曹娥江下游XYC孔粒度特征及沉积环境变化

发布时间：2017-08-20 07:22

  本文关键词：曹娥江下游XYC孔粒度特征及沉积环境变化

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【摘要】：XYC钻孔位于宁绍平原曹娥江中下游北岸浙江省上虞市星一村境内,钻孔所在地属钱塘江南岸海陆交互地区,是第四纪沉积广泛,尤其是浙江全新世以来海积、湖积、河流沉积广泛发育的地区,该钻孔沉积特征对重建浙江全新世环境记录有主要意义。本文基于XYC孔1717个样品的粒度测试,试图探讨该沉积钻孔的粒度特征,并结合磁化率、岩性特征、历史资料、14C测年数据,进一步分析XYC钻孔所记录的沉积环境变化特征。其主要结论如下：(1)XYC孔沉积物粒度组成以粉砂(4～63μm)为主,1717个样品中,88.35%的样品粉砂含量高于50%,8.68%的样品粉砂含量介于30-50%之间,仅2.97%的样品粉砂含量低于30%。所有样品粉砂含量均值69.65%,粘土(4μm)含量次之,18.69%,砂(63μm)含量最少,均值为11.66%。粉砂粒级段中,细粉砂(4-10μm)与粗粉砂(10～63μm)相比,前者百分含量均值21.49%,后者百分含量均值为48.16%,以粗粉砂更古优势。粘土与砂的含量在不同深度段上含量差异较大。就粘粒组分看,有些层段含量低于10%,有些层段则高于20%,粘粒含量最大值42.96%,最小值仅为4.02%；砂粒组分看,最大值高达74.86%,最小值为0,变差系数可达143.34%。所以,粒度组成随深度的变化,尤其是粘土、砂含量随深度的相长变化反映该钻孔记录的沉积环境变化及沉积相变化。(2)按粒度组成及其参数特征,XYC孔沉积物可划为四种沉积类型,即粉砂质砂(Ⅰ)、砂质粉砂(Ⅱ)、粘土质粉砂(Ⅲ)、粉砂(Ⅳ)。粉砂质砂(Ⅰ),砂为优势粒级,含量介于40%～75%之间,粉砂次之,含量介于15%-40%之间,粘粒含量低于20%,频率曲线呈多峰,该类样品主要分布于钻孔23.10m-25.30m及32.10m-34.34m两个深度段。砂质粉砂(Ⅱ),粉砂为优势粒级,含量40%-70%之间,砂含量次之,介于20%-40%之间,粘粒含量低于20%,频率曲线呈多峰或单峰,该类样品多分布于22.62m-23.08m和25.32m-27.72m两个深度段上。粘土质粉砂(Ⅲ),粉砂为优势粒级,含量介于60-80%之间,粘粒含量次之,高于20%,最高值可达40.69%,砂含量则低于20%,频率曲线呈单峰,众数粒径峰位于6Φ～6.5Φ,该类样品多分布在4.24-13.32m,19.06-22.60m两个深度段。粉砂(Ⅳ),粉砂占绝对优势,含量高于70%,最高值可达91.29%,粘粒含量低于20%,砂含量也低于20%,频率曲线均为单峰,众数峰位置在5.5-6中附近,该类样品主要分布于2.22m-4.22m,13.34m～19.04m,27.74m-32.08m三个深度段上。(3)XYC孔粒度纵向变化呈有规律的粗细交替变化。粉砂粒组沿钻孔自下而上呈波动略增趋势,有三处高值和三处低值。高值分别位于27.74m-32.08m, 22.62m-9.22m,4.24m-2.22m,粉砂含量均值都在70%以上,最高段达到85%以上；低值段分别位于34.34m-32.10m,25.32m-23.10m,和9.22m-4.24m,粉砂含量均值分别低于40%和70%。粘粒自下而上呈波动增加趋势,三处高值分别位于32.10m-27.74m,19.06m-13.34m,9.22m-4.24m处,之间为低值,高值段粘粒含量均值接近或超过20%：低值段粘粒含量均值低于20%。砂呈波动较少趋势,三个峰值的对应于34.34m-32.10m,27.74m-23.10m,19.06m-13.34m,砂含量均值均在20%以上,甚至达45%以上；之间三个谷值砂含量均低于10%。平均粒径方面,呈现二高三低的变化特征。两个高值段分别对应岩性柱第32.10-27.74m(平均粒径均值约为6.40Φ),第22.62-4.24m(平均粒径均值约为6.68Φ)),平均粒径均值到达了6.40Φ以上；三个低值段深度为34.34-32.10m,第25.32-22.62m和4.24-2.22m。这三段对应的平均粒径均值分别为4.56Φ,5.13Φ和6.09Φ。低值段的平均粒径均低于6.10Φ,从其纵向趋势看,平均粒径Φ值沿XYC孔自下而上呈现波动稍增加后减少的趋势。从分选系数的纵向变化上看,呈现二高二低的变化特征。两个高值段分别为深度34.34-32.10m和27.74-23.10m。分选系数均值为2.68和1.98。两个低值为深度第32.10-27.74m和22.62-2.22m,两处低值均值均低于1.80。从分选系数的纵向趋势看,其沿着XYC孔自下而上呈现波动减小的趋势。(4)根据粒度特征,结合沉积相判别函数、沉积标志物、磁化率特征、及其与近邻地区典型沉积相样品的粒度、岩性比较,初步判定出XYC孔自下而上经历了河流相——潮坪相——浅海相——湖沼相的沉积环境变化过程。沉积环境水动力条件呈现强——弱——中等——强——中等——弱——中等的变化过程。根据XYC孔在深度2.76m、9.78m、26.72m、31.74m处的四个14C年代数据(5440Cal a B.P.、7505 Cal a B.P.、9085 Cal a B.P.和9525 Cal a B.P.)。该XYC研究区分别经历的沉积环境的变化依次为早全新世(9525 Cal a BP)的回暖期与波动期对应的河流相——早全新世(9086 Cal a BP)的快速海侵时期对应的潮坪相——全新世大暖期(7505 Cal a BP)的高海平面时期对应的浅海相——晚全新世时(5440 CalaBP)的降温期及多次气候波动对应的湖泊相。XYC钻孔记录了该区域全新世以来沉积相的变化,相应沉积相的形成在此区域内主要是和气候的变化及海平面的升降有着密不可分的关系。所以XYC沉积环境的演变过程一定程度上反映了该区域全新世环境的变化过程。
【关键词】：曹娥江下游 粒度特征 水动力条件 沉积环境变化
【学位授予单位】：浙江师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：P512.2
【目录】：

• 摘要3-6
• ABSTRACT6-12
• 1 绪论12-17
• 1.1 选题背景12-13
• 1.2 国内外研究现状13-15
• 1.3 粒度在环境分析中的应用15-16
• 1.4 研究内容16-17
• 2 研究区概况17-23
• 2.1 地质地貌17-20
• 2.2 气候特征20-21
• 2.3 水文特征21
• 2.4 土壤和植被21-23
• 3 研究材料与方法23-32
• 3.1 研究材料23-25
• 3.2 研究方法25-32
• 3.2.1 粒度测试与分析25-29
• 3.2.2 磁化率测试与分析29
• 3.2.3 测年分析29-32
• 4 XYC孔粒度特征32-47
• 4.1 粒度组成32-34
• 4.2 各类沉积物的粒度特征34-42
• 4.2.1 粉砂质砂(Ⅰ)34-36
• 4.2.2 砂质粉砂(Ⅱ)36-38
• 4.2.3 粘土质粉砂(Ⅲ)38-40
• 4.2.4 粉砂(Ⅳ)40-42
• 4.3 粒度纵向变化的特征42-47
• 5 XYC沉积环境变化分析47-62
• 5.1 XYC孔沉积相的判别47-59
• 5.1.1 河流相(34.34～27.74m)47-52
• 5.1.2 潮坪相(27.74～13.34 m)52-55
• 5.1.3 浅海相(13.34～9.22 m)55-56
• 5.1.4 湖泊相(9.22～2.22 m)56-59
• 5.2 基于沉积相的沉积环境变化59-62
• 6 结论与讨论62-66
• 参考文献66-73
• 攻读学位期间发表的学术论文目录73-74
• 致谢74-76

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本文编号：705296