长江中游洪水沉积特征与标志初步研究

洪水记录是研究洪水规律的重要依据。通过对1998、1999、2002年长江中游洪水沉积物的系统观察、对比和研究,结果表明,长江中游洪泛沉积在沉积体形状、沉积结构和沉积物成分等方面,具有与正常河道沉积明显不同的特点,可为古洪水事件确定提供可能和依据。根据沉积环境的不同,长江中游洪泛沉积大致可分为3种类型:溃口洪水事件的沉积、滨岸带的洪水沉积和洪水漫滩沉积。进而对各种类型的沉积学特征进行了分析、归纳和总结,初步建立了其识别标志。     

晚更新世以来长江水下三角洲的沉积结构与环境变迁

根据长江口外的三口钻井（Ch₁,Ch₂和Ch₃）的沉积岩心资料研究了冰后期长江水下三角洲的沉积构造;它们由前积层,底积层和边缘沉积三部分组成。并根据14C,热发光测年和生物地层的研究探讨了该区自晚更新世以来的环境变迁,在中更新世末,本区为陆相沉积环境,随着玉木冰期中亚间冰期的到来,研究区发生了海侵,当玉木冰期最盛时期,这里又成为湖泊环境,又随着全新世的到来,再度出现浅海环境,随着河口三角洲的逐渐形成,构成了今日长江水下三角洲的沉积体系。     

长江中游荆州―公安段洪水滞流沉积物特征分析

在野外考察的基础上,对长江中游荆州―公安段学堂洲、文村夹和二圣洲三处1998年洪水滞流沉积物地层剖面进行了样品采集和粒度、磁化率特征分析,结果表明:1)洪水滞流沉积物中黏土成分较少,含量波动于3.38%～15.66%之间,主要成分为粉砂和砂;文村夹中、下部砂的含量较高,分别为79.9%和80.32%,其他点组分都以粉砂为主;2)各采样点不同深度层位的粒度概率累积曲线主要呈现两段式,普遍缺乏推移质组分,学堂洲下部和二圣洲中部虽呈现三段式,但推移质的含量非常小;3)洪水滞流沉积物的粒度组成不仅受形成时的水动力条件影响,还受其所处地理位置的影响,主要体现为各采样点下部层位沉积物粒径普遍大于上层,文村夹点各层沉积物粒径大于其他两个采样点;4)三个采样点洪水滞流沉积物磁化率变化范围为67.41～299.59SI,学堂洲和文村夹两处的磁化率远高于二圣洲,各采样点地层剖面下部磁化率均高于上部,同一采样点沉积物磁化率与粒度具有一定的相关性,具体表现为粒径越大,磁化率越高。     

长江河口水下三角洲210Pb分布特征及其沉积速率

通过对长江水下三角洲采集的十个沉积物柱状样中的放射性核素210Pb分析得知,长江水下三角洲表层210Pb放射性比度在2.15~4.22 dpm·g-1之间,210Pb沉降通量在1.50~11.21 dpm·cm-2 yr-1之间,过剩210Pb总量在>48.29~>361.68 dpm·cm-2之间;210Pb沉降通量以及过剩210Pb总量均高于理论值,这表明在沉积物中存在210Pb的净输入和聚集。由210Pb放射性比度剖面所反映的沉积速率可知长江水下三角洲泥质沉积区沉积速率介于1.36~4.11 cm·yr-1之间;总体上呈现近岸沉积速率较低,沿31°N纬线向20 m等深线沉积速率升高的趋势,从122°15′E到122°30′E范围为长江水下三角洲的泥质沉积物堆积中心,其平均沉积速率为3.51 cm·yr-1。     

近百年来长江口外泥质区高分辨率的沉积记录及影响因素探讨

通过对长江口外泥质区ZM11柱样的粒度和常微量元素分析,结合210Pb年代测定,探讨了研究区近百年来的沉积历史及影响因素。研究表明,ZM11柱样1950年以来平均沉积速率约为2.5 cm/a;受长江深水航道建设以及水下三角洲前缘侵蚀的影响,近十年来ZM11柱样沉积速率仍然保持3 cm/a以上;46 cm处0.3 cm厚的细砂层记录了1998年特大洪水事件,1998—1999年前后ZM11柱样沉积厚度高达20 cm。ZM11柱样沉积物物质成分较为均一,以粉砂为主;近百年来粒度变化与大通站泥沙粒径变化趋势不尽相同,可能主要受水下三角洲沉积环境控制。元素分析结果表明ZM11柱样沉积物物源比较稳定,基本来自长江物质输入,影响岩芯沉积物元素含量变化的因素主要有沉积物粒度组成、长江碎屑物质输入、生物作用以及人类活动。     

长江三峡库区中坝遗址地层洪水沉积粒度特征及其沉积环境

通过对三峡库区中坝遗址1981年洪水沉积和疑似古洪水沉积的粒度对比分析，发现它们的平均粒径、分选系数、偏度、峰度和众值粒径都在同一值域范围内；频率分布曲线相似，呈单峰态；概率累积曲线都呈明显的三段式。从而推断出中坝遗址的文化间隙层为古洪水沉积。在考古断代和AMS14C测年基础上，对洪水沉积环境研究发现，中坝遗址洪水沉积大多发生在我国的暖期，但周朝和宋代的洪水沉积发生在我国冷期，这与我国气候小循环和当地独特的地貌特征有关。清代以后，沉积物平均粒径明显变大，表明当地植被已经退化；沉积物平均粒径和峰度变化幅度大，说明人类活动使当地生态系统变得脆弱，气候多变。     

渭河渭南段高漫滩沉积记录的洪水研究

本文根据渭河渭南段两个典型高漫滩沉积剖面中和2005年洪水沉积中376个样品的粒度分析,并结合历史文献资料研究了高漫滩沉积层代表的洪水变化。结果表明, 渭河高漫滩洪水沉积以粉砂和极细砂为主, 分层明显,分辨率高,能够指示洪水频次、洪水位高度和洪水动力。两个剖面厚度为约5.3m,均可分为19个层位,指示至少发生了19次较大规模的洪水。粒度分析确定的19个洪水阶段与历史文献记录的大洪水阶段基本一致。粒度参数Md、Mz、σ、Sk、Kg在剖面各层差异明显,也指示了各阶段洪水的差异。 其中WN1剖面中第15、14、10、3、12、4、13、6、8、2阶段洪水发生时高漫滩上的洪水深度大于2005年渭南渭河高漫滩上16m的洪水深度,当时河床之上的洪水深度大于81m,其余洪水阶段发生时河床之上的洪水深度接近或略小于81m,是当时发生了大洪水或中等规模洪水的显示。根据渭河流域近代大洪水发生年的降水条件确定,WN1、WN2剖面多数阶段洪水的发生是当年降水量的显著增加造成的。     

末次间冰期以来兴凯湖黑碳的沉积记录及其环境意义

在我国东北地区,黑碳记录较少,尤其是长时间尺度记录,区域火灾如何响应于气候变化还存在争议。本研究通过对兴凯湖XK08-A2钻孔约336 cm岩芯,共136个沉积物样品的黑碳含量进行了分析,并结合石英光释光和加速器质谱¹⁴C测年结果,探讨了末次间冰期以来东北地区火灾历史与古环境的联系。兴凯湖沉积物黑碳含量的平均值在末次间冰期、末次冰期以及全新世分别为0.51±0.10‰、0.68±0.15‰和0.71±0.20‰。兴凯湖沉积物中黑碳含量从下向上呈增加趋势,表明末次间冰期区域火灾的发生频次较低、规模较小,末次冰期火灾的频次升高、规模越来越大,全新世阶段火灾的频次和规模与末次冰期相当。这些变化与轨道尺度东亚夏季风进退以及人类活动密切相关。从末次间冰期到末次冰期,东亚夏季风变化是东北地区火灾发生的主要控制因素。强盛的东亚夏季风带来充沛的降水,促进了低洼地区湿地沼泽的发育,缩短了火风险期,致使发生大规模火灾的概率较低。自然背景下季风降水主导我国东北地区火灾的发生,与黄土高原和西南地区一致,但与欧美地区受温度影响存在显著的空间差异。全新世在人类活动的影响下,虽然东亚夏季风增强...     

端元分析在长江武汉段古洪水识别中的应用

端元建模分析能够从具有复杂粒度分布特征的沉积物中提取出代表不同沉积动力过程的端元,进而对区域古洪水期进行揭示。以具有代表性的长江堤后湖泊ZK145钻孔晚第四纪沉积物为例,采用特征向量旋转算法对该钻孔粒度资料进行了端元建模分析。结果显示,可分离出4个具有明确地质意义的端元:EM1代表河流冲积砂;EM2代表经流水作用的细砂;EM3、EM4代表静水湖泊沉积。利用钻孔中粗粒端元组分(EM1、EM2)的含量结合磁化率指标,在湖相沉积阶段(22.9~3 m)识别出了9期特大古洪水。端元分析为长江堤后湖泊的古洪水研究提供了一种新的思路和方法,同时为古洪水的反演创造了条件。     

1998年长江中游洪水系统反演及高洪水位形成原因探讨

采用描述江湖洪水运动的数学模型,对长江中游1998年洪水进行实况复演和还原计算,定量分析三口分流变化、洞庭湖湖容扩大、分蓄洪运用对荆江河段、洞庭湖区以及城陵矶至汉口河段水情的相对影响,结合定性的物理解释,深入探讨了1998洪水高洪水位的形成原因及其与江湖水情的相互作用规律,并对退田还湖和三峡水库的防洪作用进行了论证。     

长江水下三角洲向南延伸泥质带浅地层结构及沉积物特征初探--以朱家尖岛以东海域为例

文章对取自长江水下三角洲向南延伸带上舟山泥质区边缘的58个表层沉积物样品的粒度进行了分析,并且对舟山近岸泥质区进行了浅地层剖面探测。结果显示,该区沉积物以黏土质粉砂为主;含水率较高（平均为46%）,干容重较低（平均为1.44 g/cm3）;孔隙比大,高压缩性,抗剪强度低,因此其抗冲蚀能力较弱。区内地层剖面上部为全新世浅海相沉积,岛礁区及南部剖面可见少量下伏基岩,剖面I东部可见浅层气出露,其顶面埋藏深度约为12 m。全新世以来该区域沉积厚度为4~23 m,千年时间尺度沉积速率约0.57~3.29 m/ka,低于长江口门外水下三角洲泥质沉积中心,属弱淤积沉积环境。由于近年流域人类活动导致长江入海泥沙减少,南下沿岸流携带的泥沙可能减少,浙江沿岸面临泥质沉积速率下降或甚至侵蚀的威胁。     

高分辨湖泊沉积和孢粉记录对气候、水文变化的响应

通过对长江中游网湖钻孔高精度分层样品(1.5年/样品)的沉积学和孢粉学研究,试图揭示过去百年网湖在由开放到封闭体系变化中,沉积孢粉与气候、水文动力变化的过程及其相互关系.相关分析和低频滤波分析,反映出沉积物和孢粉的变化对流域降水和长江流量的敏感响应.在过去130年中的多雨洪水年份,湖泊受长江倒灌影响,沉积物以黏土细颗粒...     

东营凹陷滑塌型重力流沉积分布特征及三角洲沉积对其影响

三角洲沉积为滑塌型重力流的形成提供了物质来源,它对前端滑塌型重力流的沉积分布特征具有重要影响.以东营凹陷洼陷带沙三中亚段三角洲-前端滑塌型重力流沉积为研究对象,综合利用钻井岩心、三维地震、测录井及分析测试等资料,总结不同类型滑塌型重力流沉积特征、识别标志和分布特征,分析三角洲作为物源对滑塌型重力流的形成、沉积类型、沉积特征和分布特征的影响.研究表明,研究区滑塌型重力流沉积主要发育滑动岩、滑塌岩、碎屑流沉积和浊积岩4种类型,不同类型其沉积构造、粒度特征、地球物理特征差异显著.研究区砂质碎屑流沉积最为发育,滑动滑塌沉积次之,浊流沉积和泥质碎屑流沉积少量发育.不同地区重力流沉积发育程度及常见垂向序列存在差异,博兴南坡与辛133区块重力流类型以砂质碎屑流沉积为主,常见多期次砂质碎屑流沉积相邻或相间垂向组合;牛庄南坡与中央隆起带地区类似,由近及远,重力流类型及垂向序列存在较大差异;营11区块以砂质碎屑流沉积和浊流沉积为主,浊流比例相对其他区块较高;丰14区块单井重力流类型整体较单一,为砂质碎屑流沉积或滑塌沉积.三角洲砂泥百分含量控制了滑塌型重力流的沉积类型和沉积特征;三角洲沉积物粒径控制原始前积角大小,前积角越大,滑塌型重力流越发育,但滑移距离相对越近;三角洲的坡折点控制下,滑动滑塌沉积主要分布在斜坡坡脚和同沉积断层附近,浊流沉积主要分布在深水平原,碎屑流沉积在斜坡坡脚-深水平原均有分布;三角洲高的堆积速率通过减小内摩擦力促使滑塌型重力流的形成,其堆积速率与构造沉降速率的差异对滑塌型重力流沉积的垂向叠置和侧向连续性也具有重要影响.      

河流形态的分维及与洪水关系的探讨--以长江中下游为例

河流水系形态特征可以通过河流的分形特征来反映,分形维数则是河流分形特征的量化表示,其与河流洪水之间存在着一定的关系。以长江中下游为例,利用网格覆盖法计算出长江中下游河流分维,分析了长江中下游河流的分形特性,并在此基础上结合长江中下游洪水分析不同水系特征下洪水的特点。研究结果表明,一般来说河道分维越大、河网分维越小,洪水发生可能性则越高。     

过渡型流体转换对洪水型重力流沉积研究的启示及地质意义

洪水型重力流是重力流沉积学的研究热点,以往研究认为洪水型重力流具有紊流支撑的流体性质,对于其流体性质转化及其沉积记录的识别不够深入。近年研究揭示重力流沉积过程中可形成多种过渡型流体,具有特殊流体转换机制和沉积特征。通过调研国内外最新文献,系统介绍了过渡型流体基本特征、沉积机制方面的研究进展,并讨论了其对洪水型重力流沉积研究的启示及地质意义。研究结果表明：在少量黏土矿物影响下,沉积物重力流流体的性质即可由紊流向层流转化,形成特殊的过渡型流体。转化过程主要取决于黏土矿物含量和类型控制的流体内聚力和流速控制的紊流应力二者之间的相互作用。过渡型流体可以产生大型流水沙纹（large current ripple）、砂质纹层—泥质纹层间互形成的低幅度沙波（low amplitude bed wave）等独特的底床类型。尽管实验研究揭示了过渡型流体可能形成的沉积底床特征,针对洪水型重力流沉积记录中过渡型流体的解释仍十分缺乏,尤其是过渡型流体转换机制及其沉积响应仍亟待深入探索。过渡型流体的沉积底形是研究洪水型重力流沉积动力机制的重要载体,可为深入理解洪水型重力流沉积过程提供新视角,同时可能具有更广泛的沉积学研究价值。     

过渡型流体转换对洪水型重力流沉积研究的启示及地质意义

洪水型重力流是重力流沉积学的研究热点,以往研究认为洪水型重力流具有紊流支撑的流体性质,对于其流体性质转化及其沉积记录的识别不够深入。近年研究揭示重力流沉积过程中可形成多种过渡型流体,具有特殊流体转换机制和沉积特征。通过调研国内外最新文献,系统介绍了过渡型流体基本特征、沉积机制方面的研究进展,并讨论了其对洪水型重力流沉积研究的启示及地质意义。研究结果表明：在少量黏土矿物影响下,沉积物重力流流体的性质即可由紊流向层流转化,形成特殊的过渡型流体。转化过程主要取决于黏土矿物含量和类型控制的流体内聚力和流速控制的紊流应力二者之间的相互作用。过渡型流体可以产生大型流水沙纹(large current ripple)、砂质纹层—泥质纹层间互形成的低幅度沙波(low amplitude bed wave)等独特的底床类型。尽管实验研究揭示了过渡型流体可能形成的沉积底床特征,针对洪水型重力流沉积记录中过渡型流体的解释仍十分缺乏,尤其是过渡型流体转换机制及其沉积响应仍亟待深入探索。过渡型流体的沉积底形是研究洪水型重力流沉积动力机制的重要载体,可为深入理解洪水型重力流沉积过程提供新视角,同时可能具有更广泛的...     

罗布泊盐湖化学沉积序列及其控制因素

罗布泊位于塔里木盆地的东部,是世界最大的第四纪干盐湖之一。罗布泊盐湖化学沉积序列总体简单,即为石膏—钙芒硝（巨厚）—石盐（很薄）,但细节变化则很复杂,在钙芒硝阶段和石盐阶段出现了很多含钾盐矿物的薄层,按时代从老到新,可划分出9个区段。罗布泊化学沉积序列除了与江汉盆地第三纪古盐湖有一定的相似性之外,与其他陆相、非海相和海相蒸发沉积序列有明显的差异,这可能与该地区的气候变化、物源背景及构造环境等有关。这种特殊的化学沉积序列应该是全球气候变化与大地构造运动在盐湖沉积中的响应,气候持续干化与补给变化的耦合,是造成罗布泊盐湖特殊的化学沉积序列的机制。     

西藏尼玛北部新生代盆地沉积记录及控盆机理

通过野外地质调查和地层对比,将尼玛北部盆地新生代陆相地层定为牛堡组。根据岩石组合和沉积特征分析,尼玛北部盆地牛堡组可划分为扇三角洲相、湖泊相和冲积扇相。扇三角洲相可进一步划分为扇三角洲前缘和前扇三角洲2种亚相;湖泊相可划分为半深湖—深湖和滨湖—浅湖2种亚相。盆地的演化特征可分为盆地形成初始期、盆地扩张期和盆地萎缩期,3期的演化可分别对应牛堡组的一段、二段和三段。尼玛北盆地发育的各个阶段都跟古气候变化和构造活动有很大的联系,两者共同影响着盆地发育的各个阶段。结合前人的研究资料,认为尼玛盆地的发育时代为早白垩世末期—晚白垩世初。根据盆地边缘相与半深湖—深湖沉积相伴生、牛堡组底部发现火山岩夹层等沉积特征,可以推断尼玛盆地是一个具有走滑拉张性质的盆地。     

西藏尼玛北部新生代盆地沉积记录及控盆机理

通过野外地质调查和地层对比,将尼玛北部盆地新生代陆相地层定为牛堡组。根据岩石组合和沉积特征分析,尼玛北部盆地牛堡组可划分为扇三角洲相、湖泊相和冲积扇相。扇三角洲相可进一步划分为扇三角洲前缘和前扇三角洲2种亚相;湖泊相可划分为半深湖—深湖和滨湖—浅湖2种亚相。盆地的演化特征可分为盆地形成初始期、盆地扩张期和盆地萎缩期,3期的演化可分别对应牛堡组的一段、二段和三段。尼玛北盆地发育的各个阶段都跟古气候变化和构造活动有很大的联系,两者共同影响着盆地发育的各个阶段。结合前人的研究资料,认为尼玛盆地的发育时代为早白垩世末期—晚白垩世初。根据盆地边缘相与半深湖—深湖沉积相伴生、牛堡组底部发现火山岩夹层等沉积特征,可以推断尼玛盆地是一个具有走滑拉张性质的盆地。     

长江中游和尚洞石笋的高分辨率同位素、微量元素记录及古气候研究

通过对长江中游和尚洞HS-2号石笋的沉积特征及C、O同位素Mg、Sr微量元素相结合分析,利用U系法定年,获取了长江中游19.0ka～6.9ka的古气候、古环境信息(平均分辨率为17a,局部分辨率达到7a).得出如下结论(1)19.0～16.6ka, C、O同位素偏轻,气候冷湿;(2)16.6～11.1ka, C、O同位素偏重, 气温上升,降水偏少;(3)11.1～10.3ka 干热时期中的突然回冷事件对应于新仙女木事件(Younger Dryas Event);(4)10.3～6.9 ka B.P δ18O及δ13C值逐渐变轻,而Mg/Sr比继续增大,表现为气温上升,降雨量较大.反映了历史时期湿冷、干热、湿暖交替变化的气候趋势,得出了长江中游千年级和百年级的一些气候变化趋势,特别是发现了新仙女木事件在长江中游洞穴石笋中完整的记录,说明新仙女木事件是全球性气候突变与环境灾变事件