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user: 3. 结果与分析 3.1. 砂黄土粒度组成特征 砂黄土粒度组成特征是揭示东亚冬、夏季风变化良好的代用性指标 [ 3 ]。按照上述6种前处理方法对陕北地区的砂黄土样品进行粒度测试，其粒度组分结果见表1。从表1中可以看出，陕北砂黄土颗粒组成整体上以粉砂粒(2~63 μm)含量为主，变化范围为41.72%~84.69%，平均值为69.17%；砂粒(63~2000 μm)含量次之，变化范围在7.06%~54.98%之间，平均值为25.33%；黏粒(<2 μm)含量最少，变化范围在2.95%~8.75%之间，平均值为5.80%。 就不同前处理方法而言，砂黄土的颗粒组分含量差异明显。从不同粒级组分含量变化来看，黏粒(< 2 μm)含量经方法E测试所得到的含量变化范围最大，差值为5.03%，其次为方法B，含量范围为4.54%~8.75%，但方法B的平均值(6.75%)最大，方法C的平均值(4.57%)最小，说明经方法B处理后所测试得到的黏粒含量增加，而方法C黏粒含量减少。粉砂粒(2~63 μm)含量变化范围差值由大到小依次为方法E (42.88%) > 方法C (42.24%) > 方法B (38.04%) > 方法F (37.66%) > 方法A (34.59%) > 方法D (34.03%)，其中，方法C测得的粉砂粒的平均值(70.60%)最大，方法B的平均值(67.81%)最小，表明方法C、F所测得的粉砂粒含量比其他方法增多。方法E处理后的砂粒(63~2000 μm)含量范围变化最大，为7.06%~54.98%，最小的是方法A (8.46%~46.83%)。砂粒平均值最大的方法B，为25.44%，方法D (24.64%)最小，表明经方法D处理后得到的砂粒含量减少。 Table 1 The grain size distribution of sandy loess by different pretreatment methods (Unit: % 方法 黏粒 < 2 μm/% 粉砂粒2~63 μm/% 砂粒63~2000 μm/% A 范围 4.33~8.25 48.70~83.29 8.46~46.83 平均值 6.38 68.67 24.95 B 范围 4.54~8.75 45.58~83.62 7.87~49.60 平均值 6.75 67.81 25.44 C 范围 2.95~5.63 41.72~83.96 10.41~54.92 平均值 4.57 70.60 24.83 D 范围 4.16~7.97 48.54~82.57 9.80~47.30 平均值 6.17 69.19 24.64 E 范围 3.21~8.24 41.81~84.69 7.06~54.98 平均值 6.10 68.69 25.21 F 范围 3.33~5.81 46.55~84.21 10.24~48.83 平均值 4.82 70.09 25.09 整体 范围 2.95~8.75 41.72~84.69 7.06~54.98 平均值 5.80 69.17 25.33 表1. 不同前处理方法测试的砂黄土颗粒组分含量(单位：%) 3.2. 砂黄土粒度参数特征 砂黄土作为风成沉积物，其粒度参数特征可指示风力强弱、反映沉积环境状况 [ 25 ]。在冷干多风的气候条件下，平均粒径Φ值较小，颗粒较粗；分选程度较差，分选系数较小；粒度分布集中在粗粒部分，偏度为正偏；峰态较窄，沉积物物质来源单一。依据Folk等 [ 26 ] 提出的公式图解计算得到砂黄土的粒度参数(表2)。从表2中可知，陕北砂黄土的平均粒径变化范围在4.03~5.92Φ之间，平均值为5.16Φ，属粉砂粒级；分选系数的变化范围为1.33~2.22，平均值为1.72，属分选较差；偏度介于0.14~0.55之间，平均值为0.41，属极正偏，平均值向中位数的较细端靠近；峰度范围变化在0.80~1.73之间，平均值为1.22，属窄峰态型。 从不同前处理方法的平均粒径来看，方法E的含量变化范围最大，为4.03~5.88Φ，最小的是方法F，为4.31~5.55Φ。方法B的平均值(5.29Φ)最大，方法F(5.08Φ)最小。对于分选系数而言，6种前处理方法下所测试的粒级组分并计算得到分选系数的平均值依次为方法B (1.82) > 方法A (1.80) > 方法E (1.74) >方法D (1.70) > 方法C (1.68) > 方法F (1.60)；其中，方法E砂黄土的分选系数变化范围最大(1.33~2.13)。方法B、A、E的分选系数平均值较大，说明这三种方法的分选性优于其他方法，但6种前处理方法的分选性均处于较差水平。在偏度上，方法C的含量变化范围最大，为0.14~0.52，方法E最小(0.37~0.48)；方法B和方法D的平均值(均为0.43)最大，最小的是方法C(0.37)，说明经过方法B、D处理后的沉积物颗粒向细粒组分方向聚集。对峰度而言，方法E的含量变化范围最大(0.89~1.73)，最小的是方法F，为0.99~1.65。方法D、F、E的峰度平均值分别为1.32、1.30、1.24，均大于其他三种方法，属于很窄峰态，其他方法属于中等峰态。 Table 2 Grain size parameters of sandy loess by different pretreatment method 方法 平均粒径Mz/Φ 分选系数σ 偏度Sk 峰度Kg A 范围 4.49~5.86 1.62~2.11 0.31~0.51 0.89~1.56 平均值 5.26 1.80 0.42 1.18 B 范围 4.35~5.92 1.59~2.22 0.33~0.55 0.87~1.67 平均值 5.29 1.82 0.43 1.19 C 范围 4.40~5.68 1.54~2.02 0.14~0.52 0.80~1.49 平均值 5.21 1.68 0.37 1.12 D 范围 4.27~5.70 1.44~2.08 0.38~0.51 1.02~1.73 平均值 5.15 1.70 0.43 1.32 E 范围 4.03~5.88 1.33~2.13 0.37~0.48 0.89~1.73 平均值 5.24 1.74 0.41 1.24 F 范围 4.31~5.55 1.38~1.94 0.36~0.52 0.99~1.65 平均值 5.08 1.60 0.40 1.30 整体 范围 4.03~5.92 1.33~2.22 0.14~0.55 0.80~1.73 平均值 5.16 1.72 0.41 0.22 表2. 不同前处理方法下砂黄土粒度参数 3.3. 砂黄土粒度频率曲线特征 粒度频率曲线能更完整的反映沉积物颗粒分布形态 [ 2 ] [ 3 ]，因此不同前处理方法下的粒度测试结果差异会在粒度频率曲线上具有更直观的反映。陕北砂黄土经过不同前处理方法得到的粒度频率曲线(图1)，均呈现双峰态，30~60 μm之间的主峰最为突出，峰值为5~8 μm之间次峰起伏较小，同时还存在0.02~2 μm之间的超细粒组分，如样品1、2、9、15、21、28。粒度频率曲线上超细粒组分以及次峰的存在，主峰偏向细粒端，表明所有样品在经过不同前处理方法后细粒组分含量增多。 供实样品中，0.02~2 μm超细粒组分在方法C、F中峰值最低，方法B、E、D的峰值较高，说明用方法B、E、D经过前处理后得到的细颗粒增加；5~8 μm的次峰在方法C中峰值最高，细粒组分含量最多，方法D、E的峰值最低；方法F中30~60 μm的主峰峰值最高，且主峰向粗粒端靠近。