甘肃通渭县黄土堆积区全新世环境变迁

通过对甘肃通渭县四家庙全新世黄土剖面的粒度和磁化率分析,并依据前人研究成果对年均 气温和年均降水量的相应恢复,揭示了该区全新世期间气候演化的特点和规律。分析认为,研究区全新 世以来的环境变化是不稳定的,无论古土壤发育期还是黄土堆积期,气候都具有频繁的次级波动。尤其 在全新世中期,两层古土壤间的黄土夹层,反映该区在全新世大暖期经历过一次历时千年之久的气候显 著恶化事件。     

内蒙古中部必鲁图晚更新世晚期环境演变的沉积记录

以内蒙古中部必鲁图厚度250cm的浅井湖泊剖面为研究对象,根据取得的6个光释光法测年数据,建立晚更新世晚期56.8ka以来的年代序列,对湖泊沉积特征、粒度组成、Rb与Sr含量（质量分数）之比、氧化物含量及其比值等地球化学特征进行分析,并通过综合研究各指标的气候环境指示意义,重建该地区晚更新世晚期以来的气候环境演变过程。结果表明：该地区晚更新世晚期以来气候环境变化可以分为5个阶段。第1阶段,56.8～49.5ka,沉积物有机质较丰富,化学风化作用较强,以温干偏湿气候为主;第2阶段,49.5～41.3ka,化学风化较弱,水热条件较差,气候冷干偏湿;第3阶段,41.3～20.8ka,气候转为暖湿,化学风化作用最强,为升温高降水期,末次冰期间冰段,间有小的冷湿、温干波动;第4阶段,20.8～8.2ka,各项地球化学指标均发生突变,砂楔发育,气候恶化,持续干冷,期间存在末次冰期最盛期;第5阶段,8.2～0ka,气候以温干为主,晚期气候向凉干转变趋势明显。     

乌海盆地内末次冰期砂楔/冰楔铸型的发现及古气候意义

砂楔/冰楔铸型等具有定量古环境意义的冰缘现象在中国北方已有多处报道,但多集中在末次冰期晚冰阶。报道了首次发现于乌海盆地的冰缘现象,从楔体形态特征、填充物粒度特征和光释光测年等方面对其成因和发育年代进行了深入研究。楔体和填充物剖面穿插关系、物质组成和形态特征分析等指示其形成过程大致可分为两个阶段:早期原生砂楔发育与楔壁近平行的充填-挤压构造;晚期冰楔铸型(包括冰楔形成、融化和填充)在砂楔之上进行叠加。冰楔切穿早期砂楔,导致楔壁物质发生强烈挤压变形,结构扰动,楔体表现为弯曲的不规则形态。光释光测年结果显示,原生砂楔发育的年代主要集中在(62.69±6.81)~(66.45±7.08)ka B.P.,即末次冰期早冰阶,对应于MIS4阶段,并可能部分延续至MIS3b阶段;冰楔铸型填充物年代为(5.95±0.61)~(6.62±0.73)ka B.P.,对应于全新世中期。由于冰楔铸型的填充晚于冰楔发育年代,推测冰楔发育年代可能为末次冰期晚冰阶。基于砂楔/冰楔铸型的发育过程及对环境条件的要求,初步估算出砂楔和冰楔发育时期年均气温比现在低12.1 ℃~13.6 ℃,砂楔发育时期(即末次冰期早冰阶)年降水量与现在相当。乌海盆地砂楔/冰楔铸型的发现为研究中国北方末次冰期尤其是末次冰期早冰阶纬度多年冻土分布及古气候环境提供了新的依据。     

末次冰期MIS 2阶段沙漠-黄土过渡带萨拉乌苏河流域环境演变记录

对毛乌素沙漠南缘米浪沟湾地层（位于沙漠-黄土过渡带萨拉乌苏河流域）沉积物粒度、总有机碳（TOC）、碳酸盐碳氧同位素组成以及有机分子化合物正构烷烃进行了分析。结果表明:MIS 2阶段（6.0~16.5 m、11~30 ka BP）主要以湖沼相（砂质粉砂）—古土壤（泥质粉砂）—河流相（粉砂质砂）组成;总有机碳在湖沼相和古土壤沉积物中较高,而在河流相沉积物中较低;在23~29 ka BP期间,正构烷烃主要以C₂₇、C₂₉、C₃₁为主,指示了稀疏森林草原特征;在17~19 ka BP期间,沉积物中正构烷烃虽然仍以C₂₇、C₂₉、C₃₁为主,但明显低碳数和中等碳数正构烷烃含量增加,指示了森林草原和较长时间淡水湖泊环境;19~23 ka BP期间为该地区末次盛冰期,干冷状态下风沙活动强烈;全新世中期2.3 ka BP左右至8.0 ka BP左右主要以指示菌藻源的C₁₄~C₁₈为主峰碳,为荒漠草原和分散湖泊或水洼环境;MIS 2阶段主要以西风环流水汽输入为主,全新世期间则由夏季风带来降雨;处于季风边缘的沙漠 黄土过渡带,极端干冷环境下冬季风盛行,风沙活动增强,凉湿气候条件有利于植被的繁盛;较高的温度下,尽管绝对降雨量有所增加,但干燥度增加更明显时,生态环境仍然面临恶化的可能。     

一万年来西安神禾塬黄土磁化率的古气候环境

通过对西安神禾塬鱼包头村典型剖面全新世黄土-古土壤地层的岩性描述、地层划分和对比,结合泾阳县新庄村AMS14C的年代测定和其他学者的测年数据,建立了该地区全新世以来黄土沉积年代序列。根据磁化率气候替代指标显示的曲线特征及在剖面上的变化规律,探讨了该黄土剖面所反映的东亚冬、夏季风强弱变化特点,进而对该剖面磁化率曲线特征与其他学者的孢粉谱建立的温度曲线对比。对西安地区全新世以来古气候的阶段性进行了详细分析和论证。将西安地区10 000年以来的气候演变划分为7个气候阶段。     

柴达木盆地达布逊湖北雅丹剖面沉积特征及其环境意义

柴达木盆地达布逊湖北盐湖构造发育一组NWW向雅丹地貌。对雅丹剖面沉积年代、总有机碳和粒度等进行测试,综合分析了影响因素与环境气候的关系。结果表明:雅丹剖面主要经历了中更新世(约740 ka)干旱→潮湿→干旱的气候波动过程;剖面可以划分为757.5~758.0、741.6~757.5、732.8~741.6 ka等3个气候变化相对明显的时期,分别对应干旱、潮湿、干旱阶段;剖面中沉积物总有机碳、粒径中值等可以较好地反映三湖坳陷北斜坡盐湖构造在中更新世(约740 ka)的气候环境演变,并且结合剖面具有典型的河流三角洲相和湖相沉积特点可以体现中更新世及其以后经构造运动挤压抬升一直处于风化剥蚀的状态;剖面底部为河流相沉积环境,上部为湖相沉积环境,经历了水进和水退的过程;剖面反映了内陆封闭湖泊在暖湿期水量充沛,沉积物中总有机碳较高以及粒径中值较小的特点。     

南海琼东陆架海洋沉积物粒度分形特征及其影响因素

通过对2013年南海西部综合航次于南海琼东陆架海域采集的3根沉积柱(C1、C2、C4)样品进行粒度分析,对粒度的分形特征及其影响因素进行探讨。使用矩法计算出沿离岸方向3根沉积柱样的平均粒径分别为5.33 Φ、6.14 Φ、6.26 Φ,粒度总体上较细;标准偏差平均值分别为2.59 Φ、2.19 Φ、1.82 Φ,表示分选性逐渐变好;偏度平均值分别为0.40、-0.02、0.48,其变化规律不明显;峰度平均值分别为1.75、2.27、2.70,其值逐渐增大。利用幂指数法,在累积体积百分比5%~95%范围的无标度区间内计算得到沉积物样品的粒度分维值,总体范围为2.24~2.54,平均值分别为2.52、2.45和2.30,处于较高水平;随着离岸距离的增加,样品粒度分维值逐渐降低,但分选性变好;粒度分维值与标准偏差存在显著正相关关系,说明分选性对粒度的分形特征产生影响。根据C-M图,沉积柱样的流体为牵引流,颗粒的主体搬运方式由沉积柱C1的滚动逐渐转变为沉积柱C4的悬移;对比发现,以滚动组分为主的颗粒粒度分维值较大,以悬移组分为主的颗粒粒度分维值较小,说明分形程度受搬运方式和水动力条件的影响。     

陕西榆林风沙滩区全新世气候和环境变迁

榆林长城沿线处于环境变化敏感带,其风沙滩区沉积剖面的磁化率和粒度分析结果显示,该区全新世早期11500～10000aBP随着全球气候的逐渐转暖,磁化率、黏粒和粉沙含量逐渐增高;全新世中期的10000～4500aBP气候相对比较湿润,植被覆盖度增大,风沙活动减弱,地表沉积物当中粉沙和黏土成分含量显著增大,风化成壤作用增强,地表发育沙质弱古土壤;全新世中期后段的4500～3000aBP期间,气候以比较温和湿润为主,但在4200～4000aBP出现一个气候干旱事件,风沙活动强烈;近3000a以来,气候显著干旱化,波动频繁,地表风沙沉积物显著变粗,表现出有5次沙漠扩张。该区生态环境演化、人文历史变迁基本上是自然因素与人为活动综合作用的结果,以自然演化为主,近代人为因素对环境变化起着加强和放大作用。     

黄土-古土壤发育指数的环境图谱研究

在确认"黄土也是古土壤"的前提下,对新近发现的位于黄土高原西北部的宁夏彭阳剖面进行了磁化率、粒度、色度、CaCO3等环境变化代用指标的系统测试。通过设立土壤发育指数,构建了800kaBP沙漠黄土生态脆弱区的高分辨率环境图谱。此图谱由8次较大规模的寒漠扩张,1～3次亚热带北迁所组成。这对丰富黄土古环境变化信息,加强区域对比研究具有重要意义。     

新疆喀纳斯湖沉积物粒度组分所揭示的环境特征

通过对新疆喀纳斯湖沉积物进行粒度分析,结合放射性同位素²¹⁰Pb、¹³⁷Cs定年,研究了喀纳斯湖沉积物粒度敏感组分特征及其环境意义。喀纳斯湖沉积物以细颗粒组分(粒径小于16 μm)为主,但1814~1830年(32~35 cm深度处)和1893~1903 年(18~20 cm深度处)这两个时期的沉积物粒度特征发生了突变,粗颗粒组分(粒径大于16 μm)尤其是粒径大于63 μm组分含量迅速升高。对沉积物粒度频率曲线的分析表明, 这两个时期的沉积物来源或沉积动力过程发生了显著变化。基于此,首先运用粒径-标准偏差法提取了沉积物中的敏感粒度组分C2(粒径为15~238 μm),进而通过敏感粒度组分与器测气象数据的相关性分析和沉积物粗粒径(C)-中值粒径(M)图分析,研究了喀纳斯湖沉积物沉积时的动力条件。组分C2的含量大小与区域春季、夏季温度有关,反映了山地春季和夏季雪、冰融水入湖的强度,组分C2含量在1814~1830年和1893~1903年这两个时期的快速增大与水动力异常偏大有关,据此识别了两次显著的洪水事件。与区域树轮、冰芯记录及文献记载的对比分析表明,洪水事件的发生与对应时期内暖湿的气候特征有关。     

砂岩粒度分布分形特征研究方法探讨

按照分形理论的基本思想，分析了分形理论应用于砂岩粒度分布特征研究的可行性，介绍了粒度分形分布的判别方法，应用砂岩薄片粒度统计数据研究了粒度分布分形特征，提出了无标度区容量维的计算方法，并结合粒度序列关联维算法对某钻井分段岩芯砂岩样品薄片进行了粒度统计和分形维数计算．结果表明，砂岩粒度分布多数为正态分布和分形分布之间的过渡类型，即粒度分布仅在一定粒度区间内符合分形分布，据此计算得出的无标度区分形维数是描述砂岩形成环境差别及形成背景复杂性的定量参数，为利用粒度分析方法进行沉积环境解释提供了新的参考依据．     

南京燕子矶下蜀黄土颗粒分形研究

根据分形理论，研究了南京燕子矾下蜀黄土粒度分形结构特征，发现在双对数坐标下粒径和粒度含量之间存在明显的线性关系，表明粒度组成具有分形结构．通过对燕子矾下蜀黄土颗粒分形的计算，发现其分维值介于2．4～2．6之间，随着黏粒含量的增大而增大，且与不均匀系数和曲率系数有良好的非线性关系．在此基础上，讨论了粒度分维所具有的工程地质意义．指出粒度分维揭示了不同土体工程地质性质差异的本质，可以作为土体分类的一个合理指标．     

Improvement and Application of Grain Size Distribution Characteristics Calculation of Bed Material

Grain size distribution of bed material is an important characteristic for studying evolution of natural river channel by means of experimental ways and numerical modeling of flow and sediment process.In this study,the fractal characteristic of sediment particle has been defined by means of fractal theory based on ana- lyzing the property of grain size distribution of bed material in the river channel.Furthennore,the fractal prop- erty of sediment particle has been applied to judge the process of armoring and stabilizing in the armoring ex- periment of bed material.In addition,the relationship between the riverbed roughness and its fractal dimension is also obtained according to the experimental data.Finally,the relationships between bed material roughness, fractal dimension,and representative diameter(d_(50),d_(90))are discussed respectively,the roughness comparison shows that the proposed roughness formula based on fractal theory has higher precision.     

铀尾矿粒度分形分布对氡析出影响的初步研究

铀尾矿中氡的析出是备受重视的典型环境问题.本文实验研究了尾矿粒度分形分布对氡析出率的影响.结果表明,尾矿中氡的析出率呈现振荡性变化;在尾矿粒度分布分维值为2.3-2.8内,氡析出率随分维值的增大显著减小,至分维值为2.6时达到极小值,然后随分维值的增大略有增高.反冲作用与He-Rn团簇的形成和尾矿的非均匀性导致了氡析出的振荡变化.分维值增大,小颗粒尾矿含量增高,孔隙度减小,导致了氡析出率随分维值增大而减小.但是,随着分维值的增大,小颗粒增多,由反冲作用引起的氡释放进入孔隙的几率增大,又导致氡析出率随分维值增大而轻微增高.     

基于NMR和SEM技术研究陆相页岩孔隙结构与分形维数特征——以松辽盆地长岭断陷沙河子组页岩为例

为了表征陆相页岩的孔隙结构和分形特征,选取松辽盆地长岭断陷沙河子组陆相页岩作为研究对象,通过X射线衍射(XRD)分析、扫描电镜(SEM)图像分析、核磁共振(NMR)实验,运用分形维数理论,讨论NMR分形维数与矿物组成、地球化学参数、物性参数之间的相互关系,并且通过SEM图像提取技术定量化研究页岩储层孔隙特征。结果表明:沙河子组陆相页岩具有多种孔隙类型、孔径分布复杂、非均质性较强的特点。基于弛豫时间截止值,可将NMR分形维数划分为束缚流体孔隙分形维数(0.060 9～1.420 4)和可动流体孔隙分形维数(2.964 0～2.986 9)。矿物组成与分形维数的关系显示石英含量与束缚流体孔隙分形维数成负相关关系,黏土矿物含量与束缚流体孔隙分形维数成正相关关系; NMR分形维数与有机质含量呈线性相关,与成熟度不存在明显相关性; 这说明矿物组成和有机质含量对NMR分形维数起明显的控制作用。储层物性方面,NMR分形维数与孔隙率成线性负相关关系,而与渗透率成正相关关系,说明NMR分形维数能够作为衡量物性的重要指标。总体来说,SEM图像分形维数可以用来反映孔隙形态的多样性和页岩孔隙的发育程度; NMR分形维数与储层物性之间的关系可用于评价页岩储层质量。     

河流砾-砂过渡带位置变化的控制因素及其指示意义

河流自山区流至下游盆地过程中,当所搬运的碎屑物在磨损和分选作用下逐步变细至中粗卵砾尺度时,河床沉积在一段相对短的距离内从砾石迅速转变为砂,这一粒度陡变的河段被称为砾-砂过渡带(Gravel-sand Transition,GST)。河流砾-砂过渡带现象具有时间和空间的普遍性。砾-砂过渡带被埋藏在地层中成为砾岩-砂岩过渡带,沉积盆地充填碎屑中的砾岩-砂岩过渡带的位置变化所反映的砾-砂过渡带时空演化历史对区域构造与气候变化有明确的指示意义。基于已有文献,对地质演化时间尺度下砾-砂过渡带的位置变化控制因素及其地质指示意义进行梳理和展望。对世界范围沉积盆地内砾-砂过渡带时空演化历史的重建表明,盆地沉降速率、沉积物供给量与供给沉积物初始粒度分布是控制砾-砂过渡带在盆地内相对位置的主要因素,且不同盆山关系下砾-砂过渡带空间变化具有不同的地质意义。盆山相对位置固定背景下,盆地沉积序列内砾-砂过渡带在垂直造山带方向上的水平迁移反映山脉隆升等构造活动或气候变化引起的盆地沉降速率、沉积物供给量变化; 盆山相对汇聚背景下,前陆盆地内砾-砂过渡带向前陆方向的持续迁移反映盆地基底与造山带之间的汇聚过程,砾-砂过渡带迁移速率是约束地壳缩短速率的有效指标。     

鄂尔多斯盆地北部二叠系下石盒子组洪水泥石流与牵引流沉积特征

以鄂尔多斯盆地北部苏里格气田的苏76、苏77区块下石盒子组盒8段为研究对象,运用岩相分析方法探讨二叠系下石盒子组盒8下段沉积演化过程中的岩相类型、叠置关系及其反映的沉积相特征。通过对研究区内38口探井取芯段岩芯的详细观察和描述,首次识别出了由洪水泥石流沉积所形成的岩相和由牵引流沉积所形成的岩相。牵引流沉积所形成的岩相主要包括颗粒支撑的正砾岩相、牵引流成因含砾粗砂岩相、牵引流成因砂岩相和牵引流成因粉砂质泥岩相;洪水泥石流沉积所形成的岩相包括杂基支撑的副砾岩、洪泛成因含砾粗砂岩相和洪泛成因粉砂质泥岩相。这二种沉积作用所形成的岩相在垂向上叠置构成不同的岩相组合类型。这些组合类型反映了苏76、苏77区块盒8下段在洪水泥石流沉积期发育湿冲积扇沉积,在牵引流沉积期发育辫状河沉积。其中,辫状河道中发育砾石质心滩、砾砂质心滩、砂质心滩,为形成有利储集砂体提供了条件。     

流域地貌形态分形布朗运动(FBM)分维数研究

应用分形布朗运动(FBM)理论,建立了流域地貌形态FBM分维数的计算模型.以大理河流域六条子流域为例进行计算,并对各流域地貌形态FBM分维数的特点进行了分析.结果表明:流域地貌形态特征在一定的像元尺度区间内(无标度区间)遵从某种共同的幂律关系,可以用FBM分维数来表述;流域地貌形态FBM分维数能够从综合性与整体性方面对不同像元尺度流域地貌的共同特征进行描述;利用这个方法可以进行不同像元尺度下地貌形态特征的比较与评价.