哈尔滨沙尘沉降物物源敏感粒度组分的提取及来源分析

采用粒级—标准偏差算法对哈尔滨2006年3月10日沙尘沉降物进行了物源区敏感粒度组分的提取,获得各来源组分的粒级范围和含量,并进一步分析了不同粒级成因组分的来源。研究认为：1）19.2μm是哈尔滨2006年沙尘天气颗粒短期悬浮和长期悬浮之界限,而152.4μm是沙尘颗粒悬浮搬运的粒径上限。2）20μm作为粉尘物质短期悬浮颗粒与长期悬浮颗粒之界限具有普遍性,而悬浮载荷的粒径上限则与一定的风力条件和地表状况密切相关。3）沙尘沉降物包含4个物源区组分,粒径范围分别为：〈1μm（组分1）、1-19.2μm（组分2）、19.2-152.4μm（组分3）和〉152.4μm（组分4）。前2个组分属长期悬浮组分,其中组分1代表大气粉尘的本底值;组分2代表非本地源的远距离外源输入,可能与高空气流的搬运有关,包括甘肃和内蒙古在内的半干旱地区为哈尔滨沙尘提供了一定量的粉尘物质;组分3为短期悬浮组分,主要是区域内部沙尘天气产生,松散地表裸土是该组分的重要物源;组分4为跳跃或滚动组分,源于近源物质堆积,是就地起沙。4）哈尔滨2006年沙尘天气外源输入约占63.8%,近源和内源输入占36.2%。松散地表裸土的治理仍是哈尔滨防治沙尘天气的工作重点。

济州岛西南泥质区粒度组分变化的古环境应用

利用激光粒度仪对位于东海陆架济州岛西南泥质区的B2孔进行了沉积物粒度分析,根据标准偏差变化检出了B2孔含有4个粒度组分:＞65.6、65.6～10.5、10.5～1.3和＜1.3 μm,其中＞65.6μm粗组分含量很低,主要是以底栖有孔虫为主的生源沉积.各组分平均粒径和粒度含量随孔深的变化显示了65.6～10.5μm组分在B2孔含量较高(21%～30%),变化最明显,是该孔对环境变化最敏感的粒度组分.研究表明该敏感组分的粒度含量和平均粒径变化主要受东亚冬季风的强弱变化制约,其变化恢复的近2 ka来东亚冬季风变化和中国东部气候变化序列具有很好的一致性,证明65.6～10.5 μm粒度组分可以作为东亚冬季风的替代指标.

东海北部泥质区敏感粒度组分对东亚季风演变的响应

运用粒级一标准偏差方法对FJ04孔146cm以上部分进行敏感粒度组分分析与提取，证明选取的敏感粒度组分是本区重要的环境替代性指标，其平均粒径的变化可以用来指示东亚季风的强弱。获得了东海北部泥质区3kaBP以来东亚冬季风强度的演化过程，结果表明东亚季风经历了两个主要的演变阶段：①3～1．15kaBP为东亚冬季风较弱，中等程度波动阶段，期间也存在几次冬季风加强期；②1．15kaBP到现代为东亚冬季风强盛、高频率波动阶段。1．15kaBP是一个明显的转折点，此外，3kaBP来敏感粒度组分平均粒级的变化还记录了11次冬季风增强事件，与全球其他地区的气候记录具有极好的对应关系，但在不同的地区的响应程度不同，说明气候变化存在全球一致性和区域响应的特殊性。

利用环境敏感粒度组分分析滩坝砂体水动力学机制的初步探讨——以东营凹陷西部沙四上滩坝砂体沉积为例

东营凹陷西部古近系沙河街组沙四上亚段沉积时期广泛发育了滨浅湖滩坝砂体沉积。在钻井岩心观察描述及其相关测试分析的基础上,利用粒级—标准偏差方法对滩坝砂体的环境敏感粒度进行计算,结合粒度概率图分析和古地貌、古水流研究,在研究区内确定出了四种环境敏感粒度组分,分别代表悬浮搬运、沿岸流、波浪和风暴浪。其中,波浪和沿岸流是控制滩坝砂体形成和发育的主要水动力类型。通过对波浪和沿岸流的环境敏感粒度组分占整个粒度总体的百分比的计算表明,波浪对滩坝砂体的形成和发育的影响程度由凹陷边部向内部逐渐减弱;而沿岸流对滩坝砂体形成和发育的影响程度在凹陷外部较小,而主要表现在滨浅湖区的内侧。

黄河三角洲ZK1孔岩心环境敏感粒度组分及沉积环境分析

本文选取黄河三角洲5个钻孔岩心的ZK1钻孔,对其剖面沉积物进行了详细的岩性描述、粒度测试和有孔虫鉴定,分析了ZK1孔粒度参数的垂向分布序列。通过计算粒级—标准偏差的变化获得了ZK1孔沉积物中对沉积环境变化较为敏感的粒度组分的范围为3.75～4Ф和>10Ф。敏感粒度组分含量随深度变化的初步分析、各种粒度参数垂向分布特征及有孔虫资料表明,黄河三角洲ZK1孔的沉积环境大致可分为4段:Ⅰ(0～5.14 m)为1904—1976年上三角洲平原沉积;Ⅱ(5.14～17.41m)为1855年以来的下三角洲平原沉积;Ⅲ(17.41～22.6 m)为1855年以前的陆架沉积;Ⅳ(22.6～24.6 m)为潮坪沉积。

古环境中沉积物粒度组分分离的数学方法及其应用

陆相沉积物一般由多个粒度组分叠加组成,根据粒度分布曲线的特征可确定组分数、分布类型以及设定粒度分布函数,用设定的分布函数对实测粒度数据拟合可计算出函数的各参数,并获得各组分的百分比和分布函数,从而从数字特征上分离各组分。对流水和风成沉积物研究表明,河流沉积物由细粉砂级悬移组分和中砂至细砂级跃移组分叠加组成;封闭湖的碎屑沉积物主要是降水形成的地表径流搬运的细粉砂级悬移组分;风成砂由高度分选的近源跃移砂组分与细粒大气背景粉尘叠加组成;黄土由低空近源的悬移粉砂组分与高空运源悬移细粒组分叠加组成;北太平洋粉尘只有高空西风搬运的悬移细粒组分,该组分的粒度在中国沙漠、黄土高原和北太平洋的风成物中表现出一致性和成因上的内在联系,是该系统中高空悬移并分散于大气中的背景粉尘。

干旱区湖泊沉积物粒度组分记录的区域沙尘活动历史：以新疆巴里坤湖为例

根据中国西北干旱区巴里坤湖BLK-1剖面沉积物的粒度分析，采用粒级一标准偏差法提取了对沉积环境变化敏感的粒度组分。结果表明，巴里坤湖沉积物中45-170um粒级组分含量和平均粒径对研究区区域性风沙活动较为敏感，据此结合”C测年数据重建了研究区9400cal aBP以来的风沙活动历史。在过去的2000年内，巴里坤湖地区尘暴事件多发或强风沙活动时段主要出现在240～440 cal aBP、600～1280cal aBP和1400～1800cal aBP期间，这些时段同历史时期的雨土频率高值期、古里雅冰芯阴阳离子高含量期较为一致。从更长地质时期来看，8000～8300cal aBP、7400～7700cal aBP、6500～7000cal aBP时段，特别是在中全新世（3900～6100calaBP）期间，区域性的尘暴事件或强风沙活动尤其频繁，这些时段同古里雅冰芯中微粒浓度、敦德冰芯中的微粒含量记录均可以进行良好的对比。干旱区封闭湖泊沉积是记录地质历史时期风沙活动的良好载体，但由于气候环境变化往往具有较强的区域性特征，因此，对某一剖面沉积物环境敏感粒度组分的提取及应用不具有普适性。

江苏灌河口沉积物粒度组分特征及沉积速率研究

为了研究灌河口海区的沉积环境，利用激光粒度仪对位于灌河口的柱状样GH-1孔进行了沉积物粒度分析．根据粒级．标准偏差方法对此柱状样的环境敏感粒级进行了计算，并结合对粒度概率曲线图的分析来对该区域进行沉积环境的研究，从而探讨了该环境敏感粒度组分的环境指示意义。在研究区内确定环境敏感粒度组分为250～32μm，32～16μm，代表沉积过程中的两种动力机制，分别是风暴流和沿岸流。通过该柱状样的^210Pb测年可以得到沉积速率和沉积环境的变化，上段沉积速率较大为1．9cm／a，下段20cm沉积速率较低为0．4cm／a。

呼伦湖沉积物中环境敏感粒度组分提取

2015年3月在中国北方呼伦湖采集100 cm湖泊沉积物岩芯并进行粒度分析,揭示了呼伦湖岩芯粒度参数的垂向分布序列。研究区柱状沉积物粒度组成以18 cm、60 cm和86 cm为界限分4个主要的阶段,并且小于16μm组分含量和大于32μm组分含量基本呈反向变化趋势,中值粒径的变化趋势和砂质组分含量的变化趋势一致。通过粒径-标准偏差法,获得了呼伦湖沉积物岩芯中对沉积时期环境变化较为敏感粒度组分范围约为大于30μm。利用主成分分析法,得到两个主控因子F1和F2,它们贡献了湖泊沉积物近88.12%的粒度变化特征。这两种方法相互结合,可以有效的探讨呼伦湖沉积物沉积时的古气候(降水,季风等)信息,同时其它一些环境要素也有较好地体现。

环境敏感粒度组分在识别三角洲朵叶期次中的应用

以内蒙古黄旗海属内陆断陷型湖盆中面积最大且朵叶期次明显的大河湾三角洲为研究对象,通过野外采集的109个样品粒度特征分析,结合近200 a来该地区的水文资料,提取并对比环境敏感粒度组分,分析大河湾三角洲不同朵叶形成的水动力条件和沉积相带的异同,确定不同朵叶之间的叠置关系,从而识别出大河湾三角洲的发育期次。在此基础上,通过对比分析野外探槽岩相沉积特征、粒度特征,结合地形坡度变化,研究不同期次朵叶顺物源方向上的沉积构型变化特征。研究结果表明:大河湾三角洲经历了3次显著不同的水运力环境,形成了3期不同的朵叶,各朵叶在平面形态及沉积序列上有着明显的区别,其中以第1期水动力最稳定,形成的朵叶分布范围最广,面积最大;第2期水动力不稳定,朵叶最不发育;第3期水动力渐弱,以发育多个摆动强烈向前叠置的朵叶为特征。

琼东南外海海底沉积物粒度组分对孔隙度、声速的影响

海底沉积物粒度组分影响和控制着沉积物的声学特性和物理性质,具有明显的区域性特点。文章测定了琼东南外海海底沉积物的声速、孔隙度以及沉积物粒度组成,讨论了他们的相互关系。琼东南外海海底沉积物纵波波速变化范围为1455~1773m×s^(-1),由琼东南外海的东北至南部海域,可分别划分为低声速沉积物区、高声速沉积物区、低声速沉积物区和高声速沉积物区。沉积物孔隙度回归方程和声波回归方程表明,沉积物类型从砂、粉砂质砂、黏土质粉砂、砂-粉砂-黏土到粉砂质黏土变化,声速总体呈减小的趋势,孔隙度呈明显的增大趋势。

沉积物粒度组分空间预测的神经网络残余kriging方法

针对近海表层沉积物粒度组分空间变异的尺度差异性,提出了基于广义回归神经网络残余kriging的沉积物粒度组分空间预测方法,并以海州湾沉积物粒度数据为基础,分析了其在沉积物粒度组分空间预测和底质类型制图中的应用效果。结果表明,广义回归神经网络残余kriging方法能够获得比普通kriging方法更高的沉积物粒度组分空间预测精度,并且其底质类型的总体空间预测精度达到85%以上,相应的Kappa系数也在0.8以上,显示底质制图的预测类型与样本的实测类型具有较高的一致性。新方法对于开展定量化的沉积物粒度组分空间预测和底质类型制图具有参考价值。

基于球坐标转换的沉积物粒度组分预测制图

针对沉积物粒度组分的成分数据属性,运用球坐标转换与地统计学相结合的方法进行沉积物粒度组分空间预测和底质类型制图,并以连云港近海表层沉积物粒度组分数据为基础,分析和评估其制图效果。结果表明,基于球坐标转换方法的沉积物粒度组分空间预测精度和底质类型制图精度均优于3种不同对数比转换方法,其底质类型的总体制图精度达到了89%,相应的Kappa系数为0.82,显示其底质的制图结果与实测类型有着较好的一致性。新方法能有效解决沉积物粒度组分数据的“定和”和“0”值问题,在定量化底质制图中具有实际应用价值。

济州岛西南泥质区近2300a来环境敏感粒度组分记录的东亚冬季风变化

对位于东海陆架济州岛西南泥质区的B2孔进行了沉积物粒度分析,从中提取出了对沉积环境变化敏感的粒度组分.研究表明该敏感组分的粒级含量和平均粒径变化主要受东亚冬季风的强弱变化制约.根据以上粒度指标与AMS14C测年相结合建立了近2300a东亚冬季风高分辨率的时间变化序列.结果表明近2300a东亚冬季风变化和中国东部气候变化序列有较好的一致性,可以划分为四个阶段:1900aBP(50AD)以前和1450～780aBP(500～1170AD)这两个阶段东亚冬季风相对较弱,与气候变化的暖期相对应;1900～1450aBP(50～500AD)和780～219aBP(1170～1731AD)两个阶段为东亚冬季风强盛期,与气候变化的冷期对应,后者为近2300a以来最寒冷的气候阶段,对应于小冰期.其中各阶段内部东亚冬季风有明显的次级波动.在1900aBP(50AD)和780aBP(1130AD)前后有两次明显的阶段性的气候由暖转冷突变事件,后者可能与全球尺度大气环流的改变有关.

季风边缘区湖泊表层沉积物粒度组分分布特征与影响因素

对内蒙古等地68个湖库共139个表层沉积物样品的粒度组分分布及其影响因子进行研究,探讨湖泊沉积物粒度分布特征及其成因机制和粒度组分的环境指示意义。结果表明：湖泊表层沉积物粒度可分为C1~C6共6个组分（0.4~1.9μm、2.0~12.0μm、17.0~58.0μm、70.0~150.0μm、170.0~500.0μm和〉600.0μm）,近湖心样品粒度组分以C1、C2、C3为主,过渡带样品以C3和C4为主,近湖滨样品以C5主导。受入湖河流影响的样点处水动力条件决定了粒度组分的空间分布,波浪作用造成的二次悬移再沉积可能造成了C3组分向湖心迁移并导致近岸C5组分富集。C1及C2组分中径流输入不容忽视,C3组分中风力悬移搬运贡献较大。C4、C5和C6含量可指示样点距河口的相对位置,C3可反映样点距岸相对位置。

福建东部海坛岛老红砂敏感粒度组分对东亚冬季风演变的响应

本文在福建东部海坛岛青峰老红砂剖面年代学框架基础上,通过2.5cm等间距高密度采样进行粒度分析,采用粒级-标准偏差方法提取敏感粒度组分,并证明敏感粒度组分平均粒径可作为东亚季风的强弱变化的替代指标,据此建立了约44.0ka以来青峰剖面老红砂记录的冬季风演变序列。结果显示,约44.0ka以来东亚冬季风经历了3个演变阶段:①44.0～25.5ka BP东亚冬季风较弱,呈现在波动中逐步增强趋势;②25.5～15.5ka BP为东亚冬季风最强盛期,并呈现高频波动特点,东亚冬季风在21.8ka BP前后达到鼎盛期;③15.5～7.1ka BP为冬季风减弱期,但在11～10ka BP前后,冬季风突然显著增强。相邻剖面平均粒径记录的冬季风演变阶段也具有较好的重复性。对比发现,青峰剖面老红砂敏感粒度组分的气候记录与长江下游葫芦洞石笋δ18 O和格陵兰GISP2冰芯δ18 O记录之间有较好的吻合,尤其对新仙女木事件和4次H事件三者都有记录,但青峰剖面对D-O旋回记录信号不明显。

基于光释光测年的东海嵊山岛风尘黄土环境敏感粒度组分研究

以东海岛屿嵊山岛约2.75m厚的风尘黄土剖面为研究对象,基于光释光测年建立的时间标尺,通过沉积粒度和环境磁学等分析,与黄土高原典型黄土以及东部下蜀黄土进行对比,探讨该地区晚更新世古气候特征.光释光测年结果显示,嵊山岛黄土沉积始于约51 ka,对应于末次冰期.黄土沉积粒度参数和磁学参数分析结果显示,与西北黄土相比,嵊山岛黄土的频率分布曲线呈“三峰分布”,磁化率值偏大,波动幅度也较大.进一步运用粒级-标准偏差法提取环境敏感粒级组分,即细颗粒组分（＜23μm）和粗颗粒组分（＞23 μm）,分别代表该地区两种主要的粉尘搬运与沉积风力系统,可用于指示黄土沉积的阶段性特征.黄土粗细粒级环境敏感组分及环境磁学的变化揭示约49～ 35 ka期间研究区逐渐干旱化的气候历史,记录了末次冰期以来该地区古气候环境的演变过程.

北大西洋IODP U1313站深海沉积中环境敏感粒度组分研究

通过对北大西洋IODP U1313站深海沉积序列高密度取样和粒度分析,利用粒级-标准偏差变化算法和EMD方法提取了对环境敏感粒度组分并探讨了气候变化的周期。本文粒度组分可分为细组分(<1.73μm,组分Ⅰ)和粗组分(>1.73μm,组分Ⅱ),其中粗组分又分为组分Ⅱa(1.73～34.26μm)和组分Ⅱb(>34.26μm)。综合分析认为:组分Ⅰ为西风环流搬运堆积形成,组分Ⅱ为洋流搬运下沉积形成,组分Ⅱb虽然含量较低,但能指示冰漂砾事件的发生。比值曲线组分Ⅰ/组分Ⅱ和组分Ⅰ/组分Ⅱa波动幅度较大,可作为反映古气候冷暖波动的敏感指标。对组分Ⅱ、组分Ⅰ/组分Ⅱ进行EMD分解,结果表明:在本研究时段内,两指标对地球轨道三要素的周期体现均不明显,而2ka(2.12ka和2.15ka)的亚轨道千年周期是主要的周期之一。依据上述多个指标的波动情况,把研究剖面69.93～115.18mcd(1471.53～2415.60ka)分为9个古气候变化阶段:A阶段(1471.53～1640.09ka),对应深海氧同位素阶段(MIS)49～57,冰期和间冰期迅速转换,发生多次IRD事件;B阶段(1640.09～1865.57ka),对应MIS 58～69,间冰期显著而冰期不明显;C阶段(1865.57～1914.70ka),对应MIS 70～72,冰期显著而间冰期不明显;D阶段(1914.70～2021.13ka),对应MIS 73～76,冰期不显著;E阶段(2021.13～2092.21ka),对应MIS 77～78,冰期显著,发生多次IRD事件;F阶段(2092.21～2226.43ka),对应MIS 79～85,间冰期显著;G阶段(2226.43～2261.53ka),对应MIS 86期,发生多次IRD事件;H阶段(2261.53～2384.61ka),对应MIS 87～93,冰期不显著而间冰期显著;Ⅰ阶段(2384.61～2415.60ka),对应MIS 94～95,发生多次IRD事件。

达里湖沉积粒度组分-湖面状况定量模型

摘要湖泊碎屑沉积物的粒度分布可以提供与区域气候变化相关的湖泊水文变化信息。然而，由于湖泊沉积物多峰分布固有的复杂性，其粒度组分成因的解释仍存在很大的不确定性。本文利用对数正态分布函数对内蒙古达里湖36个表层沉积物样品的粒度组分进行了分离，并探讨了各组分特性与特定沉积环境（包括每个采样点位的离岸距离和水深）之间的关系。结果表明，达里湖现代碎屑沉积物包含5个截然不同的单峰粒度分布，分别代表5个不同的粒度组分。虽然其相对百分含量随湖泊水动力条件而变化，但每个组分均保留着各自的众数粒径、搬运方式、沉积环境等特性。这些组分自细而粗可分为：长期悬移粘土组分、离岸带悬移细粉砂组分、离岸带悬移中粗粉砂组分、近岸带悬移细砂组分、近岸带跃移中砂组分。近岸带环境两个组分的百分含量与现今湖泊水深呈负相关，揭示出沉积岩芯近岸带组分与地质历史时期湖面状况相关联的数值模型。该模型在达里湖沉积岩芯中的应用显示，近岸带组分百分含量增加与同岩芯孢粉序列重建的区域降水减少相对应。两种独立的代用指标在时间上的一致性，不仅展示了对数正态分布函数分离多峰沉积物的有效性，而且揭示出利用粒度组分一湖面状况模型重建湖泊古水文的潜力。

江苏启东嘴潮滩敏感粒度组分及环境意义

敏感粒度组分是研究沉积环境变化的重要方法之一。江苏启东嘴潮滩位于江苏海岸与长江岸线交汇处,陆海相互作用强烈;随着社会经济的快速发展,受人类活动的影响也越来越大。在对4个岩芯沉积物进行粒度分析的基础上,应用粒级-标准偏差的方法提取环境敏感粒度组分。结果表明:(1)对环境变化敏感的细组分与粗组分具有明显的负相关关系,岩芯QDZ-1、QDZ-2和QDZ-3中<22μm、<26μm、<22μm的细组分的含量由下向上逐渐增加,符合粉砂淤泥质潮滩下粗上细的沉积规律。(2)在流域强降雨引发的洪水和风暴潮等极端环境的影响下,导致粗组分的含量突然增加。岩芯QDZ-1、QDZ-2和QDZ-3中>22μm、>26μm、>22μm的粗组分,在深度172.5 cm、242.5 cm、142.5 cm处分别剧增至84%、85%和80%。(3)在人类活动的影响下,细组分比粗组分更容易淋失,进而导致岩芯出现粗化趋势。QDZ-2在剖面上部A段>26μm的粗组分呈增加趋势,是因为受到轮作翻种的农业生产活动和雨水淋溶作用的共同影响。岩芯QDZ-3在剖面上部A段22μm~88μm、>88μm的粗组分和岩芯QDZ-4剖面>63μm的粗组分呈增加趋势,原因是围垦建堤使原有的水动力得以增加,进而在高能环境下粗颗粒物质能够沉积。