粒度在沉积物物源判别中的运用

自然界中沉积物的组成和成因具有多样性。应用粒度方法可以区分、提取和判别沉积物中的各个组分。粒度方法主要有频率曲线和累积曲线分布法、数学函数组分提取法(包括Weibull分布函数拟合法、端元模型分析法、标准偏差法、粒度分维法等)和粒度参数判别公式法。综合应用上述方法可有效地判别出单一沉积物的物质来源或者复杂沉积物中的各个组分,而这些方法被前人广泛地应用于湖泊研究中,提取了过去的环境变化信息,也指导了作者在盐湖沉积中的研究工作。     

库姆塔格沙漠粒度分布特征及环境意义

库姆塔格沙漠位于中国西北干旱区,被称为我国第六大沙漠。粒度分析在区分沉积环境、判定物质输运方式、判别水动力条件和分析粒径趋势等方面具有重要作用。对库姆塔格沙漠中北部、北缘、西部、中间及南部、东南缘5组20个沙样粒度分析结果表明：其粒度组成差异很大;粒度参数具有以下特征值：平均粒径Mz=1.55～2.92 Φ;标准偏差σ1=0.41～1.11;偏度SK1=-0.11～0.31;峰态KG=0.77～1.23。同时,粒度频率曲线呈单峰态和多峰态共存状态;大部分沙样的偏度近于对称。分析结果说明库姆塔格沙漠沉积物的沉积环境复杂多样,有风力沉积、河湖沉积、河流冲积(洪积)等。     

库姆塔格沙漠北部三垄沙地区风成沉积物粒度特征

对位于库姆塔格沙漠北部的三垄沙地区,迄今尚未开展详细的风沙地貌研究。对该区域地表沉积物样品进行粒度分析,旨在探讨不同区域、不同沙丘类型以及沙丘不同地貌部位的沉积物特征差异。结果表明:三垄沙地区地表沉积物以中沙和细沙为主,二者平均含量之和为63.20%,平均粒径为0.95~1.89Φ,分选系数为0.55~1.55,粗于库姆塔格沙漠和塔克拉玛干沙漠,与世界其他沙海沙物质相比属于偏粗粒径。三垄沙地区的主要沙丘类型为新月形沙丘或沙丘链,其北部发育有线形沙丘;这两种沙丘表层沉积物平均粒径均属于中沙范围,且从沙丘底部到丘顶平均粒径变大、分选变好,最粗的沙粒出现在沙丘顶部,平均粒径分别为1.64Φ和0.71Φ,不同于其他地区沙丘顶部沉积物最细的分布模式。从概率累积曲线来看,流动沙丘多为二段或三段式,风成沙砾浪和剥蚀残丘多为三段或四段式,表明后者经历的分选过程较短。本区地表沉积物的平均粒径沿主导风向有变小的趋势,其中,新月形沙丘和线形沙丘的这一特征最为明显。     

浑善达克沙地沉积物粒度特征及其指示意义

沙漠/沙地中沉积物的粒度是物源及各种地表过程长期作用的结果。研究沉积物粒度特征对认识沙漠/沙地形成演变和防沙治沙具有重要意义。本文对浑善达克沙地不同类型沉积物进行了详细采样,对其进行粒度和端元分析。结果表明,浑善达克沙地风成沙受风力分选作用影响,平均粒径和分选系数沿盛行风向存在显著变化趋势。偏度和峰度的空间格局较为复杂,可能与局地物源、沉积环境和植被覆盖等因素有关。端元分析结果显示,风成沙含有6个端元（EM）,其中EM1与沙地西部湖相沉积露头有关;EM2来自松散的河湖相沉积物,在风力作用下呈现显著空间变化;EM3是风成沙的主要物质来源,与河流携带的碎屑物质有关;EM4可能来源于周围山体的冲洪积物;EM5和EM6粒度最粗,与间冰期河湖相沉积物中的粗粒组分相似。浑善达克沙地沉积物粒度特征表明,风成沙主要来自沙地附近不同时期的河湖相沉积物,远源贡献较少。沙地西部是风成沙的主要源区,在风力作用下较细组分的风成沙向沙地中东部运移,而沙地南缘和东缘河流也为其邻近区域贡献了沙源。本文研究说明,通过高密度采样并结合端元分析,沉积物粒度可解决地表过程复杂的沙漠地区风沙物源识别问题。     

库姆塔格沙漠典型线形沙丘粒度特征

对库姆塔格沙漠不同区域典型线形沙丘不同地貌部位的表层沉积物进行了粒度分析。结果表明：线形沙丘沙物质组成的优势粒级为中沙、细沙和极细沙,所占比重分别为28.85%、30.92%和25.98%。根据沙丘剖面形态和粒度特征,该沙漠的线形沙丘可分为两大类,第一类剖面形态不对称,沙物质由沙丘两翼底部向脊部逐渐细化、分选变好,分布于沙漠的东北部、中部、南部和西部;第二类剖面形态较为对称,沙物质在两翼中部最细,脊部最粗,坡脚次之,分选性无明显变化规律,分布于沙漠的东部。对这两类线形沙丘粒度特征的形成原因做了探讨,初步认为第一类是沙物质经风选的结果,而第二类则是风选、物源风化等综合影响的结果。     

闽江口地区不同砂质沉积的粒度端元特征及其环境指示

海岸风沙的物质来源及其搬运、风化等作用受控于砂质海岸的地表过程,它们的粒度特征是解释区域环境演化的重要部分.基于闽江口地区河流砂、海滩砂、老红砂和海岸沙丘这4类砂质沉积,通过端元分析得出粒度端元特征,结合粒度频数分布曲线、粒度概率累积曲线、粒度参数和粒度组分特征分析和探讨了各端元指示的环境及与传统指标的关系,其结果如下...     

大连贺家圈黄土粒度所指示的物源特征

基于大连长兴岛的一套完整的晚更新世黄土剖面(贺家圈剖面),应用端元分析模型,对所采集的21个沉积样品的粒度数据进行分析。结论认为:从贺家圈剖面沉积物粒级组分中可以分离出3个代表不同沉积动力以及改造作用的沉积端元组分。并结合地球化学元素的对比分析,初步认为:端元1可能代表了剖面原始的粒度沉积组分,主峰为近源沉积,次峰为远源沉积;端元2可能代表了沉积物在沉积之后受到的淋溶作用和残积作用;端元3可能代表的是沉积物沉积之后受到的化学风化作用。     

陕西横山L2以来风沙/黄土沉积序列的粒度端元特征及其环境意义

受气候振荡的影响,沙漠边界多次往复摆动,在地层中留下了黄土、古土壤与古风成沙的迭覆沉积。通过传统粒度参数和端元分析模型方法对陕西横山HS剖面L_2以来风成沙—沙质黄土—沙质古土壤所蕴含的粒度成分、相应的沉积信息和沙地进退进行探讨。结果表明:HS剖面粒度组成不同于黄土区,以极细砂(31.07%)、细砂(30.20%)和粗粉砂(23.38%)为主,具有大小混杂的宽粒级范围的明显特征。因此在黄土区具有全球古环境意义的粒度指标未必适合本区,运用参数化端元分析模型对本区粒度指标进行分离,以期得到适宜本区的气候环境指标。其中,端元1(EM1)的众数粒径为8.93μm,反映了西风环流的信息;端元2(EM2)的平均粒径为32.82μm,很大程度上间接指示东亚冬季风强度的变化;端元5(EM5)的平均粒径为235.46μm,是极强冬季风或强风暴的替代性指标,其含量反馈当时冬季风的强烈程度。由此,研究认为陕西横山自L_2以来发生了5次沙地扩张和3次沙地后退事件,其中风成沙层为强烈冬季风环境引发毛乌素沙地扩张时堆积的;而冬季风强度大为减弱时,沙丘迁移被沙尘堆积所取代,形成沙质黄土层;古土壤层是在冬季风相对萎缩时发育的。冰期形成的风成沙层对目前区域沙漠化存在不可忽视的潜在威胁,保护全新世形成的土壤层是防治区域沙漠化的重要措施。     

泉州湾表层沉积物粒度指示的沉积动力端元解析

基于前期工作,采取粒度端元分析方法,结合沉积物粒度参数、研究区水深以及水动力等对福建省泉州湾海域采集的65个表层沉积物样品进行了沉积动力学解析判别,量化研究区表层沉积物复杂的沉积动力特征.结果表明:样品粒度数据中可以至少分离出4个不同的端元组分,其粒径范围大致分布在0.2～200、20～30、50～500、80～100...     

六盘山东麓晚更新世以来黄土粒度指示的物源特征及演变

在宁夏长城塬完整的晚更新世-全新世黄土-古土壤剖面(长城塬剖面)进行高分辨率采样,对125个样品的粒度数据做了粒度端元分析,并对各端元组分含量在地层深度尺度上做了小波分析。结果认为：端元分析法可以把代表4种不同动力的沉积端元分离出来。端元1可能代表了西风带控制下的由高空气流搬运的远源粉尘物质;端元2可能代表了沉积物沉积后在东亚夏季风作用下的风化以及成壤改造作用;端元3可能代表了后期的淋溶作用动力特征;端元4可能代表了东亚冬季风作用下典型的风成黄土粗颗粒组分特征。根据小波分析认为各端元组分含量在不同的深度上均存在着准周期变化,指示了相对应的时间尺度上古季风变化具有准周期性的特征,同时也说明了沉积剖面一直处于较为连续沉积状态,比较完整地记载了各沉积动力过程。各端元组分在不同的时间尺度上具有不同的准周期性特征。     

库姆塔格沙漠地表物质组成、来源和风化过程(英文)

Kumtagh Desert is one of the eight biggest deserts in China, but poorly investigated before our interdisciplinary study because of the difficulty of access. In this paper, 33 representative surface sediment samples were collected from the Kumtagh Desert and analyzed in the laboratory to obtain heavy mineral components and geochemical element contents. Results show that various kinds of heavy minerals are present in these samples, with high levels of epidote and hornblende. Si and Al take up a large part of chemical composition. Compared with the average composition of geochemical elements of the upper continental crust (UCC), except Si and Ca, all elements are depleted to a certain degree; Fe, Mg, Ca, P, Ti and Mn have high correlation coefficients in their contents. The mineral and geochemical composition of the Kumtagh Desert sediments have a similarity with that of rocks of Altyn Tagh Mountains, and the surface sediments of the alluvial/diluvial fans around the Altyn Tagh Mountains and that of the Taklamakan Desert, indicating that one major source of the Kumtagh Desert sediments is located in the Altyn Tagh Mountains. Alluvial deposits and lake sediments in Aqik valley and lower reaches of Shule River are prone to be eroded and transported by the strong northeasterly wind into the Kumtagh Desert, forming another source of the desert deposits. An A-CN-K ternary diagram shows that a weak degree chemical weathering by the loss of Na and K occurred in these sediments, whereas A-CNK-FM ternary diagram suggests that Fe and Mg have undergone a significant chemical differentiation. Physical weathering processes cause easy erosion and enrichment in fine particles for mafic minerals, thus coarse desert sand particles can be relatively depleted in Fe and Mg. The mineral and geochemical composition of sediments in arid regions experiencing less chemical weathering are mostly affected by physical weathering.     

库姆塔格沙漠地表物质组成、来源和风化过程

通过对库姆塔格沙漠地表沉积物样品进行重矿物和主量元素分析,获得了其矿物和元素组成特征:矿物种类多,绿帘石和角闪石含量为主;化学组成上以Si、Al为主,和上陆壳平均化学组成相比,除Si、Ca外都有一定的亏损,Fe、Mg、Ca、P、Ti、Mn等元素的变异系数较高。库姆塔格沙漠地表沙物质组成特征与阿尔金山北麓出露的岩石和冲、洪积扇物质组成基本一致,与塔克拉玛干沙漠也有很大的共性,反映了库姆塔格沙漠地表沙物质主要来源于阿尔金山。沙漠北区强烈的东北风将阿奇克谷地和疏勒河下游的河湖相沉积物搬运至沙漠腹地,构成另一个重要的沙物质来源。A-CN-K图解揭示了库姆塔格沙漠地表物质化学风化程度很低,处于较弱的去Na、Ca阶段,其他元素未发生明显的化学风化或迁移;A-CNK-FM图解表明,库姆塔格沙漠地表物质在搬运、沉积过程中Fe、Mg等元素发生显著分异,其原因主要是铁镁质矿物由于磨损、分选作用遭破碎和风化,使粒度较粗的沙漠沙Fe、Mg等元素相对亏损。     

The characteristics of grain size from the Kumtag Desert and its environmental significance

The Kumtag Desert is located in the arid northwestern portion of China,and is considered China’s sixth-largest desert.Grain-size analysis of the sand plays a very important role in differentiating sedimentary environments,determining the ways that sediments are transported,estimating hydrodynamic conditions,and analyzing grain-size trends.The analysis of the grain size of 20 sand samples that were taken from mid-northern,north margin,western,middle,southern,and southeast margins of the Kumtag Desert shows that grain sizes are vastly different.The grain-size parameters fall in the following range:the median diameter Mz = 1.55Φ-2.92Φ,the standard deviation σI= 0.41-1.11,the skewness SKI = ?0.11-0.31,kurtosis KG = 0.77-1.23.The frequency curves of grain size have characteristics with single peaks and multi-peaks,and most of the sand samples’ skewness appears close to asymmetric.The analytical results reveal that the sediments of the Kumtag Desert are complex and diverse,which affected by such forces as wind deposition,lacustrine sediment,and alluvial and proluvial river deposits.     

库姆塔格沙漠羽毛状沙丘剖面特征

在库姆塔格沙漠羽毛状沙丘分布区选取典型地段作为观测区,运用全站仪测量了观测区羽毛状沙丘地形特征。结果如下：（1） 构成羽毛状沙丘羽轴的沙垄由首尾相连的变形的新月形沙丘构成,其走向为N55°E;新月形沙丘的平均高度为17.65 m,西北翼角的平均长度为72 m,均长于东南翼角。（2） 沙垄的纵断面（SW→NE）表现出明显的波动性,波长在50～100 m之间,波高在10～25 m之间。（3） 沙垄的平均宽度为127.69 m,平均坡度为12.59°;西北坡平均坡长为71.74 m,平均坡度为11.65°,东南坡平均坡长为59.05 m,平均坡度为13.52°。（4） 羽毛状沙丘的“羽枝”部分是由地形平缓的穹状大沙波首尾相连构成,并未像遥感影像一样呈现出明暗相间的羽毛状图案。大沙波的平均宽度为641.34 m,其纵断面相对平缓,2个波峰之间的距离在400 m左右,波峰高度为1～3 m,平均坡长为322.37 m,平均坡度为1.28°,仅为沙垄的10%。     

库姆塔格沙漠地区景观格局与动态研究

在景观分类与制图基础上分析了库姆塔格沙漠地区的景观格局与20世纪70年代以来的景观动态。库姆塔格沙漠地区以干燥的石质山地、干旱的沙漠、戈壁和盐化荒漠为景观主体,人工和天然绿洲面积很小;分布有3种景观要素组合模式,即库姆塔格沙漠西部地区的山地-洪积扇-湖盆模式、西湖地区的湖盆-戈壁荒漠模式和敦煌洪积扇上的人工绿洲发育模式。近30多年来景观总体上变化不大,人工绿洲面积增加了1倍多,盐生草甸有比较明显的减少。沙漠表现出比较明显扩展趋势的区域,一是沙漠东南部边缘部分,有向东、向南扩展的迹象;二是沙漠南部边缘部分,在强烈的东北风作用下有向阿尔金山上扩展的迹象。人类的社会经济活动是库姆塔格沙漠地区景观变化的主要驱动力。     

Aesthetic value of aeolian geomorphosites in the Kumtagh Desert, China

Tourism development of aeolian geomorphosites in the Kumtagh Desert is beneficial to both harmonious development of human-nature relationship and the sustainable development of the tourist industry in the Kumtagh Desert and its sur- rounding area. This paper adopts some research methods including field observation, expert assessment, and systematic investigation to analyze and evaluate the aesthetic value of aeolian geomorphosites in the Kumtagh Desert from three aspects of＂Beauty of Morphology＂, ＂Beauty of Color＂ and ＂Beauty of Forms＂. This research is a creative work in the field of aeolian geomorphosites combining the method of aeolian geomorphology and tourism geography.     

库姆塔格沙漠风沙地貌遗产美学价值评价

库姆塔格沙漠风沙地貌遗产的旅游开发,既有利于该区域人地关系的和谐演进,又有利于全面推进该区域旅游业的可持续发展。风沙地貌遗产价值评价是风沙地貌遗产旅游开发的前提和基础。应用观察法、描述法、专家评估法、系统调查分析法等定性研究方法,从形象美、色彩美、形式美等3大方面分析评价库姆塔格沙漠风沙地貌遗产的美学价值,为库姆塔格沙漠风沙地貌遗产的旅游开发奠定基础。研究将风沙地貌学与旅游地理学融合,开创中国风沙地貌遗产研究的先河。     

2008-2013年库姆塔格沙漠及阿尔金山降水特征

库姆塔格沙漠极端干旱,而其南部阿尔金山比较湿润.研究库姆塔格沙漠及南部阿尔金山的降水特征,对揭示库姆塔格沙漠水源补给机制和地貌形成原因具有重要作用.本文利用中国自动气象站与CMORPH融合逐时降水量0.1°网格数据集,分析了库姆塔格沙漠及阿尔金山的降水特征.结果表明:(1)库姆塔格沙漠降水主要集中在夏季,其他季节降水较少;而阿尔金山降水主要集中在春、秋两季,并存在一条降水量大值带,3月范围最大而夏季消失;(2)阿尔金山对库姆塔格沙漠的水源补给作用主要体现在春、秋两季,夏季降水基本与库姆塔格沙漠持平,春季降水超出库姆塔格沙漠最多;(3)阿尔金山各月平均逐小时降水量演变特征有很大不同,冬季12、1月及夏季6、7月每月逐时降水演变特征以"凌晨型"为主,可能与凌晨云顶辐射冷却引起的大气层结不稳定有关;春、秋两季每月逐时降水演变特征以"午后-黄昏型"为主, 可能与午后太阳辐射地面加热引起的大气层结不稳定有关;2、8月是两种类型的过渡时期.本文研究结果可为探索库姆塔格沙漠水源补给机制以及"羽毛状沙丘"独特的沙漠景观形成原因提供一定的参考依据.