长江口九段沙现代潮滩沉积特征

根据2003年对长江河口九段沙潮间带和潮上带的现场调查和室内对沉积构造、粒度分布、矿物组成、沉积速率等的分析,对九段沙现代潮滩的沉积特征进行了研究。研究表明九段沙潮间带以小型交错层理为主,波痕发育,粒度主要为细砂至粗粉砂;潮上带主要为水平层理,粒度主要为中细粉砂。潮间带和潮上带的沉积矿物组成非常接近。沉积速率以潮间带低而潮上带高为特点。     

长江口现代潮滩表层沉积物磁性特征和自生铁硫化物的分布*

以长江口崇明岛北支潮滩的3个潮滩为对象,在粒度测量和磁性分析的基础上,揭示了现代潮滩表层沉积物的磁性变化,探讨了磁性矿物、尤其是自生亚铁磁性矿物—硫复铁矿（Fe₃S₄）在潮滩沉积微相的分布规律及机制。研究结果表明：长江口潮滩表层沉积物的磁性特征由亚铁磁性矿物及超顺磁颗粒(SP)主导。淤积型中高潮滩磁铁矿以单畴(SD)和SP为主,侵蚀型潮滩的中低潮滩则更多假单畴/多畴(PSD/MD)晶粒,反映了水动力的分选及以细颗粒矿物溶解为主的早期成岩作用。此外,最东侧的北四滧港剖面潮上带—高潮滩芦苇带普遍存在自生亚铁磁性硫复铁矿,北堡港和新卫剖面的高潮滩也局部存在硫复铁矿,反映了本区高潮滩—潮上带丰富的有机质及细颗粒沉积物、加上有限的海水淹没时间,是早期成岩作用过程中生成硫复铁矿的主要机制。     

长江口区晚新生代沉积物粒度特征和沉积地貌环境演变

对长江河口区的三个晚新生代钻孔作了地层对比和粒度分析,据此探讨晚新生代长江河口的沉积地貌环境演变过程。结果表明,SG6和J18A孔上新世厚层含砾砂质沉积物粒度特征,反映了洪积扇和冲积扇相沉积环境,沉积物搬运距离短;而SG13孔缺失上新世沉积,反映古地势较高,以剥蚀为主。因此上新世长江三角洲地区古地势高差较大,侵蚀区和沉积区共存。早更新世,本区继承了上新世的冲、洪积扇沉积环境,但SG6孔泥质沉积明显变厚,J18A孔此时则以厚层含砾砂沉积为主,SG13孔也开始接受泥质沉积,反映在构造沉降作用下,冲、洪积扇体向西、南部迁移,沉积盆地范围扩大。中更新世,沉积物普遍变细且以悬浮沉积为主,显示了曲流河或曲流河冲积平原的沉积环境。晚更新世初,本区又发育含砾砂层,特别是SG13孔出现厚层含砾砂,但是粒径显著小于上新世和早更新世沉积物,反映本区再次发生显著构造沉积,河流地貌广泛发育。晚更新世中晚期和全新世沉积物以粘土和粉砂质粘土为主,悬浮沉积占优,说明本区已演变为滨、浅海沉积环境。因此在构造沉降、剥蚀和沉积的共同作用下,本区的地貌演变经历了自上新世至中更新世和自晚更新世至全新世的两次准平原化过程。     

长江口北支沉积物粒度特征与沉积环境

长江口北支为喇叭口型中潮河口,在径流－潮流共同作用下,塑造了典型的心滩、边滩、沙嘴、潮流脊和潮汐汊道等地貌形态。本文根据所采集的长江口北支底质的粒度分析结果,利用数字地质方法对粒度参数进行对应分析;并在此基础上分析北支的沉积特征及沉积环境,揭示其沉积作用的动力机制。     

长江口表层沉积物粒度时空分布特征

结合近期长江口558个表层沉积物采样资料，分析了长江口表层沉积物时空分布特性，得到了近期长江口表层沉积物中值粒径和沉积物类型分布特征。横沙以上海域表层沉积物粒径洪枯季变化较小；浑浊带海域洪季粗，枯季细；口外海域则枯季粗，洪季细。横沙以上和口外海域沉积物类型洪枯季变化较小，浑浊带海域沉积物类型变化较复杂。无论洪枯季北港表层沉积物最粗，北槽次之，南槽最小。表层沉积物大小潮变化较小，两次采样平均差别为9.7％；沉积物年际变化随大通流量和输沙量的变化而变化。近十五年来，长江口表层沉积物类型变化较大的区域主要是北支上段、南北港分流口、北槽和南槽浑浊带海域，主要与河槽的自然演变和人类活动有关。结合Pejrup新三角图对长江口各沉积动力环境进行分区，对比各沉积环境亚区的粒度特征，并对黄河口、长江口、珠江口表层沉积物粒度参数进行对比。     

新疆乌伦古湖沉积物粒度特征揭示的环境信息

在放射性同位素210Pb、137Cs定年的基础上,通过对沉积物粒度参数的分析,探讨了近200年来乌伦古湖沉积物粒度敏感组分特征及其环境意义。研究表明,乌伦古湖WL孔沉积物以黏土和细粉砂为主,但在1970 AD前后,粒度参数发生了突变,其中>16 μm组分所占含量迅速升高,在约1830~1842 AD及1910 AD前后这两个时期,沉积物的粒度参数也有较显著的变化。对沉积物粒度频率分布曲线的分析表明,在对应时期内,沉积物的搬运介质或搬运动力发生了变化。基于此,首先通过粒径-标准偏差方法提取了粒度中的敏感组分C2（7~25 μm）,进而通过粒度敏感组分与器测气象数据的相关性分析,明确了组分C2含量的环境指示意义。结果表明,组分C2含量的大小与研究区冬、春季温度和冬季降水量大小有关,反映了积雪融水入湖的强度。在约1830~1842 AD、1910 AD前后,组分C2含量偏高,反映入湖水量较大、湖泊水位较高。而20世纪60年代到70年代,沉积物粒度参数的显著变化与流域人类活动的影响有关。     

长江口潮滩植物对沉积物铁的地球化学循环及磁性特征的影响

通过长江河口高潮滩芦苇带沉积物柱状样CYLWA 1活性铁、有机质、粒度分析及磁性测量,探讨潮滩植物对沉积物铁的地球化学循环及磁性特征变化的影响。结果显示,沉积物柱状样总体上以Fe2 + 占优势,且含量随深度逐渐增加。但在亚表层 (10～ 2 0cm),由于根系的释氧作用,存在着以Fe3 + 占优势的氧化层。在 10～ 2 0cm这一氧化层,指示细颗粒磁性矿物的参数 (χ_fd、χ_ARM)明显减小,而反映磁性矿物类型的参数 (B_CR、SIRM/ χ)显著增大,指示了亚铁磁性矿物颗粒变粗,不完整反铁磁性矿物明显富集,这一现象反映了氧化层不完整反铁磁性矿物的相对富集     

利用长江口现代潮滩沉积硅藻建立海平面转换函数的尝试

在高精度海平面定量重建研究中,有孔虫、硅藻等海洋微体古生物转换函数技术是近10余年随着计算机技术发展而快速兴起的一项新技术,已成为欧美地区研究海平面变化的不可或缺的定量手段之一,而其在中国沿海地区全新世海平面定量重建中的应用却屈指可数。以硅藻为例,详细介绍了建立其与海平面之间的转换函数的过程,包括现代表层样采集、统计学分析、误差的可能来源和减小误差的方法。通过在对崇明岛四滧港SY剖面潮滩表层样品的环境因子分析和对硅藻属种的CCA排序分析发现,高程对潮滩硅藻属种排序有着很高的解释贡献。随后通过WA和WA-PLS建立模型,四滧港SY剖面全样WA-PLS模型的相关系数(R²_Jack)达到0.9004,预期误差(RMSEP)为12.622,若不考虑潮上带样品SY1后的转换模型其精度更能达到±10cm。本研究以期带动此项技术在国内的发展,促进高精度海平面定量重建,从而能为沿海地区海岸带管理提供更详实、更具现实指导意义的地质记录。     

杭州湾北岸芦潮港潮滩沉积物磁性特征的年际变化及其粒度控制

对杭州湾北岸芦潮港潮滩2007-2010年固定点沉积物进行了逐月的磁性测量和粒度分析,探讨了磁性特征的月际、年际变化及其与粒度的关系。结果显示,2007-2009年,芦潮港潮滩沉积物的磁性特征呈现出相似的季节性变化特征,磁性参数χ、χARM、SIRM以及比值χARM/SIRM总体上在12月次年7至月表现为高值,8-11月为低值,S-300变化趋势与之相反。粒度分析显示,每年12月至次年7月沉积物粒度总体较细,8-11月较粗,这说明潮滩较细沉积物中含有较多的亚铁磁性矿物,与已报道的2004-2005年研究结果相似。相比前三年,2010年1-7月及12月沉积物磁性矿物含量相对下降,8-11月份磁性矿物含量相对上升,导致2010年磁性参数月际变化幅度减小。同时,2010年沉积物粒度月际变化特征也发生了改变,即1-7月及12月沉积物粒度变粗,8-11月沉积物变细。相关分析表明,磁性参数与粒度之间的关系在2007-2010年中没有发生明显的变化,说明2010年沉积物粒度月际变化模式的改变是磁性特征月际变化改变的主导因素。尽管如此,长江流域来沙下降对河口潮滩沉积物物源的可能影响,仍需予以长期关注。     

长江北支口门圆陀角附近潮滩沉积物粒度记录及其对环境变化的响应

江苏圆陀角位于长江口北支与江苏海岸交汇处,海岸沉积动力环境复杂,潮滩沉积物粒度变化记录了潮滩环境变化的信息。根据2007年4月采集的表层样和钻孔岩芯粒度分析,圆陀角附近YYb断面表层沉积物粒度在互花米草滩前缘较粗,大堤前岸滩最粗,光滩和互花米草滩粒度较细。YY孔岩芯沉积物粒度组成以砂质粉砂为主,粒度变化自下向上呈先由粗变细再变粗的特点,表层样和钻孔岩芯粒度变化反映了潮滩沉积物对风暴潮、潮汐海洋动力、大米草和互花米草种植以及大规模围垦的综合响应。137 Cs测年结果推算出YY孔岩芯1954年以来、1963年以来、1975年以来和1986年以来的平均沉积速率分别为2.38cm/a,2.23cm/a,2.44cm/a和1.24cm/a。岩芯沉积物的沉积速率总体随潮滩淤积增高而下降,1975~1986年间沉积速率的快速增加,主要与圆陀角附近互花米草的快速淤积有关。     

长江口北支潮滩不同沉积微相有机地球化学元素分布*

利用在长江口崇明岛北支北四滧港（SY）、北堡港（BBG）以及新卫村（XW）潮滩获取的表层沉积物,测试总有机碳（TOC）、总氮（TN）及总硫（TS）含量,分析有机地球化学元素在潮滩微相的分布规律及影响因素,试图建立TOC/TN、TS/TOC等潮滩微相识别指标。研究结果显示,影响长江口潮滩TN、TS微相分布的重要因素为有机质含量及类型。在淤涨型潮滩,TOC/TN在高潮滩一般大于10,在中潮滩明显降至10以下;中潮滩植被带TS/TOC最高,平均值达0.063,其次为高潮滩互花米草带和中潮滩光滩（分别为0.055和0.054）,高潮滩芦苇带最低;TS-TOC一元线性回归斜率在高潮滩芦苇带呈现为显著低值,自高潮滩米草带向光滩,逐渐增大。在侵蚀型潮滩,TOC/TN从高潮滩到低潮滩均大于10,而且中、低潮滩的比值大于高潮滩,潮下带骤降至小于10;TS/TOC自陆向海逐渐增大,TS-TOC一元回归斜率高潮滩最低,中潮滩最高。另外,侵蚀型潮滩各微相的TS-TOC一元线性回归斜率均明显低于淤涨型潮滩。上述研究结果表明,长江口沉积物的TOC/TN和TS/TOC及TS-TOC一元线性回归斜率与潮滩沉积微相之间存在一定的关系,具有应用于全新世钻孔识别潮滩沉积物微相的潜力。     

黄河三角洲东营港潮坪上的贝壳沉积

黄河三角洲东营港的泥质潮坪上发育大量的贝壳沉积。贝壳的特殊形态使其很容易被水流搬运,波浪的簸选、泥坪表面的侵蚀坑穴和植物根、堤坝等障碍物对贝壳的拦阻、与地形地貌或涨潮流的水流形态有关的流速降低都可以形成贝壳堆积。潮坪表面贝壳的沉积形态包括:与涨潮流有关的坑穴状、密集窝状、陡坎状、垄沟状、席状、带状以及潮汐水道中的混合沉积等类型;与波浪作用有关的堤坝状、堤坝遮挡沉积等类型。涨潮流流速降低的方式不同,贝壳沉积形态也会相应有较大的差别。另外,潮坪表面的细微起伏、潮坪底质类型和粘结性都会对贝壳的沉积形态造成较大影响,其中尤其是以密集窝状和陡坎状为特征。从东营港贝壳的沉积特征上看,潮坪上贝壳沉积的水动力条件与常见的砂砾滩、鲕粒滩、内碎屑滩有很大的不同,不能将介壳的富集一概归为滩坝相沉积。     

长江与黄河沉积物REE地球化学及示踪作用

长江与黄河沉积物的稀土元素（ＲＥＥ）组成特征不同。长江沉积物ＲＥＥ含量较高,元素含量变化也大于黄河样品;球粒陨石标准化模式表明长江沉积物的（Ｌａ／Ｌｕ）Ｎ、（Ｌａ／Ｙｂ）Ｎ、（Ｇｄ／Ｙｂ）Ｎ的值也相应地比黄河沉积物中的高１０％左右,分布曲线均呈明显的石倾状,轻重稀土分馏明显,相对富集ＬＲＥＥ。且长江样品比黄河样品更富集ＬＲＥＥ,但Ｅｕ亏损不及黄河样品;两者的北美页岩标准化曲线均呈平坦稍右倾状,具有     

长江口滨岸潮滩重金属源汇通量估算

根据2002～2003年长江口滨岸潮滩16个站位1年的沉积物重金属含量、粒度和密度等季节性测试数据,结合其他文献的沉积物累积速率资料,初步估算了长江口滨岸潮滩重金属的源汇通量。结果表明,2002年徐六泾以下的河口地区,沉积物中Cu、Pb、Fe、Mn、Zn、Cr的年滞留量分别为3425t/a、2751t/a、3451599t/a、69505t/a、14045t/a和3176t/a,石洞口排污口和黄浦江仍然是这几种重金属的主要污染输入来源之一。潮滩能有效滞留河口水体中的重金属,在长江口0m线以上的潮滩沉积物中,Cu、Pb、Fe、Mn、Zn、Cr的年沉降量分别占到整个河口区重金属沉降量的24.3%、27.6%、32.3%、32.4%、20.5%和23.2%。从潮滩重金属的沉降通量来看,南汇边滩的沉降通量最大,长江口南岸潮滩明显高于长江口北支潮滩,说明位于排污口下游的滩地能有效削减入海重金属污染负荷。     

Construction of a fluvial facies knowledge graph and its application in sedimentary facies identification

Lithofacies paleogeography is a data-intensive discipline that involves the interpretation and compilation of sedimentary facies. Traditional sedimentary facies analysis is a labor-intensive task with the added complexity of using unstructured knowledge and unstandardized terminology. Therefore, it is very difficult for beginners or non-geology scholars who lack a systematic knowledge and experience in sedimentary facies analysis. These hurdles could be partly alleviated by having a standardized, structured, and systematic knowledge base coupled with an efficient automatic machine-assisted sedimentary facies identification system. To this end, this study constructed a knowledge system for fluvial facies and carried out knowledge representation. Components include a domain knowledge graph for types of fluvial facies (meandering, braided and other fluvial depositional environments) and their characteristic features (bedforms, grain size distribution, etc.) with visualization, a method for query and retrieval on a graph database platform, a hierarchical knowledge tree-structure, a data-mining clustering algorithm for machine-analysis of publication texts, and an algorithm model for this area of sedimentary facies reasoning. The underlying sedimentary facies identification and knowledge reasoning system is based on expert experience and synthesis of publications. For testing, 17 sets literature publications data that included details of sedimentary facies data (bedforms, grain sizes, etc.) were submitted to the artificial intelligence model, then compared and validated. This testing set of automated reasoning results yielded an interpretation accuracy of about 90% relative to the published interpretations in those papers. Therefore, the model and algorithm provide an efficient and automated reasoning technology, which provides a new approach and route for the rapid and intelligent identification of other types of sedimentary facies from literature data or direct use in the field.     

长江口水下三角洲沉积物粒度组成及其在减沙背景下的响应

近年来长江口水下三角洲对入海泥沙减少的响应问题越来越受到关注。通过分析长江水下三角洲百年沉积速率的分布特征及位于水下三角洲泥质沉积区不同位置4个浅孔的粒度、~(210)Pb和~(137)Cs数据,探讨其对流域入海水沙变化及水动力变化的响应。研究结果显示,1954年后长江口北支萎缩是导致CDZS10孔所在区域沉积物粒度较其他3孔明显粗的主要原因。而CDZS10孔沉积物上粗下细则是由20世纪80年代三峡蓄水后长江入海泥沙显著下降、海洋动力明显增强引起的。另外,北支萎缩及三峡水库调蓄作用导致泥质区南移,并向杭州湾和嵊泗列岛延伸发展。     

长江现代河流沉积物石英ESR信号强度空间分布特征及其物源示踪意义

近年来,石英ESR信号强度在风成沉积和河流沉积中都已被证明为一种行之有效的物源示踪指标。文章以长江流域干流不同河段及其主要支流为研究对象,共采集20个现代河流沉积物样品,对其粒度组成特征及其石英自然E'₁心,辐照5000 Gy的Al心、Ti心的ESR信号强度空间分布特征及其物源示踪意义进行了探讨,主要取得了以下初步认识：1）长江流域沉积物从上游地区到中下游地区经历了长时间、长距离的搬运,经过了充分的混合,且呈现"沿程细化"之趋势;本研究的长江流域干流河段及其主要支流（河漫滩及江心洲）的沉积物主要以125~500 μm的粒径组分为主,约占全样组分的60%~90%（平均为80%）。2）从上游河段到中下游河段,长江主要支流和干流不同河段沉积物石英自然E'₁心,辐照后的Al心和Ti心ESR信号强度都表现出了较好的空间分异性,即上游河段处于低端元值域而下游河段处于高端元值域。3）长江上游地区以及汉江是长江中下游干流沉积物的主要贡献者,而中下游地区的鄱阳湖水系和洞庭湖水系对长江干流物质的贡献度非常低。

     

Characteristic elemental compositions of the Yangtze River and Yellow River surface sediments and their geological background

Significant differences are noticed in major and trace element compositions between the Yangtze River and the Yellow River surface sediments.The former sediments are rich in some major elements such as K,Fe,Mg,Al,and most of the trace elements which show wide variations in element concentrations,whereas the Yellow River sediments only have higher Ca,Na,Sr,Ba,Th,Ga,Zr,Hf contents and show slight variations in element contents.In the Yangtze River Basin are widely distributed intermediate-acid igneous rocks and complicated source rocks together with strong chemical weathering which determine the elemental compositions of the Yangtze River sediments,while the elemental compositions of the Yellow River sediments are decided by the chemical composition of loess from the Loess Plateau and intense physical weatering.Cu,Zn,Sc,Ti,Fe,V,Ni,Cr,Co,Li and Be can be used to distinguish the Yangtze River sediments from te Yellow River sediments and be treated as tracers for both the sediments to study the processes of their mixing and diffusion in the coastal zones of China.