东海内陆架沉积气候信息的端元分析模型反演

应用沉积物粒度端元分析模型对在东海内陆架泥质区取得的30号柱样的高分辨率粒度数据序列进行了反演,分离出3个端元,根据端元的频率分布特征和已有研究结果,认为3个端元可能为现代陆源细颗粒物质(EM1)、现代陆源粗颗粒物质(EM2)和风暴带来的残留沉积区再悬浮物质(EM3),并对本区域的水动力环境进行了分析,认为分离出的端元EM1和EM2的比值EM2/(EM1+EM2)序列可以反映东海沿岸流强度的历史变化,进而反映东亚冬季风强度和中国温度波动的历史。该序列与观测到的近百年来东亚冬季风强度记录、竺可桢的中国温度波动曲线以及葛全胜的中国东部冬半年温度变化序列有很好的对应关系。得出的气候指标序列在竺可桢给出的公元600—1100年高温期间的780—920年出现了一个极小值区,为许多作者推测的公元780—920年出现一个短暂的冷期提供了佐证;另外该序列近百年来变化幅度明显,反映了人类活动的影响。

连云港近岸海域沉积物粒度端元模型分析

为了研究连云港近岸海域沉积物粒度中所蕴涵的沉积信息,利用端元分析模型对连云港近岸海域108个沉积物样品粒度数据进行了反演。结果表明,连云港近岸海域沉积物分布区存在着3个具有一定动力意义的粒级组,代表了不同能量环境下形成的沉积物,并初步探讨了沉积物来源及其演变,这些结果对进一步研究连云港近岸海域沉积环境具有重要意义。

岷江上游新磨村湖相沉积物粒度端元反演及其记录的构造和气候事件

应用沉积物粒度端元分析模型对岷江上游新磨村湖相沉积高分辨率粒度数据序列进行了反演,分离出2个端元。根据端元的频率分布曲线和沉积学分析,并结合岷江上游的地质构造背景,分析了各端元与研究区物源和古地震活动的对应关系。EM1为震间期的湖泊沉积,代表风力近源搬运的极细颗粒组分;EM2为极端灾变(地震等)期间的湖泊沉积,代表风力为主和部分水力近距离搬运的细颗粒组分。对新磨村剖面分离出的EM2百分含量与中值粒径、20~63μm、63~200μm粒径组分、磁化率值及地球化学比值(SiO2/Al2O3、TiO2/Al2O3、CaO/Al2O3、Sr/Al2O3、Rb/Sr,Na2O/Al2O3)进行对比分析,各指标的突变明显受粒度变化控制,指示可能的地震事件,进而识别出26次地震事件。为确定地震事件所代表的地震震级,基于震级与累积砂层厚度关系进行估算,共获得16次5~6级,5次6~7级,5次>7级地震。因此,采用粒度端元模拟不仅可以分离出不同的粒径组分和各组分百分含量,有效识别出不同动力组分和沉积动力环境,还可以较好地厘定出沉积记录的构造事件(地震等)等,更好地理解构造活动在地质、地貌演化中的作用。

南黄海表层沉积物粒度端元反演及其对沉积动力环境的指示意义

应用端元分析模型对南黄海表层沉积物粒度数据进行了反演,分离出四个端元.根据各端元频率分布曲线及平面分布特征,结合南黄海沉积动力格局,分析了各端元与研究区物源和水动力环境的对应关系.端元1和端元2反映了海洋动力过程对陆源沉积物的输运和分选,端元3和端元4反映了海洋动力对残留砂的改造.南黄海海洋锋面主要对陆源较粗颗粒沉积物的输运有影响,陆源较粗颗粒沉积物基本不能跨越山东外海海洋锋面.陆源细颗粒沉积物受海洋锋面影响较小,并在潮汐动力条件较弱的南黄海中部大量沉降,构成南黄海中部泥质区主体.南黄海中部细颗粒沉积物可能有西北和西南两个不同物源方向,其北部沉积物主要来自沿岸流输运跨越锋面后的黄河沉积物的细颗粒部分,西南部沉积物主要来自跨越苏北海洋锋面具有长江和黄河混合物源的苏北沿岸沉积物的细颗粒部分.和直接利用沉积物粒度数据研究沉积动力环境的传统方法相比,利用沉积物粒度端元分析方法分离出的沉积物不同端元分析区域沉积动力环境效果更好.

南黄海西南部海域表层沉积物粒度特征及其对沉积动力环境的指示意义

对南黄海南部海域414个站位表层沉积物进行了粒度分析,获取了粒级分布和粒度参数。采用Shepard分类方法,将沉积物划分为5种主要类型,以砂和砂质粉砂为主。应用端元分析模型对表层沉积物粒度数据进行了反演,分离出2个端元,根据各端元频率分布曲线和空间分布特征,结合南黄海西南部沉积动力格局,分析了各端元与研究区沉积物物源和水动力环境的对应关系。结果显示:2个端元所指示的物源主要为具有长江和黄河混合物源的沉积物,且反映了海洋动力过程对现代陆源沉积物的改造、输运和分选。较细的端元1和较粗的端元2分布特征分别与现代潮流通道和潮流沙脊在空间上有很好的对应关系。沉积物粒径趋势分析表明,研究区西北部沙脊和南部潮流通道口门延伸至外海的深槽尾部是沉积物集中输运区域,与EMMA分析结果基本一致。粒径趋势分析结果所揭示的沉积物输运格局与研究区水动力条件和物源吻合较好,可为研究区港口航道建设和管理提供科学依据。

黑河上游葫芦沟流域不同水体稳定同位素特征

以祁连山区黑河上游葫芦沟流域为研究区,确定了流域各水体的稳定同位素特征并分析了各水体间的水力联系。在此基础上,通过端元混合分析模型(EMMA)定量化了冻土活动层的水分来源。研究得出:葫芦沟流域大气降水线(LMWL)方程为δD=8.65δ^18O+22.82;河水蒸发线方程(LEL)为δD=5.92δ^18O+2.56,斜率与截距均比全球大气降水线(GMWL)与LMWL的小,表明河水经历了强烈的蒸发作用,且河水的δ18O值从下游流域出口至上游源区逐渐降低,呈现明显的海拔效应(-0.46‰/100 m)。浅层地下水的蒸发线(LEL-S)的表达式为δD=7.69δ^18O+8.24,主要补给来源是降水,并排泄进河水;深层地下水的蒸发线(LEL-D)表达式为δD=6.09δ^18O+3.24,主要来源于古老水补给,也会接收现代水的补给。冻土活动层水分主要来源于降水(占比77.26%),其次来源于活动层季节性冰(占比22.74%)。

南昌市厚田剖面末次冰期风沙沉积揭示的冬季风演变及其影响因素

以鄱阳湖南部的厚田剖面为例,构建了OSL年代框架,采用端元模型分析粒度组成,得出EM1代表粉砂端元组分,峰值对应于砂质古土壤;EM2与EM3代表中砂-粗砂端元组分,峰值对应于沙丘砂,其峰谷交替特征揭示了末次冰期万年尺度的季风演变规律。HTS4(77.0—57.1 ka B.P.)、HTS3b(49.7—36.8 ka B.P.)、HTS2(26.5—14.9 ka B.P.)主要发育沙丘砂,EM1和磁化率为谷值,EM2、EM3和CaCO3质量分数为峰值,指示了寒冷干燥大风的冬季风强盛期,分别对应于MIS4、MIS3b和MIS2阶段。HTS3c(57.1—49.7 ka B.P.)、HTS3a(36.8—26.5 ka B.P.)主要发育砂质古土壤,EM1和磁化率为峰值,EM2、EM3和CaCO3质量分数为谷值,指示了温暖湿润的冬季风减弱期,分别对应于MIS3c和MIS3a,这些事件同步于亚热带石笋、黄土高原黄土等载体揭示的变化规律,外在驱动因素是太阳辐射量变化,内部因素是季风强度和河水涨落引起的物源变化。