贵州双河洞国家地质公园洞穴冲积物的粒度组成及环境意义——以山王洞为例

通过采集双河洞国家地质公园的山王洞洞穴冲积物,利用Mastersizer 2000对40个沉积物样品的粒度进行测试分析并计算平均粒径(M_z)、标准偏差(σ_I)、偏度(SK_I)和峰度(K_G)等相关参数。结果表明:(1)山王洞地下古河道沉积物优势粒级以粉砂、黏土为主,其含量占总体水平的70%以上,整个冲积剖面表现为2套(9-1号与40~31号样品)由粗到细变化的砂体相互叠置和1套(30-10号样品)粒级含量相对稳定且粒级较小的砂体构成;(2)山王洞冲积物分选性差,具有河成沉积物的特点,冲积物粒径大小表明可能存在两个降雨量较大阶段和一个降雨量较小阶段;(3)沉积物颗粒较地表河沉积粒度细且分布集中,悬浮总体的累积百分含量高,反映洞穴古河道河流总体水位稳定或水动力较弱,可能与洞穴流域范围内地表植被好,地表侵蚀不严重有关。     

珠江(广州河段)表层沉积物中重金属的粒度效应

测定了珠江(广州河段)表层沉积物中重金属元素的含量和粒径组成,对重金属元素的粒度效应进行了分析和研究。监测结果表明,各重金属元素与粒度组成之间有以下相关关系:(1)各重金属元素与砂之间表现出一定的负相关性;(2)各重金属元素与粉砂之间表现出较明显的正相关性;(3)各重金属元素与粘土之间不存在显著相关性。重金属与粒度组成之间的这种相关关系将丰富沉积物中污染物分布"粒度控制规律"的内容。     

滦河口青岛文昌鱼分布与栖息地底质特征

2000年8月份，对滦河口青岛文昌鱼分布与栖息地沉积物粒度及沉积物有机质含量进行了研究。结果表明，(1)调查区域沉积物类型主要为细中砂、中细砂和细砂，粒径在0．5～0．125mm的组分在该区最集中；(2)沉积物中有机质含量为(0．81～0．59)％；(3)文昌鱼主要分布在细中砂及中细砂类型的底质中，有机质含量为0．04％～1．61％，0．125～0．5mm粒组含量70%～90％，中值粒经为1．75～2．47%，绝大多数站位分选程度好，组分对称分布。给出了保护区文昌鱼最佳栖息地沉积物粒度分析参数及有机质含量范围，并分析了威胁文昌鱼生存环境的主要环境压力。     

白云岩洞穴系统中水-气CO_2分压对洞穴水水文化学过程的影响:以贵州双河洞为例

为揭示白云岩岩层中所发育洞穴系统中的中的洞穴水与空气中CO_2分压对洞穴水水文化学过程的影响及其动态变化特征和控制因素。从2015年4月至9月对绥阳双河洞洞穴水的水化学指标进行了为期6个月的动态监测,结果表明:(1)双河洞洞穴水的水化学类型主要为HCO_3~--SO_~(2-)-Ca~(2+)-Mg~(2+)和SO_4~(2-)-HCO_3~--Ca~(2+)-Mg~(2+)型水,在受到上覆石膏岩层的影响时,SO_4~(2-)成为优势离子且可以极大提高溶液中Ca~(2+)离子含量;(2)洞穴滴水的水-气间CO_2分压差值(△PCO_2)与SI之间存在良好的负相关关系的同时,2种重要的矿物饱和指数SI_c,SI_d之间存在着良好的正相关关系;(3)实测数据分析证明"表观饱和指数"现象的客观存在;(4)洞穴水中的液相CO_2(PCO_2_(water))与溶液的pH值呈现出显著的负相关关系,且在未开发的天然封闭洞腔中洞穴空气CO_2分压对洞穴水水文地球化学过程影响较小。     

密云水库上游铁尾矿各粒级组分重金属研究

以北京市密云水库上游铁矿区为研究对象,研究了尾矿砂中重金属的含量及形态与粒级分布之间的关系。采集铁尾矿样品5件,使用尼龙筛将其划分为4个粒级组分(75、75~180、180~250、250μm),使用ICP-OES测定各粒级组分中重金属元素Mn、Cu、Pb、Zn、Ni和Cd元素的含量,并测定Fe元素含量。并用BCR连续提取法和ICP-OES测定各粒级组分中Mn、Cu、Pb、Zn、Ni和Cd元素不同化学形态的含量。重金属总量随粒度分布特征研究表明,同一样品不同粒级组分中重金属总量有很大差异。Mn和Cu元素主要集中在细粒径(75μm)和粗粒径(250μm)组分中,Pb、Zn和Ni元素在粗粒径组分中含量比较高。各个样品相同的粒级组分中,重金属元素含量从高到低依次为MnZnCuNiPbCd。重金属形态随粒度分布特征研究表明,Mn、Cu、Pb元素可交换态和Mn、Cu、Zn、Ni元素易还原态主要集中在细粒径和粗粒径组分中,环境危害性大。不同矿区尾矿样品相同粒级组分中,重金属形态分布有很大差别。重金属元素总量与p H值之间进行相关性分析表明,Mn、Cu元素两两之间表现出非常显著的相关性(r0.9,P0.01),说明这2种元素有相同或相似的来源。Pb、Zn、Cd元素与其它元素相关性很小,说明Pb、Zn、Cd元素与其它元素来源于不同的矿物成分。     

中国北方三典型流域地表沉积物空间分异及指示（英文）

风水交互作用是干旱区(广义)最为广泛的一种地表现象与地貌过程。通过对西部的克里雅河、中部的毛布拉孔兑河和东部的西拉木伦河三个典型流域的实地考察、地形测量、取样,分析其地表沉积物样品的粒度、化学风化过程以及动力因素,发现:自西向东三流域的粒度特征表现为粒度变粗,分选性变差,峰态变宽,粒度的水成特性更加明显;三流域的矿物及元素风化指数表明了三流域处于化学风化的最初阶段,且自西向东三流域化学风化程度增强,物理风化程度减弱;其中,化学成分变异指数(ICV)与碳酸钙化学参数含量可以很好的区分三流域地表物质的风化特征异质性。究其原因,在流域尺度上,气候引起风和水两种营力对地表沉积物的差异性分选,使得三流域地表沉积物理化特征呈现地带性规律。     

渤海湾表层沉积物重金属在不同粒级有机-矿质复合体中的分布

采用超声分散法分离沉积物中不同粒级有机-矿质复合体,研究了渤海湾沉积物中Pb,Cd,Cr等重金属的污染及其在不同粒级有机-矿质复合体中的分布.结果表明,3种重金属含量总体上随着复合体粒径增大而减小.X射线衍射(XRD)结果显示,随着沉积物粒径的增大,主要来自原生矿物的石英和长石等岩石结构物质的含量增加,但这些物质中的重金属含量较低.渤海湾表层沉积物中重金属污染主要发生在以次生硅酸盐矿物及硅、铁、铝等氧化物或氢氧化物为主的细粒沉积物上,细粒样品由于其较大的比表面积和富含有机质的特性,通过吸附、沉淀、离子交换等,导致所含重金属含量较高.粘粒复合体中Pb含量是粗砂中的2.3倍,Cd是粗砂的3.8倍,而Cr是粗砂的2.8倍.      

胶州湾不同形态磷的沉积记录及生物可利用性研究

利用磷的连续分级浸取法,研究了胶州湾柱状沉积物不同粒级中磷的赋存形态,并探讨了影响磷含量与分布的因素和沉积物中磷的生物可利用性.结果表明,在细、中和粗3个粒级的沉积物中,无机磷是磷的主要赋存形态,Ca-P则是无机磷的优势形态,有机磷只占较小的比例.粒度、有机碳(OC)、pH以及氧化还原电位等是影响胶州湾沉积物中磷的地球化学特征的重要因素.其中除Ca-P外,其他形态的磷大都随着粒度的变细,含量逐渐增加.磷的生物可利用性分析表明,胶州湾潜在的生物可利用磷主要包括可交换态磷、铝结合态磷、铁结合态磷和有机磷等4种赋存形态,并且潜在的生物可利用磷的含量随着粒度的变细,其所占的比例也逐渐增加.沉积物中生物可利用性磷与浮游植物的数量和水体中的磷酸盐大致呈正相关关系.     

霍童溪表层沉积物稀土元素特征及其物源示踪分析

霍童溪是福建沿岸重要的入海河流,为揭示其沉积物的物源信息,对霍童溪上游至下游的表层沉积物进行了稀土元素特征参数、配分模式、粒度等研究,并与长江、瓯江、闽江沉积物以及福建土壤背景值、中国南方红土进行对比分析.结果表明:霍童溪表层沉积物整体表现出明显Eu负异常,弱Ce异常,轻稀土相对富集、重稀土相对亏损的显著分异特征;结合粒度研究发现,REE总体上与平均粒径(Mz)、粒级组分(砂粒、粉砂、黏土体积分数)之间具有较大相关性,但粒度对研究区表层沉积物稀土元素含量的影响十分有限;物源判别结果表明:霍童溪沉积物的源岩很可能以上陆壳长英质岩石为主,源区大致相同,物质来源主要为区域陆源碎屑物质,部分源于流域自身的水土侵蚀物质.     

厦门近海表层沉积物结构特征及物源初探

为研究厦门近海海域表层沉积物的结构特征、组成及来源,于2010年7月采集厦门湾表层沉积物,综合粒径分析、X射线衍射、扫描电镜等方法对沉积物进行表征。粒径分析的结果表明,沉积物的主体粒径在80μm附近,且有明显的次粒级峰,并以粗颗粒的主体粒级峰占有优势。研究的沉积物类型主要有三种,砂质粉砂、粉砂质砂和砂-粉砂,其中砂质粉砂是分布最广泛的沉积物类型区域沉积物,其含量达90%以上;而粘土含量以背景点鸡屿岛为最高,达到11.97%。X射线衍射分析表明,沉积物中优势轻矿物为石英、高岭石,部分区域含有石墨及一些零星分布的伊利石、海绿石和斜绿泥石。这些矿物组成显示了厦门湾海域表层沉积物具有较好的亲陆性,同时,其组成也受到了涨潮流的较大影响。沉积物形貌形态的研究发现,厦门湾沉积物组分较为复杂,其中含有多种藻类及其碎片(主要为硅藻)、矿物颗粒(高岭石)及未知名碎片;形状主要有孔状结构、层叠状结构、长条片状和不规则的六边形块状等。     

贵州双河洞空气环境主要因子化特征及影响因素分析

洞穴主要空气环境因子是影响洞穴次生沉积物形成及洞穴气候环境变化的重要因素,为进一步揭示其内涵机理,通过2015-2017年对贵州绥阳双河洞系支洞——大风洞14个洞内监测点、2个上覆土壤点进行了为期2个水文年的监测,并运用数理统计等方法对监测数据进行分析,结果表明:双河洞空气环境主要因子(CO_2浓度、温度、相对湿度)均呈现出夏高冬低的季节性变化规律,并且由洞口向洞内,CO_2浓度年内变化幅度逐渐增大,温度、相对湿度则逐渐趋于恒定;受外部气候环境及上覆土壤的影响,洞内次生沉积物溶解沉积效应存在季节性差异;洞道形态及通风效应的差异增加了洞穴空气环境变化空间上的复杂性;旅游活动和呼吸作用在不同的程度上对洞穴空气环境的瞬时水平产生影响。     

柴达木盆地西台吉乃尔盐湖区域晚更新世环境变化

本文对柴达木盆地西台吉乃尔盐湖剖面沉积物(XT剖面,240 cm厚)的粒度、磁化率、色度和总有机碳(TOC)等指标记录的晚更新世环境变化进行了研究。结果表明:(1)XT剖面沉积物的粒度总体较细(中值粒径变化范围为3.4~10.0μm),但是25~47 cm深和185~199 cm深的粒度明显变粗(中值粒径变化范围为15.7~59.0μm)。(2)XT剖面沉积物的中值粒径与低频磁化率(x_(lf))呈正相关关系;红度(a~*)与低频磁化率呈负相关关系。(3)XT剖面低频磁化率与全球深海δ~(18)O记录试探性的对比表明西台吉乃尔盐湖区域晚更新世的气候变化可能受全球气候影响。     

洞穴滴水的水文地球化学过程:贵州犀牛洞的研究

为了揭示洞穴滴水的水文地球化学过程,对贵州镇宁犀牛洞3个滴水点的滴率、水化学组成等进行为期1年的动态监测,示踪结果显示出犀牛洞滴水对大气降水的响应较快(28天以上),滴水的物质组成直接源自于洞穴环境,即土壤和岩石,而大气降水携带的物质成分较少,滴水点均受到不同源来水的影响。洞穴滴水的化学组成中元素含量的变化主要由水运移过程中水-土、水-岩作用导致的岩石溶解-方解石沉淀过程所控制,表明犀牛洞滴水点的次生沉积物可能记录了环境变化信息。     

采矿业污染河流底泥及河漫滩沉积物的粒径组成与砷形态分布特征

采用连续提取法分析了刁江底泥和河漫滩沉积物中砷的形态变化规律及其与沉积物粒径组成的关系.结果表明,刁江流域底泥和河漫滩沉积物中As含量分布存在差异,底泥中As主要赋存在63～170μm粒级颗粒中,河漫滩沉积物中As主要赋存在63μm粒级颗粒中.底泥和河漫滩沉积物中砷主要以铁合态、钙合态和残渣态的形式存在,且残渣态比例相对较高,表现出典型的尾砂污染特征.底泥中残渣态砷(Res-As)组成比例总体较高,主要赋存在63～170μm粒级颗粒中,而洪水水位河漫滩沉积物中Res-As组成比例相对较低,这与不同沉积物中硫化态砷的氧化反应差异有关.对于中下游河段,底泥和中水水位河漫滩沉积物中Res-As总体上呈逐渐降低的趋势,铁合态砷(Fe-As)组成比例的分布与Res-As呈相反的趋势.     

小柴旦湖表层沉积物粒度分布特征

柴达木盆地分布着的大量浅水盐湖,是重建过去全球变化的重要载体。盐湖沉积物粒度的测定及其解释对湖水动力学、地貌学和沉积学的研究具有十分重要的意义;粒度作为湖泊沉积物中最直接的物理指标,在不同的湖泊中存在着多解性,因此,系统地研究不同湖泊表层沉积物的粒度空间分布特征十分必要。本文以柴达木盆地的小柴旦湖为研究对象,对湖泊中23个表层沉积物样品进行粒度分析,并结合2个风成砂样品和1个湖泊钻孔样品(XCD3),系统研究其表层沉积物粒度特征,探讨可能影响粒度分布的外力因素。结果表明:(1)在两条采样路线上,样品粒度随水位深度增加逐渐变细,其平均粒径的变化范围自50.2μm至5.3μm,说明小柴旦湖这类小型浅水盐湖的沉积特征符合湖泊中湖滨至湖心沉积物颗粒逐渐变细这一规律;(2)凡是湖泊水深超过200 cm的样品,粒度频率分布曲线具有较高的一致性,表明在小柴旦湖中较细颗粒主要赋存于深水区,指示深水区沉积环境相对稳定;(3)湖滨浅水区沉积物颗粒特征复杂,粒度频率分布曲线呈多峰态,可能受洪积扇、植被和风浪的影响。选取柴旦气象站1956—2013年气象数据中极大风速计算风浪对水体的影响,最大影响深度为0.4 m,说明湖滨深度小于0.4 m的区域受风浪影响。结合湖泊表层沉积物及周围风成砂粒度特征,对小柴旦3(XCD3)钻孔沉积物粒度特征进行分析,发现:钻孔中68—70 cm和77—80 cm层位粒度特征指示水位快速下降,湖泊干涸并沉积风成砂;其余层位均表现为相对稳定的湖相地层,湖泊水位与现代相近。     

崇明东滩表层沉积物中7Be活度的粒度效应

本文于2010年7月至2011年2月期间,每月于长江口区域崇明东滩的高、中、低不同潮滩采集表层沉积物样品,利用水淘选原理和沉积物分级装置进行粒度分级,获得从粗到细的A、B、C、D四种不同粒径大小（>63 μm、32~63 μm、16~32 μm以及8~16 μm）的样品组分及其相应的7Be活度。研究结果表明:粗粒级部分的含量随着离岸距离的增加而增高;细粒部分则反之。粒度由细到粗,7Be活度呈降低趋势。对分级后样品的粒径（φ单位）与7Be活度值做相关性研究发现,高、中潮滩沉积物7Be核素活度受降水影响大于低潮滩沉积物。相较于中低潮滩,位于高潮滩的14#站位,7Be活度与平均粒径的相关性最差。7Be活度和平均粒径相关性的季节性差异不甚明显。本研究结果表明,在利用7Be研究河口海岸区域中季节时间尺度颗粒悬浮物的输运和沉积过程当中,应充分考虑粒度效应的影响。     

湖泊沉积物再悬浮对苦草光合机能的影响

不同光照强度下,研究湖泊表层沉积物再悬浮对苦草光合机能的影响。沉积物再悬浮后大量颗粒细粒径(4μm)颗粒附着在苦草的叶片上,造成叶片的叶绿素含量降低、叶绿体电子传递速率(ETR)和光合系统I(IPSII)活力(Yield)降低、光能耗散过程变化等不利的影响,并且弱光条件下影响程度较大。文章认为水体沉积物再悬浮对沉水植物的影响主要是细粒径(4μm)颗粒的作用。太湖沉积物再悬浮后细质颗粒附着在苦草叶片上,影响其光合机能,是苦草种群退化的重要机制之一。     

连环湖区域小东湖表层沉积物营养盐变化特征与污染评价研究

于2010年8月赴连环湖小东湖采集表层沉积物样品.在对小东湖表层沉积物总氮(TN)、总磷(TP)及磷形态、有机质(OM)、粒度指标测试分析的基础上,探讨小东湖表层沉积物营养元素变化特征及影响因素,并采用有机指数与有机氮指标对小东湖表层沉积物的污染状况进行评价.研究结果表明,TP平均含量为535.75 mg/kg,接近于富营养化严重的太湖和巢湖,小东湖表层沉积物Ca-P、IP、TP受<4 μm、4~16 μm、>64 μm粒级含量影响较大,Fe/Al-P和OP受粒度影响较弱.小东湖有机指数为Ⅱ等级,属于较清洁范畴,有机氮指标达到Ⅳ等级,为有机氮污染.     

210Pbex、228Thex、7Be和137Cs在崇明东滩表层沉积物的季节性特征及其环境指示意义

2007～2008年,于长江口崇明东滩高潮滩芦苇带(14号站位)、中潮滩藨草带(27号站位)和低潮滩光滩带(45号站位),以月为周期采集表层沉积物,通过测量沉积物粒度特征和颗粒活性核素活度,包括过剩210 Pb(210 Pbex)、过剩228 Th(228Thex)、7Be和137Cs,探讨了由陆向海的不同植被间沉积物物源变化规律及其影响因素。结果表明:(1)表层沉积物粒径在春季最小,秋、冬两季较大;由陆向海各站位粒径大小为14号<27号<45号。(2)210Pbex和137Cs活度的变化与平均粒径的变化相关度较高;7Be在高潮滩沉积物中的活度随时间序列的变化与大气沉降的沉降通量类似,在春季呈现明显的高值;228Thex和137 Cs的活度较小,且随季节变化不大。(3)表层沉积物中的137 Cs/210 Pbex和228 Thex/210 Pbex活度比值均与徐六泾颗粒态中核素比值的变化趋势接近,显示出崇明东滩沉积物受陆源控制,其中14号站位的陆源特征最为明显,45号站位陆源影响较小,而27号站位则在春、夏季呈现与14号站位类似的陆源特征。     

江汉平原黏土沉积物粒径与有机碳分布特征

该文以江汉平原不同埋藏深度的湖积、冲-湖积、残坡积3种沉积相黏土沉积物中的有机碳形态的分布特征为研究对象,通过测试钻孔沉积物粒径及TOC、HFOC、LFOC,分析不同沉积环境条件下有机碳的赋存特性及粒径组分对有机碳形态和含量的影响。结果表明:(1)湖积相钻孔A粒径频率曲线主要为单峰,沉积环境较稳定,TOC含量为1.72～17.71 mg/g,呈波动式逐渐降低;(2)冲积相钻孔B粒径频率曲线有单峰、双峰、三峰3种峰型,水动力条件不稳定,TOC含量为1.77～19.57 mg/g,不同深度含量差别较大;(3)坡积相钻孔C粒径频率曲线主要为双峰,TOC含量为1.44～4.37 mg/g,含量较低且具有波动性,受成土母质碳含量影响较大;(4)TOC和HFOC普遍与颗粒较细的粒径组分呈正相关,黏粒和细粉粒对沉积物有机碳存在较强的吸附作用,对有机碳的保存有重要的影响。