基于偏正态概率分布的粒度分布次总体分离及其沉积环境指示意义

沉积物颗粒是某种沉积环境和水动力条件下多个沉积过程的最终产物。粒度分布是原始沉积信息的载体,是来自不同沉积过程的多个次总体的叠加,频率曲线可能表现为双峰或者多峰特征。传统的沉积学粒度分析方法并未深入研究次总体;常见的概率分布模型在分离次总体后无法全面计算统计参数。本文以214份鄱阳湖现代沉积物的粒度分布数据为例,利用偏正态概率分布模型共分离提取977个次总体,计算各个次总体的统计参数,并对比分析了不同沉积环境中次总体参数的异同。结果表明：① 次总体均值、方差、偏度、峰度、所占百分比和最大频率等参数规律明显;② 从曲流河河道到河流末端、在河流末端顺流方向上和河道左右两侧远离河道方向上,粒度分布中主要次总体粒度均值逐渐减小,河道间洼地和湖区沉积物粒度分布的各个次总体占比接近;③ 江心洲的河道砂和河漫滩细粒粒度分布分别由3种和5种不同类型次总体组成。该方法可为沉积环境的定量判断和沉积过程的定量研究提供参考。     

长江武汉段天兴洲低滩沉积物粒度端元对河流—风成沙丘沉积环境的指示意义

河床沙波向风成沙丘演变的过程具有特殊的沉积动力机制。笔者等以68份长江武汉段天兴洲洲头低滩沉积物的粒度分布数据为例,利用端元分析方法从每个粒度分布中分离提取4个粒度端元组分(EM1、EM2、EM3和EM4),探讨了河流—风成沙丘不同沉积环境中粒度端元的异同。研究结果表明：EM1和EM3组分在粒度分布中占比与沉积物粒度中值分别呈较好的线性正相关和负相关;河流沉积物主要由EM1、EM2和EM3组成的跳跃方式搬运,对应滚动次总体的EM4组分占比5%~10%,少悬浮搬运;风成沙纹沉积物主要包括两段跳跃次总体,以EM2组分为主、EM1和EM3组分为辅,少EM4组分;沙丘背风面沉积物主要靠颗粒流顺坡滑塌,以EM2组分为主、EM1和EM3组分为辅,含占比约为5%的EM4组分;未被风成沙纹覆盖的沙丘波谷沉积物记录了河流和小型滞水洼地的沉积特征,代表滚动次总体的EM4组分占比7%~15%,悬浮次总体占比可达20%。本文提取的沉积物粒度端元为弱风环境中河道内局部小型河流—风成沙丘的沉积环境和演化过程研究提供了参考。     

长江武汉段天兴洲低滩沉积物粒度端元对河流—风成沙丘沉积环境的指示意义

河床沙波向风成沙丘演变的过程具有特殊的沉积动力机制。笔者等以68份长江武汉段天兴洲洲头低滩沉积物的粒度分布数据为例,利用端元分析方法从每个粒度分布中分离提取4个粒度端元组分(EM1、EM2、EM3和EM4),探讨了河流—风成沙丘不同沉积环境中粒度端元的异同。研究结果表明：EM1和EM3组分在粒度分布中占比与沉积物粒度中值分别呈较好的线性正相关和负相关;河流沉积物主要由EM1、EM2和EM3组成的跳跃方式搬运,对应滚动次总体的EM4组分占比5%～10%,少悬浮搬运;风成沙纹沉积物主要包括两段跳跃次总体,以EM2组分为主、EM1和EM3组分为辅,少EM4组分;沙丘背风面沉积物主要靠颗粒流顺坡滑塌,以EM2组分为主、EM1和EM3组分为辅,含占比约为5%的EM4组分;未被风成沙纹覆盖的沙丘波谷沉积物记录了河流和小型滞水洼地的沉积特征,代表滚动次总体的EM4组分占比7%～15%,悬浮次总体占比可达20%。本文提取的沉积物粒度端元为弱风环境中河道内局部小型河流—风成沙丘的沉积环境和演化过程研究提供了参考。     

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。     

贵州普定碳酸盐岩上覆松散堆积物的沉积环境初探

通过对贵州省普定县马官地区不同地貌部位的4个剖面进行详细的粒度分析,把粒度参数以及频率曲线与各种沉积环境的特征进行对比,排除了河流沉积、风成沉积的可能性。研究区域各剖面的粒度分布特征表明其沉积环境属于碳酸盐岩溶蚀残余风化,同时还有坡面流水和地下水作用的参与。     

海南岛崖州湾宁远河河口区现代沉积特征

崖州湾宁远河河口区位于海南岛南侧,是以陆源为主、沉积环境相对简单的小型河流入海沉积区。分别在宁远河中游、下游、河流两侧海岸带以及近岸300余米的滩坝处,采集了5根重力柱状样、55个底质沉积物样品,通过粒度分析和同位素测试,对研究区近代沉积物沉积环境、空间展布规律和水动力演化规律进行了详细探讨。结果发现,研究区主要以河流三角洲沉积为主,在空间上,根据沉积物粒度和分选将研究区划分为五类沉积环境分区;在时间上,近百年来不同地区的水动力变化有所区别,入海口附近区域水体动荡随时间变化频繁;而河道上游附近区域水体条件变化小,形成明显的沉积旋回。     

临洪河口现代沉积环境及重金属元素的分布特征

对江苏北部临洪河口不同区域的表层与柱状沉积物进行了粒度分析、石英颗粒表面微细结构和沉积物的测年分析以及沉积物中的重金属含量分析．将河口划分为不同的沉积环境区．探讨了不同沉积环境中沉积物的粒度分布、石英颗粒表面微细结构、沉积速率以及重金属元素分布差异的原因。结果显示,临洪河口可以划分为低潮滩上的波浪与潮流强烈混合作用区、高潮滩上的弱潮流作用区、口门附近的潮流与河流强烈混合作用区和河道内河流与潮流弱混合作用区。重金属的含量在柱样的30～40cm深度呈现向表层递增的趋势,Hg的污染比较严重．其他元素基本无污染,整个河口区域的生态危害性严重;沉积物粒度分布不是该区域重金属分布的主要影响因素,城市污水排放量增加、氧化还原层位、沉降方式和不同沉积区的水动力环境是影响本区域重金属元素分布和累积的主要原因。     

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。     

钱塘江南岸ＳＥ２孔晚第四纪以来沉积物粒度特征及环境演化

利用钱塘江南岸萧山地区SE2孔的粒度资料,分析了粒度参数、频率分布曲线和概率累积曲线的 特征,并结合沉积物的岩性、沉积构造和有孔虫的分布特点,探讨了该区自晚第四纪以来的沉积环境演化。结 果表明,晚第四纪以来,钱塘江南岸地区依次接受了河床相、河漫滩相、潮坪相、近岸浅海相和河口湾相5种 沉积。河床相沉积物以砂砾为主,粒度参数变化较大,概率分布曲线为3段式,频率分布曲线为不对称的双峰 式,主要发育块状层理,生物化石稀少。河漫滩相以细砂、粉砂级沉积物为主,频率分布曲线为单峰式,富含 生物壳体碎屑和植物根茎。潮坪相沉积物表现为粉砂和黏土互层沉积,粒度参数变化频繁,频率分布曲线多为 双峰式,韵律层理发育。近岸浅海相沉积物主要为淤泥质黏土,粒度参数稳定,概率分布曲线为2段式,以悬 浮组分为主,频率分布曲线为单峰式,有孔虫含量丰富。河口湾相沉积物以粉砂和细砂组成的韵律性沉积为主, 粒度参数富于变化,概率分布曲线为3段式,频率分布曲线为双峰式。     

河北平原中部保定西伯章剖面晚第四纪沉积特征及其环境意义

对河北平原中部保定西伯章厚20.74 m的剖面进行实测,系统采集粒度和光释光（OSL）样品进行分析,以期获得其沉积特征及环境演变信息。光释光测年显示该剖面为102~8.69 ka的沉积,时代属于晚更新世到早全新世。岩性和粒度分析表明该剖面为曲流河冲积沉积,可以进一步划分为河道沉积和河漫滩沉积。河道沉积以含云母碎片的中粗砂为主,发育斜层理,频率曲线以正偏双峰频率曲线为主,分选中等到较差,概率累积曲线以跳跃组分为主的两段式为主。河漫滩沉积以黏土质粉砂为主,含保存良好的腹足类化石和钙质结核,频率曲线以负偏双峰为主,分选差,概率累积曲线以悬浮组分占比大的两段式为主。C-M图显示该剖面以均匀悬浮沉积为主,属典型曲流河沉积。实测剖面与黄土剖面对比分析显示西伯章剖面可以分为三个阶段,下部20.74~16.14 m为末次间冰期晚期沉积,气候温暖湿润,以粉砂质沉积为主;中部16.14~3.18 m为末次冰期沉积,气候干冷,沉积物显示细—粗—细的特征,与末次冰期早冰阶—间冰阶—盛冰阶一一对应;上部3.18~0.2 m为冰后期沉积,与末次间冰期晚期沉积环境类似,以黏土和黏土质粉砂沉积为主。粒度成因分析揭示了河北平原中部保定凹陷区晚第四纪沉积环境主要为河流冲积环境,粒度阶段性分布特征是晚第四纪以来冰期-间冰期气候的物质响应。      

黄河三角洲南部宁海—西双河叶瓣潮滩沉积物粒度特征与季节变化分析

根据15个表层沉积物丰、枯季粒度数据,综合运用Pejrup粒度三角图、粒径-标准偏差曲线以及粒度参数分析法,对现代黄河三角洲南部宁海西双河叶瓣潮滩丰、枯季沉积物粒度特征进行了分析.结果 表明:沉积物粒度存在季节性变化,且空间分布不同.丰季由于降水量大,总体沉积环境相对稳定;枯季沉积环境相对动荡,受现代黄河影响明显.粒度...     

湖北松滋关洲遗址沉积环境演化及长江河道变迁

关洲古文化遗址位于长江松滋段江心洲地表之下,是江汉平原地区迄今最早的新石器时期文化遗址,也是同时期规模最大的遗址,是长江中游史前文明化进程的重要佐证.江心洲何以引来古人类栖居,尚未得到很好的解释.为了探讨该古文化遗址与长江关洲段河道变迁历史及其沉积环境演化过程之间的关系,对关洲遗址典型剖面的沉积物样品进行了14C测年和粒度分析.结果表明:剖面沉积年代为约12 783 cal.a B.P.至近现代;剖面下部（11.65~6.70 m）沉积物粒度偏细,粒度曲线反映出水动力较弱、低能的河流漫滩沉积环境;中部（6.70~2.10 m）沉积物粒度粗细互层交替出现,粒度曲线反映水动力较强的边滩-漫滩交替沉积环境,属于河床堆积;上部（2.10~0 m）沉积物粒度偏细,粒度曲线反映水动力较弱、低能的河流漫滩沉积环境.基于以上分析,关洲遗址沉积演化及长江关洲段河道变迁可分为3个阶段:第一阶段（11.65~6.70 m）,约12 783 cal.a B.P.至明清,关洲与陆地相连,且城背溪文化期至明清之间古人类倚河而居,该阶段关洲位于长江主河道南侧的高河漫滩环境;第二阶段（6.70~2.10 m）,明清后期,为动荡的河道沉积环境,关洲处于河流凹岸,侵蚀作用加剧,长江主河道逐渐往南迁移,河道河床沉积出现,关洲逐渐演化成心滩;第三阶段（2.10~0 m）,近现代期间,关洲正式演变成江心洲,长江主河道迁移至关洲岛南侧.      

长江三角洲ZK01孔末次盛冰期以来沉积物粒度特征及环境演化

根据长江三角洲ZK01孔的粒度资料,从粒度参数、斜体图、概率累积曲线和频率分布曲线等对末次盛冰期以来的沉积物粒度特征进行了详细分析,并结合沉积物的岩性、沉积构造和有孔虫的分布特点,探讨了该区末次盛冰期以来的沉积环境演化。分析表明,ZK01孔末次盛冰期以来,沉积物自下而上可分为5段:河床沉积物以砂和砾质砂为主,粒度概率累积曲线为以跳跃总体为主的两段式;河漫滩相为砂质和黏土互层,概率累积曲线呈以悬浮总体为主的具过渡的两段式,频率分布曲线为双峰或多峰式;河口湾沉积物的粒度参数变化显著,在C-M图上表现为粗细分异明显的两类,对应两种两段式累积曲线,频率分布曲线亦有单峰和双峰式两类;浅海相主要为淤泥质黏土,粒度参数较稳定,概率累积曲线为一段式,几乎均为悬浮总体;三角洲沉积物以细砂和粉砂为主,概率累积曲线为以跳跃总体为主的具过渡的两段式。研究区该时期依次经历了河床、河漫滩、河口湾、浅海和三角洲等5种沉积环境。     

南极长城站区松散沉积物的粒度特征及环境意义

南极长城站区地表松散沉积物按成因分为冰碛、冰缘沉积、冲积、湖积和海岸沉积。对其部分沉积的３．５２ｍｍ以下粒度分析表明，其粒度特征有明显的差别，能很好地反映其形成过程和环境特征。按冰缘沉积、冰碛、冲积和海岸沉积的次序，其粒度组成中砂粒级的含量增加，粉砂和粘土的含量减少；分选性由分选差变为分选较差和分选好；平均粒径分别落在极细砂、细砂、中砂和粗砂粒级；偏度由极正偏变为近对称。粒度参数散点图中各种沉积物的分布有明显的区别。粒度频率曲线的差别能很好地反映沉积物各自的形成过程特点。而冲积和海岸沉积服从正态概率分布，其累积图表现为直线形；冰缘沉积和冰碛服从罗辛概率分布，在累积图中表现为直线形     

对应分析和模糊聚类分析在砂岩粒度成因研究中的应用

砂岩的粒度特征是其成因的重要标志.概率图解、C—M图解、粒度参数散点图等是目前粒度分析资料处理上使用最多最广的几种方法.概率图解主要是通过总体筛分、识别不同总体的特征及其相互关系来阐明沉积物的搬运机理、水动力条件及其与沉积环境的关系;C_M图、粒度参数散点图则是从沉积物的粒度分布中选取有代表性的粒度参数作图,通过与已知沉积环境中同类型图像的对比来阐述沉积物(岩)的沉积环境和搬运机理. 这些方法在砂岩粒度成因研究中起了一定的作用,向沉积岩(物)成因解释的定量化迈开了可喜的一步.但是,由于砂岩的粒度特征受多种因素的影响,如水动力条件、沉积环境、陆源区的母岩类     

江汉平原洪水沉积物的粒度特征及环境意义——以2005年汉江大洪水为例

2005年10月初汉江发生了自1983年以来最大的一次洪水。通过对江汉下游仙桃河段不同地貌单元洪水沉积物的系统取样和分析,发现2005年汉江洪水沉积的粒度特征具有以下特点：  1)不同河道地貌单元的沉积物粒级组分有所不同,高河漫滩的粒径相对偏细,主要以粉砂级组分为主（49.56.％）,粘土含量相对较高（约为4.871％）。低河漫滩和平水位边滩沉积物的粒径相对偏粗,主要以砂级组分为主（低河漫滩为82.96.％,边滩为69.72.％）,低河漫滩沉积物中粘土含量较少,只有1.058.％; 2)平水位边滩沉积物的粒径的统计平均值比高河漫滩沉积物值偏大,而标准差值的统计平均值却比高河漫滩和低河漫滩沉积物的偏小;   3) 3种地貌单元中,高河漫滩的偏度平均值最大,低河漫滩的偏度平均值最小,但低河漫滩偏度平均值的分布范围却较大;   4)低河漫滩沉积的粒度参数值曲线的空间波动起伏最为明显,而高河漫滩粒度参数值的空间变化不大;   5) 3种地貌单元的峰态系数的统计平均值均大于1.15（为窄态）,频率曲线表现为单峰,概率累积曲线都较平缓且均为2段式,反映了一般河流高水位沉积的基本特征。分析认为,粒度特征与河道不同地貌单元的微地貌形态和沉积结构是一致的,均是由洪水时不同地貌单元的水动力特征决定的。     

频率分布曲线和概率累积曲线在沉积物粒度数据分析中应用的对比

本文以乌兰布和沙漠钻孔岩芯沉积物为例,测量了其中沙丘砂和沙丘底部湖相沉积物的粒度。通过对比和分析同一样品在粒度概率累积曲线和频率曲线上所反映的信息,发现概率累积曲线能更直观、准确、定量地显示沉积物粒度组成及各特征组分的分选性,包含有比频率曲线更丰富的沉积环境信息。     

鄂东南麻土坡煤系下煤顶板砂岩粒度分析

利用当代已知环境沉积物的粒度分析资料来探索古代沉积物的沉积环境,是岩相古地理研究工作中的一种重要手段。我们对鄂东南(包括赣北部分地区)麻土坡煤系下煤顶板砂岩做了50多个样品的粒度分析,进行了各种粒度参数的计算,编制了各种粒度参数图件,试图揭示砂岩沉积时的介质动力条件,继而判断沉积环境。     

季节性河道与暂时性河道的沉积特征——以新疆白杨河冲积扇为例

通过对新疆现代白杨河冲积扇的地貌和现代沉积进行调查,发现冲积扇表面发育两种不同类型的河道,一种为季节性河道,另一种为暂时性河道。暂时性河道内水流占有率小于50%直至接近于0,主要由暴雨形成突发性洪水造成,季节性河流河道内流水占据率为50%左右,输出水流特征介于暂时性河道和常年性河流河道之间。白杨河主河道属于季节性河道,河道占冲积扇表面面积2.1%,沉积物以砾石质为主,颗粒粗、磨圆度高、分选较好,泥质含量低、叠瓦状排列特征明显,沉积物具有向下游变细的趋势,河道形态沿程变化明显。暂时性河道占冲积扇表面面积97.9%,沉积物粒度相对较细,磨圆度低、分选差、泥质含量高,河道规模向下游减小,分叉增多。季节性河道以河道径流为主,暂时性河道主要以片流、泥石流等方式搬运沉积物。季节性河道沉积物主要来自上游较远的源区,暂时性河道的沉积物来源于冲积扇扇根附近基岩风化形成的倒石锥,塌积扇和山地泥石流沉积,一部分来自于对冲积扇原有沉积物的改造、搬运和再沉积。季节性河道是形成冲积扇扇体的主要动力,暂时性河道主要对冲积扇起改造作用。研究深化了对干旱地区冲积扇沉积过程和沉积特征的认识,丰富了冲积扇的沉积模式。     

额济纳盆地GN100钻孔不同沉积相的粒度特征

内蒙额济纳盆地GN100钻孔的沉积相可划分为河流相、湖泊相、沼泽相及风成砂沉积。对该钻孔不同沉积相代表性 沉积物的粒度分析表明：额济纳盆地沉积物的粒度特征能够有效区分沉积环境和动力过程。河流相沉积物主要粒度组分为 粗砂,以滚动搬运为主,判别值Y为大于1;风成砂主要粒度组分为细砂,Y值范围主要在0附近;沼泽相也以细砂为主且 较风成砂更细,Y值主要为负值且小于风成砂;湖相粒度组分主要为细粉砂,以悬浮搬运为主,但不完全是静水悬浮搬 运,相比于静水沉积相对颗粒偏大,而Y最小,为小于-9。这些结果可以为区域沉积环境的准确解释提供参考。