鄂西七姊妹山泥炭藓湿地13000年以来的沉积物粒度特征及沉积环境演化

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鄂西七姊妹山泥炭藓湿地处于我国中部亚热带高山地区,湿地周围群山环绕,人迹罕至,保存较为完好,沉积环境相对稳定,是一个研究古气候古环境演变的理想区域。本论文通过对七姊妹山泥炭藓湿地QZMS钻孔沉积物13000年以来的粒度数据进行系统分析,结合沉积物岩性和AMS14C年代框架探讨了研究区13000年来的古气候环境演变过程,并通过与前人的研究结果对比,分析了鄂西亚高山地区13000年以来沉积环境的演化过程。本研究采用了沉积物粒度作为恢复和重建研究区古气候环境的代用指标。通过分析钻孔沉积物的粒度特征,反推研究区域在沉积过程中的物源变化、搬运方式变化、水动力条件改变以及沉积环境演化。采用了粒度组分含量面积图、基本曲线、粒度参数和粒度C-M图对粒度特征进行系统的描述,其中,基本曲线主要包括粒度频率分布曲线和概率累积曲线;粒度参数主要包含中值粒径(Md)、平均粒径(Mz)、偏度(Kg)和峰度(Sk)等。根据对粒度组分含量、粒度频率分布曲线、概率累积曲线、粒度参数及粒度C-M图进行综合分析和比较,将QZMS钻孔沉积物划分为4个阶段,总结出每个阶段粒度特征的变化,分析其对应的物源变化、水动力条件变化等,进而推断出研究区13000年以来沉积环境的演化过程。本文的研究主要得出以下结论:(1)粒度数据结果显示QZMS钻孔沉积物粒度组成主要以细粉砂和中粉砂为主,体积百分含量分别为48.27%、31.05%,频率分布曲线均为单峰分布,由下至上,峰度由宽到窄,偏度由近于对称转为正偏,整体看来,钻孔粒度较细,动力条件较弱,沉积环境相对稳定。根据粒度特征,QZMS钻孔沉积可分为四个阶段:(1)阶段Ⅰ和阶段Ⅱ(9342cm)各粒度组分和粒度参数变化小,物源单一,呈均匀悬浮,应为小溪或河沼发育环境,末期泥炭藓湿地开始发育;(2)阶段Ⅲ(4226cm)峰度和偏度的波动较上一阶段明显,峰度变尖锐,偏度正偏,物源由单一变得较为复杂,分选变差,反映了气候转为暖湿环境,水量增大,泥炭藓湿地逐渐形成;(3)阶段Ⅳ(266cm)峰度和偏度整体上波动幅度大,但变化频率较低,粒度组分较稳定,表明这个阶段虽然气候波动频繁,但泥炭藓湿地的形成,对水文环境起到了一定的调节作用,因此沉积环境较为稳定。(2)研究区沉积环境演化可划分为4个阶段:(1)12.911.6 cal.ka BP,气候波动的频率高,但幅度较小,此时的水动力条件相对较弱;(2)11.610.2 cal.ka BP为晚更新世向全新世的过渡阶段,水动力条件持续较弱,环境相对稳定;(3)10.27.7 cal.ka BP早全新世,气候变得暖湿,水动力条件较前一阶段有所增强,泥炭藓湿地开始形成;(4)7.72.0 cal.ka BP气候暖湿,水动力条件达到最强,峰度和偏度波动频率低,但幅度增大,为沼泽湿地环境。(3)七姊妹山泥炭藓湿地沉积物的粒度特征变化与区域内水文条件和物源的变化密切相关,借助粒度组成和参数特征,可反演该区域的沉积环境演变,揭示泥炭藓湿地发育形成的过程,为该地区泥炭藓湿地的保护和气候环境变化研究提供科学参考。
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