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现代黄河三角洲叶瓣模式的Pb证据

业渝光 薛春汀 刁少波

(地质矿产部海洋地质研究所)

提要 作者采用a谱技术测定了现代黄河三角洲ZK224孔岩心210Pb的放射性含量,为现代黄河三角洲是由河道演化而形成的叶瓣体组成的模式,提供了有力的证据。实验结果表明ZK224孔14.7m以上部分的形成历史可分5期,3个为沉积期,2个为相对间歇期。第一沉积期(1926~1929年),平均沉积速率 v=2.17m/a;第二沉积期(1953~1960年),平均沉积率v=0.25m/a;第三沉积期(1964~1976年),平均沉积速率v=0.29m/a。

黄河三角洲的叶瓣模式是,河道的演化相应沉积了一套沉积物,组成三角洲的一个叶瓣,叶瓣依次叠置便形成三角洲,整个现代黄河三角洲是由12个叶瓣组成[1]。按照这个模式,黄河三角洲上任一钻孔的岩心都应反映出这种叶瓣的叠置,由于绝大部分沉积物来自同一源地——黄土高原,难于在岩心中确定每一个叶瓣的层位,而210Pb的放射性含量却可成为一个极好的标志。由于河口不断改变,某一地点沉积物的堆积速率不能一致,而且会出现沉积的相对中断,这样在210Pb含量的剖面上也应出现一些“台阶”,这些“台阶”拐点的年代就是河口改变时的年代。本文测定了黄河三角洲ZK224孔岩心的210Pb放射性含量,为现代黄河三角洲是由河道演化而形成的叶瓣(或舌状体)组成的模式,提供了有力的证据,并对沉积速率、沉积通量和三角洲的形成速率等一些有关的问题进行了讨论。

1 实验方法

实验方法基本同文献[2]中所记述的一样,据208Po示踪剂的定时测定,整个流程化学回收率70%左右。自镀在银片上钋同位素(208Po和210Po)的a放射性用金硅面垒探测器连结256道脉冲幅度分析器(北京核仪器厂生产)测试,探测器的有效面积大约300mm2,能量分辨率40~50keV,探测凝率20%左右,每个样品一般测1000个计数以上。

2 取样地点及岩性描述

ZK224孔位于东营市河口区神仙沟和刁口流路之间的汀河屋子北西700m公路南侧(图1)。孔口高程1.17m,孔深30m。

从该孔岩心中采集了14个粘土质粉砂样品,分析210Pb含量,各样品的采样位置及岩性见表1。

图1 现代黄河三角洲河道变迁及ZK224孔位图(据成国栋等,1986,加绘钻孔位置) Fig.1 Map shoring the shifting of channel on the Huanghe River Delta and the site ZK 224(After Cheng,ct al.,1986)

1—1855.6~1889.3夺大清河入海;2—1889.3~1897.5由毛丝坨向东入海:3—1897.5~1904.6由朱家坨丝网坨向东偏南入海;4—1904.6~1917.7由老鸹嘴向北入海;5—1917.7~1926.6由大英铺等处入海;6—1926.6~1929.8由钓口向东北入海;7—1929.8~1934.8由宋春沟青坨子入海;8—1934.8~1953.7由甜水沟等处入海;9—1953.7~1960.8由神仙沟入海;10—1960.8~1964.1由四号桩附近入海;l1—1964~1976.5由钓口河入海;12—1976.5~1985由清水沟入海

表1 样品的岩性及210Pb数据Table1 Lithology of samples and210Pb data in core ZK224

续表

3 测试结果和讨论

样品中的总210Pb含量及过剩的210Pb含量列入表1,并标绘在以210Pb含量的对数为纵轴,岩心深度为横轴的坐标内,除3#样品的210Pb异常外,其他各点都较好,线性关系明

图2 ZK224孔210Pb沿深度分布图 Fig.2 Distribution of210Pb forcore ZK224

1—总210Pb实测值;2—总210Pb推测值;3—过剩210Pb实测值;4—过剩210Pb推测值

显(图2)。由图2可看出210Pb含量的变化果然出现明显的“台阶”,这与J.N.Smith等(1980)在加拿大魁北克Saguenay峡湾所测定的76-3112,76-3113,76-3110,76-3109号柱状样的情况极为相似[3]。他们对76-3112,76-3113号“台阶”形成的解释是,由于那些能产生高沉积速率因素的影响明显减弱的原因,如上游波浪产生的紊流等因素;76-3109和76-3110号的“台阶”是由于生物扰动而使“表层”沉积物混合的缘故。ZK224孔产生这种“台阶”的原因则和Saguenay峡湾相反,是黄河携带的大量泥沙在短时期内快速堆积所造成的。

3.1 河道的年代

根据放射性衰变公式导出年代公式

地质年代学理论与实践

式中,I0为210Pb的初始放射性强度,用dpm/g表示;I为经过时间t后的210Pb的放射性强度,用dpm/g表示;t为时间,用a表示;τ为210Pb平均寿命,32.3a。

我们可求出各次河道变迁的年代。由于表层缺样,而且有人工挖掘的情况,以表层的210Pb值定为210Pb的初始值,显然不妥。我们以第4号样品的210Pb含量为基准,此时是第9次河道变迁的开始年代,即1953年。第一“台阶”甚为平直,210Pb含量间差异很小,故用第一“台阶”的6个210Pb含量的平均值代入式(1)计算出第一个“台阶”的年代为1926年。已知第9次河道变迁的结束年代为1960年,求出此时的210Pb含量为1.78dpm/g。其后黄河第10次河道变迁由四号桩附近入海。此时为1960.8~1964.1 ZK224孔不应有大量的沉积物堆积。

3.2 3#样品的异常

3#样品的210Pb含量为0.53dpm/g,比本底平均值0.85dpm/g还低,是一个异常值。为了慎重起见,我们对同一样品在不同的化学条件下做过4次210Pb测定,结果基本一致。那么,这个异常是如何产生的呢?只要黄河在ZK224孔附近经过,大量的泥沙就淤积在这里,210Pb含量总是要大于携带来的陆源物质的本底值。从岩心的颜色可确定13#、14#样品是海相沉积物,我们曾做过14#样品下1m处的一个14C测年,为8180±95a,那时还没有受到黄河携带泥沙的入海充填,看来11#、12#、13#、14#样品求出的210Pb平均本底值是合理的。夏明等(1983)分析渤海锦州湾(渤-2)样品时也曾出现过这样的数据,0.53±0.03dpm/g[2]。有可能3#样品这一层粘土质粉砂不是来自于黄河,我们推测这个异常是在1960.8~1964.1黄河第10次河道变迁由四号桩附近入海时产生的,此时黄河携带的陆源物质距ZK224孔较远,没有在此处堆积。若按同样情况的1929~1953年间的沉积速率计算,1960.8~1964.1期间的这个异常在岩心中的深度应为5.65±0.07m。

3.3 沉积速率和沉积通量

沉积速率可用下式计算

地质年代学理论与实践

式中,V为沉积速率,用m/a表示;L为岩心的长度,用m表示;T为时间,用a表示。

从图2可看出5#~10#样品间的210Pb值几乎相等,成一直线,由式(1)计算出第一“台阶”的年代为1926年。据历史记载这里应为1926~1929年。由于样品的粒度不均,测定的样品中210Pb值一定会受一些影响,示踪剂208Po的不确定度小于3%,也有一定的影响。究竟是1926年还是1929年,是1a还是3a堆积的沉积物,这并不重要,重要的是这段沉积物是第6次河道变迁的产物。计算出各段的沉积速率列入表2中。应该指出的是,由于黄河的水、沙量变化都很大,沉积速率随年月而不同,求出的沉积速率皆是各个时期的平均沉积速率。

沉积通量可由下式求出

地质年代学理论与实践

式中,ω为沉积通量,用t/m2表示;v为沉积速率,用m/a表示;p为未含水的岩心平均密度,用t/m3表示。ZK224孔位于陆地上,和海洋中箱式取样器的岩心相比,要长得多,而且多为粘土质粉砂,早已压实,含水量较少,基本上不存在海洋样品的压实效应和校正深度等问题,故p取2.5t/m3,计算出各个沉积时期的沉积通量,列入表2中。

表2 ZK224孔沉积速率和沉积通量 Table2 Sedimention rate and flux in core ZK224

以年代为纵坐标,岩心深度为横坐标,把各个时期标绘图3中,ZK224孔14.7m以上岩心的形成可分为5个时期,3个叶瓣形成期(Ⅰ、Ⅲ、V),2个相对间歇期(Ⅱ、Ⅳ),该处的三角洲是由三角洲上的第6(1926~1929年),9(1953~1960年),11(1964~1976年)河道形成的3个叶瓣所组成。由于不同时期ZK224孔相对于河口位置以及每一段岩心形成时水深不同,使各个时期的沉积速率和沉积通量变化甚大,最高沉积期和相对间歇期竟相差近60倍。

3.4 估算三角洲的形成速率

知道黄河的输沙量,由沉积通量可估算出三角洲的形成速率,现以第11次河道变迁为例。由水文资料得出1964.1~1976.5期间黄河的总输沙量为13.845×109t,平均每年输沙1.123×109t,假定把一个叶瓣理想地看成一个圆柱体,用沉积通量ω=0.735t/m2去除平均每年的输沙量,就可得出此期间三角洲形成的面积为1528km2,三角洲每年平均增长1.8km。这个形成速率和野外调查的每年2km的结论基本一致[1],因为是按圆柱体计算,比实际的叶瓣(舌状体)小是在意料之中。

若已知叶瓣的范围,根据沉积通量反过来可以估算出各个河道变迁期的年平均含沙量。

图3 ZK224孔的深度和年代关系图Fig.3210Pb age versus depth in core ZK224

4 结束语

由ZK224孔的210Pb剖面可看出,210Pb技术在现代黄河三角洲的应用前景十分广阔。它可以确定出三角洲是由哪几次叶瓣组成的,可以计算出三角洲形成各个时期的沉积速率和沉积通量,还可以估算出三角洲的形成速率。这些应用不仅有利于现代黄河三角洲的研究工作更加深入,而且对三角洲的经济建设也有实际意义。就210Pb地质年代学而言,在具有详细历史记载的三角洲这样一个大实验室里,结合其他测试手段和野外调查的结果也可使其自身更加完善。

工作中得到成国栋同志的指导和帮助,并审阅全文,在此表示衷心感谢。

参考文献

[1]成国栋等。1986.现代黄河三角洲河道演变及垂向序列,海洋地质与第四纪地质,第6卷,第2期,1~12页

[2]夏明等,1983.铅-210年代学方法和珠江口。渤海锦州湾沉积速度的测定,科学通报,第5期,291~295页

[3]Smith,J.N.and walton,A..1980.Sediment accumulation rates and geoehronologiesmeasured in the Saguenay Fjord using the Pb-210 datingmethod.Geochimica et Cosmoehimica Acta,Vol.44,No.2,pp225~239

(海洋地质与第四纪地质,1987.4,第七卷(增刊),75~80页)

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1、市场运动有不断循环重复的倾向,这种循环重复与太阳、地球、月球的相互运动有关。

2、市场有五种时间级别的循环重复。这五种循环分别是:短期(STD)、中短期(ITD)、中期(MTD)、长期(LTD)、超长期(SLTD)。

五种循环:

短期STD:市场运动每四天循环重复一次,对应地球自转4圈的时间。

中短期ITD:市场运动每四个农历月循环重复一次,对应月球绕地球公转4圈的时间。

中期MTD:市场运动每个农历年循环重复一次(1个农历年等于12个农历月)。

长期LTD:市场运动每四年循环重复一次,对应地球绕太阳运动公转4圈的时间e)。

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但是,人的行为更重要的是形成了社会,也就是说,人除了拥有基础的自然属性之外,人还有独特的社会属性!现在诺贝尔经济学奖陆续颁给行为金融学突出的人,说明顶尖研究领域的人,普遍开始意识到经济,包括股市,等用行为金融的理论来诠释显然更合适一些。

综合来说:适用性很低,但里面的周期理论是让你开阔视野的好工具!这些周期理论可以参考但不要过于迷信!

4条大神的评论

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    访客 2022-07-05 上午 01:46:47

    三角洲的经济建设也有实际意义。就210Pb地质年代学而言,在具有详细历史记载的三角洲这样一个大实验室里,结合其他测试手段和野外调查的结果也可使其自身更加完善。工作中得到成国栋同志的指导和帮助,并审阅全文,在此表示衷心感谢。参考文献[1]成国

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    访客 2022-07-05 上午 12:59:12

    -3109和76-3110号的“台阶”是由于生物扰动而使“表层”沉积物混合的缘故。ZK224孔产生这种“台阶”的原因则和Saguenay峡湾相反,是黄河携带的大量泥沙在短时期

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    访客 2022-07-04 下午 01:59:09

    丝坨向东入海:3—1897.5~1904.6由朱家坨丝网坨向东偏南入海;4—1904.6~1917.7由老鸹嘴向北入海;5—1917.7~1926.6由大英铺等处入海;6—1926.6~1929.8由钓口向东北入海;7—1929.8~1934.8由宋春沟青坨子入海;8—1934.8~1953.7由甜

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    访客 2022-07-04 下午 07:40:03

    12—1976.5~1985由清水沟入海表1 样品的岩性及210Pb数据Table1 Lithology of samples and210Pb data in core ZK224续表3 

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