端元分析在长江武汉段古洪水识别中的应用
发布时间：2021-01-11 11:46
端元建模分析能够从具有复杂粒度分布特征的沉积物中提取出代表不同沉积动力过程的端元,进而对区域古洪水期进行揭示。以具有代表性的长江堤后湖泊ZK145钻孔晚第四纪沉积物为例,采用特征向量旋转算法对该钻孔粒度资料进行了端元建模分析。结果显示,可分离出4个具有明确地质意义的端元:EM1代表河流冲积砂;EM2代表经流水作用的细砂;EM3、EM4代表静水湖泊沉积。利用钻孔中粗粒端元组分（EM1、EM2）的含量结合磁化率指标,在湖相沉积阶段（22.9～3 m）识别出了9期特大古洪水。端元分析为长江堤后湖泊的古洪水研究提供了一种新的思路和方法,同时为古洪水的反演创造了条件。
【文章来源】：沉积学报. 2020,38(02)北大核心
【文章页数】：9 页
【部分图文】：
ZK145钻孔位置及研究区地貌略图
ZK145钻孔第四纪沉积物厚度约40 m左右，平均取芯率为79.88%，除地表1.3 m为人工填土外，其沉积环境大致可分为：下部为粉砂、细砂和砾石构成的典型二元结构，属河流相沉积环境；上部为粉砂、黏土，属湖相沉积环境（图2）。具体分层情况如下：1.3～3.0 m（第1层）整体为褐黄色黏土质粉砂，稍湿，可塑；3.0～17.0 m（第2层）整体为粉砂质黏土层，自上而下颜色依次为褐黄色—灰绿色—深灰色，含两层浅灰色细砂（深度分别为13.2～13.8 m和15.0～15.5 m);17.0～28.5 m（第3层）整体为深灰色粉砂，含植物残骸，底部有一层黄褐色细砂；28.5～31 m（第4层）整体为深灰色黏土层；31.0～34.0 m（第5层）整体为黄褐色细砂—中砂层，底部为中砂，含水率较高；34.0～37.9 m（第6层）整体为砾石层，34～35.3 m含褐黄色粗砂，砾石成分以石英、燧石为主，粒径在2～5 cm之间，最大粒径为15 cm，分选较差，磨圆以次棱—次圆为主，37.9 m以下为基岩。2.2 样品采集及测试
ZK145钻孔混合样品的频率分布曲线如图3所示。频率分布平均值曲线的局部极大值分别在3.5?和6.5?附近。该钻孔的频率分布曲线大体上有4种分布特征：1）峰值在3～4?和6～8?的双峰分布（如：样品ZK145-004、ZK145-008和ZK145-010);2）峰值在7?附近的单峰分布（如：样品ZK145-030、ZK145-090和ZK145-120);3）峰值在1～1.5?和4～6?的双峰分布（如：样品ZK-138、ZK-152和ZK-213);4）峰值在1～2?和4～6?的双峰分布（如：样品ZK145-241、ZK145-244和ZK145-250）。为了从混合组分中分离出与特定的沉积过程有关的粒度分布，从而提取出指示古洪水的粒度端元指标，首先通过Mastersizer 2000软件从粒度数据中获得了大小为257×47的粒度矩阵（范围由0到11.5?，间隔为0.25?），以运用特征向量旋转算法对其进行端元建模分析。
【参考文献】：
期刊论文
[1]粒度端元模型在新疆黄土粉尘来源与古气候研究中的初步应用[J]. 程良清,宋友桂,李越,张治平. 沉积学报. 2018(06)
[2]长江中游武汉河段近期河道演变分析[J]. 王继全,张细兵. 人民长江. 2018(03)
[3]淮河上游桐柏县卢庄SWD粒度端元分析[J]. 王兆夺,黄春长,庞奖励,周亚利,查小春. 兰州大学学报(自然科学版). 2017(06)
[4]太湖沉积对流域极端降水和洪水响应的研究[J]. 李永飞,于革,沈华东,胡守云,姚书春,尹刚. 沉积学报. 2012(06)
[5]“巫山黄土”粒度特征及其对成因的指示[J]. 李长安,张玉芬,袁胜元,邵磊,江华军,周耀,牛志军,赵小明,涂兵. 地球科学(中国地质大学学报). 2010(05)
[6]基于磁组构特征的江汉平原全新世古洪水事件[J]. 张玉芬,李长安,陈亮,王辉. 地球科学(中国地质大学学报). 2009(06)
[7]东海内陆架泥区沉积物的环境敏感粒度组分[J]. 肖尚斌,李安春. 沉积学报. 2005(01)
[8]晚更新世晚期以来的长江上游古洪水记录[J]. 葛兆帅,杨达源,李徐生,任朝霞. 第四纪研究. 2004(05)
[9]长江中游地区洪泛沉积物与正常河流沉积物磁组构特征对比研究[J]. 张玉芬,李长安,阎桂林,董雪华. 地球物理学报. 2004(04)
[10]不同时间尺度下的湖泊沉积物环境记录——以沉积物粒度为例[J]. 陈敬安,万国江,张峰,David Dian Zhang,黄荣贵. 中国科学（D辑:地球科学）. 2003(06)
本文编号：2970708
【文章来源】：沉积学报. 2020,38(02)北大核心
【文章页数】：9 页
【部分图文】：
ZK145钻孔位置及研究区地貌略图
ZK145钻孔第四纪沉积物厚度约40 m左右，平均取芯率为79.88%，除地表1.3 m为人工填土外，其沉积环境大致可分为：下部为粉砂、细砂和砾石构成的典型二元结构，属河流相沉积环境；上部为粉砂、黏土，属湖相沉积环境（图2）。具体分层情况如下：1.3～3.0 m（第1层）整体为褐黄色黏土质粉砂，稍湿，可塑；3.0～17.0 m（第2层）整体为粉砂质黏土层，自上而下颜色依次为褐黄色—灰绿色—深灰色，含两层浅灰色细砂（深度分别为13.2～13.8 m和15.0～15.5 m);17.0～28.5 m（第3层）整体为深灰色粉砂，含植物残骸，底部有一层黄褐色细砂；28.5～31 m（第4层）整体为深灰色黏土层；31.0～34.0 m（第5层）整体为黄褐色细砂—中砂层，底部为中砂，含水率较高；34.0～37.9 m（第6层）整体为砾石层，34～35.3 m含褐黄色粗砂，砾石成分以石英、燧石为主，粒径在2～5 cm之间，最大粒径为15 cm，分选较差，磨圆以次棱—次圆为主，37.9 m以下为基岩。2.2 样品采集及测试
ZK145钻孔混合样品的频率分布曲线如图3所示。频率分布平均值曲线的局部极大值分别在3.5?和6.5?附近。该钻孔的频率分布曲线大体上有4种分布特征：1）峰值在3～4?和6～8?的双峰分布（如：样品ZK145-004、ZK145-008和ZK145-010);2）峰值在7?附近的单峰分布（如：样品ZK145-030、ZK145-090和ZK145-120);3）峰值在1～1.5?和4～6?的双峰分布（如：样品ZK-138、ZK-152和ZK-213);4）峰值在1～2?和4～6?的双峰分布（如：样品ZK145-241、ZK145-244和ZK145-250）。为了从混合组分中分离出与特定的沉积过程有关的粒度分布，从而提取出指示古洪水的粒度端元指标，首先通过Mastersizer 2000软件从粒度数据中获得了大小为257×47的粒度矩阵（范围由0到11.5?，间隔为0.25?），以运用特征向量旋转算法对其进行端元建模分析。
【参考文献】：
期刊论文
[1]粒度端元模型在新疆黄土粉尘来源与古气候研究中的初步应用[J]. 程良清,宋友桂,李越,张治平. 沉积学报. 2018(06)
[2]长江中游武汉河段近期河道演变分析[J]. 王继全,张细兵. 人民长江. 2018(03)
[3]淮河上游桐柏县卢庄SWD粒度端元分析[J]. 王兆夺,黄春长,庞奖励,周亚利,查小春. 兰州大学学报(自然科学版). 2017(06)
[4]太湖沉积对流域极端降水和洪水响应的研究[J]. 李永飞,于革,沈华东,胡守云,姚书春,尹刚. 沉积学报. 2012(06)
[5]“巫山黄土”粒度特征及其对成因的指示[J]. 李长安,张玉芬,袁胜元,邵磊,江华军,周耀,牛志军,赵小明,涂兵. 地球科学(中国地质大学学报). 2010(05)
[6]基于磁组构特征的江汉平原全新世古洪水事件[J]. 张玉芬,李长安,陈亮,王辉. 地球科学(中国地质大学学报). 2009(06)
[7]东海内陆架泥区沉积物的环境敏感粒度组分[J]. 肖尚斌,李安春. 沉积学报. 2005(01)
[8]晚更新世晚期以来的长江上游古洪水记录[J]. 葛兆帅,杨达源,李徐生,任朝霞. 第四纪研究. 2004(05)
[9]长江中游地区洪泛沉积物与正常河流沉积物磁组构特征对比研究[J]. 张玉芬,李长安,阎桂林,董雪华. 地球物理学报. 2004(04)
[10]不同时间尺度下的湖泊沉积物环境记录——以沉积物粒度为例[J]. 陈敬安,万国江,张峰,David Dian Zhang,黄荣贵. 中国科学（D辑:地球科学）. 2003(06)
本文编号：2970708
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