基于環(huán)境磁學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動與地貌演變規(guī)律的主控因子，仍需要從流域泥沙來源及組成變化著眼。人類活動對流域水沙輸移的影響范圍正在擴大，涉及到干流及其主要產(chǎn)沙支流。獲得大面積、高質量的樣品進行分析，是研究上述問題的基礎。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，結合粒度測量、磁學測量、粒級分離實驗和數(shù)學統(tǒng)計方法，將長江流域地表侵蝕與河流輸沙作為一個系統(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，得到主要認識如下：
　　 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)個站位沉積物及長江口沉積物的磁性特征，結果表明，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；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。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貢獻大，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，風化過程中生成大量的細粒磁性礦物，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。三峽蓄水攔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不一沉積物來源差異。地表侵蝕對于

8、干流上游部分河道細粒沉積物的來源起主要貢獻。金沙江作為主要輸沙支流之一，其細粒組分隨水流輸運的距離更長，并控制干流中游沉積物細顆粒組分的磁性特征，往下游磁信號衰減，岷江、嘉陵江、烏江和兩湖等沉積物細粒組分對長江中下游沉積物細粒組分的貢獻相對增大。漢江沉積物對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于河口沉積物的來源