不同前处理方法对南方红土粒度测量的影响——以安徽宣城第四纪红土剖面为例

以安徽宣城官塘村第四纪红土剖面为例,研究了不同前处理方法对南方红土粒度测量的影响。结果表明:(1)南方红土中所含的有机质对粒度测量结果会产生明显影响,在进行粒度测量前处理时,必须加入双氧水去除有机质;(2)南方红土因淋溶强烈,碳酸钙含量极低,对粒度测量结果无影响,无需加入盐酸进行去钙处理。加入盐酸反而使得所测粒径偏粗;(3)与六偏磷酸钠相比,氢氧化钠作为分散剂因其强碱性产生的复杂化学反应,会导致所测得的粒度频率曲线峰态出现异常,且<1μm的黏粒组分含量减少,故不宜用作南方红土粒度测量的分散剂;(4)在对南方红土进行粒度测量时,建议使用H2O2+(NaPO3)6的前处理方法,即先使用双氧水去除有机质,再使用六偏磷酸钠作为分散剂,并用超声波清洗仪震荡后上机测试。     

西南印度洋中脊沉积物粒度特征及不同前处理方法对粒度特征的影响

通过采用多种前处理方法,对西南印度洋中脊沉积物粒度进行了测定、分析和对比研究。其中,未去除碳酸盐的样品平均粒径介于7.18~8.35Φ;分选较差;偏度表现为极负偏,且负偏程度随着分选变差逐渐变大;峰度表现为平坦。粒度频率曲线呈较显著的多峰分布。去除碳酸盐之后,样品平均粒径介于5.95~6.64Φ;分选变好;偏度由极负偏变为极正偏;峰度由正态向平坦方向变化;黏土质量分数明显减少,粉砂质量分数显著增加。粒度频率分布曲线、粒度象特征及粒度结构也都发生了明显的改变。这些变化指示了沉积物的搬运处于静水悬浮和递变悬浮的过渡阶段,而是否去除碳酸盐将对粒度分析结果产生显著影响。此外,有机质和生物硅的存在也对沉积物粒度测试结果造成了影响,使细粒组分明显增加,但并不影响粒度分布的基本形态。     

前处理方法对北黄海沉积物粒度的影响

采用不同方法对北黄海底质样品进行了粒度分析前处理，以探讨有机质和碳酸盐对北黄海沉积物粒度的影响。结果表明，去除有机质或碳酸盐后，粗粒沉积物（呈双峰分布）粒度分布的峰态明显变宽，平均粒和戏及粗颗粒（＞32μm）组分含量明显增加；而细粒沉积物的粒度分布发生明显细偏，表现为众数的细化及平均粒径和粗颗粒含量的降低。北黄海底质沉积物的有机碳含量变化与沉积物的平均粒径呈明显的负相关，暗示了浅海沉积物中有机碳的输运和积聚主要是伴随着细颗粒组分发生；而碳酸盐含量同沉积物粒度的关系不甚明确，可能与沉积物物源的关系更为密切。     

不同预处理方法对南海东沙海域沉积物粒度的影响

通过采用不同方法对东沙沉积物样品进行了预处理,并采用综合法进行了粒度分析,以探讨东沙沉积物中碳酸盐和有机质对其粒度的影响。结果表明,去除有机质后沉积物的平均粒径和63～4μm粒径范围内的组分明显减小,有机质含量变化与平均粒径变化呈明显负相关,说明东沙沉积物中有机质的沉积是伴随细粒悬浮物质和胶体物质沉积下来的,且对细颗粒有明显的絮凝作用;去除碳酸盐后沉积物的平均粒径呈减小趋势,但粒径范围内组分含量的变化不明显,且碳酸盐含量的变化与沉积物粒径变化的关系也不甚密切。     

碳酸盐含量对莱州湾南岸钻孔沉积物粒度测试结果的影响

采用2种不同的前处理方法对莱州湾南岸钻孔沉积物样品进行粒度测量。通过比较沉积物粒度的粒级组成发现,未去除碳酸盐颗粒的测量结果,黏土粒级含量显著增加,粉砂粒级的变化主要受到黏土粒级含量增加的影响而降低,砂粒级未见明显的变化规律。应用2参数Weibull分布,对沉积物粒度分布进行拟合,发现测量样品的粒度分布以3峰态和4峰态为主,是否去除碳酸盐不改变粒度分布的基本形态,但对各组分的相对含量影响明显。通过实验对比,我们认为,粒度测量的前处理过程中去除碳酸盐是必要的。     

镇江下蜀黄土粒度特征及其成因初探

根据具有代表性的镇江大港剖面的粒度分析结果探讨了下蜀黄土的成因。结果表明：镇江下蜀黄土主要由＜50μm细颗粒物质组成，＞50μm的砂粒贫乏，平均含量仅占4．18％；50－10μm粗粉砂含量为49．36％，为众数粒组；10－5μm的细粉砂平均含量为18．02％；＜5μm的粘粒含量为28．44％。粒度概率累积曲线呈标准的二段工，频率分布曲线为单峰，粒度参数具有高度一致性特征。粒度分析证实，镇江下蜀黄土与北方黄土一样同是大气粉尘堆积物。我国自西北向东南沿主风方向呈带状排列的砂黄土带（柴达木黄土）、典型黄土带（黄土高原黄土）、粘黄土带（山东黄土）、细粘黄土带（宁镇下蜀黄土）共同构成了我国独特的第四纪风尘堆积空间分布延伸序列，它们是在第四纪冰期干冷气候条件下气－地系统相互作用形成的地质统一体。     

不同的前处理方法对南黄海沉积物粒度测试的影响

选取多个南黄海表层和浅表层的沉积物样品,分别以两种方法做前处理并采用激光粒度仪测试后,通过测试结果的对比,来探讨不同前处理方法对南黄海沉积物粒度测试的影响。南黄海的样品经过有机质和碳酸盐去除处理与未经过处理所测得的粒度概率分布曲线和粒度参数进行比较,结果显示,粒度概率分布曲线其峰值数、峰态及粒径分布范围发生明显变化,对水动力条件分析具有一定的影响作用;而粒度参数则具有平均粒径增粗、分选变差、偏度更为正偏、峰度更宽等特征,但多数没有改变参数的描述等级。这些粒度特征与南黄海沉积物中碳酸盐和有机质含量较低有关。因此,对不同海域沉积物进行粒度分析时,应首先通过对比实验优选合适的前处理方法,以得到符合调查研究要求的粒度参数结果。     

黄河河口段与海河河口段沉积物碳酸盐对比分析

利用筛析-沉降法对黄河系及海河系沉积物进行了粒度特征分析,黄河系沉积物以极细砂-粗粉砂为主,分选性中等,粒度分布正偏,峰态曲线尖窄;海河系沉积物以细粉砂为主,分选性较差,粒度分布正偏,峰态曲线较平缓。测定黄河系及海河系沉积物碳酸盐的粒度百分含量及碳酸盐加权粒度百分含量,结果表明:黄河系沉积物碳酸盐粒度百分含量加权平均值为11.36%,细砂碳酸盐粒度百分含量较高(15.24%),随粒度越细波动式降低后逐步增加,并在黏土富集,达20.67%;海河系沉积物中碳酸盐粒度百分含量加权平均值为15.05%,比黄河系略高,呈两端高中间低不对称鞍形粒度分布。黄河系与海河系碳酸盐粒度百分含量受粒度控制,对全样碳酸盐贡献最大的粒度黄河系为粗粉砂,海河系为细粉砂。黄河系全岩碳酸盐平均粒度百分含量与马兰黄土相近,与黄渤海泥质区相当,表明黄河沉积物的主要来源是马兰黄土,黄河在沉积物搬运过程中对黄土碳酸盐没有明显改造,黄河沉积物黏土组分是黄渤海泥质区沉积物高碳酸盐的主要影响因素。     

逐级化学分离法研究近海沉积物吸附活性组分对磷的吸附特征

选取两处组成差异较大的近海表层沉积物进行逐级化学分离处理,通过研究处理后的沉积物以及吸附活性组分差异较大的实际沉积物对磷的吸附特征,及沉积物原样和分级处理后样品的pH吸附曲线,探讨了近海沉积物组分对磷吸附过程的贡献。结果表明,化学分级处理能够有效除去沉积物中相应的活性组分,导致其吸附特征发生明显改变:逐级处理后的样品总体呈现出对磷的化学吸附作用逐渐减弱,物理吸附作用相应增强的趋势,与原样相比,相同条件下的吸附量均有所增加。碳酸盐以及金属氧化物等对化学吸附有明显贡献。近海沉积物原样以及依次去除碳酸盐和有机质的沉积物样品对磷吸附的pH边曲线均呈现抛物线变化趋势,盐酸处理后的样品与原样品吸附量随pH变化的趋势较为平行,而进一步去除有机质后pH边曲线则发生了明显变化。     

塔里木盆地腹地晚新生代沉积序列的超细粒组分记录及其古气候意义

对红白山剖面的粒度分析表明,塔里木盆地腹地晚新生代沉积物的粒度曲线中普遍存在一个超细粒组分。其众数粒径分布比较稳定,平均为0.87μm,含量变化介于0.3%～10%,在不同成因的沉积物中和在剖面上都具有明显的变化规律。对同一岩性段而言,超细粒组分含量在风成砂中最低,在黄土中较低,在河流相沉积中较高,在湖相泥岩中最高。尽管受岩性变化的影响比较显著,但不同成因沉积物的超细粒组分含量在剖面上的变化基本一致,暗示了其长周期变化受同一驱动因子控制。化学风化和/或成壤作用强度可能起着关键作用。红白山剖面超细粒组分含量在2.8Ma的快速降低指示了化学风化和/或成壤作用强度的显著减弱,进而反映了塔里木盆地腹地干旱化的显著加强。     

鹤庆孔碳酸盐记录与深海δ18O和黄土粒度记录的对比

通过天文调谐确定鹤庆孔时间标尺的基础上,对鹤庆孔碳酸盐含量曲线、深海δ18O曲线和黄土粒度曲线进行对比分析。结果显示:在中更新世转型过程中,鹤庆碳酸盐记录早于深海δ18O和黄土粒度记录,由此推测青藏高原隆升在中更新世转型中发挥重要作用。鹤庆碳酸盐含量曲线与深海δ18O曲线整体上对应较好,推测全球冰体积变化在西南季风演化中发挥重要的作用。     

红土中细粒状铁锰结核的存在及其对粒度测试的影响

设计了针对红土的两种粒度分析方法,对比分析了铁锰结核对红土粒度分析结果的影响以及加入HCl对铁锰结核与红土粒度测试的影响。结果表明:(1)细粒铁锰结核对粒度测试结果有较大影响,特别是粗粒含量的增加。而盐酸可以有效地与细粒铁锰结核反应,使得粒度测试结果更接近真实值。因此,对于铁锰结核发育的红土层,若需通过粒度来分析其沉积动力特征,其粒度测试的前处理过程加入盐酸是非常有必要的。(2)盐酸的加入对红土中4μm的黏土粒组有较大影响,这可能是盐酸与黏土矿物发生了化学反应,使得黏土粒组的相对含量减少。因此,对于铁锰结核发育的红土层,若需要通过粒度分析其风化过程,其前处理应当慎重选择是否加入盐酸。     

巴丹吉林沙漠地层序列的粒度分布及其组分成因分析

对巴丹吉林沙漠腹地WEDP02孔310.45m的岩心进行了高分辨率的激光粒度测量,运用Normal和Weibull函数对全孔的粒度分布进行了拟合和组分分离,在结合野外沉积相判断的基础上,将组分的粒径-频率、含量-频率变化作为组分成因分析的依据,系统分析了WEDP02孔沉积序列的粒度组分的成因。结果表明:WEDP02孔沉积物主要以风成砂、湖泊-风成砂混合沉积、冲洪积-风成砂混合沉积为主。风成沉积物中,超细粒成壤、高空远源粉尘、低空近源粉尘、风成砂与风成粗砂组分的粒径界线为2、12、105和270μm,粉尘与风成砂组分的比例平均值为20%/80%,在粒度组分的粒径-含量投影图中占据右上角部分;湖相沉积物中超细粒化学、悬移及风成砂组分的粒径界线为4、45、150~230μm,湖相悬移组分含量大于35%,同时可含有风成组分和湖相砂,在粒度组分的粒径-含量投影图中占据细粒下部分;冲洪积超细粒化学、悬移黏土、悬移粉砂、风成砂、冲洪积砂的粒径界线为2、12、80、150~200和300μm。这些特征反映了巴丹吉林沙漠不同沉积物的沉积学特征,是沉积物成因分析的粒度依据。     

南京周家山下蜀黄土色度特征及其意义

对南京周家山下蜀黄土-古土壤的研究发现,色度参数与其他参数对应关系良好,如亮度(L*)值与有机质含量明显正相关;红度(a*)值与氧化铁含量也有着显著相关性。与西北黄土相比,下蜀黄土经历了较强的风化作用。在其他指标不能很好地记录气候变化和土壤发育的情况下,色度参数可以发展成为一种可靠且简便的古环境研究的潜在替代性指标。在周家山地区,L*值受到土壤中有机质含量的影响较大,碳酸盐由于发生了较强的淋溶而对L*值影响不大。a*值受土壤中Fe元素含量的直接影响,对环境变化的响应更为敏感。黄度(b*)值在本区域对气候响应程度有限。     

MS2000激光粒度仪测量第四纪沉积物粒度的定量进样研究

粒度是第四纪古气候与古环境重建的常用替代指标,目前通常采用Mastersizer2000激光粒度仪进行分析,该测试仪器优点是速度快、精度高、重复性好,缺点是进样过程未实现定量化,对部分沉积样品的分析结果出现一定的随机性和不确定性,分析结果易产生人为误差。为探究样品量和进样方法对测试结果可能造成的影响,本研究选取6类代表性第四纪松散沉积物,预处理后分别采用倾倒法、吸管法及定量进样法进行多次重复实验。结果显示:粒度组分越单一,不同进样方法造成的结果误差越小;如果沉积物含有多个粒度组分,而预处理样品量过多,倾倒法容易造成粒度结果偏细,吸管法往往造成实验结果偏粗,定量进样法实验结果居于前两者之间。采用烧失量法计算沉积物中碳酸盐、有机质含量,结合马尔文激光粒度仪测试原理及多次定量重复实验结果,计算了一次实验所需样品量,发现其与中值粒径和碳酸盐、有机质(合称杂质)含量呈线性正相关。根据该线性关系式,在分析第四纪沉积物中值粒径范围及杂质含量的前提下,可计算一次测试所需样品量,将全部预处理后样品倒入测试烧杯中,可有效避免样品量和进样方法对样品粒度实验结果造成的误差。     

江苏南通黄泥山黄土粒度与环境磁学特征及其成因

选取江苏省南通市黄泥山150cm黄土堆积剖面为研究对象,进行环境磁学及粒度分析,探讨黄泥山黄土堆积的成因。研究发现该堆积物属黏土质粉砂,其粒径较镇江下蜀黄土及北方红黏土、黄土为细。南通黄泥山黄土堆积与镇江大港下蜀黄土的磁性特征具明显的相似性。结合粒度、环境磁学数据推测南通黄泥山黄土堆积与大港下蜀黄土相同,为风成堆积物,堆积物磁性参数的高、低变化反映了暖湿、干冷沉积环境的交替。黄泥山黄土较镇江大港下蜀黄土剖面具有较低的细颗粒亚铁磁性矿物含量和较高的退磁参数S-100比值,指示南通黄土与大港黄土相比,总体上经历了较弱的成壤作用。     

预处理对海洋黏土矿物XRD测试结果的影响

海洋沉积物为环境和古气候再造提供良好的地质示踪记录,其中海洋黏土矿物被作为有效指标广泛应用。黏土矿物的预处理方法对其相对组成计算结果影响较大,因此寻找适合不同海域环境简便而有效的预处理方法是黏土矿物研究中很有意义的工作。从渤海中部和印度洋海盆选取2个表层沉积物样品分别代表浅海和深海沉积物,采用不同的预处理方法进行处理。通过其X射线衍射(XRD)测试结果进行对比分析,探索适合特定区域黏土矿物的预处理方法。结果显示,预处理中使用的双氧水、盐酸、醋酸和连二亚硫酸钠-重碳酸钠-柠檬酸钠(DCB)等都对样品黏土矿物分析结果产生一定的影响。若碳酸盐衍射峰不掩盖黏土矿物的信息表达,可不用盐酸或者醋酸去除碳酸盐;DCB方法去除氧化铁时所加试剂会与黏土矿物层间离子发生交换导致数据失真,因此建议一般不使用;去除有机质能促使黏土矿物更好的分散,且质量分数为10%的H_2O_2为最佳。     

不同前处理方法对东沙底质沉积物土粒相对密度的影响

通过采用不同方法对东沙底质沉积物进行了土粒相对密度分析前处理,以探讨东沙底质沉积物中可溶盐、碳酸盐和有机质对其土粒相对密度的影响。结果表明,去除盐、碳酸盐和有机质后,东沙底质沉积物土粒相对密度明显降低,其中可溶盐对其土粒相对密度的影响最大。有机质含量的变化与东沙底质沉积物土粒相对密度变化的关系较大,呈负相关;而可溶盐和碳酸盐含量的变化与东沙底质沉积物土粒相对密度变化的关系则很小。     

盐酸、温度、时间及粒径对海洋沉积物碳酸盐去除的影响

通过南海北部表层沉积物相同体积不同盐酸浓度(0.1和1.0 mol.L-1)、不同温度(23和60℃)、不同时间(6、12和24h)和不同颗粒粒径样品(<160μm和<32μm)的交叉条件实验,利用各条件实验后样品的总碳含量及稳定碳同位素组成分析结果,研究了盐酸、温度、时间及颗粒粒径对碳酸盐去除的影响。结果表明,从提高沉积物碳酸盐盐酸酸解反应速率和效率及获取稳定可靠的TOC、δ13C有机质等参数的角度出发:(1)盐酸用量及浓度是最重要的影响因素;(2)升高反应温度是不必要的,升高反应温度既会抑制反应的进行,又会导致盐酸浓度下降并加速有机质分解,从而对沉积物总有机碳含量及其δ13C等的准确分析产生不利影响;(3)在1.0 mol.L-1盐酸过量的条件下,碳酸盐的大量分解在6h之前已基本完成;(4)颗粒粒径愈小,愈有利于样品的均匀混合及反应的进行,相应的分析结果离散度亦愈小。     

黄河三角洲沿岸及邻近海区细粒沉积物中的碳酸盐

本文用X-射线衍射法直接计算了来自黄河三角洲沿岸及邻近海区80个沉积样的细粒组分(<2μm)中的碳酸盐含量。计算结果与全样的容量法分析结果基本一致。研究结果表明,本区细粒沉积物中碳酸盐含量变化受沉积物来源、海区水动力作用、海底地貌特征和碳酸盐的地球化学行为等因素所影响。