沉积物粒径趋势分析:原理与应用条件

长期以来,沉积学家尝试用粒度数据来识别沉积环境的类型或判定物质运动的方式,但只取得了部分成功。粒度参数还有一项可能的用途,即用其平面差异来获取物质输运信息。沉积学家将粒度参数的平面差异定义为“粒径趋势”,并建立了以“粒径趋势分析”为基础的定性物质输运模型。粒径趋势分析的基本科学问题包括:如何提取粒径趋势信息;如何确定含有物质输运信息的粒径趋势类型;粒径趋势分析的应用条件是什么。粒径趋势信息可通过粒径趋势矢量的定义及其各向异性显著性的检验而获得,而经验证据也显示,含有物质输运信息的粒径趋势类型是存在的。初步研究表明,粒径趋势分析应满足以下条件:粒径趋势矢量具有显著性;底质采样深度应代表同一时间尺度;平面采样间距应符合地统计法的规则;避免使用位于采样网格边缘上的采样点的粒径趋势矢量;沉积物样品应属于同一个输运体系或研究区处于堆积状态。但是,由于不同来源的物质混合、源区沉积物特征及变化、不同水动力条件下的物质输运、悬沙沉降、溶解态—颗粒态物质转换、物质输运动力的侧向分布等因素与粒径趋势形成之间的关系还不够明确,因此这些条件还不是完备的,这个问题的解决依赖于粒径趋势形成的过程和机制的进一步研究。     

沉积记录研究的现代过程视角

沉积记录是揭示地球演化的主要数据来源之一,地层学提供了宏观大尺度沉积记录的分析方法,而沉积学则提高了沉积记录的时空分辨率。但上述方法主要是针对沉积体系特征和现象信息的,而有关沉积体系过程和机制信息的提取还较为薄弱。通过评述现代过程在沉积记录研究中的定位,提出了新的科学问题。研究结果表明,基于现代过程研究的勘测性模拟是一种值得追求的方法。经典数值模拟依赖于未知变量与方程个数相同的控制方程,用实测数据作为验证材料,而勘测性模拟是控制方程加工作假说构成的体系,其模型输出指示了过程—产物关系。因此,通过现代沉积体系模拟及其与钻孔资料的对比,可以获取沉积记录所含的过程和机制信息。勘测性模拟也是地球久远时代沉积记录的潜在分析工具。     

用ADCP进行走航式悬沙浓度测量的初步研究

用ＤＲ３００型宽幅ＡＤＣＰ在胶洲湾口站进行了走航工断面观测。观测期间悬沙浓度小于４０ｍｇ／Ｌ,悬沙粒度分布曲线具有双峰特征,调查船航速为２￣３ｍ／ｓ。用水样过滤法率定相应的ＡＤＣＰ声学信号,获得池计算悬沙浓度的半经验公式及悬沙浓度剖面分布数据,分析结果即使在悬沙浓度较低,悬沙分选性较差,船速较高等不利于ＡＤＣＰ观测的现场条件下,测量误差与光透式浊度计的误差相当。因此,在走航状态和低悬沙浓度条件下     

黄、渤海泥质沉积区现代沉积速率

利用α多道能谱仪对黄、渤海泥质沉积区岩芯的2 1 0 Pb放射性活度进行测定 ,并结合历史数据 ,对2 1 0 Pb放射性活度在岩芯中的垂向分布和现代沉积速率的平面分布进行了分析。研究区岩芯的2 1 0 Pb放射性活度垂向分布表现出 5种形式。从沉积速率来看 ,渤海东北部泥区、南黄海中部和东部泥区 ,以及北黄海中部泥区的沉积速率小于 0 .2cm/a ,为低速沉积区 ;黄河三角洲海域和莱州湾西部的沉积速率大于 1cm/a,为高速沉积区 ;山东半岛南部沿岸海域的沉积速率也较高 ;山东半岛成山头及苏北辐射沙脊群外缘海域的沉积速率为 0 ,属于无沉积区或侵蚀区。黄、渤海泥质沉积区现代沉积速率的分布特征的解释有待于沉积动力过程的深入分析     

金色的海滩

金色的海滩，点缀着星罗棋布的沙蟹穴，加上翻卷的浪花、一望无际的碧海、蓝天、明媚的阳光，这一切是多么令人神往。     

苏北近岸海域表层沉积物粒度及其对环境动力的响应

对2007年9—11月在南黄海辐射沙脊区和江苏北部潮滩采集的表层底质样品进行粒度分析,获得了平均粒径、分选系数、偏态、峰态等粒度参数,并对其进行了聚类分析。结果表明,9 m以浅和20 m以深的样品可归为两种类型的沉积物,而水深9～20 m之间的沉积物两种类型都有,多样性较大。由Gao-Collins粒径趋势分析模型获得的沉积物净输运趋势显示,除外毛竹砂处沉积物有向外海输运的趋势之外,其他外围的断面均显示泥砂向辐射沙洲中心输运,这与历史资料中记录的结果相一致,表明粒径趋势分析适用于大型辐射沙洲海域。根据Stern-berg图分析,粒度参数的空间分布是由差异性输运造成,沉积物从射阳河口岸外向大丰潮间带上部输运的过程中,众数粒径几乎全部以悬移质的形式输运,而小庙洪向东灶潮滩上部输运的众数粒径以悬移方式输运的概率只有60%,从而使射阳河口岸外与大丰潮间带上部的沉积物粒度参数相同,而小庙洪与东灶潮间带上部的沉积物粒度参数有显著差异。     

西方国家的“海洋学即海权”理念

在近代史上，“海权”曾用来表示一个国家以军事力量对海洋区域进行控制的能力。经过美国海军战略家马汉（A.T.Mahan，1840—1914）等人的鼓吹，西方军事强国认为海权不仅体现了它们的海上实力，而且也是国与国之间战争走向的关键，因而纷纷把海军当作海权的砝码。然而，随着历史的发展，第二次世界大战之后，海权的理念在西方国家也在悄悄地发生改变。如今，在美国等西方国家，我们常听到的说法是“海洋学即海权”。     

长江口沉积物碳氮元素地球化学特征及有机质来源分析

根据对长江口水下三角洲上部(CJ16)和口门浅滩(CJ19)柱状样的粒度、总有机碳(TOC)、总氮(TN)和有机碳同位素(δ13C)以及长江口表层样TOC的测定,得出其粒度及碳氮元素特征,利用C/N和δ13C分析有机质来源及不同来源的贡献率。研究结果表明:(1)沉积物中有机碳含量在0.19%～1.17%之间,CJ16柱中有机碳含量比CJ19柱略高;总氮含量均比较少,且变化幅度小;C/N比值在5～17间变化;CJ16柱的δ13C值在24.70‰～22.86‰间变化,CJ19柱为24.88‰～22.37‰,且CJ19柱δ13C值在36 cm以上段较下段明显增大,推测可能与南汇边滩互花米草(C4植物)的引种有关;(2)长江口表层沉积物TOC的含量范围为0.17%～1.16%,平均值为0.52%;(3)粒度特征显示长江口主要以粉砂和粘土为主,砂含量较少,粒度与长江口TN、TOC含量有较好的相关性;(4)C/N和δ13C值的特征均显示该区有机质为陆源和海洋混合,利用C/N比值估算出来自陆源的有机碳比例在CJ16柱约为40%,而在CJ19柱中约为60%;根据δ13C值估算出CJ16柱陆源和海源两种有机质来源几乎是各占一半的比例,CJ19柱来自陆源的有机碳占总有机碳的60%,与用C/N比值法测得的结果较一致。上述结果显示长江口的不同空间位置碳氮元素分布特征不同,沉积记录受到粒度、河口区物源的影响,还受到陆源和海源不同有机质来源输入的影响。     

长江三角洲对流域输沙变化的响应:进展与问题

流域变化对河流三角洲的影响已成为全球性的问题。由于流域水库建设的影响,长江输沙率自1980年以来呈现明显下降趋势,引发了研究人员对长江三角洲地貌和沉积响应问题的关注。在地貌上,海图对比和海岸冲淤观测的证据显示,长江输沙率目前已经低于冲淤平衡的临界值,使三角洲进入了蚀退阶段。分析表明,根据水下三角洲部分范围的沉积速率与河流输沙率的关系进行计算,会过低估计临界输沙率。对于水下三角洲整体而言,应根据沉积物滞留指数来更准确地估算临界输沙率,而且需要区分2个"临界输沙率",一个是保持三角洲体积的临界值,另一个是保持三角洲陆上部分面积的临界值。在沉积响应上,来自长江水下三角洲沉积中心的柱状样显示出沉积速率自下而上减小的趋势,反映了流域输沙率变化的影响。今后,如将柱状样采集区域扩大到沉积中心之外的整个水下三角洲范围,则所获得的数据不仅有助于沉积速率响应特征的全面了解,而且还可应用于沉积物滞留指数特征和控制因素的分析以及河口区碳循环过程变化的研究。此外,在长江三角洲沉积记录的分析方面,为了更好地提取气候、环境演化信息,应充分考虑沉积记录形成后所经历的自身变化(如成岩作用变化、分解和衰变等)和相对于岸线迁移的空间位置变化。