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

摘要

黄河中下游以淤积和善迁徙为特点,自1855年黄河入海位置由黄海改为渤海以来,尾闾进行了十余次大的改道。除此之外,为抗洪防涝等,还进行了修堤建坝、人工改道、调水调沙等一系列人类活动。而作为黄河在入海口的沉积体,黄河三角洲能够最为敏感的反应黄河流域环境的变化,并对此留下记录。因此,建立黄河三角洲高分辨沉积记录,并研究其对河道变迁和重大人类活动的响应,对于黄河流域的规划治理、黄河三角洲的油气资源开发与国土整治等具有十分重要的现实意义。
　　本文基于取自黄河三角洲的六根短岩芯和一根长岩芯的粒度、灰度、地球化学以及放射性同位素特征进行了详细的研究,建立了黄河三角洲高分辨沉积记录,并研究了岩芯中河道变迁与调水调沙的沉积记录,研究表明:
　　本研究区沉积物均以粘土质粉砂为主,砂含量最少,粉砂最多;频率分布曲线表现为单峰、双峰、或三峰,分别对应于不同的沉积环境;平均粒径多在6.5Φ~7Φ之间;岩芯的灰度值与粒度呈正相关,沉积物的 X光图像可以反映出沉积物的粒度变化以及生物扰动情况,对于建立高分辨沉积记录有十分重要的作用。
　　在六根短岩芯中,Si和Na元素之间一般具有正相关性,且与粒度呈现出明显的正相关,Al,Fe,Mg,Mn,K,Cu,Ni,Pb,Zn等元素之间也一般具有较好的相关性,并与粒度呈现出明显的负相关;P、S、Cl等元素之间相关性较好,但它们与粒度的相关性很弱。但在B45中,所有元素与粒度之间的相关性都很差。通过对B45沉积物中常微量元素进行R型因子旋转分析,结果表明,沉积物中常微量元素主要受粒度、人类活动、生物组分和沉积物中残存盐分等的影响。
　　岩芯沉积物粒度组成和210-Pb曲线是判断河道变迁的有效指标。黄河入海口的变动导致该处沉积物岩芯中210Pb曲线复杂化,以河流进积作用为主的情况下,呈现随深度逐渐衰变的特征;而在沉积物再悬浮沉积区,210Pb活度的分布往往会出现混合或倒置。黄河入海口变化导致沉积物粒度组成的相应改变。在河口入海处,三角洲以进积作用为主导,形成了细粒—单峰—正偏—分选好粒度类型(类型 I),反映了三角洲亚环境的特征;当黄河入海口改变时,原来的三角洲沉积区进入侵蚀、改造时期,波浪作用占主导地位,形成了相对粗粒—双峰—正偏—分选差的粒度类型(类型II)。
　　黄河口近岸短岩芯记录记录了1976年、1996年两次黄河入海口的变迁,其中A11(于12.0cm处)、A19(于14cm处)沉积特征的突变记录了1996年黄河从清水沟改道清8汊入海的改道过程,A25(15.5cm处)岩芯则记录了1976年从刁口流路改道清水沟入海的改道过程。1855年黄河北归的事件在距离河口较远处的B45岩芯(于190cm处)得到了较好的记录,导致沉积物粒度的明显改变,并与测年结果相吻合。黄河调水调沙重大人类活动在河口沉积岩芯中亦有体现,导致沉积物粒度组成和元素组成的改变,见于A11岩芯2~4cm处以及A18岩芯中1.0~2.5cm处。

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0 前言

0.1 研究目的和意义

0.2 研究现状

0.3 本文研究工作概况

1 研究区概况

1.1 黄河流域概况

1.1.1 地理概况

1.1.2 水文气候

1.1.3 经济发展

1.2 黄河三角洲概况

1.2.1 地形地貌

1.2.2水文概况

1.2.3 动力特征

1.2.4 沉积模式

1.3 河道变迁和重大人类活动概况

1.3.1 河道变迁

1.3.2 重大人类活动

2 样品采集与分析方法

2.1 研究区和样品采集

2.2 分析方法

2.2.1粒度分析方法

2.2.2灰度分析方法

2.2.3 元素地球化学分析方法

2.2.4放射性同位素测定

3 黄河三角洲高分辨沉积记录

3.1 A4P等6个岩心的高分辨沉积记录

3.1.1 粒度特征

3.1.2 灰度特征

3.1.3 元素地球化学特征

3.1.4 210Pb放射性同位素特征

3.2 B45站高分辨沉积记录

3.2.1 B45岩芯测年

3.2.2 B45岩芯粒度特征

3.2.3 B45岩芯灰度特征

3.2.4 B45岩芯元素地球化学特征

4 黄河三角洲沉积记录对河道变迁和重大人类活动的响应

4.1 黄河三角洲沉积记录对黄河入海口变迁的响应

4.1.1 入海口变迁前后的沉积作用分析

4.1.2 岩心中黄河入海口变迁（1976，1996）的沉积标志和识别

4.2 黄河1855年改道的沉积记录

4.2.1 黄河1855年改道对三角洲沉积作用的影响

4.2.2 改道的沉积标志和识别

4.3 黄河三角洲沉积对重大人类活动的响应

4.3.1 黄河调水调沙过程分析

4.3.2 调水调沙的沉积记录

5 结论

参考文献

致谢

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