艾比湖湖相沉积物粒度的分维特征与环境意义

艾比湖为一典型的内陆干旱区封闭型湖泊，其沉积和粒度是反映湖面消长和水动力条件变化的很好记录。对该湖Ash孔湖相沉积粒度分维值的研究表明：沉积物的粒度具有分形性，与传统的粒度参数相比较，分形的定量指标——分维值的变化具有明显的阶段性，能很好地揭示本地区环境变化的规律性。分维研究在粒度分析中的应用为以后的环境变化研究提供了一种新的参数。     

不同沉积环境下沉积物的粒度分形特征的对比研究

通过计算主要来自干旱地区已知成因环境的8组代表性沉积物的分维值,可以发现并不是所有的沉积物粒度都能获得有实际物理意义的分维值．如塔克拉玛干沙漠风成砂、洛川马兰黄土及塔里木河洪泛平原沉积物的分维值都小于2,使其分维值失去了实际的物理意义．但是将分维值作为一种沉积物粒度分析参数,失去实际物理意义的分维值仍具有与部分传统粒度参数的相关关系;粒度分维具有明显的区域性特征,不同区域同种成因类型沉积物的分维值可能相差甚大。将分维值与传统粒度参数进行对比：分维值(D)与平均粒径(Mz,换算成ψ值)可能存在有条件的弱相关关系,但并不总是前人所说的正比关系;分维值与标准偏差(σ1)则明显呈正比关系。     

哈尼泥炭地15 cal.ka B.P来的古环境恢复与重建

以泥炭粒度作为古气候代用指标,结合孢粉信息,重建了15 cal.ka B.P以来哈尼地区的古气候,完善了本区晚更新世以来的古环境演化过程。通过哈尼泥炭沉积物的粒度组成、粒度参数和粒度分布频率曲线等粒度特征,发现哈尼泥炭剖面的粒度组成以粉砂和砂为主,沉积物平均粒径由上至下逐渐变细,泥炭灰分粒度频率分布以对称分布为主。通过与典型风成沉积、湖泊沉积和河流沉积的粒度频率分布曲线比较认为,本区泥炭灰分粒度组成主要受流水动力影响,其水流搬运强度介于湖相和河流相沉积之间,故泥炭灰分的粒度信息可以用于指示夏季风强弱变化规律,反演古气候变化。泥炭粒度分布数学分形结果发现分维值与泥炭灰分颗粒的分选系数呈正相关,说明泥炭灰分的分维值也可有效反映沉积物颗粒级配和粗细及古气候演化。结合泥炭粒度分析结果和孢粉谱,揭示了15 cal.ka B.P年来古气候的"冷干-温湿-冷湿-暖干"的变化过程,并识别出新仙女木事件(Younger Dryas)以及9.2 ka和8.2 ka气候转冷事件。     

庐山JL剖面红土粒度体积分形特征及其环境意义

分形理论在地貌学、土壤学、沉积学等领域得到了广泛应用,但在南方第四纪红土研究中的应用尚不多见.选取庐山北麓一个典型的第四纪红土剖面--JL剖面,根据三维空间内的体积分维模型和线性回归法,对红土颗粒粒径的体积分形特征进行研究,得出该剖面红土粒度体积分维值.研究结果表明:(1)剖面红土粒度的体积分形特征显著,其粒度特征和体积分维值与北方黄土具有较好的可比性,指示该剖面红土母质具有风成特性,并体现堆积与风化同时进行的加积特征.(2)网纹红土粒度体积分维值最大,第①～⑤均值介于2.080 9～2.141 1间;第⑥和第⑧棕黄色土层体积分维值最小,分别为1.998 4和1.972 3;第⑦古土壤层的体积分维值介于网纹红土层和棕黄色黄土层之间,为2.065 3.体积分维值与粘粒含量及分选系数显著正相关,与粉砂含量呈负相关关系.(3)JL剖面红土粒度体积分维值的纵向变化表现为高低值相间的7个旋回,与传统粒度参数相比具有更显著的分段性,并与红化率和CIA值峰谷变化存在对应关系,可以作为指示沉积-风化环境变化的指标.初步认为庐山地区红土母质第四纪以来成壤环境存在强弱变化并逐渐减弱.     

辽东半岛黄土粒度分维特征及其环境意义

应用分形理论中的幂指函数关系法,分别选取粒径r区间和质量累计百分含量5%～95%的范围为无标度区,对辽东半岛黄土的粒度分维特征进行分析。结果显示:以粒径r区间为无标度区(0.76～263.75μm),七顶山马兰黄土的粒度分维值介于2.2085～2.3184之间,平均值为2.2744,相关系数为0.8835;离石黄土粒度分维值介于2.2748～2.4237之间,平均值为2.3467,相关系数为0.8920。全剖面粒度分维值在2.2085～2.4237之间,平均值为2.3187,相关系数达0.88以上,粒度分布具有分形特征。而以质量累计百分含量5%～95%的范围为无标度区,马兰黄土分维值介于2.4220～2.5042之间,平均值为2.4761,相关系数为0.9889,分选系数为2.4067;离石黄土分维值介于2.4268～2.545之间,平均值2.4993,相关系数为0.983,分选系数为2.5097。全剖面分维值介于2.422～2.545之间,相关系数达0.98以上。研究得出:分维值的大小对黄土的形成环境有良好的指示意义,对同一种成因以及不同种成因的沉积物分维特征研究应注意无标度区的选择。本区马兰黄土比离石黄土...     

艾比湖干涸湖底6种景观类型不同深度富盐沉积物粒径的分形特征

干旱区干涸湖底在强烈的风蚀作用下成为盐碱尘暴的重要来源之一。为研究干涸湖底不同景观类型的抗风蚀效应,选择新疆准噶尔盆地西部艾比湖干涸湖底6种不同景观类型下的富盐沉积物为研究对象,基于沉积物样品的体积粒径分布数据,运用单重、多重分形理论和典范对应分析(CCA)排序方法,重点探讨艾比湖干涸湖底不同景观类型下富盐沉积物粒径分布分维值的分异特征。结果显示:胡杨林带 (L1)、乔本结合带 (L2)、草本结合带 (L3)、芦苇荒漠带 (L4)、梭梭荒漠带 (L5)、无植被覆盖 (L6)6种景观类型0～30 cm和30～60 cm的富盐沉积物分维值分别存在显著性差异。各景观0～30 cm分维值介于1.94～2.40,30～60 cm分维值介于1.92～2.53,总体均处于低位水平。0～30 cm平均分维值依次为L5>L1>L6>L4>L2>L3,30～60 cm平均分维值为L5=L1>L4>L6>L2>L3。富盐沉积物粒径分布分维值与粒径小于73.63 μm的体积含量呈显著正相关。研究表明多重分形维数和CCA排序方法可以有效的揭示干涸湖底自然植被条件下不同深度富盐沉积物粒径分布的均匀性特征。指出干涸湖底风蚀控制研究方向应集中在根据湖区的富盐沉积物-植物特征,对富盐沉积物性状进行改良,提高原生物种幼苗存活率,通过生态修复防治盐尘暴。     

黄山第四纪泥砾沉积物分形结构特征与沉积环境分析

黄山第四纪泥砾沉积物粒度组成的分维值介于２．７０８￣２．７５３之间,非常接近古泥石流堆积物粒度组成的典型分维值２．７５。结合沉积特征,表明该类沉积物属第四纪间冰缘环境下的稀性泥石流沉积,其形成过程与季风型冰缘环境有关,是两种环境综合作用的结果。     

塔里木河中下游湿地及其周边土壤粒度的空间分布

塔里木河中下游湿地及其周边土壤粒度组成、粒度参数及分维值的分析计算结果表明：其土壤粒度多为以粗粉沙-极细沙-细沙为主的颗粒组成，是沙质或粉沙质壤土；少数以粘粒-极细粉沙-细粉沙为主要成分，属壤质沙土或粉沙土。发育不同植被类型湿地及周边土壤剖面质地垂向变化及粒度参数φ1、Mz和σ值存在差异，反映了不同土地类型和植被类型及盖度对土壤粒度特征的影响。研究样地土壤粒度分维值总体上的相近和类型间分维值变异系数的差异，进一步皿示出这些土壤的成土来源和沉积过程的不同。     

泥石流源区砾石土的粒度分形特征

以19条泥石流沟源区75个砾石土试样的颗分数据为基础,应用分形理论研究泥石流沟源区砾石土粒度组成特征,并对粒度分形特征与土体颗粒组成的关系进行了讨论。结果表明:1.粒度分布具有分形特征,以一重分形特征为主;2.一重分形特征表明土体各粒组的含量连续分布性较好;二重分形表明土体各粒组的含量连续分布相对较差,某一粒组含量存在突变;3.所研究的沟道平均粒度分维值Da在2.45～2.78间,且平均粒度分维值Da随粘粒含量Pc增加逐渐增大,具有一重分形特征的沟道二者满足关系式Da=0.108ln(Pc)+2.511。最后探讨了研究源区砾石土粒度分形特征的意义。     

矢量和栅格数据土地利用结构分维值比较——以苏州为例

分形理论对处理土地利用结构之类的非线性对象具有较强实用价值, 分维值作为该理论的重要测度指标, 其计算常基于栅格数据, 由此导致了土地结构边界信息的损失, 也减弱了分维值对土地利用空间结构特性的揭示作用。本文以苏州市1:10 万土地利用数据为例, 对研究区的土地利用空间格局进行分形分析, 通过分析不同栅格大小的土地利用分维值, 建立分维值与栅格粒度之间的定量关系, 并通过栅格数据推算矢量分维值, 分析推算误差及其原因。结果表明, 苏州市土地利用格局符合分形理论的一般规律;苏州市整体土地利用程度较高, 耕地、建设用地结构较为简单, 而未利用地、林草地结构较复杂, 水域斑块结构复杂性较低;随着栅格粒度的增加, 土地利用分维值呈现增加趋势, 且粒度与分维值之间存在二次函数的定量关系, 可以通过此关系式在一定误差范围内推求矢量数据的土地结构分维值, 斑块数量与整体规模是影响推求精度的重要原因。     

泥石流的分形特征及其意义

分析了泥石流流体和堆积物粒度分布的分形结构特征，其分维值介于２￣３之间，平均值分别为２．７１和２．６５左右。研究了泥石流沟水系的分形特征及其在不同观察尺度下分维的变化特征，结果表明，分维可作为描述泥石流粒度成分和泥石流沟水系的参数，反映了泥石流活动的形成演化特征，在此基础上，论述了分维的研究意义。     

新疆巴里坤鸣沙山风成沉积物粒度特征

对新疆巴里坤鸣沙山风成沉积物粒度进行了分析,并对其特征进行了探讨。结果表明：巴里坤鸣沙山风成沉积物以中沙为主,分选较好,偏度值接近0,峰态很窄。概率累积曲线揭示风成沉积物碎屑颗粒的主要搬运方式为跃移,所占比例为40%~95%。沿沙脊-山坡-山脚的方向,平均粒径逐渐变大,分选性变差,蠕移组分含量增加。粒度具有分形特征,分维值平均为0.94,与常见碎屑物质相比,处于较低的水平。分维值与标准偏差显著相关,说明分选程度会对分形特征产生影响。     

土地利用与土地覆被变化的分形分析--以郑汴间沙岗地为例

文章应用盒子计数法计算了郑汴之间沙岗土地各种土地覆被类型空间分布的分维值,讨论了土地利用与土地覆被变化(LUCC)的分形性质.结果表明,土地利用与土地覆被是一种分形事物.分维是综合表征LUCC空间分布状况的一个特征参数,其值域为0＜D＜2.分维值越大,表明土地覆被空间分布愈不规则、愈复杂;分维值的变化可以反映出土地利用与土地覆被类型的空间结构在时间维上的变化.     

成都粘土与其下伏粘土粒度特征对比及古环境意义

成都粘土下伏地层为褐色粘土和网纹红土,揭示其沉积环境特征差异性对深入理解区域环境演变具有重要意义。通过对比分析三层粘土的粒度组成、粒径频率曲线、粒度参数和分形维数特征,探讨了三层粘土沉积环境的差异性。结果表明:(1)成都粘土及其下伏粘土均以粉砂(5～50μm)为主,相较北方黄土粘粒(5μm)含量偏高而Kd值偏低,且含较多100μm的粗颗粒。(2)三层粘土的粒度参数特征与典型风成黄土相似而明显区别于河湖相沉积物。(3)褐色粘土具有较高的粗粉砂(10～50μm)含量和较大的粒径分布偏度、峰度值,而平均粒径(φ值)和分形维数最小;成都粘土标准偏差为最大,峰度最小,而网纹红土的平均粒径和分形维数最大。(4)三层粘土的粒度分形维数均与粒度组成、平均粒径和峰度呈显著相关性,而仅有褐色粘土分形维数与标准偏差和偏度具有显著相关性。(5)风化成土作用会影响沉积物粒度组成、粒度参数和分形维数,成都粘土和网纹红土较褐色粘土经历了较强的风化成土作用,三层粘土按沉积时间先后古气候特征表现为暖湿-冷干-暖湿的变化趋势。     

准噶尔中南部沙尘暴源区地表沉积物粒度特征

对准噶尔中南部沙尘暴源区——艾比湖地区、克拉玛依农业开发区和古尔班通古特沙漠地表沉积物粒度组成、传统粒度参数及分维值进行了分析计算,结果表明:艾比湖流域及克拉玛依开发区广泛分布的沙质、粘土质、盐土荒漠区,特别是春季翻耕的大面积裸露农田地表物质含有大量小于0.063mm的粉砂和粘土,且粒度分维值较高,是沙尘暴的丰富物源。古尔班通古特沙漠风成沙粒径较粗,分维值较低,加之较好的植被状况,沙尘暴发生频数相对较低。粒度参数C-M图、M_z-S₀散点图和粒度分维值可以有效地表征地表松散物质的搬运-沉积特征,是描述沙尘暴发生地表条件的重要指标。     

叶尔羌河谷沉积物的粒度特征

现代沉积物的粒度特征研究表明,不同沉积环境下形成的不同类型沉积物具有不同的粒度特征。叶尔羌河流域沉积物粒度特征表明第Ⅰ类型类似于中间型沉积物,中间型沉积物具有介于流水沉积物和泥石流沉积物之间的特征。第Ⅱ类型类似于流水沉积,具有分选差,粘土和粉沙的含量小于10%等特征。粒度分析能较好地区分不同沉积物类型,反映不同的沉积环境。     

裂隙性粘土粒度成分的分形结构

根据分形理论,研究了我国普遍分布的裂隙性粘土粒度成分之分形结构特征,其分维值介于2.600～3.000之间,且灰白色隙壁粘土的分维值≥黄褐色母体土的分维值。在此基础上,讨了分维与土体物质成分、结构特征的关系,以及它所代表的工程地质意义。     

巢湖沉积物粒度特征及其沉积学意义

对采自西巢湖湖心的一根长为143 cm的沉积柱进行了粒度分析,重建了粒度组成的演变过程。湖心沉积物主要为粉砂和黏土,粒度参数（平均粒径、标准偏差、偏度、尖度、分维值）分析表明沉积物分选程度较好,均为正偏态,峰态为很窄到非常窄,且具有一定的分形特征。C-M图解和概率累积曲线揭示了较弱的水动力环境,颗粒的搬运方式主要为跃移和悬移,比例分别约为70%和25%~30%。结合因子分析,识别出第一主因子（PC1）对细粒物质含量存在显著影响,其值反映了碎屑物质在湖泊中的搬运距离,PC1因子与平均粒径M_z可作为巢湖湖泊水位的替代性指标。     

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。     

西藏定结地区不同类型沙丘表层沉积物粒度特征及其环境意义

为了探讨粒度特征所指示的环境意义,对西藏定结地区现代沙丘进行采样,分析不同类型沙丘表层沉积物的粒度特征。结果表明：（1）流动沙丘和爬坡沙丘粒度组成相似,灌丛沙堆与二者粒度组成差异较大。流动沙丘和爬坡沙丘表层沉积物主要以细砂和中砂为主,而灌丛沙堆表层沉积物以极细砂、细砂和粉砂为主。（2）不同类型沙丘粒度参数呈现不同变化趋势,流动沙丘和爬坡沙丘表层沉积物分选较好,近对称,中等尖锐,灌丛沙堆表层沉积物分选中等,正偏,很尖锐。（3）流动沙丘和爬坡沙丘频率分布曲线呈近似对称的单峰分布,灌丛沙堆频率分布曲线呈双峰分布;不同类型沙丘表层沉积物概率累积曲线差异较为明显。（4）不同类型沙丘表层沉积物沉积环境主要以风成沉积为主,少数为河流沉积。（5）不同类型沙丘表层沉积物粒度特征对比可知,粒度特征的差异主要是沙源、植被覆盖度和风况共同作用的结果。