服务热线：1362169548613621695486
服务热线：1362169548613621695486
云南高原位于我国西南部，属低纬度高海拔地 区，常年受西南季风的控制 . 自新生代以来，随 着青藏高原的隆升，发育了大量的构造断陷湖泊， 其湖相沉积物因沉积速率快、连续性好、生物化石 丰富等优势，常被用来研究区域环境变化和人类活 动. 湖泊沉积物粒度作为衡量流域沉积介质、区 域降水、水动力条件及湖面水位变化等的参数， 在不同的时间（千年、百年、十年和年）尺度上，沉 积物粒度变化特征反映的是湖泊水动力条件、流 域降水的差异. 然而，相对于浅水湖泊而言，深水 湖泊其水体物理化学性质具有明显的分层，受外界 影响（如风生流、翻池等）较小，因此其物质在水体 中的迁移转换与沉积过程显著不同 . 分维作为分形的定量表征和基本参数，是分形 定量指标的表现方式，它表示的是具有分形特征物 质的自相似性，其大小表示颗粒物组成的复杂程 度. 自分维参数提出以来，在地理学与地质学中得 到了广泛应用 . 通过对沉积物粒度指标分形特征及其与传统指标间相互关系的研究，揭示了众多自 然地理现象具有分形性质，并指示了沉积物沉积时 的环境演变. 而前人对自然界沉积物分形特征的研 究，多集中在探讨某一类成因或沉积环境的沉积物， 且这些研究主要集中在黄土、河流悬浮与沉积 物、泥石流及浅水湖泊 等方面，而针对深 水湖泊沉积物的分维特征研究与应用还有待进一 步加强。
抚仙湖（24°21′28″~24°38′00″ N，102°49′12″~102°57′26″ E）位于云南高原中部、滇中盆地中心， 是我国第二大深水湖泊，湖泊面积 212 km2，平均容 水量 189.3×108 m3，湖水平均深度 95.2 m，最大水 深 158.9 m，湖面海拔高度 1722.5 m . 抚仙湖属于 珠江流域南盘江水系（由海口河注入南盘江），湖区 四面环山，由断层溶蚀形成；南北呈倒置葫芦状，为 半封闭湖泊，通过隔河与星云湖相通. 由于主要受 西南季风影响，全年分为旱季和雨季，雨季一般为 5—10 月，其降雨量占全年的 80% 以上. 流域内 的土壤主要以红壤、棕壤、紫色土为主；植被主要 以华山松林、云南松林等针叶林为主. 由于近年 来人类活动频繁，致使常绿阔叶林面积不断减少。
采用 YOUBD 型活 塞采样设备（奥地利 Uwitec 公司），在抚仙湖南部 水深约为 85 m 处 （24°24′57.48″ N，102°52′6.24″ E）获得长 34 cm 的湖泊沉积物岩芯. 沉积岩 芯带回实验室后，按 0.5 cm 间距共获得样品 68 个， 用以粒度等相关环境代用指标的分析.
首先将沉积物样品冻干后，取 0.3 g 放入 50 mL 的烧杯中，加入 10 % 的双氧水 10 mL 并加热以去除样品中的有机质，待反应完成后再加 入 10 % 的盐酸 10 mL 煮沸以除去碳酸盐. 然后将 烧杯注满蒸馏水并静置一夜，抽去上层清液，加入 10 mL 浓度为 0.05 mol/L 的六偏磷酸钠并在 KQ400KDE 型微波震荡仪（上海昆山舒美公司）上震荡 10 min；最后将其移至 Mastersizer2000 激光粒度 仪（英国 Malvern 公司）上进行测定. 每个样品重复 测量 3 次，实际计算时取其平均值，样品测量的相 对误差小于 1 %. 所有样品的测试分析均在云南省 高原地理过程与环境变化重点实验室完成.
分维值是碎形现象沉积物粒度分 形计算的定量指标，而使用最广泛的计算方法为幂 指数法. 在分形存在的前提下，假设沉积物颗粒的 密度不变，而颗粒直径的立方与其质量成正比， 则关系如下：
式中 N（r）为粒径大于 r 的颗粒数目，r 为颗粒体积 的立方根，m（r）为直径小于 r 的颗粒累积质量， m 为总质量，b 为幂指数.通过公式（1）可知沉积物粒度分维值方程：
D = 3−b, (2)
式中 D 为分维值，斜率 b 可运用最小二乘法和线 性回归对 m（r）/m-r 对数图拟合获得.
通过对沉积物粒度 组成的分析表明，抚仙湖沉积物粒度分布总体呈现 出单峰态特征，其主峰在 10 μm 附近. 同时， 通 过 利 用 Udden-Wentworth 粒 度 分 级 标 准 和 Sheppard 三角法对抚仙湖沉积物粒径进行了分 析，发现抚仙湖沉积物主要由粉砂和黏土质粉砂组 成，其中黏土体积比为 9.19 %~38.61 %，粉砂 所占体积比最大，为 61.39 %~91.81 %，而砂所占体 积比很小. 说明沉积物在沉积过程中受到的搬运营 力相对较为单一.
通常状况下， 湖泊沉积物粒度的分级越细，lg[m（r）/m]–lgr 函数 的拟合相关系数越大，其自相似程度越高；而分维 值则指示了沉积物粒度组成的复杂程度，其值越 大 ，代表沉积物粒度组成越复杂. 有研究表 明，泥石流、冰碛物的粒度分维值约为 2.6，而河 流、湖泊等沉积物分维值普遍小于 2.6. 以岩芯长 度（从上到下）17 cm 处为分界，抚仙湖湖相沉积物 粒度的分维拟合曲线大致可以分为 2 类，且两图中的 lg[m（r）/m]与 lgr 间具有显著的 相关性，其相关系数分别为 0.992 和 0.994（p<0.01）， 其保持了碎形体的自相似特征，即具有分形性.
沉积物粒度 作为反映沉积介质动能与搬运能力的代用指标，与 沉积环境密切相关. 前人常利用沉积物的分选 程度来探讨沉积时水动力条件，并结合沉积物 峰度和偏度了解沉积物的成因，判断其沉积环境. 通过分维值与平均粒径、分选系数、偏态、峰态等 粒度参数相关性的分析，能更好地了解湖泊沉积物 粒度分维特征与沉积环境及其成因间的联系.从抚仙湖沉积物粒度分维值与平均粒径、分 选系数、偏态、峰态等参数的相关性研究发现，其 分维值与平均粒径、分选系数、峰态具有较为显著 的相关性，其相关系数分别为 0.686、0.759 和 0.872（p<0.01）. 陈冬梅等对不同沉积物粒度 分维值的研究表明，浅水湖泊、湖滨三角洲沉积物 的平均粒径与分维值呈弱相关性. 而本研究平均粒 径与分维值间的显著相关性则说明，相对于浅水湖 泊和湖滨区沉积易受外界影响而言，深水湖泊沉积 物分维特征可能更好地记录了沉积水动力特征. 沉 积物粒度分维值与分选系数、峰态间的正相关关 系表明沉积物分选较差，搬运营力的性质变化较 大，且沉积动力不稳定，其沉积环境主要受入湖颗 粒物影响，间接指示了湖泊流域环境的显著变化及 各阶段的差异性，而粒度分维值对此变化具有较好 的响应.
