浙江钱塘江典型支流分水江河流沉积物之源汇关系探讨

发布时间：2017-11-22 22:21

  本文关键词：浙江钱塘江典型支流分水江河流沉积物之源汇关系探讨

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【摘要】：本文在国家自然科学基金面上项目《钱塘江流域河流沉积物1.4nm粘土矿物及其物源示踪研究》(批准号：41371214)支持下,以钱塘江一级支流一一分水江流域为例,开展了河流沉积物从“源”到“汇”示踪指标的现代过程研究。为较为准确而完整的反映河流沉积物的源汇特征,对研究区内河流沉积物及表土进行了系统的采样,研究内容包含三层关系：1)二级支流与一级支流,2)一级支流与干流,3)表土与二级支流。综合对比沉积物的环境磁学、粘土矿物等指标数据,分析不同河段沉积物(昌化江段、天目溪段、下游支流段、分水江段)磁性参数及粘土矿物特征,研究其分布规律与变化趋势,初步建立起河流沉积物的源汇关系；最后进一步探讨粘土矿物指标与环境磁学指标在沉积物物源示踪研究中的可行性及应用性。主要结论如下：(1)昌化江、天目溪与分水江的源—汇关系昌化江段、天目溪段与分水江段具有较一致的χ、χfd%、HIRM、S-300mT,表明三段河流沉积物磁性矿物的特征主要由亚铁磁性矿物主导,同时存在较少的不完整反铁磁性矿物的贡献,超顺磁物质较少；χARM/χ与χARM/SIRM两个参数指示河流沉积物中亚铁磁性矿物晶粒均以假单畴(PSD)-多畴(MD)为主；昌化江段河流沉积物中1.4nm矿物以绿泥石+混层类为主,天目溪段以混层类和绿泥石+混层类为主,下游分水江河流沉积物中则以绿泥石+混层类为主,粘土矿物半定量结果显示,昌化江段1.4 nm矿物的含量为11～29%,天目溪段为14～18%,分水江段为7-26%；河流上游河段与下游河段在磁性参数及粘土矿物XRD指标上均具有较好的对应性,磁性矿物的种类、含量及晶粒大小及粘土矿物中1.4 nm矿物的种类均具有一致性,表明河流上下游之间存在较好的物质源汇关系,但上游不同河段对分水江的物质供应稍有区别,主要体现在天目溪段与分水江段相较于昌化江段拥有更高的非磁滞剩磁磁化率χARM,说明分水江段中稳定的单畴亚铁磁性矿物主要来自于天目溪段,而昌化江段的1.4 nm矿物含量明显高于天目溪段,说明分水江段1.4 nm矿物较多来自昌化江段的贡献。(2)表土与二级支流的源一汇关系分水江流域岩体总体上以沉积岩为主,沉积岩上发育的表土中磁性参数χ、χfd%、SIRM、HIRM、S-300mT, χARM/χ与χARM/SIRM与河流沉积物具有较高的-致性,即磁性矿物的特征主要由亚铁磁性矿物主导,同时存在较少的不完整反铁磁性矿物的贡献,超顺磁物质较少；铁磁性矿物晶粒均以假单畴(PSD)-多畴(MD)为主；反映出河流沉积物的物质来源主要是源区内广泛分布的沉积物表土：昌化江段表土物质中1.4 nm矿物类型较多,而河流沉积物中1.4 nm矿物则相对单一,且二者均以绿泥石+混层类为主,表明河流沉积物中的绿泥石+混层类来自于流域表土物质；天目溪段流域表土物质中1.4 nm矿物以混层类居多,天目山则以绿泥石+混层类为主,因而在河流沉积物中1.4 nm矿物以混层类和绿泥石+混层类为主,且二者数量相当；酸性火山岩上发育的土壤具有较高的χ、SIRM、HIRM、χARM和较低的χfd%、 χARM/χ与χARM/SIRM,这种表土中亚铁磁性物质与不完整反铁磁性矿物的含量较高,但主导土壤磁性特征的是亚铁磁性矿物；磁性矿物的颗粒总体上很粗,以多畴(MD)为主；含有较多的稳定单畴亚铁磁性矿物；西北天目山区拥有较多的火成岩分布区,其表土及沉积物中拥有较多的稳定单畴亚铁磁性矿物,导致其河流沉积物中χARM含量也偏高,表明天目溪河流沉积物与流域表土具有良好物源关系；此外分水江段河流沉积物中含有较多的混层类及蛭石+混层类,表明分水江段河流沉积物除了汇集上游河段的来水外,受河流附近的源区表土影响也较大,体现在分水江段沉积物1.4 nm矿物中蛭石+混层类只存在于河流附近表土,且上游河段中均未出现。(3)分水江与富春江的源—汇关系富春江沉积物中χ、χfd%、S-300mT等磁性参数与分水江段较为相近,表明沉积物磁性矿物由亚铁磁性矿物主导,存在少量超顺磁物质,亚铁磁性矿物晶粒以假单畴(PSD)-多畴(MD)为主；但相对于分水江段拥有较高的HIRM、χARM,说明富春江含有更多的不完整反铁磁性矿物与单畴亚铁磁性矿物；分水江汇入富春江后,富春江磁性参数χ、SIRM、HIRM、S-300mT、χARM/χ值有所提高,表明分水江泥沙的汇入提高了富春江沉积物磁性矿物的含量,但贡献值有限。分水江段河流沉积物1.4 nm粘土矿物则以绿泥石+混层类为主,粘土矿物半定量结果显示,分水江段为7-26%；分水江汇入富春江后,富春江粘土矿物的种类及含量并未出现明显变化,表明分水江泥沙的汇入对富春江粘土矿物的贡献值有限。(4)环境磁学和粘土矿物指标在物源示踪中的应用本文中主要应用环境磁学中的χ、SIRM、HIRM、χfd%、S-100mT、S-300mT、χARM、χARM/χ与χARM/SIRM等9余种指标和粘土矿物的高岭石、伊利石、蒙皂石及1.4nnm矿物等4种指标来分析河流沉积物的源汇关系特征。结果表明：环境磁学参数中χ、SIRM、χfd%、χARM在沉积岩和火成岩中具有明显的差异,具有较好的指示河流沉积物与源区表土的物源关系,而HIRM、S-100mT、S-300mT、χARM/χ与χARM/SIRM在不同类型表土及河流沉积物中的差异性并不明显,对物源的指示作用较弱,因此在利用环境磁学指标进行沉积物的物源分析时需要进行充分的甄别。粘土矿物指标在物源示踪的研究中具有较强的指向性,尤其是1.4nm矿物对源区表土的成因更加敏感与准确,本文中利用1.4nm矿物对河流沉积物与源区表土的源汇关系进行了深入的探讨与分析,因此在进行河流沉积物的物源分析时可以加强对1.4nnm矿物的深入探讨。
【学位授予单位】：华东师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：P512.2;P343.1

【参考文献】

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9 周立e，

本文编号：1216275