干容重是沉積學研究中用于計算物質(zhì)通量的一個重要參量,對于正確認識沉積物的收支平衡、源匯通量以及地貌演化等問題具有重要意義。然而,干容重的分析流程和計算方法仍然缺乏統(tǒng)一的規(guī)范,導致干容重的取值不盡合理,影響了沉積學研究的定量化和精準度,這個問題需要引起足夠的重視。本文選取了東海內(nèi)陸架的表層沉積物和柱狀沉積物,運用實驗測試和間接公式計算兩種方法獲得了沉積物的干容重,對比分析了兩種方法的精準度。研究發(fā)現(xiàn),東海內(nèi)陸架的細顆粒沉積物的干容重的數(shù)值范圍是1.1—1.5g/cm³;影響沉積物干容重的主要因素是沉積物的成分與粒度,前者通過顆粒態(tài)物質(zhì)的密度起作用,后者通過孔隙度來影響。建議:干容重的分析測試工作應在采樣后盡快完成;運用干容重進行沉積通量計算時,應根據(jù)沉積物的平均粒度和孔隙度的空間變化選擇合適的數(shù)值,以獲得更加合理的結果。 

【文章來源】：海洋與湖沼. 2020,51(05)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：15 頁

【部分圖文】：

柱狀樣CJ-1(a)和CJ-2(b)沉積物實測干容重與計算干容重相關性Fig.4Relationshipbetweenmeasureddrybulkdensityandcalculateddrybulkdensityofcoresediments

5期薛成鳳等:沉積物干容重分析及其沉積學意義:以東海內(nèi)陸架海區(qū)為例1099圖6表層沉積物的的含水率、濕容重、干容重的分布Fig.6Distributionofwatercontent,wetbulkdensity,anddrybulkdensityofsurfacesediments圖7表層沉積物實測干容重與計算干容重相關性Fig.7Correlationbetweenmeasureddrybulkdensityandcalculateddrybulkdensityofsurfacesediments含水率較低的區(qū)域沉積物干容重與濕容重值都較高。此外,含水率、濕容重、干容重三者與水深之間并無明顯關系,三者與沉積物的粒度特性似乎存在一定的關系。3討論3.1實驗測定結果的精度分析柱狀樣沉積物中,粗、細沉積物的含水率相差較大,粗粒沉積物的含水率在30%左右,細粒沉積物的含水率在60%左右,后者的含水率是前者的兩倍。雖然細粒沉積物的蓄水能力較強(Wangetal,2016),含水率原本就高于粗粒沉積物,但是,實驗結果相差如此之大,與實驗過程中柱狀樣剖開時粗顆粒物流失部分水分有關——估計粗顆粒部分的含水率減少了10%左右,直接影響了粗顆粒沉積物的濕容重。以含水率減少10%為假設條件,將流失的水分補回,通過計算,濕容重的值可由原先的2.00g/cm3提升為2.16g/cm3。由于水分流失直接影響的是濕樣沉積物的體積,其中的干物質(zhì)變化極小,所以對干容重的影響

5期薛成鳳等:沉積物干容重分析及其沉積學意義:以東海內(nèi)陸架海區(qū)為例1103沉積物的孔隙度要低于下層的孔隙度,與我們常識認知完全相反。但是如果根據(jù)沉積物的粒度大小進行分段觀察的話,會發(fā)現(xiàn),上層粗顆粒沉積物和下層細顆粒沉積物的含水率從上到下有逐漸減少的現(xiàn)象,說明孔隙度確實隨深度逐漸較少,沉積物在垂向上的確有壓實的現(xiàn)象。這也提醒我們,在校正沉積物的壓實作用時,要先考慮沉積物的顆粒度大小或者沉積物特性是否一致,是否具有可比性。唯有在沉積物特性基本一致的情況下,才可以比較孔隙度、含水率、濕容重和干容重。范德江等(2000)發(fā)現(xiàn),東海陸架區(qū)沉積物的孔隙度與深度之間存在如下指數(shù)關系:xHae,(11)H為孔隙度,a為表層沉積物的孔隙度,α為常數(shù),在東海陸架區(qū)一般取0.005,x為剖面深度(cm),此處可以看作目標層位距離選定表層的距離。將柱狀樣按顆粒物大小分為兩層討論研究,0—69cm段和69—204cm。分別選定0cm處、69cm處為研究層位的表層,實驗測得的含水率經(jīng)過公式(10)換算為孔隙度,0cm與69cm處的孔隙度分別為0.51和0.59,略低于鄒漢陽等(1982,1984)測得的表層樣孔隙度(0.7左右)。給參數(shù)α賦予不同的值,根據(jù)公式(11)計算不同深度的孔隙度,將計算所得的孔隙度值與實際的孔隙度值進行對比(圖10),發(fā)現(xiàn)細顆粒沉積物的孔隙度高于粗顆粒沉積物,與鄭繼民(1992)在研究黃河三角洲的工程地質(zhì)特性時得到的結論一致,黏土質(zhì)沉積物的孔隙度比砂質(zhì)沉積物的孔隙度大。但是在沉積物壓實作用影響下,細顆粒沉積物的孔隙度減小幅度不如粗顆粒沉積物明顯,換言之,

【參考文獻】：
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