北大西洋IODP U1313站深海沉积中环境敏感粒度组分研究

通过对北大西洋 IODP U1313站深海沉积序列高密度取样和粒度分析,利用粒级-标准偏差变化算法和EMD方法提取了对环境敏感粒度组分并探讨了气候变化的周期。本文粒度组分可分为细组分( 1.73μm,组分Ⅱ),其中粗组分又分为组分Ⅱ a(1.73~34.26μm)和组分Ⅱ b( >34.26μm)。综合分析认为: 组分Ⅰ为西风环流搬运堆积形成,组分Ⅱ为洋流搬运下沉积形成,组分Ⅱ b虽然含量较低,但能指示冰漂砾事件的发生。比值曲线组分Ⅰ/组分Ⅱ和组分Ⅰ/组分Ⅱ a波动幅度较大,可作为反映古气候冷暖波动的敏感指标。对组分Ⅱ、组分Ⅰ/组分Ⅱ进行EMD分解,结果表明: 在本研究时段内,两指标对地球轨道三要素的周期体现均不明显,而2ka(2.12ka和2.15ka)的亚轨道千年周期是主要的周期之一。依据上述多个指标的波动情况,把研究剖面69.93~115.18mcd(1471.53~2415.60ka)分为9个古气候变化阶段: A阶段(1471.53~1640.09ka),对应深海氧同位素阶段(MIS)49~57,冰期和间冰期迅速转换,发生多次IRD事件; B阶段(1640.09~1865.57ka),对应MIS 58~69,间冰期显著而冰期不明显; C阶段(1865.57~1914.70ka),对应MIS 70~72,冰期显著而间冰期不明显; D阶段(1914.70~2021.13ka),对应MIS 73~76,冰期不显著;E阶段(2021.13~2092.21ka),对应MIS 77~78,冰期显著,发生多次IRD事件; F阶段(2092.21~2226.43ka),对应MIS 79~85,间冰期显著; G阶段(2226.43~2261.53ka),对应MIS 86期,发生多次IRD事件; H阶段(2261.53~2384.61ka),对应MIS 87~93,冰期不显著而间冰期显著; I阶段(2384.61~2415.60ka),对应MIS 94~95,发生多次IRD事件。     

长江三角洲东部沉积物粒度特征及其环境意义

本文从沉积物粒度特征讨论不同时期的古地理环境,探讨第四纪时期新构造运动、古气候及海平面等因素控制对沉积环境的控制,建立长江三角洲东部的第四纪沉积环境演化模式.     

胶州湾沉积物中氮的地球化学特征及其环境意义*

通过分级浸取的方法获得了胶州湾沉积物中不同形态的氮,将可转化态氮分为离子交换态(IEF-N)、弱酸浸取态 (WAEF-N)、强碱浸取态(SAEF-N)和强氧化剂浸取态(SOEF-N),讨论了其地球化学特征和控制因素,并结合²¹⁰ Pb测年计算了不同年代氮的埋藏通量。在此基础上,分析了胶州湾沉积物中氮给出的环境信息。结果表明,强氧化剂浸取态氮是胶州湾沉积物中可转化态氮主要赋存形态,NO₃-N是胶州湾沉积物中氮的优势形态,氮的含量及埋藏通量的分布受到pH、盐度、温度、生物扰动、沉积物粒度、沉积速率等多种因素的影响。受人为活动的影响,目前每年排入胶州湾的固体垃圾和污水中的悬浮颗粒物的量已超过河流来沙,成为胶州湾主要的沉积物来源。在20世纪初由于污染情况较轻,并且受人为活动的影响较小,胶州湾沉积物各形态氮的埋藏通量较低,但自从20世纪80年代开始,环胶州湾地区的工农业迅猛发展,氮的埋藏通量急剧增加,胶州湾地区的环境一度恶化,但由于近年来采取的较为得力的治污与排放措施,胶州湾的环境状况已有明显改观。     

东昆仑阿拉克湖早更新世沉积物黏土矿物特征及其古气候环境意义

为了揭示东昆仑阿拉克湖地区早更新世的气候环境演化,利用X射线衍射、扫描电子显微镜以及古地磁对位于东昆仑山系东段的阿拉克湖断陷盆地早更新世沉积物样品进行了分析.结果表明,黏土矿物的成分主要为伊利石和绿泥石,含有少量的高岭石.伊利石结晶度在0.280～0.513°之间,反映伊利石结晶度存在明显的差别.古地磁分析结果显示,磁化率介干14.85×10-6～214.20×10-6SI之间,平均为68.41×10-6SI,也存在着明显的变化.ω(Kao)/ω(I Ch)比值在0.11～0.22之间,反映不同时期沉积物中高岭石与伊利石、绿泥石之间相对含量的变化.ω(Kao)/ω(I Ch)比值、伊利石结晶度以及古地磁分析结果的变化特征,均反映了东昆仑阿拉克湖的古气候经过了从冷干到温湿的气候变化,而沉积物以伊利石和绿泥石为主以及相对较高的伊利石结晶度和偏低的磁化率值则说明早更新世阿拉克湖地区的气候总体以冷干为主.     

内蒙古东乌珠穆沁旗地区湖泊沉积物粒度特征及古气候意义

本文通过沉积物粒度分析,¹⁴C测年,光释光测年等手段,讨论内东乌珠穆沁旗地区晚更新世以来古环境和气候变迁。结果表明：该区近15ka以来经历4个阶段,约15ka.BP～5ka.BP为晚更新世至中全新世温暖湿润气候环境,气候有变干的趋势;5ka.BP～约500a.BP沉积缺失,反映干旱寒冷气候,从暖湿向干冷变化较快;约500a.BP～100a.BP气候由寒冷干旱向温暖湿润变化,中间有多次交替波动;距今近100年干旱到半干旱气候。内蒙古东北地区约15ka.BP以来气候环境变化具有一致性且与全球环境变化基本同步,仅在空间和时间上表现出单一复杂的差异特征。     

乌梁素海湖泊沉积物粒度特征及其环境指示意义

结合放射性同位素测年,在对乌梁素海湖泊沉积物粒度的分析基础上,结合黄河以及河套地区相关文献资料,探讨乌梁素海在自然和人类活动共同作用下的演变过程。乌梁素海沉积物中黏土（<4 μm）平均含量28.7%、细粉砂（4～16 μm）平均含量34.4%、中粉砂（16～32 μm）平均含量17.3%、粗粉砂（32～64 μm）组分平均含量14.1%、砂质组分（>64 μm）含量整体较低,平均含量为5.5%。沉积物不同粒级范围颗粒含量的相关性分析表明,在1965年左右（岩芯深度20 cm）乌梁素海沉积物组分特征发生了明显变化。基于此,结合前期对湖泊沉积物中元素含量特征的分析,利用粒径-标准偏差方法,通过对比黄河泥沙以及流域沉积物的粒度特征,研究了约1965年前后两个时段的沉积物来源。尽管乌梁素海湖泊沉积物主要来源于黄河携带的泥沙以及河套平原灌溉退水携带的大量流域表土侵蚀物质,但同一物源组分在1965年前后这两个不同的演化阶段具有不同的粒级特征。1965年之前,<19.95 μm的粒级组分反映了河套平原灌溉退水携带的流域表层侵蚀物质组分特征,而19.95～181.97 μm的粗颗粒组分反映了黄河径流携带的泥沙,后者决定了乌梁素海沉积物的粒级特征。1965年以来,这两种不同来源组分的粒级变细,灌溉退水携带的流域表土侵蚀物质（<5.71 μm组分）控制了湖泊沉积物的粒度特征,并与总排干入乌梁素海的水量变化、围湖建堤以及扬水站的修建等人类活动强度密切相关。总体来看,上世纪六十年代以来,乌梁素海湖泊沉积物的粒度组成受人类施加的影响已经超越了自然作用的影响。     

乌梁素海湖泊沉积物粒度特征及其环境指示意义

结合放射性同位素测年,在对乌梁素海湖泊沉积物粒度的分析基础上,结合黄河以及河套地区相关文献资料,探讨乌梁素海在自然和人类活动共同作用下的演变过程。乌梁素海沉积物中黏土（<4 μm）平均含量28.7%、细粉砂（4～16 μm）平均含量34.4%、中粉砂（16～32 μm）平均含量17.3%、粗粉砂（32～64 μm）组分平均含量14.1%、砂质组分（>64 μm）含量整体较低,平均含量为5.5%。沉积物不同粒级范围颗粒含量的相关性分析表明,在1965年左右（岩芯深度20 cm）乌梁素海沉积物组分特征发生了明显变化。基于此,结合前期对湖泊沉积物中元素含量特征的分析,利用粒径-标准偏差方法,通过对比黄河泥沙以及流域沉积物的粒度特征,研究了约1965年前后两个时段的沉积物来源。尽管乌梁素海湖泊沉积物主要来源于黄河携带的泥沙以及河套平原灌溉退水携带的大量流域表土侵蚀物质,但同一物源组分在1965年前后这两个不同的演化阶段具有不同的粒级特征。1965年之前,<19.95 μm的粒级组分反映了河套平原灌溉退水携带的流域表层侵蚀物质组分特征,而19.95～181.97 μm的粗颗粒组分反映了黄河径流携带的泥沙,后者决定了乌梁素海沉积物的粒级特征。1965年以来,这两种不同来源组分的粒级变细,灌溉退水携带的流域表土侵蚀物质（<5.71 μm组分）控制了湖泊沉积物的粒度特征,并与总排干入乌梁素海的水量变化、围湖建堤以及扬水站的修建等人类活动强度密切相关。总体来看,上世纪六十年代以来,乌梁素海湖泊沉积物的粒度组成受人类施加的影响已经超越了自然作用的影响。     

长江三角洲QDQ2钻孔晚更新世以来沉积物粒度特征及其古环境意义

文章以江苏省南通市启东地区QDQ2钻孔沉积物为研究对象,通过沉积物的粒度分析,探讨晚更新世以来长江三角洲的沉积演化过程及其对古环境的指示。QDQ2钻孔沉积物主要由粉砂和黏土组成,总体粒径偏细。用加速器质谱（AMS）14C方法测得埋深约117 m、86 m和40 m处的 沉积物年龄分别为40 057 cal yr B.P.、36 105 cal yr B.P.和10 112 cal yr B.P.。结合长江三角洲地区其他钻孔的岩性、粒度特征以及测年数据, 将QDQ2钻孔晚更新世以来的地层自下而上划分为上更新统（128.2～50.56 m）和全新统（50.56～0 m）。上更新统按沉积物粒度特征进一步划分为3段：下段（128.2～108.85 m）以粉砂为主,分选性良好,粒度频率曲线多为单峰式;中段（108.85～73.45 m）以粗砂为主,粒度频率曲线整体为双峰式或多峰式;上段（73.45～50.56 m）以粉砂为主,呈现以单峰式或双峰式为主的频率曲线。全新统（50.56～0 m）以粉砂为主,砂级含量较少。基于沉积特征分析,认为该地区晚更新世以来至少发生过两次明显的海平面波动：晚更新世中期（108.85～73.45 m）的第一次海退,随后快速海侵;晚更新世晚期（末次冰盛期）（52.56～50.56 m）发生区域海退至最低海平面,全新世的海侵至中期达最高海平面。在近现代滩涂围垦等人类活动的影响下,研究区逐渐发展至现今的地貌。该研究为恢复长江三角洲地区晚更新世以来的沉积环境演化提供了重要信息。     

黄土粒度分布中的超细粒组分及其成因*

多个剖面的粒度测量表明,黄土高原的黄土和古土壤中普遍存在超细粒组分,其平均粒径大致0.4μm,在全样中的含量大致5 ％ ~6 ％。 超细粒组分的含量在黄土中低,在古土壤中高;并且同一地层自西北至东南增加,这些特征都显示超细粒组分的形成与成壤作用强度相关。一般情况下超细粒组分的粒度在黄土中粗,在古土壤中细。黄土高原各季节的现代天然粉尘中同样存在超细粒组分,然而干旱区成壤作用较少的天然降尘中基本不存在超细粒组分。以上特征说明,黄土中的超细粒组分的形成与成壤作用有关,成壤作用中次生矿物的粒度和含量特征也支持这一解释。     

南海北缘早-中更新世之交新构造活动 及其区域对比*

文章根据一系列野外调查和年代测定以及地球化学与地球物理测试分析,阐述了南海北部早更新世湛江组和中更新世北海组的沉积相、化学组分、磁化率等特征,并描述了该区构造变形、褶皱、断裂和火山活动特点。研究结果表明,本区在0.9~0.7MaB.P.的早-中更新世转换期间(中国第三大构造-地貌阶梯主隆起期)发生了一系列构造活动,导致了沉积相由海陆交互相向陆相的转变、大陆风化和剥蚀作用的增强、海平面急剧下降、火山强烈喷发以及褶皱、断裂和不整合面的形成。这种事件群发性所指示的构造活化与中国大陆其他地区的记录相似,例如,黄土高原、青藏高原、华北、华东和西部;同时指示,青藏高原的阶段性隆升不仅导致其自身构造-地貌-气候的剧变,而且引起了周边地区乃至中国和东亚大陆环境的剧变。这种构造运动可能是在气候-构造旋回的规律下,受气候-构造耦合系统的控制,即受内外动力系统的控制,或全球构造系统和全球气候系统的控制。     

孟加拉湾东经90°海岭中上新世以来沉积记录及亚洲季风

利用古生物地层学、碳酸盐地层学、X射线粉晶衍射和粒度分析等方法对东北印度洋孟加拉湾东经90°海岭上的远洋沉积物进行了综合研究.在此基础上, 以陆源物质的粒度为切入点对该区的沉积作用、沉积物来源及其可能的搬运机制进行了探讨, 对过去有关研究区陆源物质的源区和搬运方式作了补充.陆源物质的粒度可作为东南季风或赤道东风的替代性指标, 其变化不仅反映源区的火山活动情况, 而且指示了风力的强弱.陆源物质的多少则主要取决于青藏高原和印度次大陆的剥蚀情况和地表径流的强弱.二者之间通过高原隆升及其引发的环境效应联系起来.      

毛乌素沙地沉积物粒度特征与土地沙漠化

为了研究毛乌素沙地沉积物的粒度特征与土地沙漠化的地质成因类型,通过系统研究沙地及相邻地区晚更新世以来在沙地内部、覆沙黄土区、黄土高原和河流谷地与湖泊等不同地质构造地貌条件下所形成的沉积物粒度特征,指出不同地质成因类型的沉积物是这些地区土地沙漠化的物质基础,区分不同类型的沉积物也是构成不同地质成因类型土地沙漠化分类的理论基础,探讨了不同地质作用对土地沙漠化的贡献及其对土地沙漠化防治方面的意义。研究表明,研究区的土地沙漠化是以各种类型的就地起沙为主要特征,地表径流的水力搬运是沙漠化物质搬运的重要途径。现代毛乌素沙地及其邻区的土地沙漠化是对地质历史时期形成的各种沉积物的进一步搬运、分选和再沉积过程,具有相对复杂的粒度特征。     

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。     

敦煌盆地早更新世沉积物粒度分析、36Cl定年及其构造隆升意义

青藏高原早更新世末期的快速隆升对全球气候变化、中国西部盆山地貌形成与荒漠化的发展有着重大影响。高原东北缘敦煌盆地早更新世河湖相沉积物粒度分析和红色泥岩³⁶Cl 断代法定年结果表明：早更新世晚期（1.164 ~1.087 Ma B.P.）,青藏高原北部党金山快速隆升,砾石层和粗砂层发育,沉积速率加快;1.087~ 0.809 Ma B. P.,山脉隆升速度变缓,沉积速率降低;0.809 Ma B. P.以来,受山脉隆升的影响,敦煌盆地气候逐渐变得干旱,沙漠形成。区域分析表明,沉积速率所反映的中国中西部山脉隆升最新的年代存在差别,不同时期高原的隆升产生不同的气候效应。因此,构造隆升和气候变化的细节尚待进一步研究。     

东太平洋深海沉积物小于2μm组分的稀土元素地球化学特征

用等离子光谱测定了东太平洋９个深海沉积物样品的小于２μｍ组分及全岩的稀土元素,结果显示,小于２μｍ组分及全岩的稀土元素组成均受控于沉积物类型,而二者之间稀土元素组成的差异在钙质和硅质沉积物中出现相反的趋势。元素相分析和稀土元素赋存状态分析表明,这种差异主要由于沉积物物质组成的不同所致,表面在化学组成上,主要与ＭｎＯ,Ａｌ２Ｏ３Ｆｅ２Ｏ３,ＣａＯ含量的变化有关,大多数样品在小于２μｍ组分的稀土组成     

福建安海湾表层沉积物粒度特征及其现代沉积过程分析

通过对福建安海湾表层沉积物的粒度分析和对比,应用系统聚类分析、粒径趋势模型和切应力计算公式,探讨了研究区粒度的分布特征、沉积环境分区、表层沉积物输运趋势及其影响因素.研究结果表明,研究区包括6种表层沉积物类型,以黏土质粉砂和粉砂为主,沉积物大体呈现自海湾两侧潮滩向潮汐通道变粗的分布趋势.表层沉积物粒度的分布特征与水动力条件和物质来源密切相关,湾口附近及湾内深槽内,细颗粒的沉积物被再悬浮带走,粗颗粒的含量增大;在湾内潮滩上,悬浮物质因水动力作用逐渐减弱发生分选沉降,形成向岸变细的横向分异.海湾外泥沙随潮流不断地向海湾东侧岸滩运移,海湾周边陆源来沙由湾顶部往湾口方向下泄,两者是导致表层沉积物出现明显的顺时针方向汇聚趋势的原因之一;表层沉积物的输运趋势、悬浮泥沙的输运、潮滩植被与湾口沙嘴的遮蔽效应共同影响了研究区内浅滩地形的形成和变化.研究区可分为四类沉积环境区,以潮滩和潮汐通道环境为主,不同沉积区内的粒度参数、粒级频率和敏感粒级均有差异,动力条件差异和不同物源的影响程度是现代沉积环境格局的主要影响因素.     

筛法/激光粒度仪法接序测定全样泥沙级配的调整处理

筛法／激光粒度仪法接序测定全样泥沙粒度是泥沙粒度分析的基本方法,分级交混现象会时有出现,需要研究全样级配的调整处理。本文从先用筛分法分析全样泥沙到分界粒级,再将分界粒级以下(筛下)泥沙做全样用激光粒度分析仪法分析的作业程序,按激光粒度分析仪法小于分界粒级D_(FJ)的泥沙的质量／体积比例等于1(100％)和小于1(100％)两种可能,提出了相应的粒度分析级配序列计算调整方法和全样级配序列的接序方法。分析了以“筛法分界粒级级配为准”和“以激光粒度分析仪法最大粒级级配为准”的不足。认为激光粒度分析仪法向上粒级的分界交混质量较小,应用本文“激光粒度分析仪法分析小于分界粒级D_(FJ)的泥沙的质量／体积比例小于1(100％)”的方法和公式,调整处理分级交混问题比较合理。