海岸带地区137Cs沉积剖面类型划分及其意义

作为一种人工核素,<'137>Cs年代学方法已在海岸地区得到广泛应用,并成为重建现代地质过程的重要方法.搜集了海岸带地区报道的200余组<'137>Cs沉积剖面数据(其中中国海岸带地区121个站住,其它地区100余站位),通过对<'137>Cs沉积剖面形态的分析.并与理想<'137>Cs沉积剖面对比研究,结果显示,海岸...     

渤海湾海岸带地区~(137)Cs参考剖面——意义、方法及初步结果

海岸带地区近百年来的现代地质过程重建必须以精确的年代学研究为基础,~(137)Cs时标法和~(210)Pb_(exc)测年法是目前广泛应用的方法。由于易受到河流沉积物供给变化、潮位状况、极端天气事件等的影响,海岸带现代过程的定量研究一直是高分辨率研究的瓶颈。区域性参考剖面可以提升现代沉积物测年方法在海岸带应用中的可靠性。因此,建立区域性的~(210)Pb_(exc)和~(137)Cs比活度-深度参考剖面,将改善对海岸带及邻近海区实测数据的解释。以渤海湾海岸带为研究区,选取沉积环境相对稳定、水平搬运作用较小的地区,采用人工探坑、Eijkelkamp槽型取样器获取了2个柱状岩心,通过γ能谱仪对样品进行~(210)Pb、~(226)Ra及~(137)Cs比活度测试,绘制剖面图,结合研究区已有数据,总结出6类海岸带常见的~(210)Pb_(exc)和~(137)Cs比活度-深度剖面类型,并重建了渤海湾海岸带~(137)Cs区域性参考剖面。结果显示,~(137)Cs在渤海湾地区的最大峰值指示1963年,可以作为区域性主要参考时标。但是,最大峰值上部的次峰在不同区域指示不同的时标,S4和S5两个站位该峰值指示的并非1986年时标。     

河口港湾沉积物中的(137)Cs剖面及其沉积学意义

本文通过对采自海南岛洋浦港?福建厦门外港?浙江象山港三个河口港湾的六个沉积柱样的137Cs分析,分别用137Cs剖面的最大峰值层及137Cs剖面的起始值层位估算了该六个站位的现代沉积速率,结果表明:在河口港湾沉积环境条件下,用137Cs剖面来估算沉积物的平均沉积速率是可行的,由137Cs最大值法,这六个站位的平均沉积速率分别为1.14cm/a?1.56cm/a?0.82cm/a?0.75cm/a?1.26cm/a?1.66cm/a,由137Cs最大值法得出的平均沉积速率其精确度与可信度要好于137Cs起始值得出的平均沉积速率?与210Pb法所得的结果符合的很好?137Cs起始值层位与预期值偏离的大小可以为我们提供有关该站位沉积环境?扰动作用强弱的信息?在应用137Cs剖面估算沉积速率时,还要注意沉积结构变化的影响?     

137Cs测年的东北兴凯湖现代沉积速率研究

对兴凯湖我国水域沉积物137Cs比活度及通量空间分布进行了研究,利用137Cs测年法建立年代框架,估算了兴凯湖的沉积速率,结合粒度C-M图分析了湖泊现代沉积环境。兴凯湖我国水域西岸白棱河河口区域137Cs剖面形态区别于典型的137Cs全球大气沉降模式,且137Cs沉积通量高、平均137Cs活度高,中部和东部区域137Cs沉积通量低、平均137Cs活度低;137Cs沉积通量的空间分布主要受流域输入、水动力条件以及沉积物粒径的影响。兴凯湖沉积环境多表现为静水沉积,受特殊的风浪条件和泄洪闸等人类活动的影响,1963—2019年平均沉积速率空间分布上呈现西部高,中、东部低的特点,XKH-1、XKH-2和XKH-3柱样1963—2019年的平均沉积速率分别为0.143 cm/a、0.080 cm/a和0.036 cm/a。     

137Cs示踪的渤海湾黄骅港两侧海区的沉积特征

取自黄骅港防波堤两侧海区的7个无扰动柱状沉积物岩心的^137Cs示踪研究显示．该区^137Cs曲线可以分为3种类型：①不连续的^137Cs曲线（表层未检测到^137Cs）,②连续的^137Cs曲线（表层检测到^137Cs）,③未检测到^137Cs的曲线。^137Cs示踪的沉积速率结果显示：①NE向伸展的防砂堤截断原SE向的沿岸流后,造成了黄骅港防波堤两侧近岸差异性现代沉积过程,即堤北侧距岸约4km以内海区现代沉积速为0．69～1．12cm／a,堤南侧距岸约4km处的站位8以内无沉积物沉积;（2）防砂堤南侧的岸外10km、水深约-4m处,存在一个速率高达1．36cm／a的现代沉积中心。上述结果与前人的工作成果对比表明,黄骅港建港前后,现代沉积速率的空间分布特征发生了明显的变化,进一步说明与人类活动密切相关的地质环境变化主导了现在的地质环境变化．应当引起人们的更多重视。     

137Cs剖面的沉积信息提取——以香港贝澳湿地为例

通过建立模型,对采自香港大屿山岛贝澳湿地三个站位的沉积样品的137Cs实测剖面与模型计算剖面的比较分析,得出三个站位的沉积速率分别为0.24 cm/a、0.21 cm/a、0.34 cm/a,除P1站位外,P2、P3站位由于受到潮水的作用,表层沉积物受到侵蚀,侵蚀量分别为4.8 cm和7 cm。该结果与常用的时标方法所的结果进行了比较,P1站位由上述模型所得的结果与常用的时标方法所得的结果一致。可以看出,在稳定的沉积环境下,常用的确定时标的方法可以较准确地计算出沉积速率,而在堆积与侵蚀变化的沉积环境下,常用的确定时标的方法就存在一定的缺陷。该工作为137Cs剖面的沉积信息提取进行了有益的尝试。但上述模型中,由于采用日本东京地区的137Cs大气沉降通量记录替代香港地区的137Cs大气沉降通量记录,并没有考虑 137Cs的扩散效应,所以该模型还有待进一步的改进。     

长江口水下三角洲137Cs最大蓄积峰的分布特征

在长江口水下三角洲地区,用137Cs进行沉积速率的测定时,一般认为137Cs最大值所在层位为1963年沉积层.本文通过建立模型.对此进行了计算验证.模型中利用日本东京地区的137Cs年平均大气沉降通量,再通过东京与上海两地的降水最进行校正,并根据不同的沉积速率和取样间隔分别计算出137Cs剖面中的最大值范围,再将理论计...     

内蒙古乌梁素海~(210)Pb和~(137)Cs测年与现代沉积速率

对乌梁素海沉积物柱心样品进行210Pb、137Cs测年分析表明,柱心剖面上有明显的1963年蓄积峰,这个蓄积峰对乌梁素海的现代沉积有明显的时标意义。根据210Pb的CRS模式,可以计算出每个样品深度所对应的年代,在该沉积柱心中与137Cs时标吻合较好。乌梁素海的沉积速率并不稳定,变化比较大,表明乌梁素海近113 a来沉积环境不稳定。210Pb、137Cs两种计年方法的结合有助于认识沉积速率变化较大的沼泽的沉积状况,也有助于对核素计年方法的理解。     

DISCUSSION ON APPLYING 137Cs AND 210Pbex FOR LAKE SEDIMENT DATING IN CHINA

137Cs和210Pbex是湖泊沉积物断代常用的两种核素,沉积物中核素的深度分布,不但随核素的大气沉降量变化,也与流域环境变化和沉积后核素的再分布有关.我国环境复杂,人类活动强烈,137Cs和210Pbex深度分布的非理想曲线常见于我国一些湖泊的沉积物.本文简要介绍了湖泊沉积物137Cs和210Pbex深度分布理想曲线和断代基本原理,在参阅大量有关中国湖泊沉积物137Cs和210Pbex断代文献的基础上,讨论了137Cs和210Pbex非理想深度分布曲线的解泽和沉积物断代的几个常见问题.主要观点如下:1)我国湖泊沉积物不存在所谓的1974年和1986年蓄积峰;2)一些湖泊沉积出现的非单峰型137Cs深度分布曲线,可能与人类活动或湖流扰动湖泊底泥、流域侵蚀产沙环境变化和137Cs主要来源于冰川融水补给等因素有关;3)沉积物中的核素垂向运移,不改变剖面中1963年137Cs蓄积峰的位置,不影响其断代标志意义;4)流域环境突发事件引起的沉积剖面中的137Cs和210Pbex明显异常,是断代的可靠标志等.最后介绍了根据沉积剖面137Cs和210Pbex总量与本底值对比,求算沉积速率的核素质量平衡法.     

长江河口水下三角洲137Cs地球化学分布特征

文章通过对长江口水下三角洲采集的10个柱状样放射性核素¹³⁷Cs的分析可以得知,长江口水下三角洲¹³⁷Cs剖面中均存在清晰的最大蓄积峰,其峰值比活度介于5.68±1.03～21.74±1.39Bq/kg之间,平均值为14.11±1.10Bq/kg,最大蓄积峰所处的深度为55～117cm。剖面中¹³⁷Cs最大蓄积峰应该与1963年的¹³⁷Cs散落沉降相对应。长江口水下三角洲的表层沉积物中的¹³⁷Cs比活度范围介于0～9.19±1.12Bq/kg之间,并且与长江流域其他地区的表层¹³⁷Cs比活度相一致。长江口水下三角洲可探测到的¹³⁷Cs比活度的最大深度范围在88～160cm的范围内变化,¹³⁷Cs蓄积总量为2361.30±174.38～17714.94±262.14Bq/m²,平均值为9664.97±100.05Bq/m²,¹³⁷Cs比活度的最大深度及¹³⁷Cs蓄积总量均表现出从岸向海逐渐增加的趋势。实测的¹³⁷Cs总量均大于长江流域的¹³⁷Cs背景值,说明了长江口水下三角洲的¹³⁷Cs蓄积既有大气散落直接沉降的来源,又有流域侵蚀带来的¹³⁷Cs输入,并且主要以后者为主。通过放射性核素示踪模型分析长江口水下三角洲¹³⁷Cs散落蓄积特征可以得知,长江口水下三角洲¹³⁷Cs的蓄积以长江流域来源为主,说明了放射性核素¹³⁷Cs在长江口水下三角洲沉积物中的蓄积主要受流域侵蚀因素的影响。     

黄河口新生湿地沉积物放射性核素及其对 沉积过程变化指示作用解析

为探讨放射性核素对沉积速率、沉积环境变化以及重大环境历史事件的指示作用,本文首次报道了用HPGeγ谱仪测定黄河口新生湿地柱状沉积物中6种放射性核素活度的结果,并根据137Cs的垂直分布估算了沉积速率,探讨了放射性核素与有机质的关系及其垂直变化与沉积过程变化的对应关系。结果表明,黄河口新生湿地柱状沉积物中6种放射性核素的平均比活度分别为40K(687.33±54.59)Bq/kg、137Cs(8.60±1.35)Bq/kg、226Ra(29.96±4.23)Bq/kg、228Ra(69.96±6.63)Bq/kg、228Th(45.35±4.58)Bq/kg和238U(60.52±15.37)Bq/kg,与其他区域相比,黄河口新生湿地137Cs、238U含量偏高。除137Cs外,其他5种核素均与TOC呈显著正相关,表明有机质有利于核素在沉积物中的保留。137Cs的垂直分布与黄河口净造陆速率的年际变化具有一致性,据此估算获得近20年该区域平均沉积速率为2.8cm/a,其中河口湿地形成初期沉积速率较高,而后逐渐减小并保持相对稳定。放射性核素比活度的垂直变化可反映沉积过程中黄河断流、黄河调沙以及大的洪水等重大环境事件,可以作为指示沉积变化特征的重要指标。     

西藏纳木错现代沉积速率的空间分布特征及近60年来的变化研究

利用<'210>Pb和<'137>Ca方法对采自青藏高原纳木错不同位置的8支岩芯进行了现代沉积速率的研究,其中6支岩芯的<'210>Pb<,ex>比活度变化具有较好的记录,而只有位于湖泊开阔深水区的NMCS08-1岩芯显示了<'137>Cs比活度的蓄积峰.结果显示不同位置岩芯的平均沉积速率具有明显的空间差异,自约195...     

广西平果龙何屯岩溶洼地剖面土壤~(137)Cs和~(210)Pb比活度分布的影响因素研究

~(137)Cs和~(210)Pb技术广泛应用于土壤侵蚀研究,但由于岩溶区的特殊性,如地表地下双层结构的存在,土壤形成慢,土层薄且不连续,易被侵蚀等特点,一定程度上限制了~(137)Cs和~(210)Pb技术在岩溶区的应用。文章选取广西平果果化石漠化综合治理示范区龙何屯洼地剖面,沿剖面采集土壤样品,进行~(137)Cs和~(210)Pb放射性比活度研究,得到以下认识:(1)土壤表层及整个土壤剖面~(137)Cs和~(210)Pb放射性比活度正相关,主要是人类活动及土壤迁移引起的土壤再分配导致的;(2)石穴地的137Cs和~(210)Pb放射性比活度均为最大,除受到邻近裸岩影响还与石穴地良好的集水集土条件有关;(3)洼地底部及沟底~(137)Cs和~(210)Pb放射性比活度相对偏小,主要是坡面长期受到地表径流侵蚀影响,土壤和泥沙在此沉积导致的;(4)退耕还林之后土壤得到很好的保护,并能拦截一定量上游带来的土壤,但由于岩溶环境的特殊性,地下漏失无法避免。     

中国新疆博斯腾湖全新世沉积环境年代学特征

通过对博斯腾湖沉积物湖芯样品进行137Cs,14C-AMS测年分析,湖芯剖面上有明显的1986年的切尔诺贝利核事故蓄积峰,以及1975年和1963年次蓄积峰,这些137Cs蓄积峰对博斯腾湖现代沉积有明显的时标意义。通过质量深度与年代分析,博斯腾湖的沉积速率相对稳定,平均沉积速率为0.13±0.01g/cm2.a。与14C年代获得的中全新世以来的平均沉积速率0.13±0.03cm/a和0.12±0.05cm/a相似,表明博斯腾湖中全新世以来的沉积环境较稳定,并且也说明14C-AMS测年分析所得的结果较为可靠,可以利用博斯腾湖沉积物样品测定的14C年代进行线性回归作年代校正,由于湖泊沉积物中老碳效应的影响,博斯腾湖沉积物有机质14C测年偏老约650a左右。     

东平湖沉积物 210Pb、137Cs 垂直分布及年代学意义

对东平湖沉积物柱状岩芯放射性年代学研究表明： 12cm处的 ¹³⁷Cs比活度峰值对应于1963年人工核试验高峰,9cm和6cm处的 ¹³⁷Cs比活度蓄积峰可能分别与1974年的全球核素散落和1986年前苏联切尔诺贝利核电站核泄漏有关; ²¹⁰Pb比活度随深度呈指数衰减,利用 ¹³⁷Cs核素1963年对应的蓄积峰进行校正,采用 ²¹⁰Pb计年的CRS模式建立了1889年以来东平湖现代沉积年代序列。根据 ²¹⁰Pb年代序列,计算了东平湖现代沉积速率,发现近百年来东平湖地区沉积速率有明显变化： 1889～1945年,沉积速率较高,平均达0.297g/cm2•a; 1945～1963年,沉积速率整体处于下降趋势; 1963～2000年,沉积速率比较稳定,平均约0.141g/cm2•a; 约2000年以来,沉积速率有增高趋势。通过分析认为,1945年以前东平湖较高的沉积速率可能与东平湖作为黄河水的自然滞洪区有关; 1950年代国家对东平湖的治理改造,控制了黄河水的自然倒灌,导致了东平湖沉积速率的迅速下降; 1963年以后,由于黄河上中游大型水利工程设施的修建,抑制了东平湖调洪功能的发挥,导致东平湖沉积速率低而稳定; 近年来,东平湖沉积速率有增大趋势,这可能与湖区人民发展围网养殖带入较多的沉积物有关。     

现代黄河三角洲南部潮间带及附近海域沉积特征认识与分析

基于潮间带和浅海12个柱状样粒度、地球化学元素、210Pb同位素实测数据,结合河流年代特征、岸线历史变化等资料,参照前人关于沉积相和沉积速率研究成果,对现代黄河三角洲南部潮间带及莱州湾西部海域沉积特征进行了分析。根据剩余210Pb比活度信息,综合运用历史地理学方法、沉积环境判别公式和粒度曲线变化特征,初步认识了现代黄河三角洲南部潮间带地区具体沉积年代。对柱状样的数据进行分析后,运用相关特征值定量区分了沉积物的物源。结果表明:在潮间带这样不稳定的沉积环境下,210Pb_ex比活度阶段性倒置的分布模式虽然无法对年代进行连续标定,但可以在很大程度上指示沉积环境变化。现代黄河三角洲南部潮间带沉积物形成时间要远早于莱州湾西部,210Pb结合沉积环境判别函数、历史地理资料以及粒度特征可以将深度102 cm、80 cm、32 cm分别标定为1929年、1934年和1947年。广利河水系在深度20 cm范围内影响沉积环境。地球化学元素相关特征值分析显示:现代黄河三角洲南部潮间带沉积物风化程度介于黄河和莱州湾南岸之间,个别微量元素富集程度与莱州湾沉积物差异明显,就沉积环境而言,与现代黄河沉积物已有所不同。     

开放潮坪地区210Pbexc测年CIC和CRS计算模式的选择

现代沉积物测年方法已经在海岸带地区得到了广泛应用,但在开放潮坪地区还存一定的问题,尤其是在通过210Pb进行沉积速率计算时,常量初始浓度(constant initial concentration,简称CIC)模式和恒定补给速率(constant rate of supply,简称CRS)模式给出的结果通常差别很大,即使是与137Cs时标法进行比对时,有时也不易解释.这严重制约了现代沉积物测年方法在开放潮坪及浅海区的应用效果.有鉴于此,选取了其中的1个典型站位的柱状样品,同时开展210Pb_exc过量的210Pb的CRS模式和CIC模式计算,并与137Cs时标法进行对比,结合区域沉积历史数据,对210Pb_exc的CRS模式和CIC模式的选择进行了综合分析,为现代沉积物测年在海岸带地区的应用和解释提供了过程参考.结果显示,对210Pb_exc数据分段采用CIC模式获得的结果较CRS模式获得的更为可靠.这是因为海岸带地区,被潮流搬运来的沉积物更容易满足CIC计算模式所要求的前提条件,即沉积物中的210Pb_exc初始比活度是恒定的.作为一般数据使用者,更倾向于通过210Pb_exc测年方法(也就是CRS模式)能够获得每一层的年龄,但在海岸带地区应用该方法时就需要更加慎重.      

松花湖沉积物~(137)Cs和~(210)Pb分布及沉积速率

松花湖沉积物柱心中存在3个明显的137Cs蓄积峰,分别是37 cm处的1964年蓄积峰、27 cm处的1971年蓄积峰和23 cm处的1975年蓄积峰.利用137Cs核素1964年和1975年对应蓄积峰计算的沉积速率分别为0.86 cm/a和0.71 cm/a.采用210Pb计年的常量初始浓度模式(CIC)计算的平均沉积速率为0.71 cm/a,两者估算的沉积速率吻合.松花湖1964-1975年间的沉积速率明显高于1975-2006年间的沉积速率.137Cs和210Pb计年方法的结合有助于提高沉积速率估算的准确性.     

渤海地区^210Pb、^137Cs同位素测年的研究现状

近百年来环渤海地区的沉积作用是影响该区近现代地质环境变化的重要因素。本文收集了该区迄今公开发表的用于确定现代沉积速率的84组^210Pb、^137Cs柱状剖面（包括210Pb样柱52组，^210Pb、^137Cs样柱32组），其中海区39组，潮间带及沿海低地地区45组。环渤海地区的^210Pb放射性活度的深度分布曲线主要表现为3种形式：理想指数衰变型、近等幅摆动型和海洋特殊动力事件影响型。根据由陆向海方向沉积速率的变化，可初步划分为沿岸低沉积速率带、开放潮坪高沉积速率带及海区低沉积速率区；区域性差异则表现为渤海湾开放潮坪区上部由北（蓟运河口）向南（老狼坨子）沉积速率表现为高-低-高，辽东湾从其西侧的锦州湾向东至辽河河口的开放潮坪地区，沉积速率递减，黄河三角洲地区及其附近海域属于间歇式快速沉积区，莱州湾西部为高速沉积区。     

长江口水下三角洲粒度与210Pb特征的空间分布

长江口细颗粒物质来源丰富、水动力作用活跃,近年来又受到三峡大坝等流域大型工程的影响,因此其水下三角洲沉积层序对自然过程(物源变化、潮汐水道地形调整、风暴潮事件等)和人类活动(航道疏浚等)的响应成为一个重要的科学问题.对覆盖长江口水下三角洲的31个站位的沉积物柱样进行了粒度分析,并对其中30个站位的柱样进行了210Pb测定,结果表明,长江口物质主要是来源于现代流域供给,少数站位的砂质沉积则代表海底侵蚀.沉积物柱状样的平均粒径有4种类型的垂向分布趋势:Ⅰ.向上细化,Ⅱ.垂向稳定,Ⅲ.垂向波动式变化,Ⅳ.向上粗化.分别对应于不同的地貌部位和冲淤动态.210Pb比活度垂向变化有4种类型:1)标准衰变剖面,2)均一210Pbtotal活度剖面,3)分段式衰变剖面以及4)分段式衰变与倒置衰变复合剖面.4种类型的空间分布格局显示,多数站位不是连续堆积的.不同站位的柱状样沉积记录代表了长江口水下三角洲沉积对各种因素(沉积动力过程、流域水库建设等)的复杂响应模式.长江口水下三角洲粒度与210Pb的空间分布特征指示了研究区的多种沉积动力特征,如物源变化、水动力变化、相邻区域的侵蚀搬运与二次堆积、水动力强弱的空间差异以及事件沉积的影响.