地表沉積物粒度特征及其環(huán)境指示意義分析

劉穎

摘要：與發(fā)展海洋經(jīng)濟密切相關(guān)的濱海地區(qū)已經(jīng)成為世人關(guān)注的焦點，濱海城市是我國經(jīng)濟發(fā)展的前沿地帶。以濱海城市大連的銀沙灘為研究區(qū)域，以粒度分析為基礎(chǔ)，運用粒度分析圖解法，對銀沙灘地區(qū)沉積物粒度特征進行研究，探討其環(huán)境動力特征，分析對周圍環(huán)境的指示意義，為銀沙灘地區(qū)的經(jīng)濟開發(fā)打下堅實的基礎(chǔ)。實驗結(jié)果表明：銀沙灘土壤為中細沙，粒徑分布集中，大小均勻。

關(guān)鍵詞：沉積物；粒度特征；指示

中圖分類號：TB文獻標(biāo)識碼：Adoi：10.19311/j.cnki.16723198.2017.33.096

1研究區(qū)概況

1.1地理位置

本次研究區(qū)域為銀沙灘，位于遼寧省大連市西崗區(qū)濱海路中段付家莊以西，兩個采樣點絕對地理位置分別為采樣點一38°51′59″N，121°36′36″E，采樣點二38°52′03″N，121°36′32″E。

1.2自然特征

該地屬于暖溫帶半濕潤氣候，冬暖夏涼，年平均氣溫10.1°年降水量為660mm左右。處于濱海山地丘陵區(qū)，植被為溫帶夏綠闊葉林，林果資源豐富，海中生物品種繁多，與金沙灘相鄰，避風(fēng)朝陽，有由細沙覆蓋的沙灘，平緩清潔，弓形灘面被兩側(cè)突入海面的岬角抱住，海灘上貝殼較多，海天連成一片，海水清澈見底，波高適宜。周圍礁石林立，地理環(huán)境得天獨厚，是游泳、垂釣、趕海和休閑散步的好地方。

2研究方法

2.1樣品采集

本小組此次在兩個地點進行土樣的采集，每個地點采集3分土樣，編號銀沙灘1-1， 銀沙灘1-2， 銀沙灘1-3， 銀沙灘2-1， 銀沙灘2-2， 銀沙灘2-3。

2.2使用儀器簡介

實驗使用儀器為貝克曼激光粒度儀（LS 13 320），激光粒度儀是根據(jù)物質(zhì)顆粒在懸浮液和粉末中能使激光產(chǎn)生散射的現(xiàn)象，來測定物質(zhì)顆粒分布。米氏散射理論表明：光遇到顆粒阻擋時，一部分將發(fā)生散射現(xiàn)象，散射光的傳播方向與主光束的傳播方向形成一個夾角，稱散射角。形成散射角的大小與顆粒的大小有關(guān)，實驗表明，顆粒越大產(chǎn)生的散射角越??；顆粒越小產(chǎn)生的散射角越大。既小角度的散射光是由大顆粒形成的；大角度的散射光是由小顆粒形成的。形成散射光的強度與顆粒的數(shù)量有關(guān)，測量不同角度的散射光的強度就可以得到樣品的粒度分布。應(yīng)用于土壤，沉積物，雨水中雜質(zhì)等物質(zhì)粒度測定，雨水中雜質(zhì)檢測可以了解空氣中污染物傳輸和地表水與大氣之間的交換作用，測定水中金屬氧化物以及固體顆粒物含量可以監(jiān)控水質(zhì)量。

2.3實驗步驟

2.3.1試劑配制

配制HCL（1：3），取量10mlHCL加入30ml水，移入細口瓶搖勻，配制0.01mol六偏磷酸溶液，稱取0.611g六偏磷酸溶解于10ml容量瓶中，搖勻。

2.3.2樣品的前處理

稱取0.200g左右風(fēng)干并過2.00mm篩的風(fēng)化巖石，放入100ml的燒杯中，加入10ml30%過氧化氫（注；放置10分鐘，不能蒸干）放到加熱板上加熱沸騰保持3分鐘后，取下加入10mlHCL溶液再放到加熱板上加熱沸騰保持3分鐘后（注意不能蒸干），取下冷卻后加100ml蒸餾水（注：靜置30分鐘取上清液除鈣。）再加入100ml蒸餾水，沉降后傾去上層清液，至上清液接近中性，加入10ml0.01mol六偏磷酸溶液和50ml蒸餾水，上機測試。

2.3.3激光粒度儀操作

將自來水管放水30秒后打開水閥，接通電源，開穩(wěn)壓器電源，開啟主機電源，開啟計算機系統(tǒng)，預(yù)熱15分鐘。

第一步，運行標(biāo)準樣品：按“f2”等待點擊“LS1320”——RUNCycle輸入樣品名稱操作者——樣品描述——選擇測量條件（選擇控制樣品（control）只做標(biāo)準樣品時選擇，測量偏移（Measure offsets），自動排列（Align），背景測量（Measure background），測量裝卸（Measure loading），樣品信息（Simple Info））——進行運行設(shè)置（Run Settings）——裝卸標(biāo)準樣品，觀察測量暗淡度7%-13%范圍內(nèi)，泵運行均勻無氣泡后——點擊“start”。結(jié)果出來后，記錄數(shù)據(jù)。在排液口用大燒瓶回收標(biāo)準物，用蒸餾水清洗樣品瓶至少兩次。

第二步，樣品測試：選擇測量條件（樣品）——進行運行設(shè)置——裝載樣品，泵運行均勻無氣泡后——點擊（start），結(jié)果出來后，記錄數(shù)據(jù)。清洗樣品池至少兩次，依次測量其他樣品至完成。

3粒度參數(shù)特征

本文將樣品粒度分為極粗沙、粗沙、中沙、細沙、極細沙、粉沙和粘土7個粒徑級別。劃分標(biāo)準分別為<0φ、0-1φ、1-2φ、2-3φ、3-4φ、4-8φ、和>8φ，粒度參數(shù)為平均值（Mean）、中值（Median）、偏度（Skewness）、峰度（Kurtosis）、分選度（Deviation），其中偏度是統(tǒng)計數(shù)據(jù)分布偏斜方向和程度的度量，是統(tǒng)計數(shù)據(jù)分布非對稱程度的數(shù)據(jù)特征，峰度是描述某變量所有取值分布形態(tài)陡緩程度的統(tǒng)計量，粒度參數(shù)的計算方采用Folk-Ward 公式。

4粒度特征討論

由粒度參數(shù)特征（如表1），采樣點一的平均粒徑明顯大于采樣點二平均粒徑，采樣點一的MZ分別為1.38φ、1.26φ、1.07φ，屬于中沙范圍，采樣點二的Mz分別為4.57φ、4.63φ、4.52φ，屬于極細沙范圍，根據(jù)采樣的地點預(yù)測，采樣點一靠近海邊，近岸流與海水的離岸流交替作用，攜帶走顆粒較小的泥沙，而采樣點二離海邊相對較遠，受海水的動力影響較小因此兩地之間的沉積物粒度差距較大；根據(jù)偏度可以看出采樣點一的沉積物屬于負偏態(tài)，和采樣點二沉積物屬于正偏態(tài)；兩個地點的峰形明顯，粒徑大小分布集中，但是采樣點二的峰度較采樣點一大，采樣點二的峰態(tài)較采樣點一窄（如圖3），采樣點二粒徑分布更加集中；此外，采樣點二的分選性相對于采樣點一好。

5結(jié)論

銀沙灘的沉積物粒徑分布情況與山東半島相似，沙丘沙的平均粒徑為細沙、分選好、峰態(tài)窄至很窄，海灘沙平均粒徑較沙丘沙粗、分選較好、峰態(tài)屬中等至窄，采樣點一為海灘沙，采樣點二為沙丘沙。

參考文獻

[1]徐彬. 煙臺市濱海平原全新世沉積物粒度特征及沉積環(huán)境分析[D].煙臺：魯東大學(xué)，2014.

[2]周莉.山東半島淺灘沙、河流沙和沙丘沙粒度頻率分布和統(tǒng)計參數(shù)的環(huán)境意義[J].山東海洋學(xué)院學(xué)報，1979，（2）：3949.

[3]唐麗，董玉祥. 華南海岸現(xiàn)代風(fēng)成沙與海灘沙的粒度特征差異[J/OL]. 中國漠，2015，35（01）：1423.

[4]Folk R Ward W C.Brazos River bar： a study in the significance of grain zize parameters[J].Journal of Sedimentary Research，1957，27（1）：326.endprint