收藏 分销(赏)

现代黄河三角洲沉积物粒度端元特征及其对河道变迁和人类活动的响应.pdf

上传人:自信****多点 文档编号:593684 上传时间:2024-01-10 格式:PDF 页数:9 大小:1.84MB
下载 相关 举报
现代黄河三角洲沉积物粒度端元特征及其对河道变迁和人类活动的响应.pdf_第1页
第1页 / 共9页
现代黄河三角洲沉积物粒度端元特征及其对河道变迁和人类活动的响应.pdf_第2页
第2页 / 共9页
现代黄河三角洲沉积物粒度端元特征及其对河道变迁和人类活动的响应.pdf_第3页
第3页 / 共9页
亲,该文档总共9页,到这儿已超出免费预览范围,如果喜欢就下载吧!
资源描述

1、孟丽卫,王龙升,战超,等.现代黄河三角洲沉积物粒度端元特征及其对河道变迁和人类活动的响应J.海洋地质前沿,2023,39(9):16-24.MENG Liwei,WANG Longsheng,ZHAN Chao,et al.End-member characteristics of sediment grain size of modern Yellow River Delta sedi-ments and their response to channel shifts and human activitiesJ.Marine Geology Frontiers,2023,39(9):16-

2、24.现代黄河三角洲沉积物粒度端元特征及其对河道变迁和人类活动的响应孟丽卫1,王龙升1,2*,战超1,刘现彬1,王庆1(1 鲁东大学海岸研究所,烟台 264025;2 中国科学院烟台海岸带研究所,中国科学院海岸带环境过程与生态修复重点实验室,烟台 264003)摘要:黄河三角洲沉积物记录了长时间尺度黄河流域环境变化,对流域河流改道和水库建设等自然和人类活动响应敏感。本研究以黄河 1976 年以来入海口附近陆上三角洲 YDC 钻孔为研究对象,采用参数化端元(EM)分析模型对 YDC 钻孔的粒度数据进行分析,结果表明:EM1 和 EM2 由粒径较细的黏土和细粉砂组成,为黄河长距离搬运弱水动力条件下

3、沉积,EM3 和 EM4 为粗粉砂组分,为较强动力条件下波浪和潮流作用沉积;对比河道变迁和人类活动等资料,结合前人黄河口沉积速率研究数据,表明 YDC 钻孔粒度特征变化显著的界面可以作为黄河口沉积物定年的参考点;YDC 钻孔粒度参数和端元数据敏感地响应于 1976 年以来黄河改道清水沟入海、龙羊峡水库建设、黄河改道清 8 汊入海等自然和人类活动。研究结果对黄河三角洲河口治理和沿岸工程建设具有重要现实意义,并可为黄河流域生态保护与高质量发展提供科学依据。关键词:粒度特征;端元分析;河道变迁;人类活动;黄河三角洲中图分类号:P736.2文献标识码:ADOI:10.16028/j.1009-2722

4、.2022.202 0 引言三角洲地区是海洋与陆地交互作用的地区,对全球及区域气候和环境变化十分敏感。同时,三角洲地区的气候演化、海平面变化及其形成与发育成为影响人类文明发展的重要自然因素,其发育模式、规律及影响机制受到学者广泛关注1-3。1885 年,黄河从肖神庙入渤海,携带大量沉积物在渤海西南部形成了5 000 km2的现代黄河三角洲。此后的 100余年内,黄河河道共发生 10 余次变迁,1976 年黄河经人工改道自清水沟入海,形成了最新的黄河三角洲4-5。同时,近年来随着黄河中上游水库建设、调水调沙等人类活动的加强,黄河入海水沙成分发生显著改变1,6-7。黄河口沉积物真实地记录了黄河改道

5、和水库建设等自然和人类活动,因此,开展黄河口沉积物研究为黄河三角洲地区地貌演化、动力变迁等提供了新的依据1,8。然而,受黄河口位置变迁、沉积物定年困难、沉积环境欠稳定等因素影响,对黄河口连续沉积记录的研究尚显不足1。粒度作为沉积物最基本的物理性质之一,可有效反映沉积物物质来源、搬运-沉积过程、搬运方式及沉积环境等信息9-11。然而,受制于沉积物来源的多样性、搬运动力的多变化性和沉积环境的复杂性等因素,使得粒度在解释其环境意义时具有复杂 收稿日期:2022-07-12资助项目:国家自然科学基金(U1706220,41702185,41901102);山东省重点研发计划(软科学)项目(2022RK

6、Y07006);山东省自然科学基金(ZR2019PD013);湖泊与环境国家重点实验室开放基金(2022SKL005);中国科学院海岸带环境过程生态修复重点实验室(烟台海岸带研究所)开放基金(2020KFJJ10);山东省高等学校青年创新团队引育计划项目作者简介:孟丽卫(1998),女,在读硕士,主要从事河口海岸地貌环境演变方面的研究工作.E-mail:*通讯作者:王龙升(1988),男,博士,副教授,主要从事河口海岸地貌环境演变等方面的研究工作.E-mail: ISSN 1009-2722海洋地质前沿第 39 卷第 9 期CN37-1475/PMarine Geology Frontiers

7、Vol 39 No 9性和不确定性8-9,全样的粒度参数只能近似的指示沉积环境的变化。而粒度端元分析模型可以将沉积物粒度分解成为与特定沉积过程有关的、具有特定粒度特征分布的端元,在减少人为误差的同时,将特征端元置于时间序列上可以判断环境因子的变化情况,将分离出的粒度端元置于空间平面上能够有效识别出能够揭示沉积物物质来源、沉积动力组分组合特征等端元信息12-13,因而在河口三角洲沉积环境演变、物源识别、人类活动指示等研究中得到广泛应用14-18。张晓东等18利用端元分析模型对长江口邻近海域的沉积物粒度数据进行分析,了解了长江口区域沉积物的输运机制和沉降规律;林镇坤等19利用广西南流江河口水下三角

8、洲表层沉积物进行粒度分析并结合端元分析模型对沉积物粒度数据进行分解,探讨了水下三角洲的沉积动力作用的空间差异以及环境控制下的沉积物输送趋势;解锡豪等20利用闽江河段沉积物结合粒度端元分析来探讨各端元指示与传统指标的关系,为海岸沙丘重建区域环境提供新的思路和方法。目前,对黄河三角洲地区沉积物粒度端元的研究相对较少,本研究以现代黄河三角洲黄河口 YDC 钻孔为研究对象,分析沉积物粒度端元特征,探讨粒度特征的年代学意义,解释其对河道变迁和人类活动的响应机制。研究结果为黄河三角洲的规划治理与工程建设提供指导,并对黄河三角洲的保护和可持续发展提供科学依据。1 研究区概况现代黄河三角洲(3745.7738

9、12.31N)以垦利县宁海为轴点,形成于 1885 年之后,由黄河多次河道变迁和泛滥而形成,位于莱州湾和渤海湾之间(图 1)。根据黄河口利津水文站统计数据,利津站多年平均径流量为 3.221010 m3,年平均输沙量为8.39108 m3,近几十年来,随着黄河流域水资源开发利用、小浪底水库等水利工程建设、调水调沙等人类活动的影响1,21,黄河入海水量逐年减少。现代黄河三角洲属于暖温带半湿润大陆性季风气候,年均降水量 530630 mm,四季温差明显。夏季炎热多雨,有时会受台风侵袭,冬季寒冷干燥,盛行风为北风或西北风。除黄河三角洲自然保护区外,其他地区均已开垦为农田,农作物主要为棉花、玉米和水稻

10、。2 材料与方法2.1样品采集与测试2018 年,在现代黄河三角洲清 8 汊南部附近钻获 YDC 钻孔(374437.88N、1191117.03E)(图 1),采集点高程为 1.5 m,钻孔深度为 104 cm。在实验室对岩芯进行岩性描述,以每 2 cm 间隔分样,共获取沉积物样品 52 个。样品粒度测试在鲁东大学海岸研究所使用 Mastersizer 3000 激光粒度仪进行,测试范围为 0.012 000 m,相对误差2%。首先,样品沉积物中分别加入双氧水(H2O2)和盐酸(HCl)以去除有机质和碳酸盐(CaCO3);然后,加入六偏磷酸钠(NaPO3)6)溶液作为分散剂,用超声波震动 7

11、 min 后进行上机测量,每个样品重复测量 3次取平均值进行计算分析。2.2数据分析本文按照伍登-温德华氏粒径分级(Uddenh-Wentworth grade scale)划分粒组:4 m(黏土),463 m(粉砂),63 m(砂);其中,将粉砂又划分为 48 m(极细粉砂),816 m(细粉砂),1632 m(中粉砂),3263 m(粗粉砂)。本研究粒度端元分析通过在 Matlab 环境下加载 PATERSON和 HESLOP22 研发的 AnalySize 程序进行分析,选择 Gen.Weibull 参数法进行粒度端元分解。确定端元数量的标准主要结合拟合度(R2)(linear corr

12、ela-tions,表示原始粒度数据集与拟合端元数据之间的相关性)和角度()(angular deviation,端元数据与粒度曲线分布偏离角度),在拟合效果较好、不存在过度拟合的前提下,选择尽可能少的端元数量。3800N37303700118001183011900 E197619961996 年至今YDC 钻孔19641976图 1黄河三角洲河道变迁和钻孔位置Fig.1 River channel changes and core locations in the YellowRiver Delta第 39 卷 第 9 期孟丽卫,等:现代黄河三角洲沉积物粒度端元特征及其对河道变迁和人类活动

13、的响应17 3 结果与分析3.1粒度特征沉积物粒度组成成分不仅与其母岩有关,还与沉积环境密切相关,可以用于判别沉积物物质来源、搬运营力及其所处的沉积环境等8-10。从现代黄河三角洲 YDC 钻孔沉积物粒度成分可以看出(图 2):YDC 钻孔沉积物主要以粉砂(463 m)为主,含量介于 20.28%82.83%,平均含量为 58.47%。黏土(4 m)含量介于 6.57%79.26%,平均含量为36.9%;砂(63 m)介于 0.01%15.98%,平均含量为 4.62%。从不同深度各粒度组分组成来看,黏土含量最大值出现在 U2(6090 cm)处,平均含量为 65.27%,粉砂含量最大值在 U

14、4(036 cm),平均含量为 75.72%;砂含量最大值在 U4(036 cm),平均含量为 9.82%。深度/cm02040黏土粉砂百分比/%砂608010020050.70.3012U4U3U2U1平均粒径/m050 100 0分选系数偏度峰度图 2各地层粒度参数随深度变化特征Fig.2 Characteristics of grain size parameters with depth for each stratum 沉积物粒度参数能很好地指示沉积环境条件变化17,23,YDC 钻孔各粒度参数如表 1、图 2 所示。平均粒径(Mz)最大值和最小值分别位于 U4(036 cm)和 U

15、2(6090 cm)处,暗示了不同深度沉积物沉积动力的变化。YDC 钻孔分选系数()介于1.574.1,表明沉积物分选相对较差;偏态(Sk)在U2(6090 cm)为正偏,而在其他深度为负偏;峰度(Kg)介于 0.571.56,平均值为 1.00,属于窄峰度。粒度分布频率曲线和累计频率曲线可以直观地表现出沉积物粒度成分分布特征24。从图 3a 粒度分布频率曲线可以看出,除 YDC 52 样品为双峰外,YDC 钻孔粒度成分呈三峰状态,粒度组成相对分散,显示出较差的分选性。第 1 峰值和第 2 峰值分别出现在 0.020.06 m 和 0.40.8 m,属于黏土成分,第 3 峰值在 2052 m,

16、属于粉砂组分。从图 3b 粒度累积频率曲线可以看出,YDC19、YDC46和 YDC52 样品曲线斜率基本一致,且向粗成分偏移,而 YDC31 样品曲线曲率较小,粒度成分偏向细颗粒组分,暗示了搬运介质和动力条件的变化。3.2粒度端元分析通过 Analysize 程序对 YDC 钻孔样品粒度数据进行参数化分析,对比不同端元数据的指标结果发现,随着端元数量增加,粒度曲线与端元拟合效果越好。当端元数为 2 时,R2=0.87,角度偏差=17;端元数为 3 时,R2=0.97,角度偏差=8.3;端元数为 表 1各地层粒度参数特征Table 1 Characteristics of grain size

17、 parameters foreach stratum 地层单元U1(90102 cm)U2(6090 cm)U3(3660 cm)U4(036 cm)平均粒径/m21.878.2414.8831中值粒径(Md)17.772.036.6926.87分选系数()2.563.763.812.23偏度(Sk)0.520.230.440.5峰度(Kg)1.10.70.711.4118Marine Geology Frontiers海洋地质前沿2023 年 9 月4 时,R2=0.98,角度偏差=5.9,说明此时已能满足拟合要求。当端元数为 5 和 6 时,R2分别为 0.99和 0.99,角度偏差 分

18、别为 3.7 和 2.7(图 4),其数值与 4 个端元时改善并不明显,依据在满足拟合优选度选取最小端元数的原则,本 研究选择 4 个端元进行分析。端元个数数据集线性相关(a)端元相关性样品中位数样品盒/须10.323456789100.40.50.60.70.80.91.0端元个数数据集线性相关(b)样品中位数样品盒/须角度/()102345678910510152025303540相关系数(R2)图 4参数化端元分析结果Fig.4 Results of parametric end-member analysis 从粒度端元参数化筛选出的粒度频率曲线(图 5)可以看出,现代黄河三角洲 YD

19、C 钻孔 4 个端元众数粒径分别为:EM1 为 0.05 m,属于黏土,EM2 为 9.9 m,为细粉砂组分,EM1 和 EM2 峰区较宽,分选性相对较差,EM3 为 40.14 m,属于粗粉砂,EM4 为 66.89 m,为砂组分,两者峰值较高,峰区较窄,分选性较好。据前人研究结果,沉积物离源区越近,其粒度分布越粗、峰值越高、峰区越窄;而当离源区越远时,其粒度分布越细、峰值越低、峰区越宽25-27。因此,本研究中 EM1 和 EM2 组分离源区较远,为长距离搬运沉积物,而 EM3 和 EM4组分距离源区较近,搬运距离短。从 YDC 钻孔各端元随深度变化来看(图 6),EM1 在整个钻孔中变化

20、范围为 0.004%67.81%,平均值为 23.34%,最大值出现在 U2(6090 cm),变化范围为 32.11%67.81%;EM2 在钻孔中变化范围为 13.3%56.17%,平均值为 36.46%,最大 粒度/m百分比/%0.0100.1110(a)(b)1001 000123456789YDC19YDC31YDC46YDC52粒度/m累积百分含量/%0.0100.11101001 0001020304050607080100YDC19YDC31YDC46YDC5290图 3YDC 钻孔各地层单元粒度频率曲线(a)和粒度累积分布曲线(b)Fig.3 Grain size distr

21、ibution(a)and accumulative frequency curves(b)of core YDC 粒径/m含量/%0.0100.11101001 00024681012EM 1EM 2EM 3EM 4图 5参数化端元频率分布曲线Fig.5 Parametric end-member frequency distribution curves第 39 卷 第 9 期孟丽卫,等:现代黄河三角洲沉积物粒度端元特征及其对河道变迁和人类活动的响应19值出现在 U3(3660 cm),变化范围为 39.2%56.17%;EM3 在钻孔中变化范围为 2.42%63.04%,平均值为 23.

22、09%,最大值出现在深度 U1(90102cm),变化范围为 20.91%63.04%;EM4 在钻孔中变化范围为 050.12%,平均值为 17.11%,最大值出现在深度 U4(036 cm),变化范围为 24.6%50.12%。4 讨论4.1钻孔粒度参数的年代意义自 1885 年黄河改道注入渤海以来,黄河几经改道形成了现代黄河三角洲,黄河入海口的改变必然导致沉积环境的变化,同时,随着近年来人类活动的加剧,导致现代黄河三角洲沉积环境异常复杂1,7,28-29,使得已有的十年时间尺度沉积物定年方法(如210Pb 和137Cs 等)不适用于现代黄河三角洲30。然而,历次黄河改道和重大人类活动事件

23、都会导致现代黄河三角洲沉积物岩性发生突变,并使得沉积物粒度垂直方向上发生明显变化,因此,现代黄河三角洲岩性的变化尤其是粒度变化可以作为一种定年的手段31-32。根据现代黄河三角洲 YDC 钻孔粒度参数、粒度端元数据和沉积特征变化,将 YDC 钻孔分为 4部分:U1(90102 cm)、U2(6090 cm)、U3(3660 cm)和 U4(036 cm)。其中,在 90 cm 处存在明显的侵蚀界面,下伏地层为青灰色砂质粉砂层,为海洋动力作用下沉积物15-16,而上覆地层为黄灰色粉砂质黏土,属于黄河泥沙输入,因此,判定 90 cm以上为 1976 年黄河改道清水沟输入的泥沙。YDC钻孔中 U2

24、阶段黏土含量明显升高,属于粉砂质黏土,为典型黄河泥沙沉积物29,33-34;与 U2 阶段相比,U3 阶段黏土含量明显降低,粉砂含量明显升高。有研究表明,龙羊峡水库建成后,由于水库的调节作用,使黄河入海泥沙减少,粒度变粗35-36。由此,我们认为 60 cm 对应年代为 1986 年龙羊峡水库建设。通过年代再计算沉积速率发现,U2 阶段的平均沉积速率为 3 cm/a,U3 阶段的平均沉积速率为2.4 cm/a,验证了龙羊峡水库的建立导致沉积速率减小的猜测。YDC 钻孔在 36 cm 处岩性发生变化,沉积物粒度由细粉砂(U3)为主变为砂质组分(U4)为主,因此,我们推测 U4(036 cm)为

25、1996 年后黄河改道清 8 汊开始的沉积,计算沉积速率为 1.64 EM1/%深度/cmEM2/%EM3/%EM4/%U4U3U2U100204060801003060030600306003060图 6各端元随深度变化曲线Fig.6 Variation in grain size of each end member with depth20Marine Geology Frontiers海洋地质前沿2023 年 9 月cm/a。宋莎莎等30通过恒定初始浓度法(简称CIC 法)测年方法对相邻区域钻孔沉积物分析,发现在 014 cm 处沉降速率为 1.55 cm/a;吴晓等37通过对相邻区域

26、钻孔岩芯沉积物210Pb 测年分析,发现210Pbex 在其岩芯 038 cm 稳定下降,呈最佳拟合线性回归(相关系数 R2=0.75),由此估计平均沉积速率为 1.85 cm/a,其年代学数据与本研究结果相吻合,证明使用粒度变化作为定年手段是可靠的。综上,现代黄河三角洲 YDC 钻孔各阶段的对应年代如下:U1(90102 cm)年代为 1976 年以前,U2(6090 cm)年代范围为 19761986 年,U3(3660 cm)年代范围为 19861996 年,U4(036 cm)年代范围为 19962018 年。4.2粒度端元的环境意义为探讨各粒度端元的环境意义,需进一步明确粒度端元和传

27、统粒度指标之间的关系。本研究采用 SPSS 软件分析了各粒度端元与粒度组分和参数的相关性,如表 2 所示。表 2各粒度端元与粒度组分、参数的相关性分析Table 2 Correlation in grain size of each end member with the grain size components and the parameters 黏土粉砂砂EM 1EM 2EM 3EM 4平均粒径分选系数偏度峰度黏粒1粉砂0.991砂0.80.711EM 10.990.990.741EM 20.390.320.610.291EM 30.80.90.330.830.211EM 40.820

28、.740.970.750.680.361平均粒径0.880.850.850.840.700.640.901分选系数0.830.810.720.780.680.690.780.961偏度0.830.850.520.870.060.720.500.500.471峰度0.880.840.830.840.610.630.860.890.870.571 平均粒径与 EM1、EM2 负相关,与 EM3、EM4正相关,表明各端元粒径粗细程度差别明显,较好地反映了不同端元代表的沉积动力强弱差别显著。分选系数与 EM1、EM2 正相关,与 EM3、EM4 负相关,进一步说明了 EM1 和 EM2 分选较差,存在

29、多个细粒峰值。峰态与 EM1、EM2 负相关,与 EM3和 EM4 正相关,这与 EM1、EM2 的频率分布曲线主峰宽、EM3 和 EM4 主峰尖相对应,反映了 EM3和 EM4 沉积环境相对稳定。粒度端元与粒度组分相关性分析表明:EM1 与黏土显著正相关(R2=0.99),EM2 与黏土正相关,EM1 和 EM2 均与粉砂和砂成分负相关;EM3 与粉砂显著正相关(R2=0.9),与黏土负相关;EM4 与砂显著正相关(R2=0.97),与黏土负相关。上述结果表明,各端元的粒径分布范围与粒度组分密切相关,即 EM1 与 EM2 主要以黏土为主,EM3 以粉砂为主,EM4 以砂为主。各端元相关分析

30、结果显示:EM1 和 EM2 相关正相关,而与 EM3 和 EM4 呈负相关关系,表明 EM1 和 EM2物质来源及影响因素存在一致性,EM3 和 EM4 存在一致性。已有研究表明,黄河入海口沉积物组分主要以黏土和细粉砂为主,粗粉砂和砂含量相对较低34,38-39。因此,我们判定 EM1 和 EM2 为黄河长距离搬运弱水动力条件下沉积;结合沉积物形成年代分析,EM3 和 EM4 主要形成于黄河改道清 8 汊之后,沉积物来自近岸,而非河流补给5,15-16,EM3和 EM4 为较强水动力波浪和潮流作用下近源沉积物。4.3YDC 钻孔粒度特征对河道变迁和人类活动的响应自 1976 年黄河改道清水沟

31、入海以来,受水库建设、河道迁移等因素影响,现代黄河三角洲沉积环境不断发生变化,YDC 钻孔粒度特征对这些变化都有很好的记录和响应(图 7)。YDC 钻孔 3690 cm 形成于 19761996 年,主要以黏土和粉砂为主,为三角洲前缘河口沙坝沉积环境24,40。此时,黄河携带的泥沙已经成为该地区沉积物稳定的物源供给,90%的黄河泥沙来自黄土高原,沉积物中粉砂和黏土含量较高21,41-42。该阶段黏土和粉砂含量较高与 1976 年黄河改道清水第 39 卷 第 9 期孟丽卫,等:现代黄河三角洲沉积物粒度端元特征及其对河道变迁和人类活动的响应21沟后,水量丰富,携沙能力强,在河口切边锋的拦截下,快速

32、在河口地区堆积有关28,与 YDC 钻孔粒度端元数据结果一致,如代表黄河沉积物组分的 EM1和 EM2 端元组分,在 3690 cm 处平均含量分别为 39.33%和 40.64%。YDC 钻孔中 U3 沉积物较 U2 相比,黏土含量明显的减少,粉砂含量明显增加。以年代结果作为参考,推测这可能与 1986 年龙羊峡水库建成有关。龙羊峡水库建成后,由于受水库的调节作用,使各时间尺度的径流量、输沙量分配更均匀,达到削减洪峰流量,调水调沙的目的,从而使黄河入海泥沙减少,粒度变粗1,21,36。这一推断被 YDC 钻孔粒度数据所支持,U3 平均粒径为 14.88 m,明显高于U2 的平均粒径,在粒度端

33、元数据中,EM1 含量显著降低,而 EM2 含量明显升高,反映出龙羊峡水库建设导致的动力条件变化对黄河河口沉积物组成的影响。YDC 钻孔 U4 沉积物中黏土和细粉砂含量进一步减少,粗粉砂和砂的含量迅速增加,以砂的含量增加最为明显,增加了 81%。1996 年黄河改道至清 8 汊,YDC 钻孔所处位置物源发生变化,作为主要沉积物来源的黄河泥沙迅速减少,黏粒、细粉砂含量也随之减少,沉积环境由淤积状态变为侵蚀状态,沉积物来源由黄河泥沙变为近岸沉积体的侵蚀再悬浮,受潮流和波浪水动力条件影响显著,水动力较强,因此沉积物的粒度组成较粗4,24。代表粗颗粒组分的 EM3 和 EM4 迅速升高,平均含量分别达

34、到 28.43%和 37.93%,代表细颗粒组分的 EM1和 EM2 组分迅速减少,平均含量分别为 3.71%和29.93%。百分比/%砂粉砂黏土深度/cmEM1/%EM2/%EM3/%EM4/%各阶段起始年代人类和自然活动黄河改道至清 8 汊龙羊峡修建黄河改道至清水沟U1U2U3U430 60 0 30 60 0 30 60 03006010 20 300240.70.3022040608010020182016201420122010200820062004200220001998年份19961994199219901988198619841982198019761976平均粒径分数系数偏

35、度峰度0100019962018年19861996年19761986年图 7YDC 钻孔剖面粒度组分、各端元、粒度参数及黄河流域自然和人类活动的变化Fig.7 The vertical variations in grain size,end-member,grain-size parameters of core YDC,and natural and human activities in the Yellow River basin 5 结论现代黄河三角洲 YDC 钻孔粒度组分和粒度端元清楚地记录了黄河流域内河道变迁、水库建设等自然和人类活动信息。(1)YDC 钻孔粒度和岩性显著变化的界

36、面,可以作为 1976 年以来黄河河口附近钻孔沉积物的年代参考点,主要包括 1976、1986、1996 年左右 3 个年代参考点。由此判定钻孔的 4 个沉积单元 U1、U2、U3、U4 对应的年代范围分别为 1976 年以前、19761986 年、19861996 年、19962018 年。(2)粒度端元与传统粒度参数相关性分析表明,粒度端元 EM1 和 EM2 为黄河长距离搬运弱水动力条件下沉积,粒度端元 EM3 和 EM4 为较强水动力波浪和潮流作用下近源沉积物。(3)YDC 钻孔粒度参数较好地记录了黄河改道和人类活动等信息。19761996 年,YDC 钻孔为三角洲前缘河口沙坝沉积环境

37、。沉积物中黏土和细粉砂含量较高,EM1 和 EM2 组分较高,反映了黄河泥沙输入丰富。1986 年之后,黏土含量降低,粉砂含量升高,EM1 组分降低,而 EM2 组分升高,推测与龙羊峡水库建成后水库调节作用有关。1996 年之后,沉积物中黏土和细粉砂含量进一步减少,粗粉砂和砂的含量增加,代表粗颗粒组分的 EM3 和EM4 迅速升高,代表细颗粒组分的 EM1 和 EM222Marine Geology Frontiers海洋地质前沿2023 年 9 月组分迅速减少,表明 1996 年黄河改道至清 8 汊,沉积物来源由黄河泥沙变为近岸沉积体的侵蚀再悬浮,沉积环境由淤积状态变为侵蚀状态。参考文献:W

38、ANG H J,BI N S,SAITO Y,et al.Recent changes in sedimentdelivery by the Huanghe(Yellow River)to the sea:Causes andenvironmental implications in its estuaryJ.Journal of Hydro-logy,2010,391(3/4):302-313.1 MILLIMAN J D,MEADE R H.World-wide delivery of river sed-iment to the oceansJ.Journal of Geology,19

39、83,91(1):1-21.2 胡刚,张勇,孔祥淮,等.全新世中国大河三角洲沉积演化模式转化及其对人类活动的响应J.海洋地质与第四纪地质,2021,41(5):77-89.3 吴晓,范勇勇,王厚杰,等.三角洲废弃河道演化过程及受控机制:以黄河刁口废弃河道为例J.海洋地质与第四纪地质,2021,41(2):22-29.4 韩广轩,栗云召,于君宝,等.黄河改道以来黄河三角洲演变过程及其驱动机制J.应用生态学报,2011,22(2):467-472.5 ZHOU L Y,LIU J,SAITO Y,et al.Modern sediment character-istics and accumula

40、tion rates from the delta front to prodelta ofthe Yellow River (Huanghe)J.Geo-Marine Letters,2016,36(4):247-258.6 DETHIER E N,RENSHAW C E,MAGILLIGAN F J.Rapidchanges to global river suspended sediment flux by humansJ.Science,2022,376(6600):1447-1452.7 JIANG C,CHEN S L,PAN S Q,et al.Geomorphic evolut

41、ion ofthe Yellow River Delta:Quantification of basin-scale natural andanthropogenic impactsJ.Catena,2018,163:361-377.8 XU J X.Grain-size characteristics of suspended sediment in theYellow River,ChinaJ.Catena,2000,38(3):243-263.9 王兆夺,黄春长,杨红瑾,等.六盘山东麓晚更新世以来黄土粒度指示的物源特征及演变J.地理科学,2018,38(5):818-826.10 VAR

42、GA G,UJVARI G,KOVACS J.Interpretation of sedi-mentary(sub)populations extracted from grain size distribu-tions of central European loess-paleosol seriesJ.QuaternaryInternational,2019,502:60-70.11 CHEN J,YANG T B,QIANG M R,et al.Interpretation of sedi-mentary subpopulations extracted from grain size

43、distributionsin loess deposits at the Sea of Azov,RussiaJ.Aeolian Re-search,2020,45:100597.12 WEN Y L,WU Y Q,TAN L H,et al.End-member modeling ofthe grain size record of loess in the Mu Us Desert and implica-tions for dust sourcesJ.Quaternary International,2019,532:87-97.13 WANG H J,WU X,Bi N S,et a

44、l.Impacts of the dam-orient-ated water-sediment regulation scheme on the lower reaches anddelta of the Yellow River(Huanghe):a reviewJ.Global andPlanetary Change,2017,157:93-113.14 WU X,BI N S,et al.Stepwise morphological evolution of the15active Yellow River(Huanghe)delta lobe(19762013):dom-inant r

45、oles of riverine discharge and sediment grain sizeJ.Geomorphology Amsterdam,2017,292:115-127.朱纹君,韩美,孔祥伦,等.1990-2018年黄河三角洲人类活动强度时空格局演变及其驱动因素J.水土保持研究,2021,28(5):287-292.16 李越,宋友桂,宗秀兰,等.伊犁盆地北部山麓黄土粒度端元指示的粉尘堆积过程J.地理学报,2019,74(1):162-177.17 刘蓉,岳大鹏,赵景波,等.陕西横山L_2以来风沙/黄土沉积序列的粒度端元特征及其环境意义J.干旱区地理,2021,44(5):13

46、28-1338.18 张晓东,翟世奎,许淑梅.端元分析模型在长江口邻近海域沉积物粒度数据反演方面的应用J.海洋学报(中文版),2006(4):159-166.19 林镇坤,王爱军,叶翔.南流江河口水下三角洲表层沉积物端元分析及其沉积动力环境意义J.沉积学报,2019,37(1):124-134.20 解锡豪,曹向明,李志忠,等.闽江口地区不同砂质沉积的粒度端元特征及其环境指示J.亚热带资源与环境学报,2021,16(2):38-46.21 李松,王厚杰,张勇,等.黄河在调水调沙影响下的入海泥沙通量和粒度的变化趋势J.海洋地质前沿,2015,31(7):20-27.22 PATERSON GA,

47、HESLOP D.New methods for unmixing sedi-ment grain size dataJ.Geochemistry,2015,16(12):4494-4506.23 袁杰,曹广超,鄂崇毅,等.环青海湖表层土壤沉积物粒度分布特征及其指示意义J.水土保持研究,2015,22(3):150-154.24 任寒寒.黄河三角洲高分辨沉积记录及其对河道变迁和重大人类活动的响应D.青岛:中国海洋大学,2014.25 秦小光,蔡炳贵,穆燕,等.黄土粉尘搬运过程的动力学物理模型J.第四纪研究,2009,29(6):1154-1161.26 刘梦慧,李徐生,韩志勇,等.下蜀黄土参数

48、化粒度端元分析及其物源示踪J.地球环境学报,2021,12(5):510-525.27 王兆夺,于东生,汪卫国,等.泉州湾表层沉积物粒度指示的沉积动力端元解析J.热带地理,2021,41(5):975-986.28 陈艇,刘青松,郑一.黄河水下三角洲钻孔沉积物磁学记录及其年代学意义J.科学通报,2021,66(30):3902-3915.29 宋莎莎.现代黄河三角洲潮滩的沉积物粒度、核素分布及其环境意义D.南京:南京大学,2020.30 HU N J,HUANG P,LIU J H,et al.Tracking lead origin in theYellow River estuary an

49、d nearby Bohai Sea based on its isotop-ic compositionJ.Estuarine Coastal and Shelf Science,2015,163:99-107.31 王琬璋,周良勇,段宗奇,等.现代黄河三角洲沉积物磁性地层年代框架及环境磁学研究J.地球物理学报,2019,62(5):1772-1788.32 薛春汀,叶思源,高茂生,等.现代黄河三角洲沉积物沉积年代的确定J.海洋学报(中文版),2009,31(1):117-124.33 李栓科.近代黄河三角洲的沉积特征J.地理研究,1989,8(4):45-55.34第 39 卷 第 9 期

50、孟丽卫,等:现代黄河三角洲沉积物粒度端元特征及其对河道变迁和人类活动的响应23 李谷祺,陈沈良,彭俊,等.黄河三角洲YDZ1孔沉积环境分析J.海洋科学进展,2013,31(2):205-212.35 张金萍,肖宏林,张鑫.龙羊峡水库对下游水沙条件变化的影响分析J.中国农村水利水电,2020,1:83-87.36 胡春宏,张晓明,赵阳.黄河泥沙百年演变特征与近期波动变化成因解析J.水科学进展,2020,31(5):725-733.37 WU X,WANG H J,Bi N S,et al.Evolution of a tide-domin-ated abandoned channel:a cas

展开阅读全文
相似文档                                   自信AI助手自信AI助手
猜你喜欢                                   自信AI导航自信AI导航
搜索标签

当前位置:首页 > 学术论文 > 论文指导/设计

移动网页_全站_页脚广告1

关于我们      便捷服务       自信AI       AI导航        获赠5币

©2010-2024 宁波自信网络信息技术有限公司  版权所有

客服电话:4008-655-100  投诉/维权电话:4009-655-100

gongan.png浙公网安备33021202000488号   

icp.png浙ICP备2021020529号-1  |  浙B2-20240490  

关注我们 :gzh.png    weibo.png    LOFTER.png 

客服