沉積物巖心灰度圖像處理技術(shù)及其在東海內(nèi)陸架高分辨沉積記錄中的應用.pdf

1、環(huán)境變化的替代性指標探索和應用是高分辨沉積記錄及其對全球變化響應的核心問題,是當前地球科學研究的前沿和熱點之一,具有重要的理論和實踐意義。本研究系統(tǒng)探索了沉積物巖心X射線圖像灰度值的處理技術(shù)、影響因素和環(huán)境變化的替代性作用。
　　 本文針對取自東海內(nèi)陸架泥質(zhì)沉積區(qū)的C0702站沉積物柱狀巖心,利用灰度圖像處理技術(shù)和傳統(tǒng)的沉積物巖心研究手段(粒度分析、X射線礦物物相分析、X射線熒光光譜分析)對該巖心進行了系統(tǒng)的研究,結(jié)合137Cs

2、、210pb年代標定,建立了近150a來的高分辨沉積記錄,闡明了高分辨沉積記錄對氣候環(huán)境變化、沉積事件和人類活動的響應。研究表明：積物巖心的X射線灰度圖像信息量大、信息綜合性強,通過圖像可以快速的獲取高分辨率沉積記錄信息。從定量化角度考慮,沉積物巖心灰度圖像的灰度值是沉積物巖心綜合沉積記錄的一個良好替代性指標。沉積物粒度與X射線圖像的灰度值有著密切的關(guān)系,其中平均粒徑和灰度具有良好的線性關(guān)系,砂、粉砂與灰度值為正相關(guān),粘土與灰度存在著較

3、好的負相關(guān)。X射線圖像的灰度值與沉積物巖心的干密度有著顯著的正相關(guān)性；與沉積物常量元素中的Si、Ca呈現(xiàn)出正相關(guān)性；與Al、Fe、Cl呈負相關(guān)性且相關(guān)性要好于其與Si、Ca的相關(guān)性；灰度值的垂向變化趨勢與蒙皂石和伊利石的垂向變化趨勢相似,與高嶺石和綠泥石垂向含量變化呈反對應關(guān)系。東海內(nèi)陸架浙閩泥質(zhì)區(qū)C0702站柱狀沉積物組成較穩(wěn)定,層序保存完整,較為穩(wěn)定的沉積動力環(huán)境。該沉積巖心沉積速率較慢,不同時段沉積速率略有差別(>1986a,V=

4、1.82cm／a；1986至今,V=0.87cm／a)。該站沉積物粒度特征(包括敏感性粒級)、灰度值等高分辨的沉積記錄都具有1a,3-5a,7～8a,10～12a等明顯的周期；此外,它們的高分辨記錄也伴隨著非周期的波動。沉積記錄的3～5年的周期與厄爾尼諾／南方濤動(ENSO)的周期有著較好的響應;沉積記錄的11年周期對太陽黑子活動有良好的響應,顯示了太陽活動對沉積作用的影響。非周期性的沉積記錄對東亞季風波動、沉積事件和人類活動有著一定的

5、響應關(guān)系。粒度組份中<14.35μm的敏感粒級組份與東亞冬季風有著良好的響應,強東亞冬季風情況下會導致沉積物粒級變粗,反之亦然；在大的洪水發(fā)生的年份,沉積物粒度有變細的趨勢,在巖心圖像的灰度值上也有著很好的體現(xiàn)；在風暴潮發(fā)生的年份,風暴潮對底質(zhì)沉積物造成擾動造成了沉積物平均粒徑的突然增大以及灰度值的變大。研究區(qū)沉積記錄亦顯示受到長江輸入變化的影響,1986年之前的沉積記錄顯示受長江水沙的變化,而1986年之后人類活動在沉積記錄中有著更加