问题：长江沉积物搬运时间方法存在的问题

2023-08-17 理论教育版权反馈

【摘要】：所谓“停留时间”，既包括沉积物颗粒在风化层停留的时间，也包括沉积物随河流搬运开始后，在河漫滩或湖泊中的停留时间，对海洋沉积物甚至还有可能包括在大陆架上的停留时间。尽管以U 系同位素比值计算沉积物搬运时间仍存在很多疑问，但不可否认，该方法的提出，还是为我们探索沉积物搬运时间提供了开创性的思路。传统海洋沉积物研究过程中，沉积物年龄测定一般都以沉积年龄为主，而忽略沉积物的搬运时间。

应该说，本研究对沉积物搬运年龄的估算，还带有很大的不确定性和推测性。首先，“搬运时间”的定义就存在很大争议，严格意义上说，“搬运时间”并不等同于“运动时间”，而是由“运动时间”和“停留时间”两部分组成。所谓“停留时间”，既包括沉积物颗粒在风化层停留的时间，也包括沉积物随河流搬运开始后，在河漫滩或湖泊中的停留时间，对海洋沉积物甚至还有可能包括在大陆架上的停留时间。但是，在实际应用中，很难区分沉积物搬运过程的具体细节，因而也很难区别在不同环境下的停留时间。只有当沉积物颗粒源区及河流沿岸地形较为简单时，才有可能计算真正的河流搬运时间(Dosseto等，2006b)。

除了定义上的不确定，该计算方法在理论上也存在较多限制条件。首先，234 U/238 U 比值发生变化的起始时刻，也就是同位素计时器触发点，并没有明确的地质学意义。而是从颗粒物U 系同位素不平衡发生的时刻开始(沉积物颗粒足够小)，以此时刻定义风化发生的开始，显然有些牵强。沉积物搬运过程中，颗粒大小不断发生改变，导致与沉积物颗粒大小有关的分馏速率——fα也是不确定的。因此，该方法在实际应用过程中，还有很多问题值得探讨。

沉积物从源到汇的搬运时间问题是沉积物源-汇过程研究中非常重要，但又难以定量计算的问题。尽管以U 系同位素比值计算沉积物搬运时间仍存在很多疑问，但不可否认，该方法的提出，还是为我们探索沉积物搬运时间提供了开创性的思路。本书虽然无法明确回答长江沉积物搬运时间计算过程中的细节性问题，但至少为长江沉积物搬运时间的计算提供了初步的探索和尝试，同时也丰富了全球河流沉积物搬运时间的原始资料。

传统海洋沉积物研究过程中，沉积物年龄测定一般都以沉积年龄为主，而忽略沉积物的搬运时间。对于埋藏时间古老的深海沉积物，这种假设或许是合理的。但本研究对DGKS9604钻孔的分析结果显示近海沉积物的搬运时间有可能远大于沉积物在海洋的埋藏时间。这对传统海洋沉积学，尤其是边缘海沉积学研究是一个极大的挑战。在本研究范围内，很难对该问题做深入的讨论。但笔者认为，在今后海洋沉积学研究中，尤其是在边缘海环境演化的研究中，沉积物年龄模式的建立一定要慎重。对于构造相对稳定的大河流域，由于水系复杂、盆地众多，流域内风化剥蚀的沉积物很难直接输运到最终的沉积盆地，如三角洲或边缘海;这意味着这些风化剥蚀物质要经历过多个沉积旋回以后，才能抵达最终的归宿和沉积汇。因此，我们在三角洲与边缘海钻孔中虽然可以开展高分辨率的取样分析，但考虑到这些沉积物在流域内的停留时间可能远远超过它们的沉积时间，对于一些古环境替代指标的解释就必须慎重。如前面探讨的CIA 其实反映的是一个大陆流域内累积的化学风化历史，而不能够反映短时间尺度的化学风化程度与气候变化。

问题：长江沉积物搬运时间方法存在的问题

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