渤海湾西岸滨海盐渍土的盐渍化特征分析

本文对莎车县泥石流防治工程区域2 m范围内的表层土进行了系统性采样,并对其含盐量进行分析,对该区域盐渍土的分布特征、对防治工程的影响、盐渍土的成因及盐渍化影响因素进行深入探讨。研究发现,研究区主要是中、弱盐渍土,强盐渍土的分布区域很小,没有出现超盐渍土。在气象、地形、地下水、地层岩性等因素综合作用下,研究范围内土壤盐分之中各个离子的相对含量由于盐分含量的不断增加出现了规律性改变。平面上分布呈现自南向北逐渐增强的趋势,临近叶尔羌河方向,盐渍化程度越来越高。垂向上,盐渍土出现明显的分带性和表聚性,表层普遍积盐,全区范围内易溶盐总体上呈向下含盐量逐渐降低的趋势;土壤pH值变化随垂向深度增加而增大。研究区内工程病害为结构物裂缝,分为表面裂缝和深部变形裂缝两类,盐分对工程的侵入破坏导致防治工程表面裂缝的产生,盐渍土的盐胀和溶陷特性导致深部变形裂缝的产生。利用SPSS25对盐渍化的影响因素进行回归分析得到,研究区含盐量与矿化度、潜水埋深、高程空间分布吻合度较高,矿化度与研究区土壤含盐量空间相关性最高,且表现为直接影响。研究成果可为莎车县地质灾害防灾减灾、地区开发建设提供参考,并对其他类似地区盐渍土的研究提供借鉴。     

含盐量对石灰固化滨海盐渍土微结构参数的影响

因土中含有较多的氯盐,引起了石灰固化滨海盐渍土的微结构变化。采用Leica QWin5000图形处理软件对石灰固化滨海盐渍土的SEM照片进行统计,证实随着含盐量的增加,固化土颗粒的等效直径、扁圆度、面积比和充填比等微结构参数呈近线性变化。含盐量增加使得固化土颗粒的粒度分维值增加,颗粒的均一化程度越来越差;而颗粒定向分维则先升、后降、再逐渐趋于一个稳定值,即固化土颗粒的排列方向保持不变。固化土颗粒级配测试结果也与上述变化规律相吻合。     

江苏沿海盐渍土盐渍化程度及其影响因素分析

盐渍土是江苏沿海地区开发建设需关注的地质环境问题之一。本文系统采集5 m以浅的土样,开展易溶盐试验,研究了江苏沿海盐渍土分布规律、盐渍化程度及影响因素。研究结果表明:全区盐渍土平行于海岸线分布;以中、弱盐渍土为主,强盐渍土零星分布。受沉积环境、气候、水文地质条件、人类活动等共同影响,盐渍化程度空间差异明显。平面上,盐渍化程度呈北强南弱、向海岸线方向延伸有逐渐增强的趋势,强盐渍土分布于连云港黏性土区,岩性、地下水矿化度为主导影响因素。垂向上,表层普遍积盐,连云港地区分带不明显,大丰和南通地区自地表而下可划分为三带,表层土蒸发积盐、中层盐动态变化、下层土饱水盐稳定,地下水位、土体结构为主导影响因素。随着沿海大开发的快速推进,为防止次生盐渍化问题,需关注地面沉降导致的地面高程损失诱发海水入侵加重表层土盐渍化,工程建设中可设置隔离层截断高矿化度地下水的毛细作用。     

含盐量对滨海盐渍土物理及水理性质的影响

含盐量的增加使滨海盐渍土含水率与含液率间的差值变大,并导致高估土的干密度,低估土的孔隙比和饱和度。物理性质指标换算和颗粒级配分析试验结果表明,从2%的含盐量开始,随含盐量增加,胶粒含量减少,粘粒和粉粒含量增加,但25μm及以上的粒组含量变化不大。2%以内的含盐量对土的稠度指标影响微弱,当含盐量增加到11%时,盐分结晶形成了较多的晶体颗粒,使土的塑性指数明显下降并呈现出区段性。     

渤海湾西岸滨海平原晚第四纪以来的沉积间断

渤海湾西岸滨海平原1:50 000区域地质调查发现晚第四纪地层多次出现沉积间断.深入的岩石与生物地层、年代地层、磁性地层和气候地层等多重地层学研究及与深海氧同位素曲线的对比表明,这些间断均与寒冷气候有关.氧同位素曲线证实,全球相对寒冷气候时期几乎占过去180万年时间的一半[1],这为本区的寒冷导致间断的推断提供了依据.这些间断可以分为两类,一类即通常为人们熟知的具明显侵蚀面的间断;另一类为极缓慢的沉积(即在空间上占有一定的厚度,并非象第一类那样仅占一个侵蚀面)的层段.作为地层划分重要组成因素,对间断的重视与深入研究,在重建第四纪地质环境演变历史和地层划分中具有重要意义.     

含盐量对石灰固化滨海盐渍土稠度和击实性能的影响

随着含盐量的增加,滨海盐渍土中的盐分结晶形成了更多的盐颗粒,使石灰固化土的稠度指标发生变化,总体上分阶段逐渐下降。含盐量的增加使得石灰固化土的不均匀系数增大,且随着养护龄期的增加而增大。增加土的含盐量,则石灰固化土悬液的电导率随之增加,但电导率几乎不随养护龄期而变化,这表明氯盐没有参与石灰的固化反应,只是吸附在土颗粒的表面或存在土孔隙中,石灰固化后的盐渍土仍然具有一定的吸湿软化性。重型击实试验结果证实,增加含盐量使石灰土混合料的最大干密度略有降低,最优含水率则几乎不变,因此,施工中可不考虑含盐量对石灰固化滨海盐渍土现场碾压效果的影响。     

中新天津生态城不同区域土壤盐渍化特征研究

在中新天津生态城开展为期1年的土壤含盐量监测工作,揭示了生态城不同区域土壤盐渍化特征.结果表明,中新天津生态城土壤盐渍化现象严重,盐渍化程度向着海岸线方向由北向南逐渐加重,表层0~5 cm土壤是普遍的盐分积累段,南部旧盐田地区则存在埋深120~170 cm左右的深部盐分积累段.不同区域土壤中离子构成的差异明显:北部土壤中SO42-比例较高,γ(Cl-)/γ(SO42-)值随深度不断减小;中部地区土壤γ(Cl-)/γ(SO42-)值随深度不断增大;南部旧盐田地区土壤中γ(Cl-)/γ(SO42-)值随埋深呈现出先减小后增大的趋势,埋深170 cm为最低值.研究区土壤盐渍化特征受气候、潜水水质、植被情况和历史上的制盐活动等因素的影响,其中潜水水质和制盐活动是导致土壤中阴离子组成差异的主要原因.     

飓风的启示：渤海湾西岸现状与趋势分析

墨西哥湾飓风促使本文作者再次反思渤海湾西岸的现状:海岸线由曲折转为平直的、以侵蚀为主的自然进程,人为活动为主因造成的潮间带变宽变缓的、以淤积为主的干扰进程,以及二者之间的交互作用。提出在海面上升、地面下沉伴随下,在淤积进程达到其顶点后、重归以侵蚀为主的自然进程的可能前景,届时的“沼泽化”威胁,将加剧目前以“封闭治理”理念为主导的防洪措施对环境的不良影响。     

渤海湾西岸风暴潮:叠加地质因素的新探讨

通过对渤海湾西岸1895年以来11次风暴潮高水位的厘定,证实并确定了50年、100年、200年直至10000年一遇的风暴潮高水位值。定量评估了风增水与波浪对风暴潮高水位的贡献。进一步从地学角度讨论了21世纪10年间隔的海面上升量、地面下沉与围海造陆共同作用、海面上升引发的净增水效应及河口增水效应。根据上述各类参数,预测了至2050年的10年间隔、50~10000年不同重现期的极端水位,并讨论了地面下沉对风暴潮测量准确性的影响。认为当前的防潮堤(海垱)高度可抵御50~100年一遇的风暴潮的侵袭,但据所讨论的综合因素的影响,建议2020年防潮堤的高度应达到+4.8m,2030年达到+5.1m(85高程)。     

渤海湾西岸全新世再搬运贝壳驻留时间效应初探

以渤海湾西岸大港区穿港路采土场内贝壳堆积层中的闭合贝壳、单瓣贝壳和贝壳碎屑为对象,开展全新世再搬运贝壳的驻留时间效应研究。通过对5个剖面(剖面2、4~7)、3个层位的15个贝壳测年样品(闭壳合、单瓣壳和贝壳碎屑)AMS14C年龄对比,初步获得研究区单瓣贝壳(或腹足类)的驻留时间经验值为440a、贝壳碎屑的驻留时间经验值为650a。     

含盐量对石灰固化滨海盐渍土力学强度影响试验研究

随含盐量的增加,滨海盐渍土中的盐分结晶形成了许多晶体颗粒,改变了土的颗粒级配和微结构形式,使土的力学强度发生变化。无侧限抗压试验和三轴压缩试验结果表明,随含盐量的增加,石灰固化土的无侧限抗压强度和抗剪强度降低;随养护龄期的增加,石灰固化土的无侧限抗压强度和抗剪强度增加;随含盐量的增加,固化土试样浸水和不浸水无侧限抗压强度之间的差值越来越小。工程应用滨海盐渍土时需控制土的含盐量。     

渤海湾西岸南大港、北大港中晚全新世潟湖底板虚拟重建

约400km^2的1：5万白水头-歧口镇幅是渤海湾西岸南大港与北大港古湖的组成部分。以1：5万白水头-歧口镇幅175个区域地质调查点的多维数据——点的坐标、点的地表与所揭露的潟湖底板的高程和区域性年代学框架——为基础，对南、北大港古潟湖其余约880km^2未实测区域布设控制贝壳堤和潟湖底板高程的虚拟三维地质点275个(虚拟点的坐标、贝壳堤顶部与湖底板的高程)。应用C-Tech公司EVS Pro软件的三维技术处理实测与虚拟的450个地质点，获得了约5000年以来、面积约1280km^2的南、北大港古潟湖底板与贝壳堤的模拟形态。     

渤海湾西岸沧县隆起中更新世地层间断*

渤海湾西岸天津平原南部静海区400m深CGZ5孔、大港区500m深TPZ1孔岩心的岩石地层、磁性地层、¹⁴C测年、微体古生物研究表明,2个钻孔底部分别进入到定年3.6Ma的高斯(Gauss)正极性带和定年4.5Ma的吉尔伯特(Gilbert)极性带上部;位于西侧沧县隆起的CGZ5孔2.58Ma古地磁M/G(松山/高斯,Matuyama/Gauss)极性带界线位于225m,位于东部黄骅坳陷西斜坡的TPZ1孔该界线位于208m;0.78Ma的B/M(布容/松山,Brunhes/Matuyama)极性带界线分别位于55m和68.6m。结合微体化石分析、3期海侵地层的确定以及岩石地层特征,可判断CGZ5孔和TPZ1孔上更新统底板分别位于55m 和63.4m。依据末次盛冰期低水位域潴育化黏土层位,确定全新统分别厚14.8m和16.5m。上述2孔之间的黄骅坳陷板桥主凹陷中CQJ4孔,B/M和M/G界线分别位于74m和340m。西部CGZ5孔显现整个中更新统缺失,东部TPZ1孔中更新统仅厚5.3m。推测这一地层间断可能是由于渤海海盆在中更新世初期发生快速断陷,在河流到海盆的高差加大的背景下,河流输送物大部流入海盆,海盆边缘的沧县隆起和相邻的滨海平原发生了过路作用。在“源到汇”古地理状况变迁过程中形成的东部大平原,中更新世的沉积动力学背景需要进一步研究。     

渤海湾西岸BQ1孔揭示的沉积环境与海面波动

渤海湾西岸BQ1孔位于歧口凹陷区内,孔深95．6m,揭露了晚更新世以来比较连续的沉积。通过对109个样品鉴定和环境分析,共分辨出Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个海相层及其内部的海面波动。每个海相层内均有前后2次海侵高峰和中间的海退。在全新世海侵层中共区分出9次海面波动,分辨率达500-800a级;第Ⅲ海相层存在5次海面波动,与深海。同位素的5a、5c、5e分期的峰值大体对应。在海相层中,海陆过渡相层位占较大比例,其中的石膏结晶和黄铁矿晶簇是该相的重要指相矿物。所见的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ海相层皆为平均海平面下数米的浅海沉积。     

渤海湾西岸CZ01钻孔沉积物粒度端元分析及其气候—海平面变化响应*

沧州地区位于海陆交互的渤海湾西岸,易受到海平面变化和极端气候事件的影响,对于全球气候变化的响应十分敏感。应用非参数化端元分析模型将沧州地区CZ01钻孔中更新世晚期以来的沉积物粒度划分出6个端元并分析其物源,结合已有地质记录,揭示不同时间尺度下各端元对气候—海平面变化的响应。结果表明: (1)EM1(5.01 μm)主要为远源的风尘输入,EM2(13.18 μm)和EM3(39.81 μm)为古黄河所携带的沉积物,EM4(69.18 μm)和EM5(138.04 μm)为海相沉积物,EM6(275.42 μm)可能指示古洪水等极端气候事件。(2)深海氧同位素(MIS)Ⅰ 阶段,气候温暖湿润,EM4+5含量指示渤海海平面整体呈波动上升的趋势并逐渐接近现代海平面。该阶段内由于11.5 ka BP左右的新仙女木事件以及5.1 ka BP左右冷干事件的发生,渤海海平面在稳定上升状态后出现停滞或小幅下降的现象; 而在9.5 ka BP、7.5 ka BP、5.8 ka BP和1.7 ka BP左右,东亚夏季风增强导致降水增加,渤海海平面升高。(3)MIS Ⅵ 阶段北半球气候冷干,150~132 ka BP左右因喜马拉雅运动减弱造成的区域沉降中心转移致使渤海海面升高。MIS Ⅴ 阶段气候波动剧烈: 在间冰期暖期(5a、5c和5e)气候暖湿,渤海海平面上升; 而MIS5b和5d时期渤海海面高度较低。MIS Ⅳ 阶段较MIS5a末期海平面突然下降后趋于稳定,期间出现若干次小规模海侵事件,可能与东亚夏季风频繁变化有关。MIS Ⅲ 阶段至末次冰盛期海平面大幅度下降且存在周期性升降变化,并在46 ka BP左右出现大规模海侵事件。MIS Ⅱ 阶段较MIS Ⅲ 阶段海平面出现小幅度下降,为低海平面时期; 伴随15 ka BP左右冰盛期的结束,东亚夏季风增强,海平面开始上升。渤海海平面180 ka BP以来的变化记录与北半球乃至全球范围内的地质记录存在一致性,与太阳辐射波动引起的冰川消融及东亚夏季风变化密切相关。     

渤海湾西岸全新世地层的分段与划组

本文以岩性地层、气候地层(CaCO3含量、古温度和Rb/Sr比值等)、年代地层、沉积化学地层和生物组合地层等资料为基础,根据地层规范以及建组要求将渤海湾西岸全新世地层划分为3个组:独流镇组( Qh3 dl)、大黄洼组(Qh2dh)和西翟庄组(Qh1xz).其地层埋深界线及测年界线分别为:晚全新世独流镇组(Qh3dl)与...