南极无冰区典型沉积环境石英砂表面结构特征及其在沉积环.PDF

第 15 卷第 1 期 极地研究 Vol. 15, N o. 1 2003 年 3 月 CHIN ESE JOU RN AL OF PO LAR R ESEAR CH M arch 2003 南极无冰区典型沉积环境石英砂表面结构 特征及其在沉积环境识别中的应用* 尹雪斌 孙立广* * 刘晓东 ( 中国科学技术大学极地环境研究室, 合肥 230026) 提要 本 文利用电镜扫描方法( SEM ) 对比分析了南极乔治王岛无冰区海滩沉积、冰碛物以 及阿 德雷岛湖泊沉积等典型沉积环境中的石英砂表面结构特征, 得出了乔治王岛各典型沉积环 境中 石英砂表 面结构特征的颗粒频率曲线。结果表明: 不同沉积环境下的石 英砂颗粒表面结构 特征 具有相似性, 这主要和南极地区 广泛 发育 的冰川 作用 有关, 同时, 它 们也 有各自 典型 的特征 ?? 合, 这些典型特征组合的不同反映了石英砂后期的搬运历史和 沉积环境的差异。本文还依 据石 英砂表面特征的颗粒出现频率, 利用聚类分析方法对 研究区内三级海岸阶地上的沉积物和 一个 未知成因的样品进行了沉积环境的判别分析, 结果证 明石英砂微形貌特征可以作为南极地 区沉 积环境识别的有效手段。 关键词 石英砂 表面结构 沉积环境 无冰区 南极 矿物表面结构特征分析是一种形貌分析方法, 1962 年首次作为一种沉积学研究手段 被应用到地质学领域( Krinsley and Perdok, 1962) 。石英砂具有强抗风化能力, 较好地保 留了搬运和沉积过程中各种地质营力所形成的微形貌特征, 为沉积环境的识别提供了直 观证据。国内外学者通过对各种沉积环境下石英砂表面结构特征的研究分析和实验模 拟, 确定了一些石英砂表面微形貌特征组合与沉积环境的对应关系( 谢又予, 1984; 陈丽华 等, 1986; 张 光 威 等, 1996; M ahaney, Vortisch and Julig , 1988; Mahaney, Vaikm ae and Vares, 1991) 。特别是近年来, 将数学统计方法引入到了石英砂表面结构的分析中, 使其 成为解释和识 别沉积 环境的 一种 重要技 术方 法( M ahaney, 1995; M ahaney and Kalm , 2000) 。在南极无冰区, 前人已对多种沉积环境下的石英砂表面结构特征进行了大量描述 和归纳, 并用于沉积环境的识别, 但对于不同沉积环境的石英砂表面结构特征组合还缺乏 系统的对比研究( 谢又予, 1982, 1983; M ahaney et al. , 1996; Asthana and Chaturvedi, [ 收稿日期] 2002 年 11 月收到来稿。 [ 基金项目] 国家自然科学基金资助项目( 批准号: [ 作者简介] 尹雪斌, 男, 1978 年生。博士生, 主要从事极地环境研究。 [ 通讯作者] 孙立广, E- mail: slg@ ustc. edu. cn 极地研究 2 第 15 卷 1998; 王祥珍等, 1997) 。 本文在前人研究的基础上, 对南极乔治王岛无冰区内现代海滩沉积、古海滩沙、冰碛 物以及湖泊沉积物等典型沉积环境中的石英砂微形貌进行了系统的对比分析。并利用聚 类分析方法对该区不同海拔高度的海岸阶地沉积物和一个未知沉积环境的沉积物进行