塔里木盆地腹地晚新生代沉积序列的超细粒组分记录及其古气候意义

对红白山剖面的粒度分析表明,塔里木盆地腹地晚新生代沉积物的粒度曲线中普遍存在一个超细粒组分。其众数粒径分布比较稳定,平均为0.87μm,含量变化介于0.3%～10%,在不同成因的沉积物中和在剖面上都具有明显的变化规律。对同一岩性段而言,超细粒组分含量在风成砂中最低,在黄土中较低,在河流相沉积中较高,在湖相泥岩中最高。尽管受岩性变化的影响比较显著,但不同成因沉积物的超细粒组分含量在剖面上的变化基本一致,暗示了其长周期变化受同一驱动因子控制。化学风化和/或成壤作用强度可能起着关键作用。红白山剖面超细粒组分含量在2.8Ma的快速降低指示了化学风化和/或成壤作用强度的显著减弱,进而反映了塔里木盆地腹地干旱化的显著加强。     

广东川山-阳江海区海岛潮间带表层沉积物粒度特征与沉积环境的关系

为探讨沉积物粒度与沉积环境的关系,通过粒度累积曲线、R型聚类分析和R型因子分析等手段对川山-阳江海区海岛126个潮间带表层沉积物样品沉积物粒度进行综合分析。结果表明弱水动力沉积的细粒组分含量稳定,受海水扰动影响,粗粒组分含量不稳定。沉积作用与粒径存在较好的对应关系：悬移沉积对应的粒径为5φ->11φ;推移沉积对应的粒径为<-1φ-1φ;跃移沉积对应的粒径为2φ-4φ。     

湛江海区海岛潮间带表层沉积物特征及对沉积环境的指示

为全面揭示潮滩沉积物粒度数据中蕴含的水动力环境信息以及水搬运方式与粒径的对应关系,采用了C-M图解、粒度累积曲线、R型聚类分析和R型因子分析等方法,对湛江海区海岛136个潮间带表层沉积物粒度样品进行综合分析。结果表明,弱水动力沉积的细粒组分含量稳定,受海水扰动影响,粗粒组分含量不稳定;C-M图解、粒度累积曲线及因子分析反映的水动力环境一致,潮间带主要有三种沉积物搬运方式:悬移、推移和跃移,悬移对应的粒径为5φ~>11φ;推移对应的粒径为<1φ~1φ;跃移对应的粒径为2φ~4φ。因此,潮间带对沉积物粒度特征的综合分析能较好地指示水动力环境。     

近2Ma帕里西-维拉海盆沉积物中碎屑组分粒度特征及其物源和古气候意义

对帕里西-维拉海盆PV090102孔深海沉积物中碎屑组分进行了粒度分析。结果表明,沉积物碎屑组分的平均粒径为3.2μm,粒径总体变化范围在0.5~32μm,粒度频率分布呈双峰负偏态特征。利用Weibull分布函数对粒度数据进行拟合,分离出粗、细两个不同的端元组分。细粒端元的粒径分布范围较窄,大多在0.5~16μm,峰值较高,众数粒径约为2μm,其特征与北太平中部风尘一致,推测主要为来源于亚洲大陆的风尘,它的百分含量在60%~90%,是碎屑组分的主要物质来源。粗粒端元的粒径分布范围较宽,约为1.6~32μm,峰较扁平,粒径的众数在10μm左右,主要是来自于周围海脊和岛弧的火山物质。PV090102孔沉积物碎屑组分中不同粒度组分对近2 Ma以来亚洲大陆干旱和大气环流系统增强有很好的响应,同时还记录了0.5 Ma以来西太平洋火山活动增强。这些研究结果表明西北太平洋沉积物的粒度组成有助于重建第四纪以来东亚大陆干旱和大气环流历史。     

不同预处理方法对南海东沙海域沉积物粒度的影响

通过采用不同方法对东沙沉积物样品进行了预处理,并采用综合法进行了粒度分析,以探讨东沙沉积物中碳酸盐和有机质对其粒度的影响。结果表明,去除有机质后沉积物的平均粒径和63～4μm粒径范围内的组分明显减小,有机质含量变化与平均粒径变化呈明显负相关,说明东沙沉积物中有机质的沉积是伴随细粒悬浮物质和胶体物质沉积下来的,且对细颗粒有明显的絮凝作用;去除碳酸盐后沉积物的平均粒径呈减小趋势,但粒径范围内组分含量的变化不明显,且碳酸盐含量的变化与沉积物粒径变化的关系也不甚密切。     

巽他陆坡下部陆源碎屑粒度分布的控制因素

通过对“太阳号”115航次18268-2孔陆源碎屑高分辨率沉积粒度分析,获取了大约2.5万年以来巽他陆坡下部沉积物粒度分布特征的详细记录。结果显示,该孔陆源碎屑颗粒较细,粒径在2~10μm之间的含量最高,几乎不含大于63μm的颗粒。沉积物粒度分布的均值和中值与粒径在10~63μm之间的百分含量相关性较好,说明古水流速度决定着沉积物粒度分布在短时间尺度上的变化。14.6~14.3 kaBP期间海平面迅速上升造成海岸线后退数百千米,使本地区沉积物供应产生了明显的变化,从而造成所有统计参数及各组分相对百分含量在15 kaBP前后均发生了明显变化,这说明沉积物供应控制着沉积物粒度分布较长时间尺度上的变化。     

长兴、横沙两岛潮滩沉积物的粒度概率及其分析

通过对长兴、横沙两岛潮滩沉积物粒度概率曲线的分析，揭示了潮滩沉积物的以下特点：１．以跃移组分为主，悬移组分次之，滚动组分极少；２．随着沉积物的变细，跃移组分含量呈减少趋势，悬移组分相反；３．跃移和悬移组分具有显著的双段式特征，反映了潮流的双向搬运和沉积作用；４．跃移－悬移组分的临界粒径（ψ）与样品的平均粒径Ｍ（ψ）之间呈抛物线型正相关。     

潍坊港附近海域表层沉积物粒度分布特征与动力环境响应

随着开发利用海洋活动的加剧,潍坊港附近海域的沉积动力环境发生了明显变化,利用表层沉积物粒度调查资料,对研究区的沉积物粒度参数分布特征及沉积动力环境进行了研究。结果表明:研究区表层沉积物主要由砂质粉砂、粉砂质砂和砂组成,粉砂零星分布其中,粒径整体上呈由岸向海逐渐变细的趋势;表层沉积物粒度参数等值线在潍坊港西侧附近海域向岸弯曲,具有明显的细化趋势,而在潍坊港东侧及引堤端头附近海域呈明显的相反趋势;沉积动力环境分析结果表明研究区沉积物的搬运方式以跃移和悬移为主,随着水深和离岸距离的增加,跃移组分含量逐渐减少,悬移组分逐渐增加。     

长江口航道柱样沉积物特征及泥沙来源

根据2014年1月北槽航道坝田区采集的13组浅钻柱状样(柱长为19~107cm),着重分析了浅钻柱状样沉积物的粒度特性。研究结果表明:北槽上段和中段呈南粗北细的沉积物分布格局,南北侧沉积物中值粒径分别为29~40和14~18μm;北槽下段南北两侧沉积物粗细差异趋同,中值粒径范围为23~27μm。沿北槽纵向,南侧沉积物中值粒径和砂的含量自口内向口外呈减小趋势,而北侧正好与此相反,表明北槽内涨落潮流路分歧影响泥沙的沉积和分选。北槽柱状沉积物大多存在三组关键组分,即细组分7.8~26.3μm、粗组分37.4~126.0μm及更粗组分193.5μm,分别代表流域及海域来沙中的悬沙沉积、周围浅滩越堤供沙及风暴作用所致的泥沙沉积。其中粗组分37.4~126.0μm为北槽坝田区沉积物的环境敏感组分。相关成果,从沉积的角度可以为深化研究长江口北槽深水航道的泥沙来源和淤积原因提供依据。     

长江口及其邻近海域表层沉积物粒度划分及变化规律研究

对长江口及其邻近海域30个站位的表层沉积物粒度进行了粒级划分,在此基础上探讨了各粒级的变化规律。结果表明研究区表层沉积物最高含量粒级——粉砂(粒径4-63μm,含量大于50%)并非组成沉积物的主体粒级,<16μm的细粉砂及黏土粒级才是研究区的主体粒级,含量在50%-80%之间,能代表粒径频率分布的中心趋向和平均搬运动能情况。16μm是研究区沉积物粒度性质的一个分界点。通过对表层沉积物粒级的研究还发现研究区沉积物粒度粒级含量变化具有明显的规律性:4-8μm,8-16μm细粉砂粒级百分含量的变化规律与<1μm,1-2μm,2-4μm粒级(细分的黏土粒级)完全一致,与>16μm的各粒级之间不相关或呈强的负相关关系;16-32μm、32-63μm粗粉砂粒级含量的变化规律与63-125μm,125-250μm,>250μm粒级(细分的砂粒级)的变化规律呈弱相关或弱负相关关系,与<16μm的各粒级的变化规律不相关。对沉积物粒度的不同组分研究有助于对沉积动力环境和元素的“粒度效应”等问题进行深入探讨。     

长江口泥质区垂向沉积结构及其环境指示意义

2006年4月在长江口泥质区获取了沉积物柱状样,进行了粒度分析及粒度分形计算,并从中提取沉积物环境变化敏感的粒度组分,结果表明,柱样的垂向沉积结构可分为两个部分:上部0~12cm是动力环境改造频繁的活动层,沉积物混合程度较高;自12cm以下沉积物有粗细旋回变化的特征,可能与长江入海泥沙的季节变化有关。本区沉积物主要含两个敏感粒度组分,标准偏差峰值为6.0~7.2μm的细组分与长江来源的悬沙粒径大致相当,而标准偏差峰值为40.7~57.5μm的粗组分则可能与风暴潮、波浪和潮流输沙、长江流域及河口区的水利工程的影响有关。沉积物粒度在0.9~20.3μm标度范围内的统计自相似程度很高,具有分形特征,粒度分维数的波动与沉积物粒度参数变化相吻合,表明沉积物粒度分维数具有一定的环境指示意义。     

深海沉积物分类与命名的参数指标和主成分分析

对于南海中部(118个表层沉积物样,水深82~4 420 m)、东部(106个表层沉积物样,水深700~4 508 m)海域的表层沉积物的粒度资料按小于200 m,200~2 000 m,大于2 000 m水深段对水深、平均粒径、黏土含量进行统计分析,结果表明从陆架到陆坡再到深海,平均粒径和黏土含量随水深增加呈非常有规律的变化;把大于2 000 m水深区域再细分为大于2 500 m,大于3 000 m,大于3 500 m,结果表明平均粒径和黏土含量随水深增加几乎无变化,在南海中部水深大于2 000 m海域平均粒径为3.39~3.54μm,黏土平均含量为54.91%~55.47%;在南海东部水深大于2 000 m海域平均粒径为3.25~3.37μm,黏土平均含量为53.91%~54.56%。研究表明2 000 m水深具有划分深海沉积物的指示意义。南海中部水深大于2 000 m海域黏土平均含量为55.19%,平均粒径为3.39μm;在南海东部水深大于2 000 m海域黏土平均含量为53.91%,平均粒径为3.37μm;在南海中部、东部水深大于2 000 m海域平均粒径均小于4μm,黏土平均含量均大于50%,表明深海沉积物粒度特征是平均粒径小于4μm和黏土平均含量大于50%。黏土含量是非生物组分的代表和划分深海沉积物类型的一个独立参数,钙质生物和硅质生物组分是另外两个独立参数。南海东部海域表层沉积物中55种元素总含量为47.50%,硅、铝、钛、钠、钾、磷、钙、镁、铁、锰十种主元素含量为47.03%,其他45种元素含量为0.47%,虽然沉积物来源复杂、成因不同,但沉积物化学主成分并不复杂,主要由前10种主元素和氧元素组成。沉积物主元素铝、钙、硅分别富集于黏土、钙质沉积、硅质沉积中。通过建立沉积物生源组分与碳酸钙、三氧化二铝、二氧化硅的量化关系,可把碳酸钙、生物二氧化硅作为钙质生物和硅质生物的两个替代参数。     

青岛唐岛湾潮间带沉积物粒度及水动力

唐岛湾为半封闭狭长型海湾,水动力条件复杂。对湾内潮间带沉积物进行定点定时取样,并进行粒度测试。分析表明:沉积物以砂和粉砂质砂为主,分选较差,偏度正偏,呈宽峰态;概率累积曲线以两跳一悬式为主。利用粒级—标准偏差曲线研究现代沉积,沉积物中粒径158.6μm的组分受潮流影响显著,158.6~369.1μm和369.1μm的粒级组分则分别代表波浪和强水动力如风暴浪等的作用;且通过对各粒径组分的分析认为,粒径158.6μm的组分中潮汐作用的月周期性最为明显。在狭长型海湾中,潮流水动力强度可能并不大。最后结合相关资料,对唐岛湾内潮坪沉积、潮沟变化及沉积物冲淤变化进行了分析,以期对半封闭狭长型海湾潮间带沉积水动力研究及实施海岸带保护提供基础资料。     

前处理方法对北黄海沉积物粒度的影响

采用不同方法对北黄海底质样品进行了粒度分析前处理，以探讨有机质和碳酸盐对北黄海沉积物粒度的影响。结果表明，去除有机质或碳酸盐后，粗粒沉积物（呈双峰分布）粒度分布的峰态明显变宽，平均粒和戏及粗颗粒（＞32μm）组分含量明显增加；而细粒沉积物的粒度分布发生明显细偏，表现为众数的细化及平均粒径和粗颗粒含量的降低。北黄海底质沉积物的有机碳含量变化与沉积物的平均粒径呈明显的负相关，暗示了浅海沉积物中有机碳的输运和积聚主要是伴随着细颗粒组分发生；而碳酸盐含量同沉积物粒度的关系不甚明确，可能与沉积物物源的关系更为密切。     

南沙群岛西部海域两柱状沉积物中碳和氮的分布和来源特征及埋藏通量估算

对位于南沙群岛海域西部近大陆架-残留沉积区(NS01站)和深海沉积区(NS02站)的2个沉积物柱状样进行了研究,测定了它们的粒度组成、CaCO3含量、总有机碳含量(TOC)、总碳含量(TC)、总有机物含量(TOM)和总氮含量(TN),估算了它们的埋藏通量及陆/海源TOC和TN的相对含量.结果表明,该海域沉积物主要是粒径小于63μm的细粒度组分,粒度组成随深度的变化很小.沉积物粒度不是控制CaCO3含量、TOC、TC、TOM、TN和TOC/TN垂向变化的主要因素.NS01站CaCO3含量、TOC、TC、TOM和TN的含量及埋藏通量均低于NS02站.NS01站TOC/TN随深度的变化主要受控于TN的变化,而NS02站则主要受控于TOC的变化.2个研究站位的TOC和TN均以海洋自生为主,NS01站沉积物中海洋自生TOC和TN的平均值分别为53.2%和81.4%,NS02站沉积物中海洋自生TOC和TN的平均值分别为64.5%和87.7%.     

内蒙古河套地区陈普海子湖泊沉积物粒度特征及其环境意义

对河套地区陈普海子湖泊及其流域不同类型表层沉积物的粒度特征进行了分析,并结合放射性同位素210Pb测年,探讨了湖泊的沉积演变过程。通过主成分分析,对沉积物剖面粒度不同粒级组分含量进行了研究,分析了湖泊沉积物的物质来源,得到两个主控因子F1和F2,它们控制了湖泊沉积物近98.68%的粒度变化特征。研究表明,F1代表了以6.18μm为众数粒径的次总体,主要受流水作用控制;而F2为以42.75μm为众数粒径的次总体,主要来源于地表风沙作用。通过粒径-标准偏差方法,提取了湖泊沉积物中不同时期的环境敏感粒度组分,结果表明:在1996AD之前,流水作用所携带的细颗粒(14.1μm)决定了沉积物的粒级特征,在1960—1985AD期间表现出风沙活动强烈;1996AD以来,由于人类开展了大规模的沙荒土地开垦,流沙活动强烈,流域风沙活动所携带的粗颗粒(14.1~224.35μm)控制了沉积物的粒度组成。     

潍坊港临近海域WF01钻孔沉积物磁化率与粒度变化相关性及其物源意义

本文通过对位于莱州湾南侧、潍坊港东侧近岸海域300cm长的WF01钻孔进行磁化率和粒度测试,结合测年数据,分析了研究区海域沉积速率、沉积物粒度和磁化率的演化特征,探讨了不同沉积物粒度组分与磁化率变化的相关关系。结果表明:WF01孔0~300cm沉积物可分为四段,分别体现了不同时期研究区沉积环境的变化。WF01孔以218cm为界,上段与下段沉积物磁化率与各粒组百分含量的相关关系基本呈相反趋势。上段沉积物磁化率与63μm以下各组分的百分含量呈负相关关系,与大于63μm粗颗粒的百分含量呈正相关;下段沉积物磁化率值与小于32μm各组分的百分含量呈正相关关系,而与大于32μm的颗粒组分含量呈负相关关系。这种相关性的差异,可以从很大程度上指示研究区上下两段沉积物物质来源的不同,而造成这种物源差异的原因很可能是1855年黄河从苏北改道进入渤海,巨量黄河泥沙在渤海沉积、扩散造成的。     

南海中部沉积物颗粒组分特征

为研究南海中部沉积物的粒度特征及其蕴含的古海洋信息,对南海中部中沙以南的陆坡和海盆区表层沉积物及分别位于陆坡和海盆的2根柱样进行了粒度、扫描电镜、CaCO3和生物硅含量的分析.结果显示,南海中部沉积物由三类颗粒组分构成,其中,第一类颗粒组分的峰值粒径在5～10μm之间,主要由陆源矿物碎屑组成;第二类组分的峰值粒径在40～70 μm之间,主要由有孔虫和硅藻组成;第三类颗粒组分的峰值粒径＞ 400 μm,由生物骨骼碎屑组成.这三类颗粒组分中第一类在研究区表层沉积物中均存在,第三类则随机分布,第二类颗粒组分多以有孔虫为主,其含量受水深控制.在南海中部碳酸钙临界补偿深度[Dc(CaC03)]以浅的陆坡区,因有孔虫含量较多,沉积物粒度曲线多为双峰形态,而在Dc(CaCO3)值以下的海盆区,因大部分有孔虫被溶解,沉积物中第二类颗粒组分为含量相对较低的硅藻,沉积物粒度曲线呈单峰或双峰形态.无论是陆坡区还是海盆区的柱样沉积,其平均粒径、第二类颗粒组分含量的变化均反映了有孔虫或硅藻含量的变化,因此,可以作为研究南海中部古生产力的替代性指标.     

近4400a南海北部陆架沉积物的东亚季风记录

对位于海南岛南部陆架的S20孔沉积物进行了岩性、AMS14C年代、粒度和微量元素分析,提取了东亚季风演化的代用指标,初步探讨了该沉积区蕴含的亚洲季风演化信息。结果表明,近4 400 a以来,S20孔研究区受相对稳定的水动力条件控制。主要富集于相对粗粒和细粒物质的Zr/Rb陆源元素比值和19μm细粒敏感粒度组分平均粒径可以作为冬季沿岸流和东亚冬季风强度的代用指标。二者与东海内陆架PC-6孔以及南海17940孔海水表层温度变化表现出良好的相似性,说明中国东南部不同地区季风代用指标揭示出的东亚冬季风演化具有一致性。因此,相对于陆地和深海而言,南海陆架区沉积物中同样蕴含着丰富的季风演化信息,后续高分辨率研究工作亟待开展。     

山东半岛泥质区沉积物敏感粒级分析及其环境意义

基于山东半岛泥质区附近四根岩芯沉积物样品的高分辨率取样(1cm)粒度测试分析资料,分析了粒度频率曲线、粒度参数及其粒度组成特点,采用粒级-标准偏差法提取了沉积物的敏感性粒级,并探讨了研究区沉积物的搬运机制及对东亚冬季风强度的响应。结果表明:山东半岛泥质区沉积物以粉砂为主,砂和粘土的含量变化差异较大,粉砂含量变化较小,主要以跃移加悬浮组分为主。发育了大致相同的三个粒级组分,分别是粒组1(1.24μm)、粒组2(1.24~20.45μm)和粒组3(28.84~136.47μm),同时提取出粒组3(28.84~136.47μm)为研究区岩芯的敏感粒级,可以作为山东半岛泥质区的环境替代指标。测年数据和环境代用指标分析表明,敏感粒级平均粒径波动的程度可以反映东亚季风强弱变化,同时百年尺度中,北太平洋涛动和东亚冬季风与研究区沉积环境存在着紧密的联系,东亚冬季风较强时,岩心敏感粒级平均粒径呈现粗化趋势,同时与NPO指数呈现相反趋势,应用敏感粒级粒径波动来指示气候变化具有极其重要的意义。