【摘要】：雄安新區(qū)是國家重大戰(zhàn)略,為了建立透明雄安,實現(xiàn)地上地下一體化,更加合理有效地利用地下空間,亟需為科學(xué)開展城市規(guī)劃建設(shè)提供基礎(chǔ)沉積學(xué)與氣候環(huán)境變化背景。白洋淀是華北平原最大的湖泊,白洋淀地區(qū)第四紀(jì)沉積物深厚,沉積地層結(jié)構(gòu)復(fù)雜,白洋淀的成因及形成演化過程仍存在較大的爭論。第四紀(jì)地質(zhì)作為工程地質(zhì)研究的重要基礎(chǔ),開展第四紀(jì)沉積環(huán)境演變及工程地質(zhì)意義研究對于雄安新區(qū)建設(shè)具有重要的現(xiàn)實與科學(xué)意義。為查明新區(qū)的地質(zhì)結(jié)構(gòu)特征和資源環(huán)境稟賦,中國地質(zhì)調(diào)查局開展了雄安新區(qū)地質(zhì)調(diào)查工作,獲取了500余個地質(zhì)鉆孔數(shù)據(jù)。本文選取GB005、GB039和G7315等3支鉆孔為研究對象,其中G7315位于白洋淀現(xiàn)代湖泊中部,GB005和GB039鉆孔分別位于湖泊北部拒馬河流域與湖泊南部唐河流域,基本能夠代表白洋淀地區(qū)的主要沉積環(huán)境狀況。通過采集鉆孔0~50 m深度巖芯沉積樣品,分析沉積物粒度和燒失量指標(biāo)的環(huán)境指示意義,結(jié)合年代學(xué)結(jié)果,重建了研究區(qū)晚第四紀(jì)以來的沉積環(huán)境演變過程,并探討了其與土體工程特性的聯(lián)系,獲得的主要結(jié)論如下:1.通過鄰近傳播聚類分析識別了白洋淀地區(qū)存在的4種典型沉積環(huán)境的粒度組成特征:湖心相與湖沼相的動力環(huán)境相近,沉積物以細(xì)粉砂為主,粒度頻率分布曲線表現(xiàn)為單峰正態(tài)分布,峰值在5~20μm;湖濱相與漫灘相以粗粉砂為主,粒度頻率分布曲線表現(xiàn)為雙峰態(tài);河流相顆粒較粗,以細(xì)、中砂為主,粒度呈單峰分布,峰值超過100μm;洪積相沉積物分選差,水動力條件呈快速變化,沉積物粒度特征通常表現(xiàn)為雙峰態(tài)。2.利用端元模型對G7315、GB005和GB039鉆孔沉積物粒度數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,確定各鉆孔粒度的端元數(shù)量及各端元代表的環(huán)境指示意義,G7315湖上鉆孔揭示了研究區(qū)晚第四紀(jì)以來的沉積環(huán)境演化過程:179~130 ka,白洋淀湖泊水位整體較低,以湖濱相為主,137.9 ka之后,沉積環(huán)境水動力突然變強,以河流作用為主;MIS5時期,氣候溫暖濕潤,主要為湖濱~湖心過渡相環(huán)境;進(jìn)入MIS4階段,早期河流沉積作用增強,之后以湖泊沉積環(huán)境為主;MIS3暖濕期,端元組成變化揭示了以湖濱-湖心過渡相為主的沉積環(huán)境,湖泊較上一階段擴張;31 ka以來,沉積環(huán)境由湖濱-湖心過渡相逐漸變?yōu)楹恿飨?進(jìn)入全新世,又過渡為湖濱相或湖心相沉積環(huán)境。3.基于建立的沉積環(huán)境演變過程,結(jié)合工程地質(zhì)調(diào)查結(jié)果,分析了沉積環(huán)境變化對工程地質(zhì)性質(zhì)的影響。氣候條件的變化影響著河流、湖泊搬運介質(zhì)水動力強弱,進(jìn)而影響土體的物理力學(xué)性質(zhì)。以沖積沉積作用為主的地層沉積速率快,粒度組分較粗,物理力學(xué)指標(biāo)較好,適宜作為承重層。湖泊沉積作用為主的地層沉積連續(xù)、有機質(zhì)含量高,土體承載力相對較弱。
【圖文】：

2.1 地形地貌華北平原位于太行山山脈以東，燕山山脈以南，地勢平坦開闊，自北、西、西南三個方向向渤海灣略有傾斜。在地形地貌上看，太行山山脈以東至渤海灣一帶，從中山、山地、平原、洼地逐級下降（吳忱，2008；劉芳圓等，2009）。中山地貌帶海拔高度在 1000m 以上，大部分山體沿山脈成西北陡、東南緩的形態(tài)，中山地貌帶屬于風(fēng)化剝蝕區(qū)域，山體被河流切割破碎，呈現(xiàn)出山高陡嶺河谷深切的特點；山地、丘陵地區(qū)，地面坡度由西向東逐漸由陡變緩，海拔高度在100~1000m 之間，河流沖刷能力強，山地、丘陵之間常見寬闊河谷，東部邊緣與沖積平原相接；華北平原處于沖積平原、洼地帶，海拔高度在 10~100m（圖 2-1）。華北平原進(jìn)一步詳細(xì)劃分了三個大區(qū)，包括：山前洪積扇形平原區(qū)(Ⅰ)、中部沖積扇—沖積泛濫平原區(qū)(Ⅱ)以及濱海沖積-海積平原區(qū)(Ⅲ)。

2.2 氣候水文特征白洋淀地區(qū)屬于暖溫帶大陸性季風(fēng)氣候區(qū)，受海洋、地形、季風(fēng)的影響，春季干旱、多風(fēng)、少雨，夏秋受太平洋副熱帶高壓控制多東南風(fēng)、降水集中，冬季受西伯利亞和內(nèi)蒙古高壓控制和影響，多西北風(fēng)，氣溫低、雨雪稀少（宋中海，2005）。該地區(qū)降水量在全年里呈現(xiàn)出時間、空間差異較大的特點。年平均氣溫在 7~12.7℃范圍，最高氣溫 43℃，一年內(nèi)溫度差異很大。西側(cè)太行山區(qū)迎風(fēng)帶在夏季風(fēng)盛行時，在氣流上升過程中冷凝，在太行山迎風(fēng)帶形成暴雨帶，暴雨帶位于太行山東側(cè)且與山脈平行。全年降水量 570mm 左右，并且山區(qū)降水量明顯高于平原地區(qū)，水面蒸發(fā)量平均為 967.1mm，，西部山區(qū)較大，東部平原區(qū)較小。太行山迎風(fēng)帶在夏季風(fēng)盛行時降水量急劇增加，在山前形成了多條季節(jié)性河流和大型河流。自南、西北三面分布有唐河、府河、漕河、拒馬河等多條河流，河流中拒馬河、唐河屬于常年性河流，其余均為季節(jié)性河流（圖 2-2）。
【學(xué)位授予單位】：中國地質(zhì)大學(xué)(北京)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：P534.63;P642

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2630704