風(fēng)成沉積物源分析方法及其應(yīng)用研究進(jìn)展

艾 笛

（長江大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，湖北武漢 430100）

風(fēng)成沉積物源分析方法及其應(yīng)用研究進(jìn)展

艾 笛

（長江大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，湖北武漢 430100）

風(fēng)成沉積物表面重建過程的起源跟蹤在干旱地區(qū)，對恢復(fù)地區(qū)大氣環(huán)流模式在過去的歷史，和更深入地理解各種類型的風(fēng)成環(huán)境起著重要的作用，而且還可以幫助我們澄清源變化與氣候變化和構(gòu)造運(yùn)動之間的關(guān)系。在風(fēng)成沉積物礦物學(xué)、元素地球化學(xué)、同位素地球化學(xué)、和單一礦物地球化學(xué)示蹤法，及其應(yīng)用研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，討論各種來源的優(yōu)勢分析方法和可能出現(xiàn)的問題，以及物源的未來研究方向。

風(fēng)成沉積物；物源分析；礦物學(xué)；地球化學(xué)；單礦物

來源分析包括找到出處的位置和母巖的組合特征，泥沙傳輸距離和傳輸路徑，影響沉積物成分差異的原因等。不同來源的材料響應(yīng)于各種各樣的表面過程將有不同的礦物學(xué)和地球化學(xué)特征，以便它們可以用來跟蹤礦物和定量來源。風(fēng)成沉積物主要包括風(fēng)積沙和灰塵沉積在不同介質(zhì)材料（如黃土、泥炭、湖泊、深海的風(fēng)成塵埃等）。風(fēng)成沉積物來源指的是系統(tǒng)中沉積物源巖與沉積區(qū)之間的中間的過境、灌注風(fēng)攜帶松散沉積物沉積過程；跟蹤是指探索沙粒起源的原始包含礦物晶體形式的母巖類型和位置。

沙漠砂的研究不僅有助于了解沙漠的形成和演化，而且有助于更好地了解干旱區(qū)區(qū)域大氣環(huán)流的表面重建過程，確定有效的環(huán)境管理戰(zhàn)略，找出中國黃土源對亞洲粉塵生產(chǎn)、運(yùn)輸和沉積提供重要的信息和可以更深刻地理解黃土的環(huán)境指示意義，深化理解古代塵埃的運(yùn)輸在東亞，有關(guān)古代大氣模型的約束。此外，重要的是要找出風(fēng)成沉積物的起源和了解源和構(gòu)造運(yùn)動和氣候變化之間的關(guān)系。

1 礦物源示蹤法

特定的重力大于2.86的陸源碎屑礦物稱為重礦物，重礦物一般耐磨損，穩(wěn)定性強(qiáng)，是母質(zhì)源區(qū)巖性定性好的反射。通常存在嚴(yán)格的礦物共生關(guān)系，對重礦物組合指數(shù)源變化十分敏感。不同地區(qū)的風(fēng)積砂重礦物含量受母質(zhì)類型、來源及風(fēng)化程度的影響，存在明顯的區(qū)域差異。通過對重礦物和能源領(lǐng)域的分析，可以定性地給出源區(qū)及源區(qū)巖石的位置。鄂爾多斯地區(qū)的沙丘和下伏基巖風(fēng)化礦物成分明顯變化的產(chǎn)品，石榴紅砂巖的重礦物成分的紅褐色的風(fēng)沙暴露面積（20%～39%）和角閃石（24%～34%），接近黃色淺灰色灰綠色砂巖地區(qū)風(fēng)沙和角閃石（33%～41%）。

風(fēng)化不同的三種重礦物組合的穩(wěn)定（不穩(wěn)定、溫和穩(wěn)定，穩(wěn)定）的三角圖可以區(qū)分不同的風(fēng)成砂源在不同的地區(qū)。為了更突出了重礦物組合，也使用Piper多三角圖的方法表示不同地區(qū)風(fēng)成沉積物的重礦物組合。Xu等使用Piper三角形圖解，發(fā)現(xiàn)更多庫姆塔格沙漠分區(qū)礦物類型、組合和相對含量的差異不大，沙丘和阿爾金南緣暴露巖石和洪積扇的重礦物成分，說明沙漠的來源相對單一，阿爾金山是庫姆塔格沙漠的主要來源。

2 元素地球化學(xué)示蹤法

碎屑巖的化學(xué)成分往往反映源區(qū)、自然風(fēng)化、搬運(yùn)過程中，特別是在風(fēng)化和化學(xué)成分穩(wěn)定常數(shù)和信息元素的過程，因?yàn)樗鼈兡軌蝻L(fēng)化和侵蝕，搬運(yùn)和沉積的化學(xué)風(fēng)化率保持不變。地球化學(xué)方法在風(fēng)積沙源分析中得到了廣泛的應(yīng)用。

利用元素含量的相對變化率，確定風(fēng)積源區(qū)。在風(fēng)化過程中，元素的含量可以減少沉積物的輸運(yùn)和沉降，受物理和化學(xué)風(fēng)化的影響，具有信息源的顯著特征。二氧化鈦/氧化鋁的比例是非常有用的對于識別各種沉積物源，因?yàn)殁伒膬?nèi)容是各種不同類型的巖石中，甚至在鋁相對不變的情況下，鈦和鋁是水溶性常量元素的所有最壞的打算。郝下蜀黃土和黃土高原黃土等比較研究二氧化鈦/氧化鋁，來源不同的結(jié)論。張等利用Fe/Al、Mg/Al 和Sc/Al等元素示蹤法等，將中國西北的主要塵源區(qū)域分為高沙漠，北部沙漠灰塵和低塵北部沙漠地區(qū)三個杰出的領(lǐng)域。

3 同位素地球化學(xué)示蹤法

近年來，用老的方法，黃土高原的釹同位素來源研究成為重要手段之一。因?yàn)椴煌膩碓春托纬赡甏蚐r，釹同位素具有不同特點(diǎn)，并在此過程中風(fēng)化轉(zhuǎn)移Sr和釹同位素組成不會改變，所以Sr，釹同位素組成的物質(zhì)來源的特性是一個很好的指標(biāo)。消除風(fēng)分離和風(fēng)化的可能影響，鍶、釹同位素示蹤源基于相同的通用級硅酸鹽與穩(wěn)定的組件。基于高海拔長途運(yùn)輸中的塵埃粒子主要分?jǐn)?shù)＜ 20μm，所以選擇＜ 20μm組件的鍶同位素研究黃土出處，但陳等主要考慮到黃土評分＜75μm，因此選擇了＜ 75μm的組件進(jìn)行同位素分析。

綜上所述，大部分的方法是直接從總體研究，沉積物源和應(yīng)用程序，而不仔細(xì)分析風(fēng)成沉積的可靠性。風(fēng)排序和沉積成巖作用后的土壤會改變風(fēng)成沉積物的地球化學(xué)性質(zhì)。為了解決這些問題，今后應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)風(fēng)積沙溯源方法的研究：①示蹤指標(biāo)的選擇，注意檢查示蹤指標(biāo)使用的地質(zhì)意義和各種可能的原因，仔細(xì)思考風(fēng)的排序，沉積的土壤和樣品制備的影響，等；②提取樣品特定的組件（如硅酸鹽組件）的穩(wěn)定性或一個特定的單一的礦物質(zhì)和特定的分級源示蹤劑，擴(kuò)大潛在源區(qū)的性質(zhì)差異；③系統(tǒng)地研究了區(qū)域性質(zhì)的潛在來源、風(fēng)積沙測量、現(xiàn)代材料表征和潛在源區(qū)；④加強(qiáng)示蹤和示蹤方法的研究，可以找到不受風(fēng)力和化學(xué)風(fēng)化影響的基本指標(biāo)和方法。

[1] 王成善.沉積盆地分析原理與方法[M].北京：高等教育出版社，2003.

R e s e a r c h P r o g r e s s o f Wi n d S o u r c e S e d i me n t S o u r c e A n a l y s i s a n d I t s A p p l i c a t i o n

Ai Di

The origin of the surface reconstruction process of wind-induced sediments in arid regions，the restoration of regional atmospheric circulation patterns plays an important role in past history，and more in-depth understanding of various types of windinduced environments，and can also help us clarify The relationship between climate change and climate change and tectonic movement. In this paper，the geophysics，elemental geochemistry，isotope geochemistry，and single mineral geochemical tracing methods，such as the source and its application，are discussed in this paper.Possible problems and sources of future research are expected.

aeolian sediments；source analysis；mineralogy；geochemistry；single mineral

P512.21

A

1003-6490（2017）08-0131-01

2017-01-05

艾笛（1993—），男，寧夏銀川人，研究生在讀，主要研究方向?yàn)槌练e學(xué)。