一种大型泥石流堆积扇发育期次与灾变历史构建方法

本发明涉及古泥石流扇混杂沉积测年，尤其涉及一种大型泥石流堆积扇发育期次与灾变历史构建方法。

背景技术：

1、泥石流堆积扇是泥石流活动的最终产物，重大工程沿线发育类型多样、成因复杂的泥石流堆积扇，这些大型泥石流堆积扇是线路规划和工程选址建设过程中难以回避的有限空间场所。

2、多数泥石流沟缺乏有效观测，或者观测年限短，大型泥石流堆积扇记录地质时期长尺度低频率的重大灾变事件，如何揭示大型泥石流堆积扇过去历史时期泥石流堆积发育期次成为工程选址重要议题。

3、而泥石流堆积扇发育期次与灾变历史构建，可以为穿越堆积扇线路工程、城镇聚落等重大泥石流灾害未来风险评价提供长时间尺度数据资料，从而依照历史重大灾变事件资料参考，提出合理的防灾减灾的对策；

4、现有技术中，有采用光释光(osl)测年技术对混杂泥石流沉积进行直接测定，该现有技术直接测定难度大，这是由于泥石流沉积物搬运距离短、osl信号晒褪不彻底影响，该技术测定得到的结果，容易造成泥石流沉积物年代偏老；

5、并且现有技术在实际应用中，多数研究单纯直接对混杂泥石流沉积直接采样测年，缺乏对泥石流沉积结构详细剖析，难以获得准确的泥石流测年结果。

6、现有技术中，有采用放射性碳十四(14c)测年技术用于各种沉积物测年，但是具体到泥石流中木炭等有机物质的测年材料在野外实际并不容易发现和获取；现有泥石流沉积中14c测年的有机材料获取随机性很大，极其容易面临无有机材料无法进行14c测年测试的情况；

7、现有技术所建立的泥石流扇年代序列和灾变历史不准确；从而致使无法指导防灾减灾工程的现实需要；

8、因此，本领域技术人员致力于开发一种大型泥石流堆积扇发育期次与灾变历史构建方法，旨在解决现有技术中存在的缺陷问题。

技术实现思路

1、有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是目前现有技术中，osl直接测定泥石流面临信号残留大，年代偏大问题；现有14c测年在泥石流沉积很难发现有机测年材料，随机性大，泥石流沉积全有机质测年年代偏大或者偏小；无法准确建立泥石流扇年代序列和灾变历史。

2、为实现上述目的，本发明一种大型泥石流堆积扇发育期次与灾变历史构建方法，包括如下步骤：

3、步骤1、野外划分泥石流沉积结构和期次单元；

4、步骤2、物探分析泥石流厚扇度变化和巨砾分布；

5、步骤3、基于步骤1、2，完成泥石流扇横向与纵向剖面布设取样；

6、步骤4、基于收集到的信息，完成测年分析与年代约束；

7、步骤5、根据步骤4的测试分析结果，完成泥石流扇发育期次与年代序列的确立；

8、步骤6、基于以上步骤，完成泥石流扇演化过程与灾变历史构建；

9、所述步骤1、野外划分泥石流沉积结构和期次单元，需要选择出露较好的古泥石流扇剖面，开展地层结构、构造、粒序和层位关系观测，明确堆积扇巨砾、石线构造和底泥-混杂构造等宏观特征，再基于以上特征划分泥石流期次单元；

10、所述步骤2、采用地质雷达测深获取未暴露泥石流堆积扇厚度变化，尤其是泥石流巨砾分布；

11、所述步骤3，是从堆积扇横向和纵向剖面开展现场工点系统踏勘布局取样；

12、步骤4、基于上述步骤完成测年分析与年代约束；

13、所述步骤4的测年分析包括：泥石流透镜砂层osl测年分析、泥石流包砾有机物质14c测年分析；

14、所述步骤4的年代约束包括：泥石流“上覆地层”最小年代约束、泥石流“下伏地层”最大年代约束；

15、所述步骤4的测年分析，根据每期泥石流堆积扇沉积剖面结构特征，在泥石流堆积扇中透镜砂层采集osl样品，在“泥包砾”结构中底泥层采集可供14c测年的有机材料；综合分析两种年代测试结果，明确泥石流事件层年代；

16、所述步骤4的年代约束，对泥石流堆积扇顶部和底部上下夹层年代约束，获得泥石流堆积扇上限和下限，分析泥石流事件层和上下限年代框架，确定泥石流发育期次；

17、步骤5、根据步骤4的测试分析结果，完成泥石流扇发育期次与年代序列的确立；

18、所述步骤5中，对于5-10万年以上的泥石流扇，可以补充测试泥石流扇表层巨砾宇生核素(10be、36cl、26al)测年，获得泥石流堆积扇暴露年龄和埋藏年龄；

19、所述步骤5中，若泥石流沉积砾石表面赋存有钙华沉积，可以开展铀(u)系测年；

20、步骤6、基于以上步骤，完成泥石流扇演化过程与灾变历史构建；

21、所述步骤6中，可以基于步骤2采用地质雷达测深获取到的巨砾记录完成山洪泥石流规模的估算；

22、所述步骤6，结合物探和数值模拟重建历史时期不同期次泥石流资料；

23、所述步骤6，可以基于沉积结构的泥石流混杂沉积测年，明确泥石流发育期次，从而完成不同期次泥石流演化过程的数值模拟重建；

24、采用以上方案，本发明公开的大型泥石流堆积扇发育期次与灾变历史构建方法，具有以下优点：

25、(1)本发明的大型泥石流堆积扇发育期次与灾变历史构建方法，基于泥石流沉积结构进行系统分析，提出泥石流事件层测年新方法；相较于现有技术，本方法创新性的利用，泥石流透镜砂层具有冲洪积特征，存在一定分选，从而可以成为泥石流堆积体中较为理想的osl测年材料；并且以泥石流“泥包砾”结构中的细颗粒泥土体当中覆存14c有机测年材料，使得可以同时完成对对堆积扇顶部及其上覆坡积土系统测年；以及对对堆积扇底部及其河湖相砂层系统测年。

26、(2)本发明的大型泥石流堆积扇发育期次与灾变历史构建方法，从泥石流堆积扇地貌、地质物探、沉积物结构分析、osl测年和14c测年技术方案入手，通过泥石流数值模拟，可以重建长时间尺度泥石流发育期次，分析低频率泥石流灾变历史，拟补短期观测灾害数据不足，从而可以对穿越堆积扇线路工程、城镇聚落等重大泥石流灾害未来风险评价提供长时间尺度数据资料，使得可以满足重大泥石流扇发育期次与防灾减灾工程现实需要。

27、综上所述，本发明公开的大型泥石流堆积扇发育期次与灾变历史构建方法，可以同时完成对堆积扇顶部及其上覆坡积土系统测年；以及对堆积扇底部及其河湖相砂层系统测年；通过泥石流数值模拟，可以重建长时间尺度泥石流发育期次，拟补短期观测灾害数据不足，从而可以满足重大泥石流扇发育期次与防灾减灾工程现实需要。

28、以下将结合具体实施方式对本发明的构思、具体技术方案及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。

技术特征：

1.一种大型泥石流堆积扇发育期次与灾变历史构建方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.如权利要求1所述大型泥石流堆积扇发育期次与灾变历史构建方法，其特征在于，

3.如权利要求1所述大型泥石流堆积扇发育期次与灾变历史构建方法，其特征在于，

4.如权利要求1所述大型泥石流堆积扇发育期次与灾变历史构建方法，其特征在于，

5.如权利要求1所述大型泥石流堆积扇发育期次与灾变历史构建方法，其特征在于，

6.如权利要求1所述大型泥石流堆积扇发育期次与灾变历史构建方法，其特征在于，

7.如权利要求1所述大型泥石流堆积扇发育期次与灾变历史构建方法，其特征在于，

8.如权利要求1所述大型泥石流堆积扇发育期次与灾变历史构建方法，其特征在于，

9.如权利要求1所述大型泥石流堆积扇发育期次与灾变历史构建方法，其特征在于，

技术总结
本发明的大型泥石流堆积扇发育期次与灾变历史构建方法，包括步骤1、野外划分泥石流沉积结构和期次单元；步骤2、物探分析泥石流厚扇度变化和巨砾分布；步骤3、基于步骤1、2完成泥石流扇横向与纵向剖面布设取样；步骤4、基于收集到的信息，完成测年分析与年代约束；步骤5、根据步骤4的测试分析结果，完成泥石流扇发育期次与年代序列的确立；步骤6、基于以上步骤，完成泥石流扇演化过程与灾变历史构建；本方法可以完成对对堆积扇顶部及其上覆坡积土系统测年和对堆积扇底部及其河湖相砂层系统测年；通过泥石流数值模拟，可以重建长时间尺度泥石流发育期次，拟补短期观测灾害数据不足，满足重大泥石流扇历史重构与防灾减灾工程现实需要。

技术研发人员：郭永强,葛永刚,孙聿卿
受保护的技术使用者：中国科学院、水利部成都山地灾害与环境研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14