一种新的粒度指标:沉积物粒度分维值及其环境意义

根据分形理论，对1000个不同类型沉积物样品的粒度分形结构及其分维值作了定量计算。结果表明：各类型沉积物都具有良好的统计自相似性，并且各自有着不同的分维值。粒度分维值的大小与分选好坏密切相关。没有经过外力搬运与分选的风化破碎物质(碎屑物)——断层泥、冻土的粒度分维值接近于碎形体的分维值2．60左右；经过外力搬运但分选作用较弱的冰碛物、水石流、泥石流堆积物的粒度分维值也接近2．60；而经过强烈外力分选作用的河床、湖泊沉积物、潮滩及海底沉积物的分维值明显偏小。鉴于此，本认为分维值可以作为沉积物类型判别的重要参数之一。     

南海东部ZSQD225柱状样的孢粉记录及其古环境意义

对南海东部ZSQD225柱状样的孢粉记录的研究表明,自下而上可建立5个孢粉组合带:Ⅰ带:Polypodiaceae-Pinus-Quercus-Pteris-Cyathea;Ⅱ带:Quercus-Polypodiaceae-Pinus-Lycopodium-Gramineae;Ⅲ带:Polypodiaceae-Microlepia-Castanopsis-Pteris-Pinus;Ⅳ带:Podocarpus-Artemisia-Castanopsis-Polypodiaceae-Pinus;V带:Artemisia-Castanopsis-Polypodiaceae-Pinus-Quercus,并依此划分了4个古气候古环境演化阶段.结果显示研究区经历了温暖潮湿—炎热潮湿—温暖湿润—温暖稍干的气候变化过程.通过与南海东部184站钻孔的对比,大致划分了ZSQD225柱状样的地层时代.     

泥石流堆积物的粒度分布及其分形结构

泥石流堆积物主要由砾石、砂砾、粉粒和粘粒组成,组成泥石流堆积物的颗粒级配变幅很大,从直径大于数十米的巨砾到肉眼难以看见的几微米的胶体微粒均有分布,大小颗粒粒径之比可达106~107。泥石流堆积物颗粒具有明显的自相似性和无标度区间。本文以小江流域多处泥石流堆积物为研究对象,采用图解法全面分析了泥石流堆积物的粒度组成特征,根据分形理论计算了泥石流堆积物颗粒的分维值,对泥石流堆积物的分形特征进行探讨,并与泥石流堆积物粒度特征相联系,发现分维很好的反映了泥石流堆积物颗粒组成及其粒度分布特征。将泥石流堆积物颗粒分维与泥石流的粘性、形成年代等性质相联系,以找出它们彼此之间的关系。     

排土场散体岩石粒度分布与剪切强度的分形特征

应用分形理论研究了矿山排土场散体岩石粒度分布的分维规律,建立了分维数与排土场散体物料剪切强度参数的定量关系式。研究表明,排土场岩石块度分布具有良好的分形结构,分维数值大小随着排土场高度的增加而增加,但不超过3。当采样尺度范围一定时,分维数越大,散体中细颗粒含量越多,平均粒径也越小。分维数与散体岩石的剪切强度参数摩擦角?呈负指数关系。分维数值可用于排土场粒度资料的统计分析与剪切力学强度参数的预测。     

吉林东部重力异常的分形特征及其地质意义

分形是研究复杂地质地球物理问题的手段之一。本文利用分数布朗噪声模型,采用能谱法,计算了吉林东部重力异常的分维数,分维数等值图为地质体的划分提供了新的证据。     

青藏高原东部全新世泥炭灰分的粒度特征及其古气候意义

通过将红原泥炭地泥炭灰分的粒度特征与典型风成沉积物、湖泊沉积物、河流沉积物的粒度特征进行比较,发现泥炭灰分的粒度特征与典型风成沉积（如黄土、古土壤）相似,而与湖泊沉积以及河流沉积有较大差异。环境判别参数也显示泥炭灰分来源为风成的。据此,作者认为该地区泥炭沉积中的灰分物质是风成堆积,进而提出该地区泥炭灰分含量可以指示冬季风强度的变化。      

散体云母片岩粒度分形特征及其与抗剪强度参数的关系

在室内试验的基础上,应用分形几何理论研究某露天矿排土场散体云母片岩的粒度分形特征,探讨了分维数与散体云母片岩物料中粗颗粒含量及其抗剪强度参数的相关性。研究结果表明：（1）分维数与散体物料中粗颗粒含量呈反方向变化关系,即分维数会随着粗颗粒含量的增大而减小;（2）当分维数值在1.887～2.631范围内时散体云母片岩粒度组成级配良好,说明分维数可以代替Cu、Cc用来表征散体岩石物料的粒度组成及其级配优良性;（3）在优良级配下分维数与散体剪切强度参数中的内摩擦角之间具有比较好的相关性,并呈负指数函数关系,而黏聚力与分维数规律性不明显。     

南海北部DSH-1C柱状样晚更新世以来沉积物磁性特征及其环境意义

对取自南海北部陆坡“海洋四号沉积体”的DSH-1C柱状样,进行了沉积学和磁学分析,结合相关资料探讨了该柱状样沉积物磁性特征的纵向变化及其与该区沉积环境变化的关系。结果表明：DSH-1C柱状样自上而下共划分为3个岩性单元,表层沉积物为全新世氧同位素1期(MIS1)以粘土质粉砂为主的深海-半深海沉积;中部含数层重力流沉积夹层为晚更新世氧同位素2期(MIS2)沉积;底部为晚更新世氧同位素3期(MIS3)粘土质粉砂。该柱状样磁化率(χ)平均值为1.72×10-7 m3/kg。所有样品的等温剩磁(IRM)均已达到饱和等温剩磁(SIRM)的80%以上,S300的最小值为0.605。该柱状样沉积物中的磁性矿物极少,以低矫顽力矿物为主;在陆源物质输入较多的间冰期(MIS1和MIS3期),其磁性参数值较高;反之,在MIS2其磁性参数值较低,可能与冰期该区陆源物质减少有关。此外,该岩心柱中富含有孔虫壳体或双壳碎屑的重力流层沉积物的磁性参数值低,与这些逆磁性碳酸盐组分的增加有关。     

南海南部末次冰期以来的孢粉记录及其气候意义

本文通过分析南海南部17964柱状样的孢粉记录,重建了该地区26000aB.P.以来的植被和气候变化历史。南海南部末次盛冰期时高山雨林的范围可能是现在的2～3倍,表明气温明显下降;从末次盛冰期到冰消期,巽他陆架一直为热带低地雨林及红树林占据,表明在此期间湿度没有明显变化,但存在着千年级的准周期波动。这种波动一直持续到全新世中期。本地区在2000aB.P.以来芒萁孢子大量增加,一些高山雨林的成分重新出现,可能与人类活动所导致的低地植被的破坏有关。     

南海表层沉积物的沉降法和激光法粒度分析结果对比和校正

沉降法与激光法粒度分析的主要差异是黏土粒径,这个差异将直接影响到黏土、粉砂含量和沉积物类型。本文对激光法黏土粒径和含量及沉积物类型进行系统校正。南海东部水深〉2 000 m海域沉降法得出的砂、粉砂、黏土含量分别为3.66%、42.43%、53.91%,激光法砂、粉砂、黏土含量分别为9.26%、61.11%、29.64%...     

东海内陆架EC2005孔沉积物粒度分形特征

对位于浙-闽沿岸泥质带的EC2005孔沉积物粒度分形特征以及与平均粒径和分选系数的关系进行了探讨.EC2005孔沉积物粒度在累积含量5%～95%的无标度区间内,统计自相似程度高,具有分形特征.沉积物平均粒径与分维值既存在正相关,也有负相关关系.二者正、负相关关系的分界点表现为平均粒径7.0φ左右,＜7.0φ时,平均粒径...     

南海东部海域沉积物粒度分布特征

对南海东部海域 179个站表层沉积物作了粒度分析、粒度参数计算和多元统计分析 ,结合有关资料探讨了南海东部沉积物粒度分布特征、沉积物运移方式和沉积环境。南海东部表层沉积物主要粒级是 4 .0～ 10 .0(粗粉砂—粗粘土 ) ,核心粒级是 6 .0～ 8.0(细粉砂 ) ,火山灰沉积物平均粒径 4 .4 6～ 6 .4 0 ,平均 5 .6 9。粒度R型聚类分析得出三群 :第一群由 1.5～ 3.0、9.5～ 14 .0粒级组成 ,也就是粗、细两端粒级。第二群由 3.5～ 5 .0粒级组成。第三群由5 .5～ 9.0粒级组成。各粒级归类良好 ,图形清晰。R型因子分析结果表明前 4种因子累计特征值比例达 94 .5 0 % ,因子 1和因子 2是主导因子。因子 1主要由负载荷粗粉砂级和正载荷粘土级物质构成。因子 2主要由负载荷极细砂级和正载荷细粉砂级物质组成。因子 3和因子 4分别由悬浮质 (0 .0 6～ 0 .12 μm)和中砂 (2 5 0～ 35 4 μm)组成。沉积物因子作用分区与物质来源、海流、地形和沉积作用密切相关。南海东部沉积物中粉砂和粘土含量总体上由北向南呈线性逐渐增加 ,平均粒径和峰态也有同样的变化趋势 ,分选系数和偏态则明显地反映出在约 17°N呈急剧下跌和上升 ,这些现象表明 17°N是南部、北部沉积物类型分界线位置。沉积物粒度、物质组成和     

南海北部古俯冲带的位置及其对南海扩张的控制

为了确定南海北部古俯冲带的具体位置,作者利用美国LCT综合反演软件对收集到的重磁数据进行处理解释,结果显示在南海北部从台湾西南部到一统暗沙隆起,即沿南海海盆北部陆坡为一条布格重力异常水平梯度峰值带,指示了古俯冲带的具体位置;其北部的高磁异常代表了与之对应的古火山弧。深反射地震资料也验证了南海北部陆坡位置存在古俯冲带,钻井资料显示俯冲带存在的时代为晚侏罗世到早白垩世。据此绘制了南海地区晚中生代到现今的构造古地理演化图,指出南海的扩张应与晚中生代俯冲带这个先存的软弱带有关,南海海盆正是从古俯冲带的位置开始扩张。     

南海渐新世以来粘土矿物的演变特征及意义

通过对南海北部ODP184航次1148站32.8Ma以来深海沉积物中粘土矿物组成及其变化特征的分析,发现以15.5Ma为界,下部沉积物粘土矿物组成中蒙脱石含量高达70%,上部则以伊利石和绿泥石逐步增高、蒙脱石含量明显下降为特征,揭示出该区深海沉积物中粘土矿物演变可以分为32.8～15.5Ma的构造控制期和15.5Ma以来的气候控制期。在构造控制期,粘土矿物成分记录了南海扩张演变的历史;而在气候控制期,粘土矿物特征除反映出南海北部周边总体降温的过程外,还显示了3Ma的突然降温,与该站底栖有孔虫氧同位素资料反映的全球气候变化具有很好的对比性。     

Cenozoic Volcanism in South China Sea and Its Vicinity and South China Sea Spreading

The rock series, rock types and Sr-Nd isotopic dating of the Cenozoic volcanic rocks in the South China Sea are similar to those in its vicinity. On the basis of the spreading age of the South China Sea, the Cenozoic volcanic rocks are divided into three stages: the pre-spreading stage, the spreading stage and the post-spreading stage. The deep process characteristics of the asthenosphere and lithosphere may be inferred from the study on primary basaltic magma. The top layers of the asthenosphere both in the spreading stage and in the pre-spreading stage are closer to the earth surface than that in the post-spreading stage. From the pre-spreading stage to the spreading stage, the top layer of the asthenosphere decreased in depth, while the amount of interstitial partial melts increased. The evolution of the primary basaltic magma shows a progressive evolution sequence of the rifting volcanism and a faster lithospheric spreading velocity. From the spreading stage to the post-spreading stage, the top layer of the asthenosphere gradually increased in depth, but the amount of interstitial partial melts decreased. The evolution of primary basaltic magma shows a retrogressive evolution sequence of the rifting volcanism and a gradual decrease in the lithospheric spreading velocity. The depth recognized by the study on the Cenozoic volcanism demonstrates the deep environment for the formation and evolution of the South China Sea.     

青藏高原东部和湄公河盆地晚第四纪风化剥蚀与东亚季风演化在南海中的记录

通过南海西南部湄公河口MD01—2393孔和MD97—2150孔的高分辨率粘土矿物和粒度分析,及铷、锶、钕同位素分析,揭示出青藏高原东部和湄公河盆地晚第四纪190ka以来的风化剥蚀和东亚季风演化历史。铷、锶、钕同位素研究证实这两个孔的陆源碎屑物质主要来源于湄公河流域的直接输入。蒙脱石／(伊利石 绿泥石)值和蒙脱石／高岭石值指示了化学风化历史,而陆源碎屑颗粒的粒径比值2．5～6．5μm／15～55μm则指示了湄公河沉积物的供给能力。相对高的比值发生在间冰期,表明强盛的夏季风降雨和减弱的冬季风环流;相对低的比值对应于冰期,表明强盛的冬季风和减弱的夏季风,揭示出东亚季风气候驱动的风化剥蚀演化历史。东亚季风演化的强弱与北半球夏季日射量基本呈线性关系,表明东亚季风演化的天文驱动机制。     

南海东北部HD196A岩心的自生条状黃铁矿

自生黄铁矿是海洋沉积物缺氧硫酸盐还原过程的主要产物。南海东北部的HD196A岩心中发现大量条状的自生黄铁矿,以中空或实心为主。含量分析表明,岩心500cm附近为黄铁矿富集带,与沉积物有机碳(Corg)、硫酸盐[SO4]2-、甲烷(CH4)以及碳酸钙(CaCO3)的地球化学特征分界一致,是岩心的沉积边界,反映了沉积物所处的缺氧环境。岩心沉积物地球化学剖面表明,有机质参与的硫酸盐还原过程和甲烷厌氧氧化作用是黄铁矿形成的主要因素。黄铁矿异常可以作为指示沉积物甲烷异常的标志之一。