摘要
稳定的河漫滩沉积中含有丰富的流域洪水事件和环境污染信息，为开展河漫滩环境沉积学的研究奠定了很好的基础。长江南京-镇江段地处长江下游，沿岸发育了较大面积的河漫滩。本文在长江南京段采集NB1孔、NB2孔（露头剖面）和GB88孔3个现代河漫滩沉积岩芯，在镇江段采集ZR99孔和ZH51孔2个现代河漫滩沉积岩芯岩芯，综合运用地貌与沉积学的调查与方法，结合实验室137Cs测年、粒度、磁化率、地球化学分析结果，系统分析长江下游感潮河段现代河漫滩沉积特征及环境意义，探讨河漫滩沉积记录的洪水事件，评价现代河漫滩沉积环境质量并重建长江下游南京段河漫滩沉积记录的重金属污染历史。研究结果表明: 1)长江南京-镇江段现代河漫滩沉积以灰色、棕色为主;沉积物颗粒较细，主要包括粘土质粉砂、粉砂、砂质粉砂和少量的砂。河漫滩露头发育厚为20-30 cm的泥样加积层，泥样加积层间发育几厘米厚的砂层。泥样沉积层内包含许多毫米级的薄层理，主要为粗细交互层理，这些层理以水平层理为主，局部发育波状层理。滩面泥裂构造广布。 2)长江南京-镇江段河漫滩沉积粒径偏细，沉积水动力较弱，其中南京段NB1孔和镇江段ZR99孔所在河漫滩的沉积水动力最大。在垂向上，南京段NB1孔的砂含量在部分层位较高，对应洪水沉积事件;镇江段ZR99孔的砂含量和平均粒径由底层向表层增加，反映了不断增强的沉积水动力;镇江段ZH51孔分选性具有明显阶段性。河流比降、河势、分汊河床演变以及滩面植被是影响长江南京-镇江段河漫滩沉积粒度特征的重要因素。 3)长江南京-镇江段现代河漫滩沉积磁化率较高，频率磁化率较低，其中磁化率与沉积物粒度的相关性不明显，频率磁化率与沉积物粒度的相关性相对明显。南京段NB1孔沉积物磁化率与重金属含量的相关性不明显，频率磁化率与重金属含量的相关性较为明显。沉积物来源、有机质/植物残体含量、氧化还原环境是影响现代河漫滩沉积物磁化率的重要因素。 4)除CaO外，沉积物各元素符合“元素的粒度控制规律”。流域地质背景、风化作用、沉积水动力和人类活动是影响河漫滩沉积元素含量的主要因素。NB1孔微量元素的阶段性变化趋势，反映了流域在人类活动影响下的污染历史。 5)现代河漫滩沉积物中的砂含量可以指示流域的洪水事件。现代河漫滩沉积常量元素含量也可以指示流域洪水事件:洪水规模越大，Al2O3、Fe2O3、K2O、MgO、MnO、P5O2、TiO2含量越少，SiO2、Na2O的含量越多;反之则反。NB1孔沉积物粒度和常量元素含量变化清晰指示了1954年和1983年两次流域特大洪水事件。 6)运用长江干流沉积物质量分级标准、沉积物质量生物效应范围法（FDEP泥沙质量准则）、富集系数法、地累积指数法、潜在生态危害指数法对现代河漫滩沉积NB1孔的环境质量进行评价，认为现代河漫滩沉积物环境质量总体较好，长江巨量来水来沙的稀释作用是河漫滩沉积环境污染并不严重的主要原因。根据沉积物潜在生态风险指数评价结果，长江下游南京段现代河漫滩沉积记录的重金属污染历史可以划分为6个阶段:第一个阶段为1954年，沉积物没有重金属污染和潜在生态风险。第二个阶段为1954年到80年代早期，沉积物重金属污染程度和潜在生态风险程度随沿江地区农业化、工业化和城市化进程的推进逐渐增大。第三个阶段为1983年，沉积物重金属污染程度和潜在生态风险程度因大规模洪水的稀释作用而降低。第4个特征阶段为80年代中后期，沉积物重金属污染程度和潜在生态风险程度上升。第五个阶段是上世纪90年代到2003年，随着沿江地区农业化、工业化和城市化进程的快速推进，沉积物重金属污染和潜在生态风险最为严重，但受高频率、大规模洪水的稀释，沉积物重金属污染程度和潜在生态风险程度没有明显上升。第六个阶段是2003年至2012年，可能受三峡大坝蓄水和环境监管力度增强的综合影响，沉积物重金属污染程度和潜在生态风险程度下降。 研究发现，长江下游南京-镇江段现代河漫滩沉积物以粗细交替的含砂或者黏土的粉砂沉积为主，局部有薄砂层或者粒度较粗的层位，对应流域大洪水事件的沉积。根据长江下游南京段现代河漫滩沉积的年代学、粒度和地球化学元素的研究，分析了河漫滩沉积特征，恢复了现代河漫滩沉积记录的洪水事件，评价了现代河漫滩沉积环境质量并重建了河漫滩记录的重金属污染历史。长江下游现代河漫滩记录的现代洪水沉积事件研究为河漫滩、阶地和古洪水研究提供了重要的现实参考。
NETL