黄土洼天然聚湫沉积物特征及其环境意义研究

发布时间：2020-10-15 21:46

　　 黄土高原水土流失问题历来倍受关注,对黄土高原小流域泥沙沉积特征进行研究,在治理土壤侵蚀方面具有指导意义。陕北黄土洼天然淤地坝作为距今时间最长的天然聚湫,非常具有典型性。通过研究其沉积物粒度和元素组成特征,揭示土壤侵蚀机理,能够有效反演历史沉积环境。加深对黄土高原土壤侵蚀规律的认识,为流域土壤侵蚀治理提供科学依据。通过观察聚湫沉积剖面形态,分析沉积物粒度参数和地球化学元素特征,探讨了沉积物的分布规律,揭示了沉积物粒度和元素间的相关意义及其控制因素,进而阐述了研究区粒度和元素地球化学特征对沉积环境的指示意义,得出以下几点结论：(1)黄土洼天然聚湫沉积剖面土壤颗粒整体较细,主要为粗粉砂和细粉砂,且在各层分布比较均衡；粘土、细砂等粒径组分含量次之；而中砂、粗砂仅在个别层位出现,属于极小众分布。砂粒的分选性最差,在泥沙搬运和沉积过程中属推移组分,剖面中砂粒(中砂、粗砂)组分可作为较强水动力的标志,反映了泥沙颗粒对沉积环境(暴雨)的指示作用。沉积物偏度集中在0.1-0.47范围之间,属于(极)正偏,表明剖面沉积物粒度多见于粗颗粒。从淤积剖面峰度变化曲线来看,沉积剖面的峰度总体呈中等偏窄峰态。(2)研究区沉积物三角图对沉积旋回分布规律具有指示作用,很好地对应了沉积旋回“上细下粗”的分布规律。天然聚湫剖面粒度频率曲线类型以单峰形态为主,单峰形态的频率曲线或对称、或正偏、或负偏,主要粒径分布在粉砂(细粉砂、粗粉砂)组分,反映了研究区较稳定的泥沙沉积水动力条件。(3)黄土洼天然聚湫沉积物中常量元素包括Si、Al、Fe、Ca、Na、Mg、K七种元素,且多以氧化物形式存在。剖面中Si元素的丰度值最高,A1、Fe元素含量相对次之,表明研究区沉积物主要是硅酸盐和硅铝酸盐。至于微量元素,本文着重选取分析了Cu、Mn、Rb、V、Sr、Cr、Zr、Co、Ce和Y等十种元素。所有元素含量分布在剖面纵向上都是峰谷值交替变化,七种常量元素和大部分微量元素的分布具有明显的沉积旋回规律。(4)研究区沉积物化学元素之间的分布具有相关性,表明诸元素具有特定共生的组合特征。Si元素因含量最多,所以与大部分元素具有一定的“消长”关系。而Al、Fe、Mg、K等元素作为粘土矿物的组成成分,因而具有很高的相关关系。其他元素大多也具有类似的相关性,表明元素间的化学行为具有“裙带”联系。(5)通过分析沉积剖面元素含量和粒度参数之间的相关关系,可将黄土洼天然聚湫沉积剖面元素分为三类。第一类为具有明显“元素的粒度效应”的元素,这类元素包括了全部常量元素和Cu、Mn等部分微量元素,它们同粒度参数之间具有较高的相关关系,在剖面上沉积旋回层明显；而第二类元素包括Sr、Cr、Zr、 Co等微量元素,它们同粒度参数之间的相关性较差或一般,旋回分布规律不明显；此外,还有同粒度参数相关性较差的第三类元素,如Ce、Y等元素,它们在剖面分布上基本没有旋回沉积特征。(6)黄土洼天然聚湫洼地内泥沙沉积具有“二元结构”层理,表明研究区天然聚湫内次生黄土主要为流水形成；而流域内原生黄土层中并未发现类似结构,从反向证明其成因非洪水沉积。研究区天然聚湫泥沙沉积从垂直方向上来看,粗、细颗粒层相间分布,表现出明显的沉积旋回规律；从水平方向上来看,泥沙颗粒呈现出上游粗下游细的粒径分布规律。(7)运用萨胡公式对研究区沉积环境进行分析,结果表明,黄土洼天然聚湫沉积环境相对单一,主要为河流(洪积)相沉积环境,间或有风沙沉积和浊流沉积环境。(8)通过横向对比主沟及支沟各剖面常量元素平均含量,分析后小滩沟形成初期的“古聚湫”沉积形态,揭示了流域内局部侵蚀沉积环境的演变。对主沟道内C剖面(坝地最低处)和Ad、Ab、P三个剖面(支沟沟道内)的元素分布进行分析,将主沟道内C剖面定义为现代“标准聚湫”沉积,而将Ad、Ab、P三个剖面归于现代“非标准聚湫”沉积环境所致。同时,利用研究区DEM(数字高程模型),初步界定了现代“(非)标准聚湫”沉积范围。
【学位单位】：陕西师范大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2016
【中图分类】：S157
【部分图文】：

黄±注天然聚揪地处陕西省愉林市子洲县南部裴家湾镇，经韩度为１１０°０１＇Ｅ，??３７°１９Ｗ，研究区距离子洲县城５０虹１，处在无定河一级支流淮宁河中游的庞家沟??流域，是由古滑坡形成的天然游地项（图２－１）。根据历史文献记载，该天然聚揪??是由流域内九牛山滑塌堆积所成，距今己有４４０余年历史。黄主注古聚漱是已知??黄±高原地区形成时间最早的天然汲地项，巧控流域主沟道呈南北走向，项高５７??米，龄地面积达８００多亩。在主沟外围还分布有３条支沟，整个流域近似Ｈ角形。??、遺流域?■■■天然止巧／天然聚揪??＇■?－—切沟?＼?Ｗ??后小滩沟?Ｖｒｏ?！Ｗｆｌ?ｌ．ｍ?１．６Ｍ??１０９＊３０?义?ｎｏ。东??图２－１黄王珪天然聚漱地理位置??Ｆｉｇ．２－ｌＴｈｅ?ｌｏｃａｔｉｏｎ?ｏｆ?Ｈｕａｎｇｔｕｗａ?ｗａｔｅｒｓｈｅｄ??２丄２地质地貌??研究区的地层结构属于华北鄂尔多斯地台向斜的一部分，区内结构简单，无??较大的禪皱与断裂。黄止注小流域未发现出露的的岩石，且梁卵高差大多小于??２００ｍ，沟的深度相对较浅，地势比较和缓，表明此处地质构造运动相对较弱。??１１??

是影响泥沙搬运的主因，洪水的流速、方向及稳态都会对泥沙沉积造成影响。为??了探究黄±注天然聚漱沉积物颗粒在水平方向上的分布规律，取样时尽量做到均??匀布点。分别在黄±注天然聚漱选取了?Ａｄ、Ａｂ、ＰＨ个剖面（图５－３）。Ａｄ、Ａｂ??剖面位于主沟内虎园则沟的沟头、沟曰处，且都处在支沟中线上；Ｐ点位于虎园则??沟和五处山沟两个沟谷汇合的支沟沟曰中间。Ｈ个样点基本连为一线，可Ｗ用来??反映巧齡地上中下游泥沙变化。??表５－１黄±挂天然聚漱沉积剖面粒度参数??Ｔａｂ．５－１?Ｔｈｅ?ｓｉｚｅ?ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ?ｏｆ?ｓｅｄｉｍｅｎｔａｒｙ?ｐｒｏｆｉｌｅ?ｉｎ?打ａｔｕｒａｌ?ｆｏｒｍｅｄ?ｄａｍ?ｏｆ?Ｈｕａｎｇｔｕｗａ??沟道采样点／化、细粉砂、严獅、砂粒（＞６３脚＞?？???（＜４｜ｉｔｎ）?（４－１６｜ｉｍ）?（１６－６３?ｆｉｍ）?粒径??后小滩沟?Ｅ?９．５６?１９．２５?５３．４１?１７．７８?３４．７２??Ａｄ?９．５４?２３．３９?５１．８４?１５．２３?３２．２０??主沟?Ａｂ?１２．２７?３０．４６?４７．６５?９．６１?２５．４１??Ｐ?１４．８１?３６．３４?４２．４３?６．４３?２１．０５???Ｃ?１７．２９?３＾?４０＾?ＴＭ?２２．４３??４９??
【参考文献】

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本文编号：2842291