六盘山东麓晚更新世以来黄土粒度指示的物源特征及演变

在宁夏长城塬完整的晚更新世-全新世黄土-古土壤剖面(长城塬剖面)进行高分辨率采样,对125个样品的粒度数据做了粒度端元分析,并对各端元组分含量在地层深度尺度上做了小波分析。结果认为：端元分析法可以把代表4种不同动力的沉积端元分离出来。端元1可能代表了西风带控制下的由高空气流搬运的远源粉尘物质;端元2可能代表了沉积物沉积后在东亚夏季风作用下的风化以及成壤改造作用;端元3可能代表了后期的淋溶作用动力特征;端元4可能代表了东亚冬季风作用下典型的风成黄土粗颗粒组分特征。根据小波分析认为各端元组分含量在不同的深度上均存在着准周期变化,指示了相对应的时间尺度上古季风变化具有准周期性的特征,同时也说明了沉积剖面一直处于较为连续沉积状态,比较完整地记载了各沉积动力过程。各端元组分在不同的时间尺度上具有不同的准周期性特征。     

山东章丘黄土粒度指示的粉尘堆积过程及古气候意义

山东黄土堆积过程记录了中国东部季风区大气环流的变化信息,对揭示东亚季风变化规律与古气候环境演变具有重要价值。本文采用参数化粒度端元分析方法探讨山东章丘剖面沉积物的沉积特征、沉积动力及其环境意义。结果表明：① 章丘剖面光释光年代（OSL）介于42.24—0.26 ka之间,为晚更新世以来的沉积物。② 章丘剖面沉积物粒度组分分为5个端元,EM1代表成壤作用产生和携带搬运的粘土组分;EM2代表高空西风远距离搬运的细粉砂组分;EM3代表以浮尘形式存在的沉降组分;EM4是该剖面的主要粉尘来源,代表地方风系作用下低空悬浮搬运的粉砂组分;EM5代表以尘暴形式近地悬移搬运的砂粒组分。EM5组分含量变化对冬季风强度变化具有较好的指示意义,并记录了晚更新世以来的气候波动事件。③ 根据各端元组分含量、低频磁化率（χ_lf）、土壤颜色（a^*）等指标,结合OSL结果,有效指示了晚更新世以来章丘剖面沉积环境的阶段性变化,体现了全球气候环境变化的区域响应,但也存在差异性。     

内蒙古额济纳盆地沉积物粒度特征及沉积环境

沉积物的粒度特征对于分析区域沉积动力环境有着重要意义。本文以额济纳盆地为研究区,以戈壁、河床和沙丘3个主要地貌单元采集的表层沉积物样本的粒度测量结果为数据源,基于粒度参数分析和端元建模分析,研究了沉积物的粒度特征、端元构成和反映的沉积动力环境。结果表明：（1）额济纳盆地表层沉积物粒度曲线具有单峰和多峰分布,其中戈壁和沙丘沉积物组成上以砂质为主,河床沉积物组成上以砂质和粉砂质为主。（2）表层沉积物可分解出4个主要端元,端元1到端元4的主要物质依次为粗粉砂、细砂、中砂和细砂混合物以及粗砂和中砂混合物。（3）区域环境特点分析表明,表层沉积物端元1主要代表了以流水为主的动力过程,端元2主要代表了风力作用和局部地形环境复合的过程,端元3和端元4主要是风力主导下的多外营力复合以及局部环境共同作用的结果。     

泉州湾表层沉积物粒度指示的沉积动力端元解析

基于前期工作,采取粒度端元分析方法,结合沉积物粒度参数、研究区水深以及水动力等对福建省泉州湾海域采集的65个表层沉积物样品进行了沉积动力学解析判别,量化研究区表层沉积物复杂的沉积动力特征。结果表明：样品粒度数据中可以至少分离出4个不同的端元组分,其粒径范围大致分布在0.2~200、20~30、50~500、80~1 000 μm,可能分别代表了水动力较弱的滞流沉积作用环境、台风作用下的改造作用、潮汐作用下的较强的水动力以及人类活动作用下的扰动作用。由于沉积动力的持续进行及分选沉积作用,可能掩盖了粒度的物源效应,所以只呈现出不同的沉积动力学特点。     

浑善达克沙地沉积物粒度特征及其指示意义

沙漠/沙地中沉积物的粒度是物源及各种地表过程长期作用的结果。研究沉积物粒度特征对认识沙漠/沙地形成演变和防沙治沙具有重要意义。本文对浑善达克沙地不同类型沉积物进行了详细采样,对其进行粒度和端元分析。结果表明,浑善达克沙地风成沙受风力分选作用影响,平均粒径和分选系数沿盛行风向存在显著变化趋势。偏度和峰度的空间格局较为复杂,可能与局地物源、沉积环境和植被覆盖等因素有关。端元分析结果显示,风成沙含有6个端元（EM）,其中EM1与沙地西部湖相沉积露头有关;EM2来自松散的河湖相沉积物,在风力作用下呈现显著空间变化;EM3是风成沙的主要物质来源,与河流携带的碎屑物质有关;EM4可能来源于周围山体的冲洪积物;EM5和EM6粒度最粗,与间冰期河湖相沉积物中的粗粒组分相似。浑善达克沙地沉积物粒度特征表明,风成沙主要来自沙地附近不同时期的河湖相沉积物,远源贡献较少。沙地西部是风成沙的主要源区,在风力作用下较细组分的风成沙向沙地中东部运移,而沙地南缘和东缘河流也为其邻近区域贡献了沙源。本文研究说明,通过高密度采样并结合端元分析,沉积物粒度可解决地表过程复杂的沙漠地区风沙物源识别问题。     

库姆塔格沙漠东南缘BL剖面粒度记录的全新世快速气候事件

地质历史过程中全新世时期是一个温暖湿润的间冰期气候过程,中间出现过多次变冷或变干的快速气候事件。BL剖面位于库姆塔格沙漠东南缘,是一典型的风成砂黄土沉积地层,沉积厚度约350 cm。通过沉积地层光释光测年和沉积物粒度变化分析,结果显示：（1）BL剖面沉积的年代始于8.3 ka,处在全新世早期;（2）区域干旱气候条件下,反映冬季风的代用指标则以粗端组分含量为主,BL剖面沉积物平均粒度受到颗粒粗端的影响较大,对比3个不同粗颗粒组分含量所指示的古气候变化,选用>110 μm的沉积物颗粒组分含量作为冬季风研究的替代性指标,具有较好的指示意义;（3）剖面粒度对全新世中晚期的6次气候快速变化过程均有不同程度的记录,其特点是对全球性冷事件敏感性较强,对干旱事件响应较弱。对库姆塔格沙漠地区全新世气候过程的研究,可为极端干旱区域气候对全球气候变化过程的响应提供一定借鉴。     

西藏安多剖面沉积物粒度特征及环境意义

对西藏安多剖面的3个层位沉积物与两个现代流动沙丘表层沉积物粒度组成、传统粒度参数及体积分维值进行了对比分析,探讨其粒度特征以及环境指示意义。结果表明：安多剖面的3层代表了3个不同的气候阶段,第一层（0～172 cm）沉积动力为风,其中在0.44～1.08 m深度处是一次风力加强的阶段,第二层（172～224 cm）、第三层（224～232 cm）均在6 Φ附近出现次峰,悬浮组分明显增加,推断为远距离输送的粉砂级颗粒沉降,表明这两个阶段风力有所减弱;安多剖面颗粒比研究区现代流动沙丘颗粒细,表明剖面可能为固定或半固定沙丘沉积;本研究区样品的体积分维值在0.215～1.77,虽然没有实际的物理意义,但作为粒度参数指标,在指示环境变化上是有效的,并且与粘粒、粉砂含量呈现明显的正相关关系,与细砂呈现明显的负相关关系。     

九江市蓼花剖面末次冰期中晚期沉积的粒度端元特征与气候变化

鄱阳湖湖滨地区广泛分布着晚第四纪风沙沉积序列。在星子县沙岭沙山进行野外调查后选择蓼花剖面开展工作,测试了地质时代和粒度,对粒度结果使用端元分析模型进行研究,探讨该区域末次冰期中晚期的气候变化规律。结果显示：该剖面由湖相-古土壤-沙丘砂等沉积相叠覆堆积组成,形成于末次冰期中晚期（48.8—17.1 ka）。端元分析模型将粒度数据分解出3个不同的粒度端元,不同端元组分在垂向上呈峰谷交替的旋回变化,EM1代表粉砂端元组分,峰值对应湖相和古土壤发育时期;EM2和EM3代表中砂—粗砂端元组分,峰值对应沙丘砂发育期,这些峰谷交替变化的规律指示了末次冰期的季风演变以及气候波动变化,万年尺度上表现为LH10 (48.8—39.9 ka)和LH3～LH5 (28.1—17.1 ka)的冬季风强盛期,分别对应深海氧同位素的MIS3b和MIS2阶段。LH6～LH9 (39.9—28.1 ka)为温暖的夏季风时期,对应深海氧同位素的MIS3a阶段。这些变化与YZ洞石笋氧同位素以及格陵兰冰心有良好的对应,与全球气候变化基本一致。     

陕西榆林柳树峁剖面L3与S3层位粒度端元特征与古环境研究

本文选取榆林市横山区柳树峁剖面,对其第3层黄土(L₃)、第3层古土壤(S₃)层位粒度数据进行分布特征分析和参数化端元分析,以此探讨沉积动力及其所代表的环境特征。结果表明：柳树峁剖面L₃、S₃层位粒度组成以粗粉砂(42.65%)和极细砂(32.40%)为主,中值粒径为47.11μm。剖面L₃、S₃层粒度数据可分为4个端元：EM1组分(众数粒径7.42μm)为大气中长期存在的、经过远距离携带搬运的细粒组分,EM2(众数粒径43.66μm)和EM3(众数粒径76.43μm)组分是由冬季风或沙尘暴所携带的近源组分,EM4(众数粒径161.20μm)组分为风成沙,物源来自于北部的毛乌素沙地,该组分含量变化可作为指示强冬季风或强沙暴的替代性指标。柳树峁剖面记录了L₃黄土沉积时期存在1个极冷期、2个冷期和1个较暖期,S₃古土壤发育时期存在2个暖期和1个冷期。同时,剖面也记录了L₃、S₃     

闽江口地区不同砂质沉积的粒度端元特征及其环境指示

海岸风沙的物质来源及其搬运、风化等作用受控于砂质海岸的地表过程,它们的粒度特征是解释区域环境演化的重要部分。基于闽江口地区河流砂、海滩砂、老红砂和海岸沙丘这4类砂质沉积,通过端元分析得出粒度端元特征,结合粒度频数分布曲线、粒度概率累积曲线、粒度参数和粒度组分特征分析和探讨了各端元指示的环境及与传统指标的关系,其结果如下:(1) 4类砂质沉积98个样品共解译出5个端元,各端元的含量与粒度组分密切相关,在各类样品中的含量存在明显不同,代表了5类不同沉积动力强弱和稳定状况的沉积环境。(2)在粒度参数散点图中,海岸沙丘和海滩砂样品投影区域相对聚集、难以区分,而在EMA1-EMA2和EMA2-EMA3图中投影区域相对离散,较为敏感地区别了河流砂、海滩砂、海岸沙丘和老红砂的样品,并暗示了它们之间的关联,说明端元分析在区别海岸沙丘、海滩砂、河流砂和老红砂上具有优势,这为基于老红砂和海岸沙丘粒度特征重建区域环境提供了新的思路和方法。     

Inflow and lake controls on short-term mass accumulation and sedimentary particle size in a High Arctic lake: implications for interpreting varved lacustrine sedimentary records

Sedimentary processes were monitored in a varved lake in the Canadian High Arctic through three melt seasons and revealed that seasonal sediment deposition rates were highly dependent on short-lived inflow events driven by high suspended sediment concentrations that varied with runoff intensity. Our results illustrate that in accordance with the suspended sediment discharge into the lake, the rate of sediment accumulation changed over short distances down-lake, in a given year. This result indicates that there is a rate and accumulation dependence on short-lived, intense inflow conditions. In addition, there was strong evidence for substantial decoupling between deposition rate and mean grain size of sedimentary deposits. These results have important implications for paleoclimate interpretation of annually laminated sedimentary records from dynamic lake environments and suggest that grain size measures may not be representative proxies of inflow competence. Grain size indices based on a measure of the coarser fraction, rather than the bulk sediment, may be more appropriate to use as a link between contemporary runoff processes and sedimentary characteristics.     

戈壁表层沉积物地球化学元素组成及其沉积意义

作为干旱、半干旱区的一类重要荒漠景观,戈壁在中国分布面积较广,其独特的物质组成和沉积特征对解释它的物源和发生过程有重要的意义.本文通过筛分处理对戈壁表层不同粒径沉积物地球化学元素组成进行了分析.结果表明:各类戈壁表层沉积物的主要元素组成特征基本相似,但不同粒级沉积物主要元素的含量略有差异.与UCC的平均化学组成相比,戈壁表层沉积物中主要元素除Si基本与UCC保持一致外,其余各主要元素均在不同程度上表现出了富集和淋失特征,微量元素在两大类型戈壁中随沉积物粒径的变化与主要元素基本一致.在极端干旱的气候条件下戈壁表层沉积物缺少有效的化学风化过程,基本处在未受或较弱的大陆化学风化的初、中级阶段.各个粒级的沉积物在经历侵蚀和风化过程中较好的继承关系表明,戈壁砾石层下伏的细粒沉积层不是外源搬运沉淀,而是局地岩屑通过就地风化和成壤作用形成.     

巴丹吉林沙漠高大沙山沉积物地球化学元素组成及其环境意义

地球化学元素不仅反映地球表层沉积物的组成特征,并在分析物源、沉积过程及重建古环境等方面有积极意义。通过野外采样、室内实验,对巴丹吉林沙漠伊和吉格德湖、巴丹湖高大沙山区沉积物地球化学特征进行了分析。结果表明：沙山沉积物元素组成特征和含量略有区域差异;与上部陆壳平均化学组成（UCC）相比,常量元素中仅Si富集,其余均亏损;趋向迎风坡上部剖面,Si、K富集程度相对增加,其他常量元素（除Na）亏损程度增加。常量元素间的关系表明SiO₂影响沙山沉积物的地球化学组成及性质;迎风坡底部剖面沉积物呈现出多源性特征,可能是不同外力作用的结果。两湖区沙山的沙源属局部范围混合的结果,就近供应;干旱气候下沙山沉积物缺少较高等化学风化产生的条件,基本处在大陆风化早期阶段的初期。     

Estimation of grain size variability with micro X-ray fluorescence in laminated lacustrine sediments,Cape Bounty,Canadian High Arctic

Finely laminated sediment cores from two Arctic lakes were investigated using the Itrax™ Core Scanner that provides micro X-ray fluorescence (μ-XRF) measurements with a spatial resolution of 100 μm. We compared these chemical measurements with standard geochemical methods using, at the macroscopic scale, inductively coupled plasma–atomic emission spectrometry (ICP-AES) and, at the microscopic scale, energy dispersive spectroscopy (EDS). We also investigated the relationship between the chemical profiles and the grain size of sediments at macro-scale using laser particle-size analysis, and at microscopic scale, using thin section image analysis techniques. Results show a link between grain size and the relative abundance of several elements. Silicon and zirconium are associated with very coarse silt and sand deposits, K and Fe with clay-rich layers, and Ti with silty facies. Four sedimentary facies are characterised based on sedimentary structure and texture, and interpreted in terms of known seasonal hydroclimatic processes. We show that is possible to identify these sedimentary facies using μ-XRF element abundance or ratio variations. The K/Ti ratio is the best marker of the upper varve boundary, and it might be used for varve identification and counting of Cape Bounty sediments in future. More generally, this study demonstrates new applications for paleohydrological reconstructions from laminated sediments.     

基于Origin的概率累积曲线的计算与绘制

图解法计算沉积物粒度参数在沉积学研究中被广泛应用,但需要通过手工作图求累积曲线,是一项相当繁杂的劳动。通用计算软件Origin拥有很强的函数计算和绘图功能,不仅可以批量计算图解粒度参数,同时还可以直接绘制（分段）概率累积曲线图;其实施过程操作简单,仅需点击菜单命令,无需编写任何语句,有利于不懂编程的沉积分析人员进行数据分析,有很大的应用价值。文章随机选取10个不同沉积环境下形成的松散沉积物样本,利用Origin求解各样本粒度累积曲线的百分位数,在其内嵌的Excel表格中计算粒度参数,并用Origin的制图功能绘制粒度概率累积曲线与沉积组分分段直线图。Origin与手工作图计算的结果之间的差值（绝对值平均）及方差都很小（0.004 2~0.018 6）。计算结果表明Origin在粒度参数计算方面完全可以代替手工作图,不仅操作简单,而且精度非常高。     

南极半岛鲍威尔海盆南部氧同位素3期以来沉积动力环境演变

本文基于南极半岛鲍威尔海盆南部D3-7沉积岩芯粒度分析数据,采用粒度累积概率曲线、散点图和CM图来研究古沉积环境,其中CM图效果最好。结果表明,构成D3-7岩芯的各种碎屑在搬运到研究区至沉积到海底前过程中呈静水悬浮状态;首次按照古沉积水动力环境条件,将南极半岛鲍威尔海盆南部沉积演化分成四个阶段,从单一静水沉积方式→多种沉积方式→单一静水沉积方式→多种沉积方式,并发现演化具有循环性特征。剖面中的粗组分搬运过程中需要较大的启动能量,推断物源和搬运与冰筏作用、火山活动有关。     

藏南沉错湖泊三角洲的沉积相及沉积环境

在西藏自治区沉错湖泊三角洲平原和湖内钻孔取芯 ,利用14 C和ESR测年方法建立了钻孔剖面的年代标尺。在岩芯描述、沉积物粒度分析和CaCO3含量分析基础上 ,对沉错湖泊三角洲的沉积环境和沉积相进行了解释分析。 36 7m长的岩芯大致记录了 5 5万年以来的沉积历史。全孔平均沉积速率约为 0 6 6 7mm/a。 16 92 0aBP以来三角洲的沉积速率较大 ,平均为 1 2 7mm/a。由于沉积物物质来源的多源性导致CaCO3在剖面上的无规律性变化。但是 ,沉积物粒度和沉积序列变化指示全套沉积由底部的冲积扇相向上过渡为水下扇亚相和三角洲沉积相。在大约 175 0 0aBP～ 14 0 0 0aBP时期 ,沉错存在高湖面阶段。沉积序列中记录了末次冰期最盛期 (LastGlacialMaximum )和新仙女木事件 (YoungerDryas)。沉积特征和沉积环境的变化主要受湖面涨缩变化所控制。而湖面升降变化的驱动因素主要为气候 ,尤其夏季风的强弱和冷事件