河漫滩沉积体系对洪水事件的指示——以修河为例

河漫滩是洪水漫溢过自然堤而在河流两岸水流流速降低的地貌环境下所塑造的河流地貌单元,是洪水过程所形成的独特沉积体系,蕴含着大量的河流水文信息,但由于河流侧向摆动、河漫滩沉积速度较快等原因,造成河漫滩沉积环境变化较快,河漫滩沉积体系长期以来没有得到足够的重视。以鄱阳湖修河下游永修三角乡修河右岸的近现代河漫滩沉积序列为例,基于¹³⁷Cs比活度测试和事件性沉积建立时间标尺,依据粒度组份等指标,结合气象和水文观测数据,探究了器测以来河漫滩沉积体系对洪水事件的记录及记录特点。研究结果表明:较大洪水期间水动力不稳定、粒度较粗、分选差(或者好)、粒度跨度宽;该剖面揭示了1953年来16次较大洪水年份的14次,检出率高;平均粒径(μm)和SS(分选系数×粒径跨度)等指标对洪水事件的检出最好。这样揭示出来的洪水,可称为异常洪水,有别于基于滞水沉积所反演的极端洪水事件。研究在一定程度上能拓宽古洪水的研究内容与研究内涵。     

黄河上游全新世特大洪水及其沉积特征

黄河上游官亭盆地的黄河二级阶地面上沉积了厚约2m左右的平流沉积物,每次洪水形成1个由红色粘 土水平层和黑灰色粘土水平层组成的洪水单元。对研究剖面洪水沉积层的磁化率测量区分出了14个洪水单元, 代表了14次特大洪水的发生;利用盆地内的考古资料,将古洪水频繁发生的时期定为3700～2800aB.P.。粒度分 析表明官亭盆地平流沉积的沉积物几乎全部由粒径小于4φ的悬移物质组成,其分选系数>2,偏度<0,峰态中等。 与黄河中游进行比较,官亭盆地的平流沉积粒级更小,偏度更小且呈负偏。     

长江三峡库区中坝遗址地层洪水沉积粒度特征及其沉积环境

通过对三峡库区中坝遗址1981年洪水沉积和疑似古洪水沉积的粒度对比分析，发现它们的平均粒径、分选系数、偏度、峰度和众值粒径都在同一值域范围内；频率分布曲线相似，呈单峰态；概率累积曲线都呈明显的三段式。从而推断出中坝遗址的文化间隙层为古洪水沉积。在考古断代和AMS14C测年基础上，对洪水沉积环境研究发现，中坝遗址洪水沉积大多发生在我国的暖期，但周朝和宋代的洪水沉积发生在我国冷期，这与我国气候小循环和当地独特的地貌特征有关。清代以后，沉积物平均粒径明显变大，表明当地植被已经退化；沉积物平均粒径和峰度变化幅度大，说明人类活动使当地生态系统变得脆弱，气候多变。     

西安高陵马坊滩渭河洪水变化研究

根据高陵渭河马坊滩河漫滩沉积剖面中的沉积层测量和147个样品的粒度分析和历史记载的年代资料,研究了西安高陵渭河距今14001100年间洪水和降雨量变化。高陵渭河古洪水沉积分层清楚,能敏感反映洪水的变化和短期降水量的变化,也能弥补历史文献记载的不足。粒度成分和粒度参数资料指示,高陵马坊滩厚约3.5m的河漫滩沉积剖面至少包括了9个颗粒成分不同的沉积层,代表了9个大洪水阶段;其中厚度大、粒度粗的第2、4、6、8层形成时的洪水规模比厚度小、粒度细的第1、3、5、7、9层形成时要明显大。这9个大洪水阶段均比2003年洪水大,第2、4、6、8阶段应为特大洪水阶段。根据沉积学原理和洪水沉积物粒度成分差异,可确定这9个阶段洪水规模由大到小的顺序是:第2阶段>第6阶段>第4阶段>第8阶段>第3阶段>第1阶段>第5阶段>第9阶段>第7阶段。这9个阶段的洪水发生时河漫滩上的洪水深度均大于2m,当时洪水深度、洪水动力和规模均比现代洪水大,大洪水发生的原因应当是当年降水量的明显增加造成的。      

岩溶洞穴古河漫滩沉积物特征及其沉积环境演变——以山王洞中段为例

为揭示岩溶洞穴沉积物对沉积环境与沉积过程的指示作用,文章在分析双河洞洞系形成过程及山王洞区域地质调查资料的基础上,选取贵州山王洞中段古河漫滩沉积物为研究对象,采用粒度分析法与萨胡公式对洞穴沉积物粒度特征与沉积环境的相关性进行分析,推断不同沉积韵律期的沉积环境演变过程,研究结果表明:（1）古河漫滩表层沉积物以极细砂、粉砂和黏土为主,平均含量达94.42%,且中上部含有一层粗砂砾夹层;（2）沉积模式主要为跳跃和悬浮沉积,水动力条件整体稳定,搬运颗粒粒径平均值为637 μm,其最大沉积物颗粒粒径为864.2 μm;（3）以沉积物粒度特征为依据,将古河漫滩沉积过程划分为三级沉积韵律,一级沉积韵律厚度为404～275 cm ,二级沉积韵律厚度为285～165 cm,三级沉积韵律厚度为165～0 cm。上述研究为确定区域侵蚀基准面和地层升降运动过程提供有力证明,也为山王洞古气候环境研究提供了重要依据。      

武汉地区ZK145钻孔沉积物磁性特征及对古洪水的记录

长江中游是我国洪灾最为严重的地区,武汉江段是长江中游防洪重点.开展武汉地区长江古洪水研究,从而延长古洪水记录具有重要意义.选择长江武汉段堤后典型湖泊钻孔——ZK145钻孔,在沉积物岩性及沉积相分析的基础上,通过对岩心磁性特征和粒度特征分析,结合AMS 14C测年,对长江武汉段全新世古洪水频发期进行了研究.根据质量磁化率、频率磁化率曲线,将钻孔划分为5个沉积阶段.再结合中值粒径和砂含量,识别出9次特大古洪水事件,其年代为:10 580~10 510,10 280~10 200,9 690~9 670,9 530~9 500,8 660~8 450,7 700~75 00,6 270~5 910,4 850~4 800,3 560~3 500 cal.a BP,其中9 700~4 800 cal.a.BP为古洪水频发期.热磁曲线分析表明,古洪水沉积物的热磁曲线在510℃附近可见较明显的峰值,主导磁性矿物为磁铁矿.研究表明,质量磁化率高值、频率磁化率低值和较粗粒径为长江武汉段堤后湖泊古洪水沉积的识别标志.      

乌伦古湖沉积物粒度特征及其古气候环境意义

利用乌伦古湖沉积钻孔的粒度资料,分析了粒度频率曲线、粒度参数和粒度组成等粒度特征,并探讨了乌伦古湖粒度代表的古气候意义。结果表明乌伦古湖沉积物频率曲线主要是正态单峰型,反映流水作用为主要沉积作用。岩芯下部（225197cm）沉积物分选较差,偏度和尖度较大,为浅水沉积环境;中部（197103cm）分选由差变好,物源由复杂变单一,为浅水沉积向深水沉积过渡环境;上部（1030cm）分选较好,物源单一,中值粒径减小,反映了湖水位的下降。沉积物粒度特征反映了乌伦古湖地区全新世降水、流水和风力作用以及湖面水位高低的变化。乌伦古湖一万年来的古气候环境演化大致经历了102507720cal.aBP的干旱、77202800cal.aBP的湿润和2800cal.aBP以来的偏干三个阶段。      

高山峡谷区古洪水事件重建研究进展

古洪水事件重建是地貌学与环境变化领域的前沿性课题之一。高山峡谷基岩河段是古洪水重建的理想场所,通过系统梳理国内外文献,评述古洪水事件重建研究进展,认为识别古水位标志(palaeo-stage indicators)、系统建立流域尺度洪水综合地貌证据是古洪水重建的前提和基础。而不同类型的古洪水地貌证据中,古洪水滞流沉积物(slackwater deposits,SWD)是最完整的具有确切水位标志指示意义的高水位悬移质沉积物,而其他边滩坝体(bars)是指示洪水路径和水动力条件的低水位标志沉积物。基于这些洪水地貌证据与水位标志物指示,采用多种水力学模型重建古洪水规模。同时采用多种测年方法相互验证建立可靠完整的古洪水事件年代序列。从点到面建立古洪水事件数据库,提出不同成因类型古洪水事件的时空模式,系统揭示特大洪水发生规律及其演化趋势。其中,青藏高原周缘灾难性古洪水事件在形成年代、地貌证据和水文模拟等方面具有鲜明的时空特征与地貌效应,这些对认识全球末次冰期巨型洪水事件具有重要意义。在特定的时空尺度范围内评估极端洪水事件的地表过程与地貌效应,甚至大陆尺度灾难性古洪水研究已经拓展到行星尺度洪水地貌。此外,高山峡谷现代大洪水地貌原型观测对理解古洪水水文过程机制等具有重要的参考价值。     

岩相古地理方法在古洪水研究中的应用

用古洪水外延洪水频率曲线是水文学中常见的问题,古洪水沉积研究法是最常用的方法,但该方法面临洪积物识别的问题。从岩相古地理学的研究思路出发,通过选取典型区进行古沟谷洪水沉积采样,用筛分法进行颗粒分析,并对其粒度级配特征值进行统计计算,同时参照岩相古地理沉积物粒度参数计算公式和分析原理,分析了古沟谷洪水的颗粒构成特性,证实了沉积物属于古洪水沉积。为古洪水研究提供一条新的思路与方法。     

长江中游荆州―公安段洪水滞流沉积物特征分析

在野外考察的基础上,对长江中游荆州―公安段学堂洲、文村夹和二圣洲三处1998年洪水滞流沉积物地层剖面进行了样品采集和粒度、磁化率特征分析,结果表明:1)洪水滞流沉积物中黏土成分较少,含量波动于3.38%～15.66%之间,主要成分为粉砂和砂;文村夹中、下部砂的含量较高,分别为79.9%和80.32%,其他点组分都以粉砂为主;2)各采样点不同深度层位的粒度概率累积曲线主要呈现两段式,普遍缺乏推移质组分,学堂洲下部和二圣洲中部虽呈现三段式,但推移质的含量非常小;3)洪水滞流沉积物的粒度组成不仅受形成时的水动力条件影响,还受其所处地理位置的影响,主要体现为各采样点下部层位沉积物粒径普遍大于上层,文村夹点各层沉积物粒径大于其他两个采样点;4)三个采样点洪水滞流沉积物磁化率变化范围为67.41～299.59SI,学堂洲和文村夹两处的磁化率远高于二圣洲,各采样点地层剖面下部磁化率均高于上部,同一采样点沉积物磁化率与粒度具有一定的相关性,具体表现为粒径越大,磁化率越高。     

2006年3月11日南京“泥雨”降尘特征及其粉尘来源

对2006年春季南京地区一次“泥雨”形式的湿降尘特征进行了系统分析,并在此基础上对泥雨粉尘来源及泥雨降尘形成机制进行了探讨。结果表明：  1)本次泥雨降尘通量为3.77g/m²,在南京全境的降尘总量达到2.49×10⁴t;   2)泥雨粉尘的质量磁化率值为174×10^-8m³/kg,略高于黄土磁化率值; 3)泥雨粉尘中<16μm的细粒组分占绝对优势(含量为91.91％),平均粒径6.05μm,众数粒径7.68μm;   粒度参数及分布曲线显示泥雨粉尘具有比黄土和现代干降尘更好的分选性和更对称的峰态;   4)XRD和SEM分析表明,泥雨粉尘以絮状矿物颗粒为主,其中粘土矿物含量最高,占57.7％,其他矿物有石英(15.5％),钠长石(12.0％)和微量的白云石(1.0％);   5)泥雨粉尘的常量元素组成与黄土、现代干降尘以及上陆壳(UCC)大体相似,显示其主要为地壳源;   而微量元素中Zn,Co,Ni,Ba,Cr,V,Cu,Zr,Cd和Pb等重金属元素含量较黄土及UCC偏高,其中Zn,Cu,Cd和Pb等含量显著偏高,显示了地壳源之外的人为污染源的影响;   相比本地的下蜀黄土,南京泥雨粉尘样品的REE组成特征与北方黄土之间的相似程度更高,显示了更为密切的亲缘关系;   6)根据泥雨降尘的特征,结合天气活动过程,可以判定此次南京泥雨降尘并非本地扬尘所致,而主要来源于北方尘暴活动所产生的细粒粉尘;   寒潮冷锋的南侵提供了长距离输送动力,而长江下游海洋性暖湿气流对细粒粉尘的清除过程则最终导致了泥雨的形成;   南京春季泥雨降尘事件实质上是长江下游地区对西北内陆干旱区沙尘暴活动的一种区域响应。     

苏北盆地XH 1＃钻孔沉积物磁化率与粒度组分相关性变化特征及其意义研究

对苏北盆地XH 1#钻孔沉积物磁化率与粒度组分的相关性进行了研究，研究结果表明，此钻孔沉积物磁化率与粒度组分的相关性在不同深度段内有着不同的表现:在350～247 m深度段内，磁化率大小与中值粒径大小表现为负相关、与4～12Φ各粒级组分百分含量表现为正相关；在234～0 m深度段内，磁化率大小与中值粒径大小表现为正相关，与1～3Φ粒级组分百分含量表现为密切的正相关；247～234 m深度段是上述两种相关性变化的一个过渡阶段。环境磁学实验结果也揭示出在上下两个深度段内磁性矿物组成上也存在差异。这种不同深度段内磁化率与粒度组分相关性上的大的变化，以及磁性矿物组成上的差异共同揭示出，在深度247～234 m这段沉积物的沉积过程中，苏北盆地内可能发生了一次重大的事件，正是这次重大事件的发生导致了碎屑沉积物来源的改变，出现了上下两部分磁化率大小与粒度组分相关性上的差异。     

公元前602年至公元11年黄河下游冲积平原沉积特征分析

根据钻孔中沉积物性状的详细描述、样品粒度分析资料,结合已有黄河下游历史变迁及沉积物测年成果,分析了公元前602年到公元11年黄河下游冲积平原的沉积特征和沉积环境的变化。发现可以利用沉积物颜色、组成、粒度组成变化比较准确地确定研究区公元前602年的古地面,砂粘比Kd值是确定界线的很好指标。公元前602年以后的黄河冲积平原沉积物以浅黄色、黄色、棕色砂质亚沙土和粉质亚粘土为主,少量粉质亚沙土,平均粒度范围为331～612Φ,分选较差,偏度多为正偏或极正偏,峰态为窄峰、很窄和中等峰态。总体上由上游到下游平均粒径逐渐变细,标准离差增大,峰度减小,即水动力减弱,分选程度降低。对比分析发现,古黄河冲积平原沉积与现代黄河河漫滩沉积样品相比粒径明显偏细。钻孔Kd值随深度的变化揭示,从公元前602年到公元11年,黄河下游冲积平原沉积环境的水动力条件发生了两次明显的强弱变化。     

长江、汉江沉积物磁学特征比较研究

长江和汉江现代沉积物的磁学特征分析研究结果表明：  1）长江和汉江现代沉积物中铁磁性矿物均以亚铁磁性矿物为主,它们主导了样品的磁性特征。但长江沉积物比汉江沉积物亚铁磁性矿物含量要高;  2)长江和汉江沉积物的亚铁磁性矿物晶粒都以假单畴~多畴为主。相对汉江沉积物,长江沉积物磁性颗粒总体上要比汉江的粗;   3）长江沉积物中的不完全反铁磁性矿物含量比汉江高,但不完全反铁磁性矿物对沉积物磁性参数和SIRM的贡献却比汉江的小;   4）长江上游金沙江段比长江中游（宜昌-武汉）江段沉积物中亚铁磁性矿物含量要高,且长江中游沉积物样品磁性颗粒要比长江上游的偏细,这可能与搬运距离有关;   5）长江样品的磁性参数的变化区间比汉江大,数据间的相关性也比汉江差。这可能与长江较汉江流域范围广、支流多、物源复杂有密切的关系。     

毛乌素沙地东南部边缘不同地质成因类型土地沙漠化粒度特征及其地质意义

首次对毛乌素沙地东南部边缘沙漠—黄土地带的土地沙漠化进行系统的地质学分类,提出了沙地内部就地起沙型沙漠化、河流谷地就地起沙型沙漠化、风化残积就地起沙型沙漠化和风沙侵入型沙漠化等四种土地沙漠化类型。通过深入分析不同地质成因类型土地沙漠化的粒度特征,探讨了不同地质作用对土地沙漠化的贡献及其对土地沙漠化防治方面的重要意义。研究表明,研究区的土地沙漠化以就地起沙型为主,河流的水力搬运是沙漠化物质搬运的主要途径,风力作用则是对河流湖泊沉积物的进一步分选和再沉积。最后,提出了不同类型的土地沙漠化防治对策建议。     

贵州铜仁新元古界大塘坡组黄铁矿Re-Os同位素组成及意义

从贵州铜仁西溪堡矿区新元古界大塘坡组第一段“含锰岩系”中选取8件黄铁矿样品,对其进行了Re-Os同位素分析。结果表明其等时限年龄为(459±16)Ma,明显晚于间冰期大塘坡组的沉积时代（670～635 Ma）,表明该地区受加里东晚期的构造热事件影响。此次所分析的所有样品均具有高Re、低Os含量、高Re/Os比值及高187Os/188Os同位素比值,且187Os/188Os初始值为1.02±0.41,明显大于地幔特征值（0.12～0.13）,指示成矿物质来源于壳源。     

黄河下游辫状、弯曲和顺直河段间沉积动力特征比较

黄河下游沿程出现了辫状、弯曲和顺直河型段,河道平面形态的差异势必受到不同的沉积动力特征的制约。本研究根据对收集到的有关实测资料的统计和计算,对可以表征河道沉积动力特征的相关指标进行了量化分析,发现不同河型段间的沉积动力特征存在明显差别。河道比降在辫状河段最大,介于0.2‰~0.14‰之间;弯曲河段的次之,介于0.14‰~0.10‰之间;顺直河段的小于0.10‰。平滩流量时的流速在辫状河段的较大,不同年份间的变幅较大;弯曲河段的次之,不同年份间的变幅较小;顺直河段的最小,不同年份间的变幅不大,并向下游显著减小。单位河长能耗率在辫状河段最大,弯曲河段次之,顺直河段的最小,其间的比值为2.31∶〖KG-*2〗1.35∶1。单位面积能耗率在辫状河段最小,弯曲河段最大,顺直河段次之,其间的比值为0.52∶〖KG-*2〗1.18∶〖KG-*2〗1。河床沉积物粒度较细,并普遍缺失推移质组分,中值粒度在辫状河段、弯曲河段和顺直河段分别为3.0、3.2、3.67;河床沉积物的分选性也依次变好。受制于上述相关沉积动力特性,河床沉积速率在不同河型段有明显差别:中大流量时,辫状河段的最小,弯曲河段的最大,顺直河段的次之;在小流量时,三个河型段的河床沉积速率非常接近,但沿程略有减小。另外,辫状河段河床沉积速率明显依赖于流量的变化,且随流量的增大而明显减小。     

塔里木盆地西北缘早二叠世后碰撞花岗质岩浆活动及其构造意义

塔里木地块西北缘的阔什布拉克钾长花岗岩富碱（Na2O+K2O平均836％>8％）,富钾（K2O/Na2O=127～147）,准铝质（A/CNK=082～088）,属于高钾钙碱性系列岩浆岩。岩石的稀土含量较高（ΣREE=26390×10-6～44575×10-6）,富集Th、U、Ta、Nb、Hf和Y等高场强元素和大离子亲石元素Rb,具有强的负Eu异常（δEu=0003～0019）,富集高不相容元素（Zr＋Nb＋Ce＋Y=368×10-6～531×10-6>350×10-6),高Ga（Ga/Al×10〖CS％0,0,0,0〗〖CS〗000=417～472>26）,显示出A型花岗岩的地球化学特征。岩石Th/U比值（平均为386）、Nb/Ta比值（平均为1275）和Rb Th富集、Ti亏损指示其壳源成因。对花岗岩进行的LA ICP MS微区原位锆石 U Pb 定年结果表明,花岗岩的结晶侵位年龄为2754±28 Ma。综合西南天山与塔里木盆地早二叠世花岗质岩浆活动的特点,认为早二叠世西南天山的后碰撞岩浆活动不仅在西南天山内部引起了强烈的花岗质岩浆活动,而且对塔里木地块西北边缘的花岗质岩浆活动也有显著的影响。阔什布拉克A型花岗岩也说明西南天山地区的碰撞造山作用在2754±28 Ma之前已经趋于结束,以南天山洋盆为代表的古亚洲洋已基本结束了其演化历史。     

柴达木盆地天然气的碳同位素地球化学特征及成因分析

依据天然气碳同位素中δ13C1、δ13C2、δ13C3的组成与划分标准，将柴达木盆地天然气划分为煤型气、裂解气、油型气与生物气四种类型，通过对天然气同位素中的δ13C1、δ13C2-δ13C1、δ13C3-δ13C2值的差异分析以及与对应的烃源岩干酪根碳同位素进行对比分析，探讨了柴达木盆地不同地区天然气的成因以及影响因素，这对于探索柴达木盆地的成气规律以及在不同地区天然气勘探的目标选择都有着现实意义。     

图解法与矩值法在金沙江上游雪隆囊古滑坡堰塞湖溃坝堆积物粒度分析中的应用

基于野外调查与室内分析,应用图解法和矩值法,分别对金沙江上游雪隆囊古滑坡堰塞湖溃坝堆积物的50个样品的粒度参数进行定量计算,并对两种方法所得结果进行对比研究。结果表明:溃坝堆积物的上、中、下游三个区段的两种计算结果的平均粒径具有高度相关性,相关系数分别为0948、0994、0991,分选性相关系数分别为0824、0959、0901,表明两种方法得到的平均粒径基本相等,可以互相代替;标准偏差（分选系数）除上游区段存在较大偏差外,其它两区段分选系数基本相等,可以相互替代。整个溃坝堆积物粒度的偏态和峰态较离散,相关性较差。针对溃坝型沉积物,建议优先选用矩值法计算粒度参数,该方法能全面涵盖样品信息,反映整个沉积过程中水动力条件的变化。该研究结果与其它类型沉积物研究结果产生差异的主要原因是粒度组分分布情况、沉积动力条件及沉积环境不同。