、中值粒级则呈现出相反的变化趋势,表明程海沉积物粒径受盛行南风的控制与影响,表现为湖泊水动力由南向北逐渐减弱。程海表层沉积物的粒度空间分布特征表明,其表层沉积物易受盛行风的影响向北扩散,因此,应加强该地区沿岸,特别是南岸人类活动的管理,有效控制人为物质的输入,减少污染物的扩散。     

江苏潮滩沉积物激光粒度仪与移液管-筛析分析结果的对比

激光粒度仪的广泛应用带来了与历史数据的对比问题,因此需要建立激光粒度仪与早期分析结果之间的关系。根据江苏海岸潮滩沉积物样品的激光粒度仪和移液管-筛析法分析,对粒度参数、粒度组分等进行了对比,对两种方法的差异进行了分析。结果表明,对于江苏潮滩沉积物粒度参数中平均粒径的激光粒度仪与移液管-筛析分析结果之间有良好的线性关系;筛分法测得的粗颗粒物质较激光法偏少,而移液管法法测得的细颗粒物质较激光法偏多;将样品分类之后再进行两种方法所获粒度参数的回归分析,相关性得以提高,说明不同粒度组成的沉积物对分析结果的对比有不同的影响。两种方法之间的换算关系不仅与研究区域有关,而且与沉积物本身的粒度组成有关。     

江苏潮滩沉积物激光粒度仪与移液管-筛析分析结果的对比

激光粒度仪的广泛应用带来了与历史数据的对比问题,因此需要建立激光粒度仪与早期分析结果之间的关系。根据江苏海岸潮滩沉积物样品的激光粒度仪和移液管—筛析法分析,对粒度参数、粒度组分等进行了对比,对两种方法的差异进行了分析。结果表明,对于江苏潮滩沉积物粒度参数中平均粒径的激光粒度仪与移液管—筛析分析结果之间有良好的线性关系;筛分法测得的粗颗粒物质较激光法偏少,而移液管法法测得的细颗粒物质较激光法偏多;将样品分类之后再进行两种方法所获粒度参数的回归分析,相关性得以提高,说明不同粒度组成的沉积物对分析结果的对比有不同的影响。两种方法之间的换算关系不仅与研究区域有关,而且与沉积物本身的粒度组成有关。     

新疆乌伦古湖沉积物粒度特征揭示的环境信息

在放射性同位素210Pb、137Cs定年的基础上,通过对沉积物粒度参数的分析,探讨了近200年来乌伦古湖沉积物粒度敏感组分特征及其环境意义。研究表明,乌伦古湖WL孔沉积物以黏土和细粉砂为主,但在1970 AD前后,粒度参数发生了突变,其中>16 μm组分所占含量迅速升高,在约1830~1842 AD及1910 AD前后这两个时期,沉积物的粒度参数也有较显著的变化。对沉积物粒度频率分布曲线的分析表明,在对应时期内,沉积物的搬运介质或搬运动力发生了变化。基于此,首先通过粒径-标准偏差方法提取了粒度中的敏感组分C2（7~25 μm）,进而通过粒度敏感组分与器测气象数据的相关性分析,明确了组分C2含量的环境指示意义。结果表明,组分C2含量的大小与研究区冬、春季温度和冬季降水量大小有关,反映了积雪融水入湖的强度。在约1830~1842 AD、1910 AD前后,组分C2含量偏高,反映入湖水量较大、湖泊水位较高。而20世纪60年代到70年代,沉积物粒度参数的显著变化与流域人类活动的影响有关。     

河道沉积物粒度沿程变化特征及其影响因素

河流系统是研究构造、气候和生态系统的重要载体，也是地貌学的重要研究内容之一。河流系统中河道沉积物运移深刻影响着地貌演化的进程，而沉积物粒度的沿程变化特征与趋势则可以揭示有关泥沙动力学的重要信息。目前，关于河道沉积物粒度存在沿程变化现象已有大量研究，但河道沉积物粒度沿程变化的具体机制尚存争议。此外，河道沉积物粒度沿程变化的主要控制因素及其对河床演变的影响也尚未明确。本文总结了全球河流河道沉积物粒度沿程变化及其不确定因素的分布状况，并调查了磨蚀、水力选择性搬运及综合作用对沉积物粒度沿程细化的影响。结果表明，在沿程细化机制研究中，磨蚀作用过程的探析相对较少。磨蚀由研究区岩性决定，并且非耐磨性岩性颗粒会产生强烈的质量损耗。虽然磨蚀对河道沉积物沿程细化的影响有限，但在河道上游以劈裂和切削方式引起的磨蚀过程不能忽视。相较于磨蚀，水力选择性搬运或分选过程受到广泛关注，说明水力分选在自然界河流沉积物粒度沿程细化过程中发挥着重要作用。此外，也有部分研究探讨了河道沉积物粒度沿程变化的综合影响因素，并且发现由于有些因素干扰河床沉积物在沿程方向也会存在粗化现象。粗化一般发生在山区坡度较陡、河流源头崩积河段，而引起粗化的因素主要有支流的汇入、沉积物横向输入、高能泥石流以及冰川作用补给、人为河道改造和大坝修建等。现有的研究表明河道沉积物粒度沿程变化是一个复杂的过程，其变化特征受多时空因素的影响，河道沉积物粒度沿程变化特征及其与外界因素的关系有待进一步研究。因此，在后续的工作中，仍需要利用大量室内室外调查和分析，揭示不同时空尺度河道沉积物侵蚀搬运过程，深化对河流地貌演化及其驱动机制方面的研究。     

稳定湖相沉积物和风成黄土粒度判别函数的建立及其意义

沉积物粒度变化主要受搬运介质、搬运方式、沉积环境和气候等多种因素的控制,通过粒度分析可判别沉积物的成因类型,推断其形成的沉积环境,解释环境演变。利用统计学方法对典型稳定湖相沉积物（罗布泊湖相样品２８２块,岱海湖相样品１２３块）和典型风成黄土（甘肃兰州榆中样品２６３块）粒度参数进行定量化分析,并经稳定湖相和风成沉积物验证,获得稳定湖相与风成沉积物的判别公式:Ｆ（湖相、风成沉积物） ＝２０．３６３Ｍｚ－５６．３７１Ｓｄ－６７．９２２Ｓｋ＋２３．５１６Ｋｇ－５５．６２６,若Ｆ＞０,为稳定湖相沉积物,反之,Ｆ＜０,则为风成沉积物。这为研究地史中稳定湖泊与风成环境 沉积物的鉴别提供粒度分析定量化判别方法,它对陆相古环境、干旱化事件和尘暴事件等研究具有十分重要的借鉴价值。     

动态图像法应用于海滩沉积物粒度粒形测试及其与筛析法的比较

筛析法是海滩沉积物粒度分析较经典和常用的方法。随着科学技术的发展,利用动态图像法分析沉积物粒度逐渐得到推广。本文利用动态图形法和筛析法对海南岛5个海滩剖面20组沉积物样品进行粒度粒形测试,并将两种方法所测得的粒度进行比较。测试分析结果显示,该方法的测试结果重复性好,精度高;通过与筛析法的对比显示,动态图像法与筛析法的测试结果非常接近,粒度级配曲线基本一致,各个粒度参数值很接近且相关性非常好（R2>0.94）;由动态图像法得出的粒形参数可以看出,粒径相当的不同海滩沉积物粒形参数有很大差别,同一海滩不同部位的球形度和宽长比变化很大,对称度和凹凸度变化稍小。研究表明,动态图像法与筛析法之间的粒度分析差异主要来自于两者测量原理的不同和天然海滩砂颗粒形状的不规则;动态图像法解决了不规则沉积物粒度的测量。因此,动态图像法可以替代筛析法来测量沉积物粒度,应用前景广阔。     

东海沉积物的稀土和微量元素

本文对东海沉积物稀土和某些微量元素的地球化学特征进行了系统的讨论,研究结果表明,东海陆架区沉积物的稀土和微量元素含量随样品的粒度由粗到细呈规律性变化。唯冲绳海槽区沉积物的稀土元素含量例外,具体表现为海槽西坡到东坡,随沉积物粒度由粗→细→粗,稀土元素含量因受沉积物矿物成分控制而逐渐降低。东海沉积物的稀土元素分布模式类似页岩,表明其物质来源主体仍是陆源的。     

杭州湾北岸芦潮港潮滩沉积物磁性特征的年际变化及其粒度控制

对杭州湾北岸芦潮港潮滩2007-2010年固定点沉积物进行了逐月的磁性测量和粒度分析,探讨了磁性特征的月际、年际变化及其与粒度的关系。结果显示,2007-2009年,芦潮港潮滩沉积物的磁性特征呈现出相似的季节性变化特征,磁性参数χ、χARM、SIRM以及比值χARM/SIRM总体上在12月次年7至月表现为高值,8-11月为低值,S-300变化趋势与之相反。粒度分析显示,每年12月至次年7月沉积物粒度总体较细,8-11月较粗,这说明潮滩较细沉积物中含有较多的亚铁磁性矿物,与已报道的2004-2005年研究结果相似。相比前三年,2010年1-7月及12月沉积物磁性矿物含量相对下降,8-11月份磁性矿物含量相对上升,导致2010年磁性参数月际变化幅度减小。同时,2010年沉积物粒度月际变化特征也发生了改变,即1-7月及12月沉积物粒度变粗,8-11月沉积物变细。相关分析表明,磁性参数与粒度之间的关系在2007-2010年中没有发生明显的变化,说明2010年沉积物粒度月际变化模式的改变是磁性特征月际变化改变的主导因素。尽管如此,长江流域来沙下降对河口潮滩沉积物物源的可能影响,仍需予以长期关注。     

粒度端元记录的靖边地区MIS 3以来的气候变化

黄土作为典型的多物源沉积物,粒度分布常呈现多峰分布.端元分析可以从复杂的沉积物粒度中分离出代表不同沉积物源和沉积动力的端元组分,在黄土研究中得到了广泛应用.利用Paterson参数化端元模型对处于毛乌素沙漠东南缘的靖边三道沟剖面粒度进行端元分离与解释,并讨论其代表的环境意义.靖边三道沟黄土可分为4个端元:EM1(众数粒...