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地表沉积物粒度特征及其环境指示意义分析

2017-11-07刘颖

现代商贸工业 2017年33期
关键词:沉积物

刘颖

摘要:与发展海洋经济密切相关的滨海地区已经成为世人关注的焦点,滨海城市是我國经济发展的前沿地带。以滨海城市大连的银沙滩为研究区域,以粒度分析为基础,运用粒度分析图解法,对银沙滩地区沉积物粒度特征进行研究,探讨其环境动力特征,分析对周围环境的指示意义,为银沙滩地区的经济开发打下坚实的基础。实验结果表明:银沙滩土壤为中细沙,粒径分布集中,大小均匀。

关键词:沉积物;粒度特征;指示

中图分类号:TB文献标识码:Adoi:10.19311/j.cnki.16723198.2017.33.096

1研究区概况

1.1地理位置

本次研究区域为银沙滩,位于辽宁省大连市西岗区滨海路中段付家庄以西,两个采样点绝对地理位置分别为采样点一38°51′59″N,121°36′36″E,采样点二38°52′03″N,121°36′32″E。

1.2自然特征

该地属于暖温带半湿润气候,冬暖夏凉,年平均气温10.1°年降水量为660mm左右。处于滨海山地丘陵区,植被为温带夏绿阔叶林,林果资源丰富,海中生物品种繁多,与金沙滩相邻,避风朝阳,有由细沙覆盖的沙滩,平缓清洁,弓形滩面被两侧突入海面的岬角抱住,海滩上贝壳较多,海天连成一片,海水清澈见底,波高适宜。周围礁石林立,地理环境得天独厚,是游泳、垂钓、赶海和休闲散步的好地方。

2研究方法

2.1样品采集

本小组此次在两个地点进行土样的采集,每个地点采集3分土样,编号银沙滩1-1, 银沙滩1-2, 银沙滩1-3, 银沙滩2-1, 银沙滩2-2, 银沙滩2-3。

2.2使用仪器简介

实验使用仪器为贝克曼激光粒度仪(LS 13 320),激光粒度仪是根据物质颗粒在悬浮液和粉末中能使激光产生散射的现象,来测定物质颗粒分布。米氏散射理论表明:光遇到颗粒阻挡时,一部分将发生散射现象,散射光的传播方向与主光束的传播方向形成一个夹角,称散射角。形成散射角的大小与颗粒的大小有关,实验表明,颗粒越大产生的散射角越小;颗粒越小产生的散射角越大。既小角度的散射光是由大颗粒形成的;大角度的散射光是由小颗粒形成的。形成散射光的强度与颗粒的数量有关,测量不同角度的散射光的强度就可以得到样品的粒度分布。应用于土壤,沉积物,雨水中杂质等物质粒度测定,雨水中杂质检测可以了解空气中污染物传输和地表水与大气之间的交换作用,测定水中金属氧化物以及固体颗粒物含量可以监控水质量。

2.3实验步骤

2.3.1试剂配制

配制HCL(1:3),取量10mlHCL加入30ml水,移入细口瓶摇匀,配制0.01mol六偏磷酸溶液,称取0.611g六偏磷酸溶解于10ml容量瓶中,摇匀。

2.3.2样品的前处理

称取0.200g左右风干并过2.00mm筛的风化岩石,放入100ml的烧杯中,加入10ml30%过氧化氢(注;放置10分钟,不能蒸干)放到加热板上加热沸腾保持3分钟后,取下加入10mlHCL溶液再放到加热板上加热沸腾保持3分钟后(注意不能蒸干),取下冷却后加100ml蒸馏水(注:静置30分钟取上清液除钙。)再加入100ml蒸馏水,沉降后倾去上层清液,至上清液接近中性,加入10ml0.01mol六偏磷酸溶液和50ml蒸馏水,上机测试。

2.3.3激光粒度仪操作

将自来水管放水30秒后打开水阀,接通电源,开稳压器电源,开启主机电源,开启计算机系统,预热15分钟。

第一步,运行标准样品:按“f2”等待点击“LS1320”——RUNCycle输入样品名称操作者——样品描述——选择测量条件(选择控制样品(control)只做标准样品时选择,测量偏移(Measure offsets),自动排列(Align),背景测量(Measure background),测量装卸(Measure loading),样品信息(Simple Info))——进行运行设置(Run Settings)——装卸标准样品,观察测量暗淡度7%-13%范围内,泵运行均匀无气泡后——点击“start”。结果出来后,记录数据。在排液口用大烧瓶回收标准物,用蒸馏水清洗样品瓶至少两次。

第二步,样品测试:选择测量条件(样品)——进行运行设置——装载样品,泵运行均匀无气泡后——点击(start),结果出来后,记录数据。清洗样品池至少两次,依次测量其他样品至完成。

3粒度参数特征

本文将样品粒度分为极粗沙、粗沙、中沙、细沙、极细沙、粉沙和粘土7个粒径级别。划分标准分别为<0φ、0-1φ、1-2φ、2-3φ、3-4φ、4-8φ、和>8φ,粒度参数为平均值(Mean)、中值(Median)、偏度(Skewness)、峰度(Kurtosis)、分选度(Deviation),其中偏度是统计数据分布偏斜方向和程度的度量,是统计数据分布非对称程度的数据特征,峰度是描述某变量所有取值分布形态陡缓程度的统计量,粒度参数的计算方采用Folk-Ward 公式。

4粒度特征讨论

由粒度参数特征(如表1),采样点一的平均粒径明显大于采样点二平均粒径,采样点一的MZ分别为1.38φ、1.26φ、1.07φ,属于中沙范围,采样点二的Mz分别为4.57φ、4.63φ、4.52φ,属于极细沙范围,根据采样的地点预测,采样点一靠近海边,近岸流与海水的离岸流交替作用,携带走颗粒较小的泥沙,而采样点二离海边相对较远,受海水的动力影响较小因此两地之间的沉积物粒度差距较大;根据偏度可以看出采样点一的沉积物属于负偏态,和采样点二沉积物属于正偏态;两个地点的峰形明显,粒径大小分布集中,但是采样点二的峰度较采样点一大,采样点二的峰态较采样点一窄(如图3),采样点二粒径分布更加集中;此外,采样点二的分选性相对于采样点一好。

5结论

银沙滩的沉积物粒径分布情况与山东半岛相似,沙丘沙的平均粒径为细沙、分选好、峰态窄至很窄,海滩沙平均粒径较沙丘沙粗、分选较好、峰态属中等至窄,采样点一为海滩沙,采样点二为沙丘沙。

参考文献

[1]徐彬. 烟台市滨海平原全新世沉积物粒度特征及沉积环境分析[D].烟台:鲁东大学,2014.

[2]周莉.山东半岛浅滩沙、河流沙和沙丘沙粒度频率分布和统计参数的环境意义[J].山东海洋学院学报,1979,(2):3949.

[3]唐丽,董玉祥. 华南海岸现代风成沙与海滩沙的粒度特征差异[J/OL]. 中国漠,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

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