【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 岸幾乎全為第三紀(jì)沉積物，形成典型的粉砂淤泥質(zhì)海岸。又因幾經(jīng)海水進(jìn)退作用 ， 使海灣西岸遺存有沿岸泥炭層和 4 條貝殼堤。海底沉積物均來(lái)自河流挾帶的大量泥砂，經(jīng)水動(dòng)力的分選作用， 呈不規(guī)則的帶狀和斑塊狀分布。一般來(lái)說(shuō)，沿岸粒度較粗，多粉砂和粘土粉砂，東北部沿岸多砂質(zhì)粉砂；海灣中部粒度較細(xì)，多粘土軟泥和粉砂質(zhì)軟泥。 天津平原平均海拔 較 低，約 左右，位于北部的薊縣山區(qū)海拔較高，為燕山山脈的支脈，最高峰九山頂海拔 ，最低點(diǎn)為塘沽區(qū)大沽口，海拔 。天津平原海拔北高南低，而西面的武清永定河沖積扇尾部地勢(shì)較高，東側(cè)近海地區(qū)地勢(shì)較低，總體來(lái)講是北高南低，西高東低的地貌特征。 氣候條件 該區(qū)域?qū)儆跍貛Ъ撅L(fēng)氣候區(qū)， 大陸性季風(fēng)氣候顯著， 氣溫的年變化和 水文狀況變化復(fù)雜。 這 是 由于渤海灣為三面環(huán)陸的半封閉性海灣 ，并且 位于中緯度季風(fēng)區(qū) ，距 離蒙古高原較近 ；因此，該地區(qū)氣候具有顯著的“大陸性”特征：季風(fēng)顯著；冬寒夏熱，四季分明，春秋短促，氣溫年變差大；最后是 雨季很短，集中在夏季， 8 兩 個(gè) 月 的降水量 就 占 到了 全年 降水量 的 一半以上 ，春季 的降 雨 稀少，降水量的年際變化 很大。 海岸線 條件 天津海岸線位于華北平原東北部 ， 地處 在 渤海 灣 西岸， 這里的 海河水系與薊運(yùn)河水系尾閭， 成為 海陸交互作用強(qiáng)烈 的 地帶， 是典型的粉砂淤泥質(zhì)平原海岸。海岸線的范圍東起陡河口， 向南到 岐口，從最高潮線 一直 向陸域推進(jìn) 10 km，到 海域 ?20 m 等 深線。 經(jīng)緯度位置 位于北緯 38176。2039。~39176。3039。，東經(jīng) 117176。1739。~118176。2039。海岸線延伸方向幾本呈向西北彎凸的弧形，全長(zhǎng)約有 km。海岸帶總地勢(shì)是由北、西、南向渤海緩傾，坡降 ‰ ~‰ ，面積 。沿海海岸帶主要由陸域堆積平原、潮間帶、水下岸坡等 3 種地貌基本單元組成。地處天津平原的天津海岸帶是具有巨大開(kāi)發(fā)潛力的 “黃金海岸 ”。 區(qū)域 海岸帶的空間位置與范圍是動(dòng)態(tài) 變化的， 但在幾十年 長(zhǎng) 的時(shí)間 尺度 內(nèi)兩者是相對(duì)穩(wěn)定的。其中陸 地 域是距海岸線 5~30 km 的區(qū)域，以漢沽區(qū)界、唐津高速公路和津汕高速公路、大港區(qū)界為界，面積 約有 187731 km2，包括塘沽、漢沽、大港三個(gè) 大的城區(qū) 以及寧河縣、津南區(qū)、西青區(qū)的部分地區(qū)，是天津?yàn)I海新區(qū)的主要組成部分； 6 海 洋 域至水深 ?15 米內(nèi)的區(qū)域?yàn)樘旖蚝Ｓ蚪?[15]。 水文條件 渤海灣 沿岸河流 的 含沙量 較 大 ， 灘涂廣闊 ，淤積嚴(yán)重。流入海洋的主要河流有黃河、灤河、薊運(yùn)河和海河。 黃河 泥沙含量非常大 ， 黃河 年均徑流量 440 億立方米 ， 多年平均輸沙量 16 億噸，約占 到 渤海輸沙量的 90％以上，是 渤海灣沖積平原現(xiàn)代沉積物主要來(lái)源。 海河水系 年均徑流量為 億立方米，年均輸沙量 600 萬(wàn)噸。薊運(yùn)河一直作 為蓄泄河道。 通過(guò)以上分析 ，黃河 攜帶 大量泥沙的入海和擴(kuò)散，是渤海灣泥沙沉積的主要來(lái)源。灤河入海泥沙 向西南運(yùn)移，雖為數(shù)不多，但仍不容忽視 ，具有重要的作用， 使渤海灣水下不斷淤淺 ， 灘面 面積 擴(kuò)增。 3 粘土混 濁水電導(dǎo)率實(shí)驗(yàn) 電導(dǎo)率實(shí)驗(yàn)是本論文撰寫(xiě)的研究理論依據(jù)和數(shù)據(jù)保證，實(shí)驗(yàn)分為室外和室內(nèi)兩部分，前期主要是通過(guò)野外鉆孔和剖面樣品采集獲取有代表性的完整的實(shí)驗(yàn)樣品；后期則是在室內(nèi)的電導(dǎo)率、 pH 值測(cè)定實(shí)驗(yàn)，主要是獲得準(zhǔn)確有效的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。 樣品采集 樣品采集地點(diǎn) 聯(lián)系目前已經(jīng)得到廣泛論證的三條主要貝殼堤 的 走向大致都是與海岸線方向平行分布，大致為東北 —— 西南走向，為了便于不同貝殼堤之間以后能有一個(gè)研究的對(duì)比，從長(zhǎng)遠(yuǎn)角度能夠做出一條由內(nèi)陸向海洋延伸走向的海陸相沉積剖面，研究小組從宏觀角度選定了一系列西北 —— 東走向的剖面取樣孔。其中天津師范大學(xué)主校區(qū)兩處： SD孔 (39176。 03180。N， 117176。 07180。E)， SD1 剖面 (39176。 03180。N， 117176。 07180。E)(見(jiàn)圖二 )。 本論文所涉及的天津師范大學(xué)主校區(qū)取樣點(diǎn)正是在第三 道貝殼堤以東地區(qū)附近。 7 圖 2 ： SD 孔和 SD1 剖面位置圖 采集過(guò)程 2021 年 3 月 12 日，在指導(dǎo)教師的帶領(lǐng)下到達(dá)預(yù)定的采樣點(diǎn)：天津師大校園內(nèi)水塔以南 70m 處，鉆探取樣使用的儀器是 荷蘭制 Eijkelkamp 槽型 取樣器 （ 手動(dòng)鉆桿 ） ，可以靈活嫁接桿身，具有操作簡(jiǎn)單，速度快， 鉆孔 深度容易掌握的優(yōu)勢(shì)。各孔口的海拔高度使用水準(zhǔn)儀從 已知 標(biāo)高點(diǎn)測(cè)出其高度。使用鉆桿從地下將土樣帶到地表之后，進(jìn)行簡(jiǎn)單的去污、清理剖面、拍照等前期處理之后封裝，帶回實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行進(jìn)一步研究。 注意事項(xiàng) 荷蘭制手動(dòng)鉆桿可以靈活拆卸組裝，但當(dāng)進(jìn)入地下之后桿身會(huì)沾染泥漿，不利于操作，為避免出現(xiàn)在地下 卡套脫落 的事故，需要在每次從地下帶出樣品之后及時(shí)檢查各個(gè) 連接卡套是否到位 ，保證鉆桿的順利工作。 對(duì)于 土壤剖面樣品中那些 可作年代測(cè)試的貝、泥炭等特殊樣品，要單獨(dú)用樣品帶封裝，并需注明深度、孔號(hào) 以及 測(cè)年途徑。對(duì)樣品進(jìn)行的封裝過(guò)程中要對(duì)其上部和下部分別標(biāo)出深度、孔號(hào)，防止混淆 。 實(shí)驗(yàn)使用儀器 實(shí)驗(yàn)中使用的用來(lái)稱取樣品的電子天秤為上海舜宇恒平科學(xué)儀器有限公司生產(chǎn)的FA160A 型電子天平，最大承重 MAX:160g，最小承重 MIN:，最小誤差 e:1ng。 實(shí)驗(yàn)中使用的用以測(cè)量粘土混濁水 pH 值的酸度計(jì)為 sartorius PB10 型酸度計(jì)。 本次實(shí)驗(yàn)使用的粘土混濁水電導(dǎo)率儀是雷茲牌 DDS307A 型號(hào)，制造商是上海精密科學(xué)儀器有限公司。 電導(dǎo)率儀是適用于精密測(cè)量各種液體介質(zhì)的儀器設(shè)備 ， 主要用SD 孔 （ 39176。 03180。N， 117176。 07180。E） 位于 天津師大校園內(nèi)水塔以南 70m 處 SD1 剖面 （ 39176。 03180。N， 117176。 07180。E） 位于 天津師大校園內(nèi)明理樓門(mén)前約100m 處 8 來(lái)精密測(cè)量液體介質(zhì)的電導(dǎo)率值 ， 當(dāng)配以相應(yīng)常數(shù)的電極可以精確測(cè)量高純水電導(dǎo)率，廣泛應(yīng)用各領(lǐng)域的科研和生產(chǎn)。它的工作原理是在電解質(zhì)的溶液中，帶電的離子在電場(chǎng)的影響下，產(chǎn)生移動(dòng)而傳遞電子，因此，具有導(dǎo)電作用。 該儀器測(cè)量范圍在 0— 110μs/cm 之間，溫度范圍在 0— 60℃ 之間， TDS 范圍在 0— 1000mg/l 之間。電導(dǎo)率儀具有四量程，本實(shí)驗(yàn)所采用的計(jì)量單位為 ms/cm。 實(shí)驗(yàn)原理 通過(guò)對(duì)天津師范大學(xué)主校區(qū) SD 孔和 SD1 剖面土地地表實(shí)地鉆探取樣，對(duì)樣品做初步加工，進(jìn)而測(cè)定其粘土混濁水導(dǎo)電率、測(cè)定樣品溶液 pH 值等實(shí)驗(yàn)步驟獲得大量準(zhǔn)確數(shù)值，然后結(jié)合樣品剖面的物理性狀并依據(jù)剖面樣品的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) 做出分析 ，得出某一深度樣品的海陸相沉積特征，復(fù)原該地區(qū)的地層古環(huán)境特征。 樣品溶液的電導(dǎo)率數(shù)值大小直接與樣品溶液的電解質(zhì)含量有關(guān)，樣品溶液 的離子釋放狀況越理想，溶液的離子含量和離子價(jià)就越高，從而測(cè)得的粘土混濁水電導(dǎo)率數(shù)值越大，也更加的準(zhǔn)確，具有說(shuō)服力。 電導(dǎo)率的計(jì)算公式為： Ke=1/R 式中， Ke 為沉積物水溶液的電導(dǎo)率，單位是 ? ； R 為水溶液的電阻率；單位是 ? .cm。 一般情況下， 電導(dǎo)率是以數(shù)字表示溶液傳導(dǎo)電流的能力。水的電導(dǎo)率與其所含無(wú)機(jī)酸、堿、鹽的量有一定的關(guān)系，當(dāng)它們的濃度較低時(shí)，電導(dǎo)率隨著濃度的增大而增加，因此，該指標(biāo)常用于推測(cè)水中離子的總濃度或含鹽量 ，繼而推測(cè)水中固體樣本的沉積環(huán)境和沉積特性 。 電導(dǎo)（ G）是電阻（ R） 的 倒數(shù)。因此當(dāng)兩個(gè)電極（通常為鉑電極或鉑黑電極）插入溶液中，可以測(cè)出兩電極間的電阻 R。根據(jù)歐姆定律，溫度一定時(shí)，這個(gè)電阻值與電極間距 L（ cm） 正比，與電極的截面積 A（ cm2）反比，即： R =ρ (L/A) 其中ρ為電阻率 ,是長(zhǎng) 1cm，截面積為 1cm2 導(dǎo)體的電阻，其大小決定于物質(zhì)的本性。 據(jù)上式，導(dǎo)體的電導(dǎo)（ G）可表示成下式： G =1/R=(1/ρ ) (A/L)=K (1/J) 其中， K=1/ρ稱為電導(dǎo)率， J =L/A 稱為電極常數(shù) 電解質(zhì)溶液電導(dǎo)率指相距 1cm 的兩平行電極間充以 1cm3 溶液時(shí)所具有的電導(dǎo)。由上式可見(jiàn)，當(dāng)已知電極常數(shù)（ J），并測(cè)出溶液電阻（ R）或電導(dǎo)（ G）時(shí)，即可求出電 9 導(dǎo)率。 粘土混濁水的電導(dǎo)率小于 ；介于 ~間為海陸過(guò)渡相沉積；粘土混濁水的電導(dǎo)率大于 ，可以判斷為海相沉積 [16]。 實(shí)驗(yàn)過(guò)程 將從 SD 孔野外帶回來(lái)的條狀完整土壤剖面樣品開(kāi)封，以 20cm 為間隔取樣，作粘土混濁水導(dǎo)電率測(cè)定。 其實(shí)驗(yàn)步驟如下： （ 1） 每個(gè)鉆孔樣品 20cm 間隔取大約 20g，把各層位樣品依次放入 已經(jīng)清洗并烘干過(guò)的 蒸發(fā)皿中， 將所有已經(jīng)盛放了樣品的蒸發(fā) 皿放置 在恒溫鼓風(fēng)干燥箱中 110℃ 的溫度下干燥 48h 以上 。 （ 2） 將 連續(xù) 干燥 48h 后的樣品研磨成粉末， 再 用電子天平稱 量 出 樣品放入容積 大于 120ml 的容器中，再 往容器 加入 120ml 蒸餾水 ，配成粘土混濁水溶液，靜置于陰涼無(wú)風(fēng)處 。 （ 3） 在開(kāi)始測(cè)量之前， 將混合物 溶液 攪拌 3min，使其充分混合，靜置 1h 后，開(kāi)始 粘土混濁水電導(dǎo)率實(shí)驗(yàn)的 測(cè)試。 （ 4） 電導(dǎo)率 測(cè)定 之 后，將 盛有混合溶液的 容器用保鮮膜封裝，靜置于 5 天后做第2 次電導(dǎo)率測(cè)試，隨后測(cè) 樣品溶液 的 pH 值。 由于靜置過(guò)程中離子釋放更加充分，第二次 次電導(dǎo)率測(cè)定的值 一 般高于第一次測(cè)定的數(shù)值，更加穩(wěn)定和精確。兩次測(cè)定數(shù)值 沒(méi)有大的出入，默認(rèn)取第二次測(cè)量數(shù)值。若兩次的值差別大的話，需重新測(cè)定。 在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中應(yīng)當(dāng)注意以下問(wèn)題：電導(dǎo)率儀的電極的引線不能潮濕，否則將會(huì)導(dǎo)致測(cè)試數(shù)據(jù)失準(zhǔn)。 高純水被盛入容器后應(yīng)迅速測(cè)量，否則電導(dǎo)率降低很快，因?yàn)榭諝庵械囊恍?CO2會(huì)溶入水里變成碳酸根離子，影響電導(dǎo)率數(shù)值。 盛被測(cè)溶液的容器必須清潔，無(wú)離子污染。 測(cè)定溶液時(shí)應(yīng)將電導(dǎo)率儀的前端電極伸到溶液下約 5cm 的位置，等到電導(dǎo)率儀顯示屏顯示數(shù)值穩(wěn)定之后再讀數(shù)。每測(cè)完一個(gè)樣品的混濁水溶液電導(dǎo)率，都要使用蒸餾 水對(duì)電導(dǎo)率儀的前端