雄安新区是国家重大战略,为了建立透明雄安,实现地上地下一体化,更加合理有效地利用地下空间,亟需为科学开展城市规划建设提供基础沉积学与气候环境变化背景。白洋淀是华北平原最大的湖泊,白洋淀地区第四纪沉积物深厚,沉积地层结构复杂,白洋淀的成因及形成演化过程仍存在较大的争论。第四纪地质作为工程地质研究的重要基础,开展第四纪沉积环境演变及工程地质意义研究对于雄安新区建设具有重要的现实与科学意义。为查明新区的地质结构特征和资源环境禀赋,中国地质调查局开展了雄安新区地质调查工作,获取了500余个地质钻孔数据。本文选取GB005、GB039和G7315等3支钻孔为研究对象,其中G7315位于白洋淀现代湖泊中部,GB005和GB039钻孔分别位于湖泊北部拒马河流域与湖泊南部唐河流域,基本能够代表白洋淀地区的主要沉积环境状况。通过采集钻孔0~50 m深度岩芯沉积样品,分析沉积物粒度和烧失量指标的环境指示意义,结合年代学结果,重建了研究区晚第四纪以来的沉积环境演变过程,并探讨了其与土体工程特性的联系,获得的主要结论如下:1.通过邻近传播聚类分析识别了白洋淀地区存在的4种典型沉积环境的粒度组成特征:湖心相与湖沼相的动力环境相近,沉积物以细粉砂为主,粒度频率分布曲线表现为单峰正态分布,峰值在5~20μm;湖滨相与漫滩相以粗粉砂为主,粒度频率分布曲线表现为双峰态;河流相颗粒较粗,以细、中砂为主,粒度呈单峰分布,峰值超过100μm;洪积相沉积物分选差,水动力条件呈快速变化,沉积物粒度特征通常表现为双峰态。2.利用端元模型对G7315、GB005和GB039钻孔沉积物粒度数据进行分析,确定各钻孔粒度的端元数量及各端元代表的环境指示意义,G7315湖上钻孔揭示了研究区晚第四纪以来的沉积环境演化过程:179~130 ka,白洋淀湖泊水位整体较低,以湖滨相为主,137.9 ka之后,沉积环境水动力突然变强,以河流作用为主;MIS5时期,气候温暖湿润,主要为湖滨~湖心过渡相环境;进入MIS4阶段,早期河流沉积作用增强,之后以湖泊沉积环境为主;MIS3暖湿期,端元组成变化揭示了以湖滨-湖心过渡相为主的沉积环境,湖泊较上一阶段扩张;31 ka以来,沉积环境由湖滨-湖心过渡相逐渐变为河流相,进入全新世,又过渡为湖滨相或湖心相沉积环境。3.基于建立的沉积环境演变过程,结合工程地质调查结果,分析了沉积环境变化对工程地质性质的影响。气候条件的变化影响着河流、湖泊搬运介质水动力强弱,进而影响土体的物理力学性质。以冲积沉积作用为主的地层沉积速率快,粒度组分较粗,物理力学指标较好,适宜作为承重层。湖泊沉积作用为主的地层沉积连续、有机质含量高,土体承载力相对较弱。