长江下游洪水事件:基于南通河漫滩研究

沉积物中保留下来的信息载体可较准确地反映古环境变化,沉积物粒度与磁化率是沉积物中反映沉积环境变化的重要指标.研究了长江下游南通段河漫滩沉积剖面的粒度和磁化率特征,由此识别出长江下游南通段现代洪水事件.粒度分析表明,样品偏态系数为负偏,表明沉积物粒径总体相时较大,反映水流量大,搬运能力强.根据砂、粉砂、粘土百分含量变化,可将剖面分6层,呈粗-细-粗-细-粗-细变化.这与磁化率特征是一致的,磁化率呈高-低-高-低-高-低变化.将磁化率、中值粒径和近百年降水量变化对比分析发现,磁化率与沉积物中值粒径呈负相关关系.而沉积物粒度与降水量呈正相关关系.推断第1、3、5层的沉积特征指示该阶段水量较大(洪水期),第2、4、6层沉积特征指示水量较小,约130 a以来长江下游南通段至少发生3次较大的洪水,其中第5沉积层对应的洪水规模可能最大.     

成都平原4 ka以来地层磁化率特征及气候变化意义

对成都金沙遗址IT6814探坑约4 m厚地层的5 cm间距磁化率分析,建立了成都平原4 ka以来的质量磁化率曲线和频率磁化率曲线.根据质量磁化率和频率磁化率特征结合粒度中值曲线对比,探讨了金沙遗址4 000 a来的气候环境变化,划分出成都平原的三个气候阶段:4 000～3 380 aBP,气候偏湿;3 380～1 700 aBP,气候条件相对湿热;1 700 aBP～20世纪90年代初,气候逐渐偏干冷.     

唐宋时期洛阳城洪水事件的地层沉积记录

通过对隋唐洛阳城定鼎门遗址附近沉积剖面分段采样,并进行粒度和常量元素分析,探讨唐宋时期沉积剖面的成因以及洛阳城洪水事件。粒度组分、概率累积曲线以及频率分布曲线表明,第4,6,7层有3次洪水灾害事件发生;SiO2,Al2O3和Fe2O3等常量元素含量分析结果表明石英、高岭土以及磁性矿物发生迁移,反映沉积环境的改变;第6,7层底部样品中石英增多,高岭土以及磁性矿物减少,印证了粒度分析结果所反映的水灾记录。综合分析表明,在盛唐时期和中唐时期发生过两次较大规模的水灾事件,北宋时期发生过一次较为严重的漫洪堆积过程。研究结果与历史文献的记录基本吻合。     

唐宋时期洛阳城洪水事件的地层沉积记录

通过对隋唐洛阳城定鼎门遗址附近沉积剖面分段采样, 并进行粒度和常量元素分析, 探讨唐宋时期沉积剖面的成因以及洛阳城洪水事件。粒度组分、概率累积曲线以及频率分布曲线表明, 第4, 6, 7层有3次洪水灾害事件发生; SiO₂, Al₂O₃和Fe₂O₃等常量元素含量分析结果表明石英、高岭土以及磁性矿物发生迁移, 反映沉积环境的改变; 第6, 7层底部样品中石英增多, 高岭土以及磁性矿物减少, 印证了粒度分析结果所反映的水灾记录。综合分析表明, 在盛唐时期和中唐时期发生过两次较大规模的水灾事件, 北宋时期发生过一次较为严重的漫洪堆积过程。研究结果与历史文献的记录基本吻合。     

毛乌素沙地北缘苏贝淖湖滨沉积物磁化率与粒度组份的相关性研究*

以苏贝淖湖滨剖面沉积物为例,研究了沉积物磁化率与粒度的变化特征;并分析了各粒级组份与磁化率大小变化的相关关系。探讨沉积物磁性矿物的可能来源及富集状态,揭示它们在干旱区湖泊沉积物中所反映的古环境信息。结果显示:1沉积物磁化率和粒度自下而上分别经历了由低到高、由细到粗的总体变化趋势,代表了一种由湖滨浅湖相到风成沉积相过渡的沉积环境;沉积物整体粒径较粗,主要为砂(63μm)和粉砂[(4~63)μm],二者的平均含量之和达到99.04%,剖面风成沉积物与现代风成沙的粒度曲线变化具有很好的一致性;2磁化率与砂粒级的颗粒含量呈正相关,而与粉砂和黏土无明显相关关系或呈负相关,说明磁性矿物主要赋存在砂粒级颗粒中,主要原因是沉积物中的磁性矿物以外源为主;3沉积物高磁化率值对应较粗的沉积物颗粒,指示湖区风沙活动较强,气候干旱;低磁化率值对应较细的沉积物颗粒,反映湖区环境相对较湿润。     

长沙新开铺剖面纹层沉积序列及其反映的古洪水事件

对湘江下游新开铺ESR年代为24．1～32．4kaBP河流沉积剖面140个纹层中264个样品进行了粒度组成分析,C-M图显示：样品主要落入Ⅱ、Ⅳ、Ⅶ与Ⅵ区．远离河流、浊流与远洋悬浮沉积区．粒度组成接近于洪水平流层沉积,沉积环境可能为边滩、心滩等河漫滩．基于河漫滩平流沉积发育特点与剖面沉积物粘土含量稳定．砂与粉砂的含量呈负相关及纹层内部粒度变化等特点．认为出现在各纹层内部(包括低部)而不是顶部的“砂”含量增加与C值(粒度组成达到1%含量的Ф值)变小事件．可以作为划分洪水期次的标准;在140个纹层中识别出了128次古洪水沉积事件和16次明显的坡面径流冲刷蚀余事件。     

汉代至元代北京什刹海成湖的地层证据 —— 以小石碑胡同工地西壁南剖面为例

对北京什刹海北岸小石碑胡同工地西壁剖面沉积物粒度、化学成分及孢粉等相关数据进行综合分析, 结果表明, 从汉代至元代, 什刹海有4 个环境演变阶段的沉积物: 1930~1820 aBP 为河流相的分支河道、河漫滩沉积; 1820~1295 aBP 为湖泊沉积, 其中三国时期(1730~1690 aBP)水域较大, 水体较深, 可能与车箱渠的修筑有关, 此后逐渐退为湖滩; 1295~970 aBP 为河流相沉积; 970~580 aBP 为湖滩沉积, 是当时什刹海北岸的边缘地带。孢粉组合反映低湿地植被的环境特点, 符合该地区沉积物的环境背景特征。元代湖岸距当时的斜街约100 m, 距今什刹海北岸约80 m。研究结果揭示了什刹海湖泊演变的历史, 为什刹海环境演变研究乃至北京城区的历史地理研究提供基础性资料。     

沉积环境对于岩性圈闭形成的制约效应——以塔里木盆地牙哈地区库车组河流相沉积为例

塔里木盆地牙哈地区库车组广泛发育岩性圈闭,但是其形成产出的控制因素不明。详细研究了区域内泛滥平原上发育的曲流河沉积体系,它控制了岩性圈闭的形成规模和展布形态。库车组中下部地层发育的边滩-天然堤、边滩-河漫滩、决口扇-河漫滩等丰富多样的相序组合形态,控制了区域内砂岩储集体的发育规模和展布面积;库车组上部地层发育的河漫单一微相提供了范围大、厚度厚的泥质沉积物,控制了盖层的质量。     

长江镇扬河段不同时期河漫滩沉积物磁化率及其环境污染指示意义

为探讨河漫滩沉积物磁化率对环境污染的指示,采用重力浅钻法采集了长江下游镇江—扬州河段3个100 cm的河漫滩沉积岩芯,对岩芯沉积物进行质量磁化率和微量元素的测定。研究发现:老河漫滩沉积柱SY7的磁化率在12.11×10~(-8)～30.60×10~(-8) m~3/kg之间,平均值为20.79×10~(-8) m~3/kg;现代河漫滩沉积柱SY5和Z2的磁化率明显较高,是老的江心洲河漫滩沉积物磁化率的5～6倍,SY5的平均值最高,为123.20×10~(-8) m~3/kg。通过对研究区河漫滩沉积物重金属元素污染与长江流域水系沉积物背景值的对比研究发现,Cu、Ni、Cr的污染比较严重,新生成河漫滩明显比老河漫滩污染严重。简便、快速测定的磁化率分析可以作为河漫滩沉积物重金属污染诊断的重要手段之一。     

毛乌素沙地北缘5.8～4.5 cal kaBP的沉积旋回

通过毛乌素沙地现代风成砂与泊江海子剖面沉积物粒度特征对比分析,确定剖面中4个层位(290～210 cm,190～160 cm,153.5～123.5 cm,50～40 cm)基本属于风成砂沉积,这些风成砂中间夹杂着3次湖相沉积,结合年代序列认为此区域在5.8～4.5 cal kaBP存在以下沉积旋回:～5749 cal aBP沉积风成砂,反映该时期风砂活动强烈,气候干燥,冬季风强盛;5 749 cal aBP前后沉积物为灰绿色湖相层,表明这一时期存在短暂的湖面扩展,沙漠退缩;5749～5 370 cal aBP沉积风成砂,反映了湖泊的退缩和沙漠的扩展;5370～4895 cal aBP湖相沉积物,反映了流域降水量的增多;4895～4580 cal aBP沉积风成砂后,4580 cal aBP前后又出现了短暂的湖相沉积,之后又是风砂沉积.     

河北三河上更新统——全新统磁化率变化旋回分析

为了获取河北三河地区上更新统-全新统古气候和古环境变化,在该区实测一地层剖面,采集磁化率样品进行测试,以磁化率变化为沉积环境代用指标,在前人研究确立的地质年代框架下,运用频谱分析、演化谱分析等方法对地层垂向磁化率变化进行旋回分析。结果表明研究区冲积沉积中存在23ka的岁差尺度旋回,由于剖面较短未识别出更长周期的斜率和偏心率旋回。根据分析结果计算出剖面沉积时限为4-45ka,属于晚更新世晚期至全新世早期河流砂坝和泛滥平原沉积,平均沉积速率为24cm/ka。磁化率的变化与粒度变化具有正相关性,粗粒沉积磁化率较高、细粒沉积磁化率较低;磁化率的变化受岁差驱动气候变化影响,岁差高值时大气降水对河流补给增多,陆源碎屑增多提高了沉积物中磁性矿物的含量,反之,则磁性矿物少,磁化率低。岁差驱动气候变化在河流冲积物中的发现,为河流冲积沉积天文驱动气候变化研究提供参考依据,为第四纪冲积沉积和地质事件研究提供新的年龄约束手段。     

河南孟津地区中全新世环境变化及其对人类活动的影响

在河南孟津地区发现全新世古土壤－黄土沉积剖面和湖沼相沉积剖面。作者对这2个剖面之间进行了野外调查,绘制了其间的地层图,并在古土壤-黄土沉积剖面采样,对样品做了粒度、磁化率以及CaCO₃含量分析。通过古土壤－黄土沉积剖面与湖沼相沉积剖面的对比,研究了中全新世孟津地区环境变化及其对人类活动的影响。结果表明孟津地区在7020～5660aBP和4610～3755aBP是古湖泊形成和古土壤发育的时期,气候温暖湿润;在5660～4610aBP孟津地区经历了一次气候波动,湖泊缩小为零星湖沼, 古土壤发育中断;3755～3055aBP湖泊萎缩干涸,黄土开始沉积,气候转向冷干。河南龙山文化时代晚期,湖面水位较高,人类在古土壤上活动;二里头文化时期湖泊萎缩,人类活动向低处转移,湖泊完全干涸时人类开始在干涸的湖相沉积层上活动。     

太原盆地QK1钻孔60ka.B.P以来气候环境演化的沉积记录

通过对太原盆地QK1钻孔60 ka.B.P.以来的沉积物进行粒度、磁化率分析,探讨了太原盆地60 ka.B.P.以来的气候环境演化过程。太原盆地60 ka.B.P.以来主要经历了以下演化阶段:59.6～40 ka.B.P.属滨湖相沉积;40～31.5 ka.B.P.属以河流相漫滩沉积;31.5～14.58 ka.B.P.属河流相边滩沉积;14.58～12.5 ka.B.P.河流相漫滩沉积;12.5～9 ka.B.P.河漫湖泊沉积;9 ka.B.P.至今属河流相边滩沉积。60 ka.B.P.以来太原盆地的气候由温暖偏湿转为温暖湿润,在末次冰期表现为寒冷干燥,进入全新世大暖期以后,气候具有全球性特征的同时也兼具区域性特点。各指标分析表明太原盆地的气候环境演化主要受全球性气候变化及区域气候的影响,由于盆地沉降中心与边缘沉积速率的差异,在一定程度上受到地区构造活动的影响。     

A 2500-year sea level change record in Fildes Peninsula, Antarctica

A detailed record of sea level changes during the last 2500 years is preserved in the northernwest coast of Fildes Peninsula in Antarctica. Fourteen marine alga layers were deposited in the beach with an altitude of 2.80 m, and one diatom layer deposited in the ancient lake on the terrace with an altitude of 6.84 m. A radiocarbon age of 695±70 aBP was obtained for the modern marine alga, and the age was used in correction for the carbon reservoir effect of the marine alga. Sea level fell 4.98 m from the 4th century B.C. to the early 13th century, at an average of -0.31 cm/a, then rose about 0.78 m during the early 13th to the middle 18th century, at an average of 0.14 cm/a. It has risen about 0.16 m since the middle 18th century, at an average of 0.07 cm/a.     

文明起源时期河南孟津地区人类活动对土壤化学性质的影响

通过对河南孟津地区古土壤元素质量分数及比值的分析,研究文明起源时期该地区人类活动对土壤化学性质的影响.结果表明:研究地点王湾三期(4.3～4.0 kaBP)和二里头时期(3.9～3.5kaBP)的人类活动对古土壤化学性质产生了明显影响,土壤中有机碳、全氮和有机磷质量分数明显增加,人类活动还使古土壤中元素质量分数的比值发生了明显变化,w(C)/w(N)和w(OP)/w(TN)明显增加,二里头时期人类活动强度比王湾三期有所增强.     

黄河下游原阳段沉积物粒度特征与沉积环境分析

为探究现代黄河下游沉积环境演化,在原阳段钻取了两个钻孔岩芯(YHX-1、YHX-2),通过对钻孔沉积物粒度测试与分析,运用沉积物粒度参数、频率曲线与概率累积曲线,结合沉积物岩性及周边钻孔年代信息,划分研究区钻孔地质年代,揭示研究区沉积水动力条件及环境演化历史。结果表明：YHX-1分为7个沉积段,YHX-2钻孔为11个阶段,中更新世时期,两根钻孔以中细砂为主,沉积相以河床亚相为主;晚更新世时期,钻孔经历短暂河漫滩微相,进入漫长的河床相沉积;全新世早期,YHX-1钻孔由湖泊沼泽沉积转变为河漫滩沉积,YHX-2钻孔为河漫滩沉积;全新世晚期,黄河改道流入当今河道,两根钻孔河床沉积相对比分析表明,改道后黄河主河道经历由北向南的变迁过程。     

洛阳盆地平原区全新世地貌环境演变

对洛阳盆地平原区典型剖面的物质组成、测年数据和考古遗址空间分布特点的综合分析显示,该地区全新世地貌环境经历了伊、洛河一、二级阶地形成、阶地面接受洪积冲积物质和风尘物质不断加积、伊、洛河夹河滩地不断扩大的演变过程.二级阶地形成于全新世初期,一级阶地形成于约3.1 ka BP,阶地形成的原因以气候变化为主,因此两级阶地为气候阶地;夹河滩地自晚全新世开始,因伊、洛河汇流点东移而不断扩大;引起滩地扩大的根本原因是人类活动的不断加强.     

兰州市黄河近代漫滩沉积与洪水事件研究

根据兰州市黄河高漫滩沉积剖面的观察和81个样品的颗粒分析,研究了兰州市黄河高漫滩剖面沉积特征和洪水事件.结果表明:黄河兰州段高漫滩洪水沉积分层明显,对洪水的发生和短期降水量变化反映清楚,分辨率高,能够作为指示洪水和降水量变化的指标.LC剖面可分为10个沉积层,颗粒组成以粗粉砂、极细砂、细砂为主,胶粒、粘粒、细粉砂、中砂、粗砂含量都较小,这10个沉积层指示了10次大小不同的洪水事件.在充分考虑沉积厚度引起的地形增高对粒度成分的影响之后,可以确定LC剖面10个阶段河漫滩洪水深度和规模由大到小的变化顺序为第10阶段>8阶段>9阶段>1阶段>2阶段>3阶段>7阶段>5阶段>4阶段>6阶段.LC剖面第1、8、9、10层形成时漫滩上的洪水深度大于2.2 m,第2、3、4、5、6、7洪水阶段漫滩上的洪水深度小于2.2 m.根据兰州市及其以上黄河流域降水量少推断,LC剖面中的10个大洪水阶段的发生是由年降水量明显增多造成的.