基于環(huán)境磁學(xué)的長江干流沉積物來源及組成變化初步研究.pdf

1、在流域人類活動(dòng)不斷加劇、入海泥沙通量日益減少的背景下，尋求河口海岸泥沙運(yùn)動(dòng)與地貌演變規(guī)律的主控因子，仍需要從流域泥沙來源及組成變化著眼。人類活動(dòng)對(duì)流域水沙輸移的影響范圍正在擴(kuò)大，涉及到干流及其主要產(chǎn)沙支流。獲得大面積、高質(zhì)量的樣品進(jìn)行分析，是研究上述問題的基礎(chǔ)。本文基于金沙江石鼓至長江河口的流域大面積沉積物采樣，結(jié)合粒度測(cè)量、磁學(xué)測(cè)量、粒級(jí)分離實(shí)驗(yàn)和數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)方法，將長江流域地表侵蝕與河流輸沙作為一個(gè)系統(tǒng)，分析沿岸表層土壤、支流、干流及長

2、江口沉積物的磁性特征，探討長江干流沉積物的來源及組成變化，得到主要認(rèn)識(shí)如下：
　　 1.長江流域表層土壤、支流沉積物、干流及長江河口沉積物的磁性特征：通過測(cè)量研究區(qū)域從金沙江石鼓至長江河口(99°E至122°E，25°N至32°N)大面積的表層土壤、16條主要支流的沉積物、長江干流沿程數(shù)個(gè)站位沉積物及長江口沉積物的磁性特征，結(jié)果表明，表層土壤的磁化率)χ在9～1955×10-8m3/kg之間，飽和等溫剩磁SIRM在2136～23

3、5654×10-8Am2/kg之間，非磁滯剩余磁化率χARM刪范圍為23～8185×10-8m3/kg，硬剩磁HIRM范圍為15～7716×10-6Am2/kg，頻率磁化率系數(shù)χfd％在0.9～15％之間，反映磁性礦物類型的S-300在40～100％之間，指示磁性礦物晶粒大小的χARM/SIRM范圍為0.06～1.44×10-3m/A；主要支流、干流以及長江口沉積物的χ在2.2～665.1×10-8m3/kg之間，SIRM在192～84

4、820×10-6Am2/kg之間，χARM范圍為4.9～1600.5×10-8m3/kg，HIRM范圍為37～1578×10-6Am2/kg，χfd％在0.1～11.4％之間，S-300在75～100％之間，χARM/SIRM范圍為0.07～1.35×10-33m/A。以磁化率大小比較，表層土壤磁性比河流沉積物強(qiáng)；流域上游支流及干流沉積物磁性要高于流域中下游支流及干流；長江北岸支流沉積物磁性總體強(qiáng)于南岸支流沉積物。
　　 2.長

5、江流域表層土壤及河流沉積物的磁性差異及原因分析：表層土壤和河流沉積物的磁性特征主要由母質(zhì)控制。峨眉山玄武巖在長江上游地區(qū)廣泛分布，玄武巖屬基性火山巖，亞鐵磁性礦物含量高。金沙江、雅礱江、大渡河、岷江和牛欄江等支流下游位于玄武巖廣泛分布的區(qū)域，沉積物繼承了母巖的磁性特征，因而磁性較強(qiáng)。從嘉陵江、烏江流域的沉積巖發(fā)育而來的紫色土和南方紅壤，具有較多的不完整反鐵磁性礦物，涪江、嘉陵江、赤水河、烏江及干流上游沉積物的不完整反鐵磁性礦物同樣較高。

6、漢江流域上游分布著超基性巖、板巖和片巖，下游巖石由沉積巖、片巖和少量碳酸鹽組成。這些巖類中磁性礦物的含量不是很高，但在成土過程中形成一定量的亞鐵磁性礦物，亞鐵磁性礦物的相對(duì)貢獻(xiàn)大，因此漢江沉積物具有較高的S-300值。中下游干流、湘江、沅江、贛江以及撫河等，河床基巖主要為花崗巖、板巖、沉積巖和碳酸鹽，花崗巖主要為長石和石英，原生磁性礦物含量極低。中下游河流沉積物的磁性也非常低。與河流沉積物相比，流域上游的表層土壤除了接受母巖良好的“本底

7、”外，風(fēng)化過程中生成大量的細(xì)粒磁性礦物，使得表層土壤的磁性要高于河流沉積物。
　　 3.長江干流沉積物的磁性特征沿程變化過程及其對(duì)物源的指示意義：干流上、中、下游沉積物中磁性礦物類型和晶粒大小沿程變化不大，但磁性礦物含量沿程呈階梯狀減小，其中上游至中游河段沉積物的磁性礦物含量減幅最大。三峽蓄水?dāng)r沙是造成干流上游與中下游沉積物磁性差異的主要原因。干流沉積物的磁性受多源性影響，表現(xiàn)為沿程物源差異和粗細(xì)不一沉積物來源差異。地表侵蝕對(duì)于

8、干流上游部分河道細(xì)粒沉積物的來源起主要貢獻(xiàn)。金沙江作為主要輸沙支流之一，其細(xì)粒組分隨水流輸運(yùn)的距離更長，并控制干流中游沉積物細(xì)顆粒組分的磁性特征，往下游磁信號(hào)衰減，岷江、嘉陵江、烏江和兩湖等沉積物細(xì)粒組分對(duì)長江中下游沉積物細(xì)粒組分的貢獻(xiàn)相對(duì)增大。漢江沉積物對(duì)長江下游沉積物的磁性特征的影響明顯，且主要集中粗顆粒組分。長江河口沉積物的磁性特征與千流沉積物相似程度較高，反映了沉積物“源-匯”過程。其中，中下游河道及兩湖一江對(duì)于河口沉積物的來源