渭河沉积物浸出的水文地球化学效应研究

基于渭河咸阳段(中游)和渭南段(下游)沉积物在水更新条件下的浸出实验及水文地球化学模拟,分析了浸出液中3个特征值和8个水化学组分的变化规律及5种矿物质饱和指数的变化特征.结果表明:浸出液中电导率、Eh值和p H值均随着换水量的增加呈现出波动式上升的变化趋势,电导率增加趋势中咸阳段高于渭南段,Eh值增加趋势中渭南段高于咸阳段,说明渭河下游沉积物的颗粒更细,物质还原性更强,浸出液由弱酸性逐步向弱碱性转变;浸出液的HCO^-_3、Cl^-、SO^(2-)_4含量均表现出随着换水量的增加呈现出先迅速增加,而后逐步减少直至趋于稳定的变化过程,且咸阳段的变化幅度明显高于渭南段,而CO^(2-)_3含量则呈现不断减少的趋势;Ca^(2+)、Mg^(2+)、Na^+、K^+含量均表现出随着换水量的增加呈现出先迅速增加,而后趋于稳定的变化过程,且咸阳段的起始含量和增加幅度均高于渭南段;浸出液中无水石膏、石膏的饱和指数随换水量的增加呈现相同的变化规律,且饱和指数都小于0,咸阳段饱和指数在换水量小于22.5%时溶解能力强,换水量大于22.5%后趋于饱和并开始沉淀的特征,渭南段换水量为12.5%时饱和指数最小,换水量大于或小于12.5%后饱和指数均呈缓慢增加的趋势;方解石、白云石的饱和指数随换水量的增加也呈现相同的变化规律,且饱和指数都大于0,咸阳段在换水量小于12.5%时溶解能力较强,换水量大于12.5%后处于饱和状态并开始沉淀,渭南段在换水量小于5%时溶解能力较强,换水量大于5%后处于饱和状态并开始沉淀;Na Cl饱和指数在换水量小于10%时溶解能力较强,换水量大于15%后开始沉淀.咸阳段沉积物中五种矿物质的饱和指数均要大于渭南段,说明渭河中游咸阳段沉积物在水不断更新条件下矿物质溶解能力低于下游渭南段,且沉淀能力较强、沉淀量较大.

渭河流域沉积物碎屑锆石U-Pb年龄物源示踪

渭河盆地是秦岭山前新生代陆内断陷盆地,接受大量秦岭造山带的沉积。建立渭河盆地沉积物物源示踪体系,对了解渭河盆地和秦岭的盆山耦合关系及其周缘构造-沉积演化均具有重要的意义。对渭河流域干流及主要支流沉积物进行碎屑锆石U-Pb年龄测试。结果表明:渭河干流沉积物碎屑锆石主要呈现五组年龄区间,分别为100~300、300~500、700~1000、1700~2000和2100~2500 Ma,其中以100~300 Ma和300~500 Ma的锆石为主,判别渭河干流沉积物主要来自北秦岭造山带。渭河上游与中下游沉积物在1700~2000 Ma和2100~2500 Ma的年龄组成存在差异,主要与上游出露的元古代岩体相关。渭河支流沉积物碎屑锆石年龄分布存在显著差异。泾河和洛河流经黄土高原,沉积物碎屑锆石U-Pb年龄与黄土高原相似,主要表现为200~300、400~500、800~1100、1800~2000和2400~2550 Ma五组年龄;灞河沉积物继承了北秦岭造山带的特征。通过对渭河流域沉积物的物源分析可知:泾河对渭河干流沉积物贡献较大,灞河对渭河干流沉积物贡献较小,洛河对渭河干流沉积物有一定贡献。渭河汇入黄河前后,黄河沉积物碎屑锆石年龄峰分布及各年龄区间锆石含量比例有明显变化,反映渭河对黄河沉积物有较大影响。

渭河咸阳段近代洪水沉积物粒度分形特征研究

对渭河咸阳段高漫滩沉积物的粒度分形进行了研究。首先确定沉积物粒度分布具有分形特征的无标度区,然后计算出分维数。在无标度区范围内相关系数R2均大于0.95,沉积物粒度平均分维值为2.12,说明沉积物粒度分布具有很好的分形特征。将分维值作为一种新的沉积物粒度分析参数,与其传统粒度参数如平均粒径、标准偏差(σ)、偏度(SK)、峰度(KG)进行比较,利用SPSS软件分析Pearson相关系数,得出粒度分维值与其平均粒径的相关系数为0.807,与其标准偏差的相关系数为0.707,与其峰度的相关系数为0.675,与其偏度的相关系数为0.112。分析结果表明,沉积物粒度分维值与其平均粒径、标准偏差、峰度呈现明显的正相关关系,与其偏度呈现出并不明显的正相关关系。