淮河支流汝河全新世古洪水沉積序列粒度指示的地表過(guò)程

關(guān)鍵詞 黃土；古土壤；古洪水；粒度端元分析；全新世；淮河

0 引言

淮河支流汝河發(fā)源于伏牛山區(qū)，從歷史時(shí)期以來(lái)，汝河流域暴雨洪水災(zāi)害頻繁發(fā)生，往往使得沿岸地區(qū)蒙受重大的生命財(cái)產(chǎn)損失。其中“1975.8河南駐馬店特大洪水垮壩事件”是規(guī)模巨大的毀滅性暴雨洪災(zāi)事件。據(jù)當(dāng)時(shí)測(cè)算，在板橋以上流域3天降水量可達(dá)1 008 mm，洪量達(dá)6.97×108 m3，洪峰流量達(dá)1.3×104 m3/s[1]。為了掌握汝河流域超長(zhǎng)尺度暴雨洪水規(guī)模與發(fā)生規(guī)律，需要獲得歷史和史前時(shí)期暴雨洪水水文數(shù)據(jù)資料[2]。在史料記載缺失或不全的前提下，可從古洪水水文學(xué)角度，研究河岸黃土古土壤地層序列，從中鑒別古洪水沉積層，識(shí)別河流特大洪水事件，測(cè)定其發(fā)生年代，重建超長(zhǎng)尺度洪水的洪峰水位和流量，延長(zhǎng)洪水頻率曲線，從而為流域水資源開(kāi)發(fā)利用和防洪減災(zāi)提供基礎(chǔ)性數(shù)據(jù)資料[3?4]。近30～40年以來(lái)，國(guó)內(nèi)外古洪水水文學(xué)研究迅速發(fā)展，取得了一系列重要的研究成果[5?16]。近年來(lái)，我們?cè)邳S河和長(zhǎng)江流域做了比較系統(tǒng)的古洪水水文學(xué)調(diào)查研究工作[17?23]，從沉積學(xué)角度提出了全新世古洪水沉積物的野外宏觀特征和理化指標(biāo)特征識(shí)別方法，并基于14C和OSL技術(shù)測(cè)年斷代，建立全新世黃土古土壤沉積物地層年代框架，采用水文模型重建古洪水水文學(xué)數(shù)據(jù)資料。同時(shí)，深入探討古洪水事件與氣候變化的關(guān)系，豐富了我國(guó)重要河流超長(zhǎng)尺度洪水資料數(shù)據(jù)庫(kù)，推動(dòng)了古洪水水文學(xué)學(xué)科發(fā)展。

粒度是揭示沉積物在沉積過(guò)程中的有效信息指標(biāo)，其特征往往反映沉積動(dòng)力、沉積環(huán)境和物源特征[24?26]。盡管古洪水滯流沉積物（Slack WaterDeposit，SWD）和風(fēng)成沉積物具有不同的沉積動(dòng)力，但是不同區(qū)域上由于受到物源因素等多元化的動(dòng)力因素疊加作用，不同區(qū)域上相應(yīng)的古洪水SWD粒度特征也是變化多樣的，這就給借助粒度判別SWD造成一定的困難。在一個(gè)沉積區(qū)域，如果沉積動(dòng)力復(fù)雜、物源非單一，其沉積物往往是多種動(dòng)力和物源綜合作用的結(jié)果，所以混合粒級(jí)組分往往反映總體的沉積學(xué)特征[27]。通常，一組沉積物樣品往往能夠綜合反映多種動(dòng)力作用，由于每一個(gè)樣品所處位置等條件的不同，其形成過(guò)程中受到各動(dòng)力的強(qiáng)弱有所差異，每一種動(dòng)力均會(huì)使得樣品呈現(xiàn)出自然頻率曲線特征，粒度自然頻率曲線為多個(gè)動(dòng)力組分的疊加[27]。如果從統(tǒng)計(jì)學(xué)意義上把多元化的沉積動(dòng)力組分分離出來(lái)，更有利于識(shí)別單一動(dòng)力及物源特征。由此有了粒度端元分析模型[27]，并經(jīng)過(guò)不斷改進(jìn)[28?32]，近年來(lái)在海洋沉積物、湖泊沉積物、古河道、黃土剖面等沉積學(xué)粒度分析中得到比較廣泛的應(yīng)用[33?38]，在解析復(fù)雜動(dòng)力及物源判斷上取得了良好的效果。

本文在對(duì)淮河支流汝河諸市鄉(xiāng)（ZSX）剖面沉積物粒度、元素地球化學(xué)、OSL 測(cè)年分析工作的基礎(chǔ)上[39]，考慮把多種復(fù)雜動(dòng)力進(jìn)行端元提取，解析研究剖面不同土壤沉積物地層單元可能的沉積動(dòng)力組分，解釋各土壤沉積物地層單元沉積物粒度指示的沉積動(dòng)力學(xué)意義，進(jìn)一步深刻理解研究剖面土壤沉積物地層序列記錄的地表過(guò)程變化規(guī)律。

1 研究區(qū)概況

汝河水系屬于淮河上游北部重要支流，這里受到伏牛山地形的影響，屬于暴雨中心地帶，在新蔡縣的班臺(tái)水文站處與小洪河交匯，之后至洪河口匯入淮河干流，河道主流全長(zhǎng)約223 km，流域面積約7 376 km2（圖1）。

汝河水系位處河南省中部的低山丘陵向淮河平原過(guò)渡地帶，汝南沙口以上屬于汝河上游流域，主要為淺山地貌特征，汝南沙口以下屬于中下游流域，主要為低平洼地和河間沖積平原地貌特征。汝河流域水系在形狀呈上寬下窄，河道呈現(xiàn)彎曲特征，在沙口以上的上游地段河床比降為0.21‰，沙口至班臺(tái)的中下游河段河床比降0.15‰，地形和河道呈現(xiàn)的上陡下緩特點(diǎn)，使得排洪能力低、流路不暢。河流含沙量較低，多年平均值介于0.03～1.69 kg/m3。本研究區(qū)流域?qū)儆诒眮啛釒Ъ撅L(fēng)區(qū)向暖溫帶季風(fēng)區(qū)過(guò)渡地帶，同時(shí)受到地形的影響，具有顯著的“無(wú)降雨旱、有降雨澇、強(qiáng)降雨洪”的不均衡降雨特點(diǎn)。多年來(lái)，年均氣溫介于11 ℃～16 ℃，受控于地形地貌以及季風(fēng)氣候的影響，洪災(zāi)頻發(fā)。總體上，年內(nèi)主要降水分布于6—9月份。本流域洪水主要由暴雨形成，自20世紀(jì)以來(lái)，在淮河流域曾出現(xiàn)過(guò)十多次由暴雨形成的洪峰高、流量大、影響范圍廣的大洪水[1，39]。

2 材料與方法

2.1 研究剖面

汝河上游流經(jīng)駐馬店諸市鄉(xiāng)（ZSX）段的寬廣平原地帶，這個(gè)河段從總體來(lái)看，其河槽相對(duì)比較穩(wěn)定，寬度介于150～200 m，平水位大致低于平原面10 m。野外考察期間屬于枯水期，其河水面寬30～40 m，沿河道有河漫灘分布，高出平水面2～3 m。河流一級(jí)階地高出平水位8～10 m，在底部可見(jiàn)分選良好的河漫灘相中細(xì)沙層。上部發(fā)育全新世風(fēng)成黃土古土壤沉積層，其層次分布清晰，沉積學(xué)特征明顯，尚未明顯受到人類(lèi)擾動(dòng)影響。

野外實(shí)地考察過(guò)程當(dāng)中，在汝河上游諸市鄉(xiāng)段一級(jí)河流階地前沿的全新世風(fēng)成黃土古土壤沉積層剖面中，發(fā)現(xiàn)了古洪水SWD層（圖2）。選擇ZSX剖面開(kāi)展研究，通過(guò)高精度GPS對(duì)河水面與剖面頂部海拔測(cè)量，并且采用卷尺測(cè)量核定剖面頂部河拔為9 m。通過(guò)詳細(xì)的野外宏觀特征觀察分析，結(jié)合地層沉積學(xué)以及土壤學(xué)特征判別，劃分了汝河ZSX剖面基本土壤沉積物地層框架，將ZSX剖面劃分為9個(gè)地層單元（圖3）。在此基礎(chǔ)上，對(duì)沉積地層單元進(jìn)行沉積樣品的采集并編號(hào)，并帶回實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行粒度分析及地球化學(xué)測(cè)試分析。與此同時(shí)，在各層古洪水滯流沉積物層頂部和底部的風(fēng)成沉積層中，采集了6個(gè)OSL年代樣品。并在研究剖面附近的河漫灘表面采集現(xiàn)代洪水SWD樣品1個(gè)，用作對(duì)比。

2.2 研究方法

在野外宏觀觀察進(jìn)行分層描述的基礎(chǔ)上，采集了各土壤沉積物地層單元對(duì)應(yīng)的代表性沉積學(xué)樣品，并進(jìn)行了粒度測(cè)試。樣品測(cè)試工作在陜西師范大學(xué)地理科學(xué)與旅游學(xué)院土壤沉積物與環(huán)境變化實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行。在樣品前處理過(guò)程中，首選將所采集樣品放在實(shí)驗(yàn)室自然風(fēng)干。然后對(duì)風(fēng)干樣品在陶瓷研磨缽中進(jìn)行粗研磨，充分混合攪拌均勻后稱取0.3～0.5 g放入蒸餾水清洗干凈的玻璃燒杯中，并貼上帶有編號(hào)的標(biāo)簽，加少量水用玻璃棒攪拌均勻，隨后分別加入過(guò)量的HCl（10%）和H2O2 （10%），并適當(dāng)加熱，直到?jīng)]有氣泡產(chǎn)生，以去除樣品中所含的碳酸鹽和有機(jī)質(zhì)。最后添加蒸餾水靜置沉淀72 h，并用吸管緩慢吸掉上層清水，反復(fù)多次，pH試紙檢測(cè)溶液呈中性為止，準(zhǔn)備上機(jī)測(cè)試。在上機(jī)測(cè)試前，需要加入六偏磷酸鈉溶液，并在超聲波振蕩器中震蕩20 min使得樣品顆粒物充分分散。最后在馬爾文激光粒度儀上進(jìn)行分析，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，將遮光度控制在8%～12%，反復(fù)測(cè)三次，儀器誤差控制在4%以下，取平均值。關(guān)于OSL測(cè)年工作已有專(zhuān)文論述[39]，本文不再贅述。

3 結(jié)果與討論

3.1 粒度自然頻率曲線

根據(jù)測(cè)試結(jié)果，繪制出ZSX剖面各土壤沉積物地層單元代表樣品的粒度自然頻率分布曲線（圖4）。從曲線形態(tài)來(lái)看，各土壤沉積物地層單元代表樣品粒度頻率曲線河漫灘相中細(xì)沙和其他土壤沉積物地層差異較大，且呈明顯的雙峰特點(diǎn)。河漫灘相中細(xì)沙主峰粒級(jí)組分分布在沙質(zhì)200～300 μm范圍，次峰粒級(jí)組分分布在粗粉沙質(zhì)30～50 μm范圍。說(shuō)明該沉積組分具有顯著的不同物源疊加或不同強(qiáng)弱的沉積動(dòng)力作用過(guò)程疊加特點(diǎn)。其他土壤沉積物地層單元的粒級(jí)頻率曲線主峰分布在25～50 μm粗粉沙質(zhì)范圍。而現(xiàn)代洪水沉積層粒度頻率曲線相對(duì)更尖銳，粒級(jí)更集中，說(shuō)明相比較其他土壤沉積物地層來(lái)源，物源上和沉積動(dòng)力上比較單一，且分選良好。除河漫灘相中細(xì)沙層和現(xiàn)代洪水沉積層外，其他土壤沉積物地層曲線形態(tài)相對(duì)比較接近，其各自代表的沉積環(huán)境動(dòng)力學(xué)意義，需要進(jìn)一步的解析判別。

3.2 粒度參數(shù)

通過(guò)粒度參數(shù)圖解法和矩法計(jì)算方法比較[40]，認(rèn)為矩法計(jì)算結(jié)果更為精確全面，因此在本文中采用矩法粒度參數(shù)進(jìn)行沉積學(xué)分析[41]。粒度參數(shù)是衡量沉積物粒度自然頻率分布曲線特征的數(shù)據(jù)量化指標(biāo)，這里通過(guò)中值粒徑（Md）、平均粒徑（Mz）、分選系數(shù)（δ）、偏度（Kg）、峰度（Ku）等粒度參數(shù)[42]來(lái)分析對(duì)比土壤沉積物地層單元的特點(diǎn)。中值粒徑（Md）是沉積物粒度曲線累積頻率在50%處所對(duì)應(yīng)的粒級(jí)大小。平均粒徑（Mz）表示沉積物各粒級(jí)與相應(yīng)的百分含量加權(quán)平均計(jì)算獲得的總體上反映樣品顆粒物的粗細(xì)程度指標(biāo)。分選系數(shù)（δ）通過(guò)粒級(jí)計(jì)算獲得的方差值，衡量沉積物顆粒組分的均勻程度。偏度（Kg）是衡量自然頻率曲線相對(duì)對(duì)稱軸的偏離程度。峰度（Ku）是反映曲線頂端尖銳程度的指標(biāo)。在諸市鄉(xiāng)全新世黃土土壤夾古洪水滯流沉積物（SWD）ZSX剖面中，以自下而上出露的土壤沉積物地層單元來(lái)看，河漫灘相中細(xì)沙層代表樣品的中值粒徑為198.01 μm、平均粒徑為137.49 μm、分選系數(shù)為3.70、偏度和峰度系數(shù)分別為-2.04和8.49，屬于剖面單元中最粗顆粒物組分、分選性較差、偏度系數(shù)最大、峰度值較大，均說(shuō)明該沉積物反映的是沉積動(dòng)力最強(qiáng)且相對(duì)比較復(fù)雜的沉積環(huán)境。古洪水滯流沉積物層（SWD1）的中值粒徑為27.49 μm、平均粒徑為23.51μm、分選系數(shù)為3.45、偏度和峰度系數(shù)分別為-1.17和7.26。過(guò)渡性黃土層代表樣品中值粒徑為25.48μm、平均粒徑為21.71 μm、分選系數(shù)為3.69、偏度和峰度系數(shù)分別為-1.29和6.43。全新世古土壤層下部代表樣品中值粒徑為22.62 μm、平均粒徑為19.10μm、分選系數(shù)為4.21、偏度和峰度系數(shù)分別為-0.85和4.72。古洪水滯流沉積物層（SWD2）代表樣品的中值粒徑為24.33 μm、平均粒徑為20.70 μm、分選系數(shù)為3.48、偏度和峰度系數(shù)分別為-1.33和6.70。全新世古土壤層上部的代表樣品的中值粒徑為26.72μm、平均粒徑為21.43 μm、分選系數(shù)為4.43、偏度和峰度系數(shù)分別為-0.95和4.44。古洪水滯流沉積物層（SWD3）代表樣品的中值粒徑為28.67 μm，平均粒徑為24.45 μm、分選系數(shù)為3.44、偏度和峰度系數(shù)分別為-1.56和7.62。近代黃土層代表樣品中值粒徑為29.93 μm、平均粒徑為25.88 μm、分選系數(shù)為3.60、偏度和峰度系數(shù)分別為-1.37和6.68。現(xiàn)代表層土代表樣品中值粒徑為23.81 μm、平均粒徑均值為20.46 μm、分選系數(shù)為3.76、偏度和峰度系數(shù)分別為-1.05和5.82?，F(xiàn)代洪水沉積層SWD粒度與古洪水滯流沉積層SWD1～3相比較，顯示出流域現(xiàn)代人類(lèi)活動(dòng)影響，水土流失比較嚴(yán)重（表1）。

3.3 粒度沉積學(xué)分級(jí)

對(duì)汝河ZSX剖面中的樣品粒度分析數(shù)據(jù)進(jìn)行沉積學(xué)粒級(jí)區(qū)間劃分（表2）。可以明顯地看出，除了河漫灘相中細(xì)沙沉積層代表樣品以大于125 μm粒級(jí)為主要組分，含量可達(dá)80%，其他土壤沉積物地層單元粒級(jí)組分主要分布在16～63 μm粗粉沙質(zhì)范圍內(nèi)，粗粉沙質(zhì)粒級(jí)組分基本都在50% 以上，其次為2～16 μm細(xì)粉沙質(zhì)粒級(jí)組分，在此為沙質(zhì)粒級(jí)組分，黏土質(zhì)含量最少，所有樣品均在8%以下。所以，超過(guò)剖面底部河漫灘砂質(zhì)沉積物之外，這個(gè)覆蓋層的土壤沉積物都屬于粉砂質(zhì)沉積物類(lèi)型。

3.4 粒度端元?jiǎng)澐?/p>

基于對(duì)ZSX剖面土壤沉積物類(lèi)型劃分及理解，進(jìn)一步對(duì)樣品粒度分析數(shù)據(jù)做端元分析[31]。將本剖面及現(xiàn)代洪水沉積物代表樣品導(dǎo)入端元分析模型進(jìn)行計(jì)算，選擇Gen.Weibull參數(shù)法和非參數(shù)法兩種計(jì)算結(jié)果進(jìn)行比較，從各黃土古土壤沉積物地層的含量對(duì)比來(lái)看，認(rèn)為非參數(shù)法分析所得結(jié)果能夠更好地表現(xiàn)出相應(yīng)的端元組分動(dòng)力學(xué)意義。其原因可能是樣品數(shù)量少，且不同端元組分具有不同的分布特點(diǎn)，所以自然狀態(tài)下非參數(shù)擬合效果更好。由此，本文采用非參數(shù)法進(jìn)行端元曲線擬合提取。從圖5中看到，當(dāng)取端元4是累積復(fù)相關(guān)系數(shù)近0.8，而角度離差趨于平穩(wěn)。對(duì)于端元累積相關(guān)性，由于各端元組分之間為互相疊加構(gòu)成，所以往往呈現(xiàn)出此消彼長(zhǎng)的顯著相關(guān)性，當(dāng)提取出的端元組分累積相關(guān)性增長(zhǎng)不明顯時(shí)，可以認(rèn)為后面提取出的端元為意義不明確的隨機(jī)組分，角度離差中角度越趨于平穩(wěn)，說(shuō)明未提取的剩余信息量越少。綜合來(lái)看，可提取出4～5個(gè)端元組分，在能夠保證信息完成的前提下，為了更精準(zhǔn)地判別端元組分動(dòng)力學(xué)意義，基于盡量取少的原則，本文中選擇4個(gè)端元組分進(jìn)行分析。

從各端元組分粒度頻率分布曲線、帕塞加C-M圖結(jié)合各端元曲線粒度參數(shù)綜合來(lái)看（圖6、表3），其顯著的差異性特征，代表了不同的動(dòng)力特點(diǎn)，EM1到EM4中值粒徑逐漸增大，對(duì)比C-M圖，可以明顯地看出，從左下角到右上角代表其搬運(yùn)動(dòng)力依次增強(qiáng)。EM1曲線形態(tài)比較對(duì)稱、沒(méi)有出現(xiàn)細(xì)尾或粗尾、明顯左偏或右偏情況、接近正態(tài)分布，且其中值粒徑和平均粒級(jí)分別為20.95 μm、16.77 μm，屬于最細(xì)的端元組分，說(shuō)明該組分代表了最弱的搬運(yùn)沉積動(dòng)力和遠(yuǎn)距離搬運(yùn)，或者一種使得粒級(jí)組分風(fēng)化成壤改造的動(dòng)力。EM2曲線比EM1顯示的粒級(jí)組分總體上要略微粗一些、峰稍微平緩、分選系數(shù)小，呈現(xiàn)的分選性略差、更加對(duì)稱的特征，說(shuō)明搬運(yùn)動(dòng)力更強(qiáng)或者物源上更近。C-M圖上投影，兩者極為接近，可以認(rèn)為其沉積動(dòng)力環(huán)境非常接近。EM3頻率分布曲線上來(lái)看，粒級(jí)組分相比較EM1和EM2要更粗一些、曲線峰度高、粒級(jí)分布范圍更窄、有粗尾，且在C-M圖上的投影相比較EM1 和EM2，其沉積動(dòng)力環(huán)境要強(qiáng)。EM4曲線呈現(xiàn)出明顯的不對(duì)稱雙峰模式，由于樣品數(shù)量，無(wú)法將此雙峰分離，故在此作為一個(gè)端元組分。

基于上述端元組分的特征，進(jìn)一步結(jié)合其在各土壤沉積物地層單元中的含量（圖7），對(duì)各端元組分可能所代表的動(dòng)力學(xué)意義做推斷?？梢钥闯?，河漫灘相中細(xì)沙地層單元中全部為端元4組分，現(xiàn)代洪水沉積物層（SWD）單元層中全部為端元3組分，端元4組分在其他土壤沉積物地層中均含量很少，基本可以忽略，端元3組分在古洪水沉積物層中含量總體來(lái)說(shuō)比較高，所以依此推斷，端元3組分應(yīng)該是比較強(qiáng)的洪水作用搬運(yùn)上游或者周邊碎屑物質(zhì)遇到河谷阻擋、水深變淺后，趨向于懸移質(zhì)泥沙呈滯流的動(dòng)力條件下形成，而由動(dòng)態(tài)的流態(tài)到完全的滯流狀態(tài)，在不同的地形地貌條件下，會(huì)呈現(xiàn)出多元化的中間狀態(tài)，由此決定了在古洪水滯流沉積物層SWD1～3中端元3組分的變化。端元2組分和端元1組分沒(méi)有表現(xiàn)出明顯的此消彼長(zhǎng)的關(guān)系，沒(méi)有表現(xiàn)出在古土壤層中含量更高的特點(diǎn)，其比較高的分選性和細(xì)顆粒特征，應(yīng)屬于西北季風(fēng)作用下的遠(yuǎn)源沙塵暴沉積，是典型黃土物質(zhì)來(lái)源的組分。端元2組分分選性沒(méi)有端元1組分好，沉積動(dòng)力相比較強(qiáng)或者顯示了近源的特點(diǎn)，基于前期對(duì)格大張（GDZ）剖面“新鄭黃土”的研究成果認(rèn)識(shí)[43]，這里的端元2組分應(yīng)主要屬于區(qū)域東北風(fēng)作用下從黃泛區(qū)搬運(yùn)而來(lái)的近源物質(zhì)，因?yàn)檫@種動(dòng)力組分隨著全新世中晚期以來(lái)的土壤沉積物地層中呈現(xiàn)出明顯增加的趨勢(shì)。需要考慮的是，在古洪水滯流沉積層中含有多個(gè)端元組分，往往受到了物源以及滯流沉積動(dòng)力的影響?，F(xiàn)代土壤層中表現(xiàn)出含有少量的河流洪水懸移質(zhì)動(dòng)力組分和河漫灘相細(xì)沙動(dòng)力組分的特點(diǎn)，這可能是“1975.8”暴雨垮壩洪水泥沙沉積物摻雜到表土當(dāng)中造成的結(jié)果。

綜合上述分析，可知其端元1組分代表西北季風(fēng)沙塵暴遠(yuǎn)源風(fēng)成沉積物及其風(fēng)化成壤改造的產(chǎn)物，端元2組分代表了東北風(fēng)吹揚(yáng)黃泛平原松散沉積物沙塵暴的近源沉積物，端元3組分代表了河流洪水懸移質(zhì)泥沙在高水位滯流環(huán)境條件下的沉積物，端元4組分為河流在河槽之內(nèi)水動(dòng)力作用下河漫灘沖積物。

3.5 地表過(guò)程演變

通過(guò)對(duì)ZSX 剖面土壤沉積物地理與物源的解析，將有助于對(duì)其各個(gè)土壤沉積物地層單元所代表的地表過(guò)程做進(jìn)一步的探討。從地層剖面序列的沉積物性質(zhì)和成因來(lái)看，雖然處于平原地區(qū)，汝河主流河道自全新世以來(lái)相對(duì)比較穩(wěn)定，在晚更新世末期，汝河主河槽就是目前這樣的走向，研究地點(diǎn)所處位置，屬于河漫灘相沉積環(huán)境。在晚更新世向著全新世轉(zhuǎn)折的階段，正是全球性氣候劇烈波動(dòng)變化過(guò)程，在12.00～11.25 ka之間，汝河發(fā)生了特大洪水事件，在這里淤積形成了厚達(dá)0.5 m的古洪水滯流沉積物層（SWD1），其物源主要是流域暴雨洪水侵蝕地表形成大面積水土流失的產(chǎn)物，經(jīng)過(guò)了河流長(zhǎng)距離搬運(yùn)分選沉積作用而形成。在全新世早期11.5～8.5 ka時(shí)期，河流下切導(dǎo)致該地段轉(zhuǎn)化為河岸，脫離了河漫灘沉積環(huán)境。主要接受了西北季風(fēng)遠(yuǎn)距離沙塵暴的沉積物，其中也有一些區(qū)域東北風(fēng)搬運(yùn)黃泛平原沉積物及汝河古洪水沉積物造成的近源沙塵暴沉積的組分。在全新世氣候最適宜期8.50～4.20 ka期間，形成了發(fā)育良好的褐色土類(lèi)古土壤層，主要是西北季風(fēng)遠(yuǎn)源沙塵暴堆積的產(chǎn)物，以及東北區(qū)域風(fēng)力吹揚(yáng)黃泛平原沉積物近源沙塵暴的參與沉積組分。由于這個(gè)時(shí)期東南季風(fēng)較強(qiáng)，西北季風(fēng)和東北風(fēng)都大大減弱，遠(yuǎn)源和近源沙塵暴過(guò)程都比較微弱，所以沉積速率相對(duì)比較緩慢，風(fēng)化成壤作用占據(jù)主導(dǎo)地位。在4.20～4.00 ka階段，汝河再次發(fā)生特大洪水事件，洪水漫溢出河岸堆積形成了厚達(dá)0.4 m的SWD2。而這個(gè)時(shí)期正處于全球性氣候惡化突變的階段[44]。在這期特大洪水事件結(jié)束之后，該區(qū)域風(fēng)化成壤過(guò)程恢復(fù)，在4.00～3.20 ka之間，也形成了褐色土類(lèi)古土壤，但是其沉積速率顯著增大。況且其主要物源是區(qū)域東北風(fēng)驅(qū)動(dòng)近源沙塵暴的沉積物，也就是黃泛平原黃河洪水沉積物被風(fēng)力二次搬運(yùn)沉積的產(chǎn)物。在3.20～3.00 ka之間，汝河再次發(fā)生了特大洪水事件，懸移質(zhì)泥沙堆積形成了厚達(dá)0.4 m的SWD3，端元分析顯示其物源構(gòu)成主要包括流域暴雨侵蝕導(dǎo)致水土流失的產(chǎn)物，尤其是遠(yuǎn)源沙塵暴和近源沙塵暴沉積物質(zhì)經(jīng)過(guò)河流洪水搬運(yùn)分選沉積形成。這個(gè)時(shí)期處于全新世中期向晚期的轉(zhuǎn)折過(guò)渡階段，也就是全新世氣候適宜期結(jié)束，氣候迅速轉(zhuǎn)型的階段[44]。在3.00 ka以后，進(jìn)入全新世晚期，氣候條件比之以前已經(jīng)變得相對(duì)比較干旱涼爽，同時(shí)，流域人類(lèi)活動(dòng)顯著增強(qiáng)，黃河洪水泛濫頻繁發(fā)生，黃泛平原遍布松散沉積物，由區(qū)域性東北風(fēng)吹揚(yáng)形成近源沙塵暴劇烈活動(dòng)，形成了由黃泛沉積物二次沉積的近代風(fēng)成黃土層。最近1.50 ka以來(lái)是現(xiàn)代土壤層堆積形成的時(shí)期，端元分析顯示其主要是西北季風(fēng)搬運(yùn)的遠(yuǎn)源沙塵暴和黃泛平原東北風(fēng)近源沙塵暴堆積的組分，也可能有“75.8”暴雨垮壩洪水沉積物的參與混合。

4 結(jié)論

本文研究汝河諸市鄉(xiāng)河段河岸剖面各個(gè)層次代表性樣品，樣品數(shù)據(jù)不多的情況下，依然在端元分析組分提取的過(guò)程中，取得了比較好的效果。有效地呈現(xiàn)出了各代表土壤沉積物地層不同端元?jiǎng)恿M分的疊加組合情況。

（1） 汝河上游ZSX剖面全新世黃土土壤SWD可以提取出4個(gè)端元組分，通過(guò)土壤沉積物地層單元宏觀特征特征及相應(yīng)的組分含量等因素綜合判斷，認(rèn)為其分別代表了西北遠(yuǎn)源沙塵暴風(fēng)成沉積物和風(fēng)化成壤改造產(chǎn)物、東北風(fēng)吹揚(yáng)黃泛平原沉積物形成的沙塵暴的近源沉積物、河流洪水?dāng)y帶地表泥沙長(zhǎng)距離搬運(yùn)后在高水位滯流環(huán)境的沉積物，以及河道內(nèi)河漫灘水動(dòng)力作用下的沙質(zhì)沉積物。

（2） 汝河主流河道在全新世以來(lái)比較穩(wěn)定，河岸全新世時(shí)期各土壤沉積地層受到了多元化的沉積動(dòng)力綜合作用。汝河流域暴雨洪水災(zāi)害和氣候變化關(guān)系密切，往往在氣候突變或者氣候惡化轉(zhuǎn)型階段易發(fā)特大暴雨洪水災(zāi)害。本文揭示出汝河遂平諸市鄉(xiāng)河岸剖面記錄的三期特大洪水事件，它們分別發(fā)生在12.00～11.25 ka、4.20～4.00 ka和3.20～3.00 ka三個(gè)階段。這些時(shí)段正是全球氣候惡化轉(zhuǎn)折期，東亞季風(fēng)大氣環(huán)流狀態(tài)不穩(wěn)定，多極端性的異常變化，流域降水變率增大，容易發(fā)生特大暴雨洪水事件。