粤西-琼东北近海沉积物的运移和沉积

为了深入认识珠江现代入海物质在粤西陆架随海流迁移扩散的路径和沉积中心,利用Gao-Collins方法分析了粤西-琼东北近海1 515个站位的粒径趋势,并用²¹⁰Pb法测定了8支柱样的现代沉积速率。结果表明,在粤西沿岸流和南海暖流这两个相向海流的共同作用下,珠江口外珠江来源的泥质沉积物的主体被限制在-50 m等深线以浅的内陆架。现代珠江入海物质能维持粤西陆架泥质沉积区0.1 cm/a左右的现代沉积速率。在川山群岛至海陵岛一带和琼州海峡东侧泥质区,分别受岛屿阻挡和逆时针中尺度涡旋的影响,形成了现代沉积中心。在沉积物不同粒级的来源和搬运方式存在差异的地方,粒径趋势分析结果可能主要反映的是粗颗粒沉积物的运移趋势,而非细颗粒沉积物的运移方向。     

中国海域表层沉积物分布规律及沉积分异模式

中国海域拥有宽广的大陆架，同时还有陆坡和深海盆，有众多河流入海并输入巨量的陆源物质，沉积物记录了海陆变迁、环流变化、海平面升降、物质输送和气候变化等环境信息。沉积物的粒度特征可以反映沉积动力、物质来源和搬运距离等，可以通过沉积物粒度组成、参数及各种图解来研究沉积环境的变化。前人对中国海域表层沉积物的粒度分布特征展开了大量的研究，取得了丰富的研究成果，但这些研究多集中在某一海域或区域，缺乏对整个中国海域的表层沉积物类型的宏观系统认识。本文基于中国地质调查局“1：100万海洋区域地质调查项目”获取了中国海域4300个海底表层沉积物样品，通过沉积物粒度分析，结合前人已发表资料，对中国海域表层沉积物的沉积类型特征、物质来源和运移模式等开展了系统的研究。本文把浅海和半深海沉积物按照含砾石和不含砾石主要划分出5个和7个沉积物类型，深海沉积物主要划分了9个沉积类型，研究结果表明：中国海域表层沉积物沉积类型多样、来源复杂，主要受控于物质来源、水动力条件和地形地貌的变化，在东部海域总体呈现“大江大河-宽缓陆架-残留慢速沉积”的条带状沉积分异模式，而在南部海域呈现的是“短源性河流-多类型陆架-重力流快速沉积”的环带状沉积分异模式。本文的结果对研究中国海域沉积物的宏观分布规律提供了基础资料，对理解海洋沉积动力过程具有重要意义，同时沉积物粒度的特征对海底砂矿分布也具有指示意义。     

渤海东部与黄海北部表层沉积物的元素地球化学记录

为研究渤海东部及黄海北部海域沉积物常量元素组成特征及与物源的关系,分析了该海域138个站位沉积物样品的常量元素含量。渤海东部及黄海北部海域沉积物常量元素Al2O3、Mg O、Na2O和TFe2O3分布基本相似;Si O2分布与Al2O3、Mg O、Na2O和TFe2O3分布相反;Al2O3、Mg O、TFe2O3、Ti O2和Na2O等元素与细粒沉积物呈正相关,Si O2与粗粒沉积物呈正相关,Ca O、Ca CO3、Mn O和K2O分布与沉积物粒度无明显正或负的相关性;北黄海东部K2O分布反映了鸭绿江物质的影响。R-型聚类分析得出3种组合类型,以Mg O、Ca O和K2O及Mn O为代表,分别对应反映陆源细粒物质输入、指示黄河和鸭绿江物质的影响和海洋自生作用。依据Q-型聚类分析特征,将调查海域沉积物划分为4个不同的地球化学分区,同时综合分析得出了Ⅰ区、Ⅱ区、Ⅲ区和Ⅳ区的沉积物运移的路径趋势。K2O/Ca O揭示黄河物质影响自南至北和自西向东呈逐渐减弱的趋势,其中研究区西南部和北黄海中西部受黄河物质影响较强,北黄海东部沉积物更多受鸭绿江物质影响。     

海南四更沙海域沉积物分布及其受控机制

基于海南西部四更沙及其邻近海域185个底质的粒度数据,并结合研究区动力状况和水深地形特征,研究表层沉积物的组分和类型分布、粒度参数及其沉积环境分区。结果表明:①研究区沉积物类型多样,包括12种沉积类型,以砂质粉砂、粉砂、粉砂质砂和含砾砂为主,沉积物平均粒径变化范围较大(-0.70~7.13 φ),且大体呈现由北向南逐渐变细的分布趋势;②运用Fleming的三角图式,结合物源状况及地形地貌条件,对沉积环境进行划分,将研究区划分为四更沙岸外海滨沉积区、北黎湾中部沉积区和八所港近岸沉积区等3个沉积区;③研究区沉积物分布特征受沉积物来源和水动力及地形条件共同影响。横向分布上,西部主要受强潮流输沙影响,东部近岸则主要受波浪掀沙和搬运作用影响,表现为两侧粗,中间相对较细的特征。纵向上,四更沙岸外海滨沉积区,沉积物主要受昌化江影响,粒径粗,表现为河口沉积特征;北黎湾中部沉积区,沉积物粒径分布范围广,表现为较强的过渡区特性;八所港近岸沉积区,沉积物粒径最细,泥沙来源主要为外海带来的泥沙。     

应用数值模拟预测英吉利海峡沉积物的搬运

水动力数值模拟结果与经验公式相结合，来确定沉积物的搬运速度和搬运方向。预测结果与放射性砂的示踪实验的比较表明，盖德等人的方程的实用价值。该区底荷搬运模式与沉积学和地貌学的资料吻合，从而提高了分辨能力。发现英吉利海峡中部的底荷分区，对于研究砂的运动是非常有意义的，尽管该区的海底物质并未显示出有明显的运动。该区为未冲蚀区，被搬运的是细粒沉积物，底荷的收敛区位于多佛尔海峡的西南部，这与先前的位于多佛尔海峡的观，点不同。沿着法国海岸环绕收敛区的搬运路径引起砂从英吉利海峡朝北海南部运移。     

崎岖列岛海区现代沉积环境

长江入海扩散悬沙和当地岛屿风化物是崎岖列岛海区现代沉积主要物质来源。崎岖列岛的地形、潮流、长江冲淡水和风浪是影响列岛海区现代沉积环境的主要因素。根据沉积环境的差异可将列岛海区划分为4大沉积区：列岛区外沉积区、列岛周边沉积区、列岛峡道沉积区和峡侧向潮汐通道沉积区。列岛区外沉积区主要受外海潮流、风浪和长江冲淡水的影响，主要沉积物为粘土。列岛峡道沉积区受峡道内强劲的往复流影响，峡道西部以粗颗粒沉积物为主，峡道东部深槽区的粘土和亚粘土沉积物应属冲刷出露出的早期沉积地层。     

中国东部海域表层沉积物稀土元素赋存特征及物源探讨

通过中国地质调查局近20年对中国东部海域的高精度调查取样，对渤海、黄海和东海表层沉积物中的稀土元素数据进行了系统总结，旨在揭示其赋存特征、分布规律及其控制因素。结果表明，整个中国东部海域大致可以划分为4个稀土含量富集区，分别位于渤海西部泥质区、南黄海中部泥质区、济州岛西南泥质区以及东海内陆架泥质区，富集区内的表层沉积物稀土含量普遍高于180 mg/g；稀土元素的球粒陨石配分模式和UCC配分模式显示出各海域较为一致的总体特征，与中国大陆的稀土元素分配曲线类似，指示了较强的陆源特征。通过对稀土元素各特征参数的相关性分析，发现与中国东部海域稀土元素含量相关性最强的是δEu，呈明显负相关，其次是沉积物的平均粒径，呈明显正相关。利用δEu-(La/Yb) n物源判别图对这4个稀土含量富集区的样品进行判别，结果表明渤海西部泥质区和南黄海中部泥质区的沉积物具有同源性；南黄海东南部的济州岛西南部泥质区除了有来自长江和黄河物质以外，朝鲜半岛东南部的河流输入作用也不可忽视；东海内陆架泥质区北端的沉积物基本来源自长江，而南端则表现出不同的稀土分馏特征，很可能与闽浙沿岸和台湾岛中小河流的输入有关。大型河流和中小河流带来的物源、沉积物粒度以及海域流系格局控制了中国东部海域表层沉积物稀土元素的地球化学特征。     

中国东部海域表层沉积物粒度组成及影响因素

基于海洋区域地质调查获取的1 438个粒度数据，利用Folk分类方法将中国东部海域表层沉积物划分为砂质粉砂、粉砂质砂、粉砂、砂、砂质泥、泥质砂、泥7种沉积物类型，阐述了不同沉积物类型的粒度组成和参数特征.其中，砂质粉砂、粉砂质砂和粉砂是3种最主要的沉积物类型，分别占样品总数的34.70%、24.20%和15.51%.粉砂质砂呈条带状分布在研究区的南部且向北延伸.粉砂主要分布在长江口-浙闽沿岸、渤海西部和南黄海中北部.砂主要分布在东海外陆架、扬子浅滩和苏北浅滩、朝鲜湾等海区，其中在东海外陆架海区分布最广.影响沉积物分布的主要因素有物源、水动力环境以及水深、地形、地貌等.晚第四纪冰期旋回中海平面变化和海洋环流控制陆源沉积物的入海通量和陆架沉积体系的发育过程.综合沉积物物源供给、海洋环流、冰后期海平面变化过程，基于Folk分类的动力学属性和表层沉积物类型分布，将中国东部海域表层沉积物分布划分为河口沉积、陆架泥质沉积、潮流沉积以及残留沉积等分区.不同沉积分区的形成机制和影响因素差异显著，反映出在中国东部陆架的特殊地形影响下，不同海平面时期陆源碎屑物质的运移过程.      

南海北部陆架海域表层沉积物黏土矿物分布特征及物源分析

应用X射线衍射(XRD)对南海北部陆架海域225个站位表层沉积物黏土组分进行分析,结果表明,研究区黏土矿物总体以伊利石和绿泥石为主,高岭石和蒙脱石质量分数少,绿泥石、高岭石与蒙脱石质量分数呈明显的负相关关系。根据南海北部陆架海域表层沉积物中黏土矿物空间分布特征,结合邻近河流的黏土矿物组分以及洋流搬运作用,雷州半岛东部海域伊利石主要来源于广东沿海河流和珠江,绿泥石来自台湾岛,蒙脱石主要由吕宋河流提供,高岭石则由广东沿海河流和海南岛入海河流提供;雷州半岛西部海域伊利石来源于珠江,绿泥石和高岭石由红河提供,蒙脱石可能受广西入海河流携带的沉积物影响。     

福建安海湾表层沉积物粒度特征及其现代沉积过程分析

通过对福建安海湾表层沉积物的粒度分析和对比,应用系统聚类分析、粒径趋势模型和切应力计算公式,探讨了研究区粒度的分布特征、沉积环境分区、表层沉积物输运趋势及其影响因素.研究结果表明,研究区包括6种表层沉积物类型,以黏土质粉砂和粉砂为主,沉积物大体呈现自海湾两侧潮滩向潮汐通道变粗的分布趋势.表层沉积物粒度的分布特征与水动力条件和物质来源密切相关,湾口附近及湾内深槽内,细颗粒的沉积物被再悬浮带走,粗颗粒的含量增大;在湾内潮滩上,悬浮物质因水动力作用逐渐减弱发生分选沉降,形成向岸变细的横向分异.海湾外泥沙随潮流不断地向海湾东侧岸滩运移,海湾周边陆源来沙由湾顶部往湾口方向下泄,两者是导致表层沉积物出现明显的顺时针方向汇聚趋势的原因之一;表层沉积物的输运趋势、悬浮泥沙的输运、潮滩植被与湾口沙嘴的遮蔽效应共同影响了研究区内浅滩地形的形成和变化.研究区可分为四类沉积环境区,以潮滩和潮汐通道环境为主,不同沉积区内的粒度参数、粒级频率和敏感粒级均有差异,动力条件差异和不同物源的影响程度是现代沉积环境格局的主要影响因素.     

柴达木盆地平台地区路乐河组沉积微相研究

根据钻井岩心、铸体薄片、扫描电镜、测录井资料及分析化验资料,对柴达木盆地北缘西段平台地区古近系路乐河组地层岩心的沉积构造、粒度特征、沉积序列等进行详细研究,分析平台地区古近系路乐河组的沉积相类型及演化过程。研究表明,平台地区路乐河组主要受近源沉积控制,沉积了一套以砾岩、含砾粗砂岩、泥质粉砂岩和泥岩为主的粗粒碎屑岩,发育槽状交错层理和板状交错层理,成分成熟度和结构成熟度较差。粒度概率累积曲线显示碎屑颗粒沉积物主要由悬浮组分和跳跃组分组成,表明水动力条件较强,以河流相沉积为主。沉积微相类型以河床亚相的河床滞留和心滩沉积为主,其次为河漫亚相的河漫滩沉积和泛滥平原沉积。沉积相的研究清楚展示出平台地区古近纪早期路乐河组的沉积特征和演化规律,为该地区下一步油气勘探工作提供可靠的地质依据。     

Spatial variability of texture over a beach-dune complex,North Devon,England

The systematic components of spatial variation in texture over a beach foreshore-backshore-dune complex are identified using trend surface analysis. Variability across the foreshore is a function of the vector of sediment movement and reflects both orthogonal and shore-parallel transport processes. In the dune zone, textural variability reflects local topographically controlled environments, source sediments and a temporal factor. The decreasing mean size, increased sorting and decreasing negative skewness from a low water to high water mark are correlated with changes in the linear segments of the cumulative size-frequency curve: a decrease in the coarse traction population is matched by an increase in the major saltation populations. The distinction between wave-laid and wind-laid deposits is also reflected in the segments of the cumulative curve: the latter lack the coarser component but have a distinctly fine tail. Greater spatial homogeneity of textural characteristics is present in the dune sediments but distinct trends in size frequency statistics reflect the variability in a dominant saltation population, the lack of a coarse traction population, and the presence of a fine suspension population dictated by localized transport mechanisms.     

新疆焉耆盆地开都河不同河型段砂砾质沉积特征与差异分析*

新疆焉耆盆地开都河自察汗乌苏水电站流入博斯腾湖的河口之间,发育单一物源供给下的山间河段、辫状河段、曲流河段、顺直河段以及三角洲平原顺直型分流河道段等多种类型河道沉积。通过探坑挖掘与观察、砂砾质沉积物结构的测量、碎屑组分与重矿物分析以及数据统计分析等方法,分析开都河不同类型河段的砾石质沉积特征与搬运距离关系、砾质与砂质组合特征、砂质碎屑组分与沉积构造特征及变化等,认为沉积地形与坡度、沉积物组成以及气候条件等因素控制了不同河段类型的变化与沉积特征的差异。同时,建立了不同河型段砾石径变化与沉积搬运距离的定量关系。在此基础上,统计了在干旱气候与充沛物源供给条件下,开都河不同河型沉积中的有利储集体分布范围及其比例关系数据,可为陆相湖盆河流沉积相图的编制提供重要的参考依据。     

堰塞湖沉积物粒度特征分析——以岷江上游叠溪古堰塞湖为例

对叠溪149个古堰塞湖沉积物样品作了物质组成分析、粒度参数计算和概率累积曲线的统计,结合有关资料对比分析了不同沉积环境中沉积物的粒度特征。结果显示湖相沉积上游段的沉积物主要是粉砂质砂和砂质粉砂,中游和下游段的沉积物较细,主要是黏土质粉砂和粉砂。受河流扰动的影响,湖相沉积上游段沉积物的粒径较粗,平均粒径在4～6φ之间,多为负偏度,峰态宽平,分选性差;中游和下游段的平均粒径在6～8φ之间,均为正偏度,峰态中等,沉积物的分选比上游段好。堰塞湖沉积物是由三个或四个粒度次总体组成,其中上游段沉积物含有4个次总体,中游和下游段含有3个次总体,受物源区的控制,上游段中推移总体的含量远大于中、下游段。这些特征均表明堰塞湖上游段沉积物的搬运方式和沉积环境与中、下游段明显不同。与其他环境中的沉积物相比,堰塞湖沉积物的截点偏细,跃移组分分选性最差。     

山西应县护驾岗冲沟阶地地层粒度特征与沉积环境

山西应县护驾岗冲沟阶地地层形成于66.46～33.62 ka,根据该剖面地层的粒度分布特征对该地区冲沟阶地的沉积环境进行了探讨。护驾岗冲沟阶地剖面的粒度分布特征显示:(1)剖面地层总体表现为自下而上由粗到细的正韵律沉积特征,结合野外观察将其分为4段(A—D段);(2)A段粒度分布特征变化不大,均以细砂为主,频率曲线为不对称单峰,概率累积曲线为2段式,以跃移搬运为主,分选相对较好,水动力较强,沉积环境稳定;(3)B—C段粒度分布特征变化较大,以粉砂和细砂为主,频率曲线为不对称双峰,概率累积曲线为2段式,以跃移搬运为主,分选较差,水动力较强,沉积环境不稳定;(4)D段粒度分布特征变化不大,以粉砂为主,频率曲线为不对称单峰,概率累积曲线为2段式,以悬移搬运为主,分选相对较好,水动力较弱,沉积环境稳定。总体来说,冲沟阶地形成于河流沉积环境,顶部为河漫滩沉积环境。粒度分布特征与古里雅冰芯氧同位素变化基本一致,因此护驾岗冲沟阶地粒度特征与沉积环境的变化归因于气候变化。     

Utility of clay Minerals in the Determination of Sedimentary Transport Patterns in the Bay of Cadiz and the Adjoining Continental Shelf (SW-Spain)

The contents and the distribution of clay minerals in modern sediments of the Cadiz bay and the continental shelf have been studied aiming to establish the sedimentary exchange model and the pathways followed by the clay fraction between the bay and the adjoining continental shelf. The most abundant clay minerals in the muddy sediments consist mainly of illite, smectite, interstratified illite-smectite, kaolinite and chlorite. The application of factor analysis method (PCA) to clay minerals data are considered to be useful in the determination of sedimentary transport patterns. The data from clay mineral assemblages, and their distribution map, make possible to establish the fine sediments transport paths in the study area using clay mineral as natural tracers. This model of transport takes in consideration the facies distribution, the supplies sources and the way of fine sediments are incorporated to the marine environment.

Two flows paths have been established: the outflows coming from Cadiz bay and the littoral zones; and the inflows coming from external marine zones of the bay. These flows are controlled by tidal currents and the morphology of the coast. The action of surge and the marine currents, specially the Atlantic Surface Water flow, are also important in the transport of fine sediments coming from sources located to the north of the study zone.     

Estimation of some aeolian saltation transport parameters: a re-analysis of Williams' data

A new method for analysing observed aeolian sand transport rate profiles of the kind obtained by Williams is presented. The method involves a mathematical model of aeolian saltation. Detailed information about the saltation process can be calculated from the transport rate profile by means of this model. The method is used to perform a re-analysis of Williams' trap data. Among the main findings of this analysis is that the grain borne shear stress appears to be a smaller fraction of the total shear stress than assumed by Bagnold & Owen in their theories of aeolian saltation. Other findings are that the probability distribution of the jump height of the grains does not depend much on the wind speed once the saltation is established, and that the vertical component of the mean launch velocity decreases with the grain size. It is approximately inversely proportional to the grain diameter. Our estimates of the landing angles indicate that estimates of the impact angles obtained from photographically recorded trajectories are too small due to biased sampling. The influence of grain shape on the transport characteristics is mainly due to changes in the grains' ability to jump when hitting the bed. It is found that angular grains have a lower mean jump height than spherical grains.     

A wind tunnel study of aeolian sand transport on a wetted sand surface using sands from tropical humid coastal southern China

This article reported a wind tunnel test of sediment transport related to surface moisture content and wind velocity using sands from tropical humid coastal area. A 1 mm-thick portion of surface sand was scraped using a self-made sediment sampler, and the gravimetric moisture content was determined. Sand transport was measured via a standard vertical sand trap with a 60 cm height. The result shows that the sand transport profile above the wet surface can be expressed with an exponential equation. In general, the influence of moisture content on sand transport profile mainly focuses on the bottom of the blowing sand cloud. Meanwhile, with moisture content increased, total sand transport dropped, and a relatively larger proportion is transported at greater heights. The vertical movement of particles on higher moisture surface (0.587% < M < 1.448%) is more sensitive to moisture content variation as compared to those on low wet surface (M < 0.587%), total sand transport rate tends to be rather low (0.99 g cm⁻¹ s⁻¹) when M > 1.448%. The total sand transport rate varying with moisture content is divided into three regions of differing gradient at the moisture contents of 0.587 and 1.448%. The gradient of the curve reflected the different influences of the various water forms in surface sediments. The higher moisture surface (M > 1.448%) merely functions as a transport plain for the saltation material. Surface moisture content was the dominant control factor for saltation activity between the moisture contents of 0.587 and 1.448%, wind velocity could resume control saltation after the surface dried to the extent (M < 0.587%).     

砾质辫状河型冲积扇岩相类型、成因及分布规律 ——以准噶尔盆地西北缘现代白杨河冲积扇为例

冲积扇砂砾岩储层是准噶尔盆地一类重要的油气储层类型,由于其具岩相类型多、连续性差等特点,对冲积扇内部岩相成因解释一直是冲积扇相带认知的基础和难点。以准噶尔盆地西北缘现代白杨河冲积扇为例,在大量的野外露头资料和粒度分析数据的基础上,结合冲积扇源区母岩类型、水文资料以及冲积扇文献资料,对现代白杨河冲积扇岩相的类型、成因及分布规律进行探讨。按沉积机制,白杨河冲积扇属于辫状河型冲积扇,具有规模大(扇体总面积约327.6 km^2),坡度平缓(约1‰～7‰),沉积粒度粗等特征。在白杨河冲积扇内共可识别出16种岩相类型,并根据岩相形成的流体动力差异划归为5类成因,即重力流成因、高流态牵引流成因、低流态牵引流成因、静水沉积成因以及风成沉积成因。重力流以洪流沉积为主;高流态牵引流主要包括片流沉积和湍流沉积;低流态牵引流以砂(砾)质河道沉积为主;静水沉积以蓄水细粒沉积为主;风成沉积以风携细粒沉积为主。根据各岩相沉积构造、粒度特征及展布规模,可将岩相划分为四类:Ⅰ类岩相沉积构造特征明显并具有较大展布规模;Ⅱ类岩相沉积构造特征明显但展布规模局限;Ⅲ类岩相为不具层理构造但具有较大展布规模的岩相;Ⅳ类岩相不具层理构造并且展布规模局限。其中Ⅰ类和Ⅱ类岩相多为牵引流成因,多发育于洪水期扇体扇中、扇缘区域以及间洪期扇体的扇中区域,并可在地下继承性发育为较好的储集相带。     

沉积体系分析与河道砂岩型铀矿成矿条件讨论--以鄂尔多斯中新生代盆地东胜地区为例

本运用沉积体系理论，对东胜地区直罗组的沉积相及沉积体系归属进行系统分析，指出直罗组为河流相沉积，其河流演化经历了早期辫状河、中期低弯度曲流河和晚期高弯度曲流河3个阶段。根据气候演变特点将直罗组分为上、下两个岩性段：下段为温湿条件下的辫状河沉积和低弯度曲流河沉积，形成灰色沉积建造；上段为干旱炎热条件下的曲流河沉积，形成以红色为主的杂色沉积建造。本区铀矿化属河道砂岩型，矿化受辫状河道控制，主要赋存于辫状河沉积砂体中。同时，对河道砂岩型铀矿化的成矿条件进行了初步探讨。