河流和海陆交汇带现代沉积磷的环境地球化学

本文首次采用连续提取沉积物中不同结合态磷的方法，以典型河流和海湾为研究对象，从微观和宏观两方面研究了表层沉积物中磷的含量，分布、迁移和不同结合态的赋存状态，以及它们在不同介质环境中的差异及其原因，从而揭示了河流和海陆交汇带现代沉积磷的环境地球化学。     

云贵高原河流水系演化与高原形成过程——基于现代河流沉积物示踪

云贵高原是进行现代河流沉积物分析示踪的天然实验室,研究其现代河流沉积物的对于认识青藏高原东南缘隆升与新生代地形形成演化具有重要意义。通过对云贵高原长江和珠江支流7件河流砂样重矿物分析、聚类分析和ATi与GZi等研究,揭示出长江流域河流沉积物呈现出搬运距离远,物源种类多,经历复杂次生作用等特点,明显区别于珠江流域河流沉积物搬运距离近、物源种类单一和近源等特点。珠江流域上游红水河物源与长江具有一定继承性,新生代晚期,由于青藏高原东向扩展生长与大型走滑断裂活动导致和河流水系特征,同时南盘江流域发生反转、袭夺,最终形成现今云贵高原"西高东低"地貌及其河流水系。     

北祁连北大河沉积物碎屑组成及物源正演分析

开展现代河流沉积物的物源分析正演研究,对厘清河流搬运分选过程对不同碎屑成分的影响、不同源区对汇区沉积物的贡献机制以及物源定量分析具有重要意义。对北祁连北大河与洪水坝河现代河流沉积物的物源开展了正演研究,结合砾石成分统计、重矿物分析和碎屑锆石U-Pb测年方法,分析了流域内不同物源对现代河流不同碎屑成分贡献的差异性。结果表明,两条河流沉积物的特征显示汇区不同碎屑成分对物源区岩性的反映各有侧重。其中砾石岩性能够反映整个流域的主要岩性;砂粒中的重矿物组合也可以反映源区主要岩性,且对重矿物含量较高的岩体或地层（如铁矿）十分敏感;碎屑锆石年龄谱反映了整个流域物源端元锆石的综合贡献,各年龄峰锆石占比与源区各年龄峰锆石贡献呈较好的正相关关系,其中源区沉积岩碎屑锆石的贡献比较显著。通过河流物源正演分析进一步建立现代河流源汇模式是实现物源量化分析的一个可行方向。     

河道沉积物粒度沿程变化特征及其影响因素

河流系统是研究构造、气候和生态系统的重要载体，也是地貌学的重要研究内容之一。河流系统中河道沉积物运移深刻影响着地貌演化的进程，而沉积物粒度的沿程变化特征与趋势则可以揭示有关泥沙动力学的重要信息。目前，关于河道沉积物粒度存在沿程变化现象已有大量研究，但河道沉积物粒度沿程变化的具体机制尚存争议。此外，河道沉积物粒度沿程变化的主要控制因素及其对河床演变的影响也尚未明确。本文总结了全球河流河道沉积物粒度沿程变化及其不确定因素的分布状况，并调查了磨蚀、水力选择性搬运及综合作用对沉积物粒度沿程细化的影响。结果表明，在沿程细化机制研究中，磨蚀作用过程的探析相对较少。磨蚀由研究区岩性决定，并且非耐磨性岩性颗粒会产生强烈的质量损耗。虽然磨蚀对河道沉积物沿程细化的影响有限，但在河道上游以劈裂和切削方式引起的磨蚀过程不能忽视。相较于磨蚀，水力选择性搬运或分选过程受到广泛关注，说明水力分选在自然界河流沉积物粒度沿程细化过程中发挥着重要作用。此外，也有部分研究探讨了河道沉积物粒度沿程变化的综合影响因素，并且发现由于有些因素干扰河床沉积物在沿程方向也会存在粗化现象。粗化一般发生在山区坡度较陡、河流源头崩积河段，而引起粗化的因素主要有支流的汇入、沉积物横向输入、高能泥石流以及冰川作用补给、人为河道改造和大坝修建等。现有的研究表明河道沉积物粒度沿程变化是一个复杂的过程，其变化特征受多时空因素的影响，河道沉积物粒度沿程变化特征及其与外界因素的关系有待进一步研究。因此，在后续的工作中，仍需要利用大量室内室外调查和分析，揭示不同时空尺度河道沉积物侵蚀搬运过程，深化对河流地貌演化及其驱动机制方面的研究。     

现代河流沉积物碎屑及矿物组分研究新进展

现代河流沉积物忠实地记录了流域盆地内的母岩、风化、搬运和沉积过程中的化学、物理过程以及人类活动的改造作用,是探索和验证源- 汇系统等理论的重要媒介。本文以全球现代河流砂组分数据库为基础,总结了碎屑组分、重矿物组分在不同大陆的分布特征,探讨了其在物源识别、源区贡献率计算、沉积物产生及搬运过程中气候- 构造等影响因素的评估、对源- 汇系统的研究启示等方面的应用。今后建议加强基于大数据的沉积物组分对气候- 构造- 人类活动的响应、沉积物产生及通量、高时间分辨率的沉积物组分变异性、不同物源定量化方法的差异等方面的研究。     

长江远端三角洲多源沉积分异作用及其动力机制

长江是亚洲第一大河,具有丰沛的水沙通量,其形成的长江三角洲和陆架沉积中心一直是学者的研究重点,但对受到多种物质来源供给的长江远端三角洲涉及较少。针对长江远端三角洲南部的海底表层沉积物和河流沉积物,对该地区的表层沉积物性质和分布特征等进行了分析。研究表明,该地区表层沉积物类型主要为泥、粉砂、砂质粉砂和粉砂质砂等类型,零星分布含砾沉积物,沉积物粒度自西北向东南方向逐渐变粗,与海岸带呈平行分布;该地区沉积物主体为长江源物质,近岸南北两区域主要受到闽江和瓯江河流物质混合作用,东南区域主要为台湾河流物质影响;该区沉积分异模式主要受到东海环流体系的控制影响,浙闽沿岸流与台湾暖流形成的切变锋起到"水障"作用,使长江物质主要存在于中西部地区,同时西部近岸由于受到浙闽沿岸流的季节变化,带来了近岸闽江和瓯江等中小河流物质的混合影响,而东南部则主要受到台湾暖流带来的台湾物质混合作用。该研究对研究区沉积物的物质来源和动力因素等现代过程进行了细致划分,对长江远端三角洲地质时期的形成演化具有一定的辅助作用。     

滹沱河现代沉积物的比重研究

比重是物质的重要物性之一,是物质成分和结构的反映。不同矿物的比重可以相差若干倍,因而用以鉴定矿物的种类。在河流动力学有关基本原理和计算公式中,比重是一种重要的因素,在沉积岩石学中被视为沉积物的沉积三要素(粒度、比重和形状)之一。我们对滹沱河现代沉积物进行沉积构造、粒度、矿物成分和扫描电镜等项分析的同时,对沉积物的比重作了一些分析,探讨了沉积物的比重在河流沉积体系中的变化情况。     

渭河流域沉积矿物组合定量分析及示踪

扫描电镜定量分析沉积物矿物组合的方法,可以快速准确得到大量详细的矿物组合、矿物颗粒大小和岩屑组成等信息。尝试利用这一方法,研究渭河流域现代河流样品的矿物组合和沉积物碎屑组分,探究其在沉积物源示踪上的应用。研究表明,渭河流域现代沉积重矿物组合主要以角闪石、帘石类矿物和石榴石为主,不同区域沉积物矿物组合通过主成分分析图表（Principal Component Analysis,PCA）可以较好地区分开。轻矿物以石英和长石为主。碎屑组分石英—长石—岩屑（QFL）三角图解显示渭河干流和流经鄂尔多斯高原的两大主要支流北洛河和泾河的沉积物碎屑组分,主要位于再旋回造山带区域;而北秦岭山前河流沉积碎屑组分则主要位于岩浆岛弧区域。这一结果符合区域地质构造背景,表明扫描电镜定量分析手段可很好地应用于沉积物碎屑组分QFL三角图解、重矿物组合物源示踪研究。     

塔克拉玛干沙漠北部平原区全新世沉积与气候变化的关系--以肖塘剖面为例

本文通过塔克拉玛干沙漠北部平原区典型地层剖面（肖塘剖面）沉积物粒度及元素特征的分析，揭示了本区域全新世以来气候变化的基本规律。沉积物主要由河流冲积作用形成的粘粒层与风力作用所形成的砂粒层组成。粘粒物质与现代河流相特征相一致，砂粒物质与现代流沙性质相类同。沉积层位中元素的迁移转化状况与沉积时期气候ｋ水文条件密切相关。全球性气候波动与地处内陆封闭盆地的协同影响，产生了本区多风、干燥、冷干与暖干相互交替的轮回气候。     

河流作用研究的进展

现今,关于非冲积河床控制和河流力学详细的野外调查,使我们对河流作用的研究前进了。河流河床地形的非冲积控制,包括诸如木质碎屑,基岩露头和静止的沉积物这样一些特点。河流河床的这些特点,以及流量和沉积物特征都是河系的独立变量。非冲积特点,通过固定的水池位置和对其起作用的斜坡、阻力和沉积物的搬运来影响河床地形。在过去十年里,地貌学家、工程师和沉积学家一直进行河流作用,特殊沉积物的搬运和沉积的详细的野外研究。这些研究表明了河流作用的复杂性,并提供了砾石覆盖面形成、点砂坝形成力学、急流—水池序列维持和其他作用的新的观点。这个令人鼓舞的调查趋势可以证明,在今后几年内,会更富有成果。     

长江与黄河沉积物REE地球化学及示踪作用

长江与黄河沉积物的稀土元素（ＲＥＥ）组成特征不同。长江沉积物ＲＥＥ含量较高,元素含量变化也大于黄河样品;球粒陨石标准化模式表明长江沉积物的（Ｌａ／Ｌｕ）Ｎ、（Ｌａ／Ｙｂ）Ｎ、（Ｇｄ／Ｙｂ）Ｎ的值也相应地比黄河沉积物中的高１０％左右,分布曲线均呈明显的石倾状,轻重稀土分馏明显,相对富集ＬＲＥＥ。且长江样品比黄河样品更富集ＬＲＥＥ,但Ｅｕ亏损不及黄河样品;两者的北美页岩标准化曲线均呈平坦稍右倾状,具有     

江苏典型地区河流沉积物重金属元素分布特征及其污染来源

通过对河流沉积物等地表沉积物中重金属元素分布等环境地球化学调查数据的统计分析,总结了江苏典型地区河流沉积物中重金属元素的分布特点与规律:江苏局部地区河流沉积物中,Cd、Pb、Zn、Cr、Cu、Ni、Hg等相对富集趋势明显,Cd最大富集倍数 100;不同河流沉积物的重金属元素分布存在差异,与其污染来源密切相关;工业排放是导致河流重金属污染的主要原因,使用含Cd的颜料作为调色剂导致部分河流出现严重Cd污染;与土壤等其他地表沉积物相比,河流沉积物中重金属元素的分布更不均衡。查明河流沉积物的重金属元素分布可为相关农产品安全性预测、确定重金属污染来源、追踪涉重产业的发展历程、防治局部耕地重金属污染等提供科学依据。     

武汉市湖泊汞污染现状研究

对武汉市远郊区、城乡结合部和市区三种环境中6个湖泊沉积物和鲢鱼肌肉中的汞污染特征进行了调查采样,采用原子荧光光谱仪进行了汞含量的测定.结果表明:与环境背景值相比,各湖泊沉积物均不同程度地遭受了汞污染,且汞污染表现出由市区向远郊呈减弱的趋势;在沉积柱垂直方向上,市区湖泊表层汞污染严重,向深层汞含量迅速降低,郊区湖泊沉积柱的汞含量基本上变化不大;沉积物中汞的赋存形态研究表明,汞在各湖泊中主要以惰性残渣态形式出现,反映了以飘尘和悬浮物颗粒形式输入为主的特点;湖泊鲢鱼肌肉中汞含量与沉积物中汞含量的变化规律一致,城区湖泊鲢鱼肌肉中的汞含量大大高于郊区湖泊,但鲢鱼肌肉中的汞含量尚未超出国家标准,属安全范围.     

阳离子浓度对泥沙沉速影响实验研究

应用了静态沉降实验方法中的移液管法,初步研究了水中常见阳离子对河流中细颗粒泥沙沉速的影响,这些阳离子包括Na+、Ca2+、Mg2+和Al3+等。实验结果表明,阳离子浓度对泥沙沉速的影响可以分为两个阶段:①随着阳离子浓度的增加泥沙沉速也增大;②当离子浓度大于某值时,离子浓度对泥沙沉速的影响不大。在同样离子浓度条件下,离子价态高者影响较大。同时分析了长江和黄河干流中下游河段的水化学特性;分析结果表明,在一般的河水水质的情况下,有必要考虑水中阳离子(主要是Ca2+、Mg2+)对细颗粒泥沙沉速的影响。     

Geographical distribution of arsenic in sediments within the Rio Conchos Basin,Mexico

Arsenic (As) content of sediments from the Rio Conchos and Rio San Pedro in northern Mexico were measured to determine if this toxic metalloid had accumulated to unsafe levels to humans and aquatic life. The spatial distribution of As in each of the six clusters of river and arroyo sediments was analyzed to determine variations with respect to background levels and to infer about potential As sources and sinks. In the northern part of the study area, background concentrations varied little throughout the area and concentrations in river sediments were close to background levels. In the southern part, however, the content of As in arroyo sediment contained a wider range of values and anomalous concentrations. The latter could be traced in part to the presence of mine tailings. As concentrations were below the limit in all studied river stretches and thus do not pose an immediate threat to the river environment, but As content in reservoir sediments exceeded the guideline values. Reservoirs seem to act as a sink for As, warranting closer observation and monitoring.     

南流江河口水下三角洲表层沉积物端元分析及其沉积动力环境意义

沉积物粒度分布特征可揭示沉积动力环境。基于广西南流江河口水下三角洲的粒度分析数据,采用Folk分类法进行分类,应用端元分析对其粒度数据进行分解,探讨了南流江河口水下三角洲的物源和现代沉积动力环境。结果表明,研究区表层沉积物可划分为9类,其中含砾沉积物5类,不含砾沉积物4类,沉积物类型与河口环境动力特征相吻合。端元分析结果显示,研究区有5个不同类型的端元,分别代表着5种类型的沉积物动力环境:端元1反映了风浪和潮流对表层沉积物的动力作用;端元2指示了外海涌浪对表层沉积物的作用过程;端元3代表了南流江冲淡水引起的表层沉积物的输运;端元4代表了大陆架残留沉积物;端元5为干扰端元,可能是由于工程建设等人类活动所引起的。利用端元分析探讨复杂环境(如小型山溪性河口)下的沉积动力环境时,一方面需要综合考虑研究区域的物源与环境动力特征;另一方面可以结合参数拟合、粒径趋势分析等研究手段。     

太湖入湖河道沉积物中生物利用磷和营养水平分析

为了解太湖入湖河道的营养状况,研究了太湖西部河流沉积物生物利用磷的组成与分布。研究结果显示,北部沉积物中营养元素较高,南部较低;沉积物中生物利用磷的含量次序为藻类可利用磷(AAP)>NaHCO3提取磷(OLP)>水溶性磷(WSP)>易解吸磷(RDP),其中AAP是重要的生物利用磷,AAP的比例越高,富营养化程度越高。AAP与营养元素的相关性在不同区域河道有所不同,北部河道与总氮(TN)、总磷(TP)相关性较好,中部和南部河道与沉积物有机质总量(TOM)相关性较好。沉积物的生物利用磷受不同污染源影响较大。对比河道沉积物与湖泊沉积物的特征,发现湖泊沉积物中生物利用磷(BAP)/总磷(TP)、藻类可利用磷(AAP)/总磷(TP)都高于河道沉积物,表明湖泊沉积物中的磷更容易被植物吸收。     

Determination of Total Organic Carbon Content and δ13C in Carbonate-Rich Detrital Sediments

The determination of total organic carbon content and composition in detrital sediments requires careful removal of their carbonate minerals. In detrital sediments containing large amounts of carbonates, including dolomite, this can only be achieved by liquid acid leaching that may solubilise a significant proportion of the organic carbon. For a set of detrital sediments from the Himalayan system and the Amazon River as well as five geological reference materials, we determined the proportion of organic carbon (C_org) solubilised during acid leaching. This proportion is significant for all analysed sediments and generally tends to increase with the organic carbon content. Compared to other types of sediments analysed, clay fractions extracted from river sediments and bed sediments with very low organic carbon content have high and low proportions of acid soluble C_org respectively. In Himalayan and Amazon river sediments, the proportion of C_org solubilised during acid leaching was relatively constant with average values of 14 and 19 % respectively. Thus, it is possible to correct the C_org content for the dissolved organic carbon content measured after decarbonation. Data presented here show that C_org dissolved during liquid acid leaching must be taken into account. After careful calibration, the method presented here should, therefore, be applied to any carbonate-rich detrital sediment.     

金沙江河流悬浮物与沉积物的矿物学特征及其表生地球化学意义

为研究金沙江流域表生风化特征,系统采集了金沙江和岷江流域32件河流悬浮物和河床砂样品,对其进行了矿物组成分析。结果表明,不同江段河流悬浮物、沉积物的矿物组成大致相同,以石英、方解石、斜长石和粘土矿物为主,局部有白云石、钾长石和角闪石等;粘土矿物主要有伊利石、绿泥石、高岭石和蒙脱石。河床沉积物中非粘土矿物碎屑(岩屑)含量明显高于悬浮物。伊利石为铁镁质,Kubler指数在轻微变质范围内,主要来源于三叠系碎屑岩和砂板岩。金沙江、岷江的河流悬浮物矿物组成与流域内出露的碎屑岩、砂板岩、火成岩、碳酸盐岩等的分布有较好的对应关系。河流悬浮物和沉积物的矿物组成及伊利石结晶指数特征表明流域内以物理风化为主。     

陕西潼关金矿区太峪河底泥重金属元素的含量及污染评价

通过对潼关金矿区太峪河和太峪水库底泥中重金属元素总量的调查,探讨了金矿开发活动中重金属元素对河流底泥的污染程度。研究结果表明,除As外,河流底泥中重金属元素的含量与尾矿渣中重金属元素的含量变化一致,表明其主要来源于尾矿渣,但又明显高于尾矿渣。在同一地点河流底泥中重金属元素的含量平均高出河水中的1048.61～666030.08倍,呈显著富集。以邻近地区不受工矿活动影响的河流底泥重金属元素的含量均值作为评价参比值,太峪河底泥受到了Hg、Pb、Cd、Cu、Zn元素的极度污染,单项污染超标倍数及综合污染指数法评价结果表明,Hg、Pb、Cd平均污染超标倍数达366.90、217.42和149.97,是底泥中最主要的污染元素。河流底泥重金属元素的综合污染指数高达278.97,表明河流的复合污染亦呈极度状态。太峪河底泥受重金属元素极度污染的现实提示,矿区的环境防治工作已刻不容缓。