大興安嶺東麓白土山組地層的沉積學特征

關鍵詞 白土山組；松嫩平原；重礦物；沉積環境；地層劃分

0 引言

松嫩平原是在中生代斷陷盆地的基礎上由嫩江和松花江沖積而成[1?2]。第四紀以來，多次的沉降和隆升對該地區水系、古地理的變遷及沉積環境的演化產生重要影響[2]。20世紀90年代之前，松嫩平原第四紀沉積地層的研究主要集中在沉積環境和地層劃分等方面，其中作為松嫩平原下更新統底界地層的白土山組更是頗受關注[3?9]。然而在1990年后關于白土山組及其沉積特征的研究鮮有報道，相關資料更是寥寥無幾。

白土山組廣泛出露于大興安嶺東麓與松嫩平原西部過渡處以及埋藏在松嫩平原中部的湖相黏土層底部[4?5]，地層典型巖性特征為灰白色、黃褐色砂礫石層夾灰白色黏土透鏡體[3?4]。自20世紀60—80年代開始，眾多學者對白土山組進行了大量研究。然而，在沉積環境、地貌過程、氣候背景和地層年代等方面的認識存在明顯分歧，對于白土山組的沉積環境和地貌過程，冰緣堆積[7?8]、湖相沉積[5，10]、河流沉積[3，6]、冰川和冰水堆積[11?12]、寒冷氣候條件下冰融水攜帶的洪積和泥石流堆積[9]以及沖洪積[13]等相繼提出；沉積的氣候背景也存在干冷[6，11]、冷濕[10]、暖干[4，13]、暖濕[4，14]、干冷—暖濕波動[15]和冷濕—干冷波動[16]等不同看法；地層的年代限定，時間跨度之大，從中新世[14，17]、上新世[4]、一直到早更新世（在2.5～0.8 Ma B.P. 之間變化）[5?8，10?11，13，15?16]。以前的研究多是基于單一屬性劃分地層單位，參照在龍江縣建立的白土山組標準剖面[3]，將凡是灰白色夾黏土透鏡體的砂礫石地層均稱作白土山組，如此忽略其他地層屬性的第四紀地層劃分顯然是片面的。

沉積學特征在揭示沉積環境及地層劃分等方面具有十分重要的價值[18?19]，對于以砂礫石堆積為主的白土山組而言，礫石特征分析有著不可或缺的作用。對其礫石進行包括礫性、礫度、礫態和礫向在內的礫組分析，有助于定量研究礫石的沉積環境，闡述沉積物巖性成分以及物質來源等信息[20?24]。重礦物耐磨蝕且穩定性強，相比其他碎屑沉積物受地質營力作用影響較小，能夠較多保留母巖特征，被廣泛應用于物源分析和古環境重建[25?30]。早期對白土山組的了解是以粒度和孢粉等指標為研究手段[3?6，14]，然而白土山組孢粉數量較少且受保存條件的約束，在沒有其他環境指標輔助的情況下，所記載沉積環境信息的準確性值得商榷[31]；迄今為止，也很少涉及多個剖面對比的系統研究，同時缺乏詳細的沉積學特征分析和重礦物數據支持。為了全面深入解析白土山組地層屬性和沉積環境，有必要對數個剖面進行整合，從而獲得空間和地貌上的完整記錄。本文在大興安嶺東麓與松嫩平原西部過渡處自北向南選取4個剖面（腰白土、綽爾河、平安鎮、王府屯剖面）采樣，基于大量野外一手調查資料，進行沉積學特征和重礦物分析等工作，對不同剖面沉積環境與物質來源進行詳細研究，以期從全域視角認識白土山組地層的沉積環境，為松嫩平原第四紀地層劃分和古地理環境演化提供重要科學依據。

1 研究區概況

自中生代開始新華夏構造體系逐漸發展起來，形成一系列持續活動的大型隆起帶和沉降帶，控制著中生代時期的沉積活動以及燕山花崗巖帶的分布[32]。第四紀以來，中國東北地區在早更新世期間（2.0～1.2 Ma）構造運動強烈，使得山脈整體抬升，平原穩定下沉。在這種情況下，西部大興安嶺海拔上升約1 000 m，東部山脈的海拔上升約500～700m[12，33]，由此，逐漸演變成包括東北平原、大興安嶺、小興安嶺及東部長白山地等在內的大型地貌單元（圖1）。松嫩平原作為東北平原的主體部分，在地質構造分區上，西緣為西部斜坡區，屬新華夏構造體系第二沉降帶北部，是松遼斷陷帶的一部分，在古老結晶片巖基底的基礎上，經歷了多次構造隆升和沉降發育而來[34?35]。該區第四紀地層自下而上劃分為白土山組、荒山組、大青溝組、哈爾濱組、顧鄉屯組、群力組和坦途組[36]。從地理位置上看，松嫩平原西與大興安嶺接壤，東部是長白山地區，北與小興安嶺山脈相連，南以松遼分水嶺為界，地勢北高南低，整體略呈菱形[37?38]。氣候上，松嫩平原屬于溫帶大陸性季風氣候，處于半干旱半濕潤向半干旱氣候過渡地帶[39]。

位于松嫩平原西部的大興安嶺（43°～53°30′ N，117°20′～126° E）地形總勢呈東北—西南走向，屬于低海拔丘陵地貌[40]，東（高寒侵蝕地貌）西（高緯寒凍地貌）部呈明顯的不對稱形態。晚中生代時期，在蒙古—鄂霍次克洋閉合及太平洋西向俯沖的影響下，形成一系列火山盆地，并出現了近似西南—東北走向的斷裂活動帶[40?43]，伴隨強烈的巖漿活動，產生了大量中酸性巖漿巖[41?44]。第四紀初期地殼升降速度加快，山地的火山巖風化物被流水侵蝕，經搬運到山前大量堆積，產生了灰白色高嶺土質及其膠結的砂礫石層。因此，松嫩平原西部的白土山組主要分布在大興安嶺東麓山前的雅魯河、綽爾河、洮兒河等主要河流的出山口地帶（圖1）[3]。

2 材料與方法

2.1 樣品采集

選擇黑龍江省龍江縣腰白土、龍江縣杏山鎮綽爾河、吉林省白城市平安鎮以及松原市前郭縣王府屯4個白土山組地層剖面為研究對象，進行基于沉積結構（礫石和基質性質及夾層或透鏡體在地層中的組合方式）與構造（對層理的觀察）的沉積學研究。

在腰白土剖面的泥—粉砂及細砂透鏡體處采集樣品6件；對綽爾河北岸剖面的泥質粉砂—極細砂透鏡體取樣3件；對平安鎮剖面的泥質粉砂—極細砂透鏡體采集樣品5件以及在王府屯剖面的黏土—細粉砂和粉砂質泥透鏡體處取樣5件，總計19件樣品用于重礦物分析。

2.2 實驗方法

選用網格法對剖面礫石進行采樣，設置1.5 m×1.5 m范圍的網格區域，在其中隨機選取不少于100顆礫石，觀測每個礫石成分、礫徑（a、b、c軸），同時對磨圓度和化學風化程度進行統計[45]。所測礫石樣品均被敲開，觀察新鮮橫截面，從而準確判斷礫石成分。測量并記錄扁平狀礫石較為發育剖面的礫石產狀，依據整理的數據制成相應圖表。

基于每顆礫石的礫徑測量長度獲得礫組分析的相關參數：平均礫徑-d是先計算各軸平均礫徑- da、- db、-dc，再計算等體積礫徑后得到，即-d= -d a-db-dc3 ；中值礫徑的計算公式為-d50 = -d a50-db50-dc503 ，式中-da50、-db50和-dc50 分別在長、中、短軸的累積頻率曲線上求得；分選系數根據累積頻率曲線上的四分位數（d25、d75）求得，a軸的分選系數為Sa = da75/da25；扁度F計算公式為F = （-d a + -d b）/2-d c，球度Ψ 計算公式為 ψ =-da-db-dc3 /-d a[21?22]。

鑒于細砂與極細砂中重礦物含量占比大、種類多[46]，為使所獲樣品含有最全面最豐富的重礦物種類信息，篩取63～250 μm組分用于重礦物分析。實驗在河北廊坊誠信地質服務公司進行，先將樣品烘干稱重，用淘洗法提煉重部分；再用三溴甲烷（比重2.89）將輕重礦物分離，酒精反復沖洗被分離的樣品，60 ℃恒溫烘干后稱重；隨后進一步使用電磁方法對樣品磁選，得到強磁、電磁和無磁顆粒后稱重[47]；最后將得到的各部分在雙目鏡和偏光鏡下鑒定，每個樣品鑒定的顆粒數均在600粒以上。

3 結果

3.1 沉積學特征

根據各剖面野外觀察和數據統計結果，繪制礫石的礫徑、礫向、礫態、礫性特征圖和各剖面礫組分析的相關參數（表1）。另外，為了大致觀察每個剖面礫石礫度的分布特征，繪制礫石樣品a軸頻率分布直方圖進行研究[23]。具體分析結果如下。

3.1.1 腰白土剖面

腰白土剖面位于黑龍江省齊齊哈爾市龍江縣腰白土村（47°16′15″ N，123°13′36″ E），這是一套規模較大的白土山組露頭（圖2a），剖面呈南北走向展布，厚約11.5 m（不見底）。沉積物巖性主要為黃白色砂礫石堆積，夾雜灰白色黏土、亞黏土和泥質粉砂透鏡體（圖2b，c）。亞黏土大型透鏡體處可見斜層理發育，產狀為152°∠26°（圖2d）。

礫石的礫徑集中在20～70 mm（占90%）（圖2e），呈顆粒支撐，無明顯定向性，磨圓度以次棱角狀為主（占57.7%），其次為棱角狀（29.17%）和次圓狀（12.5%），圓狀含量極少（圖2f）。礫石受不同程度風化作用的影響，以弱風化（76.47%）為主，其次是中等風化（21.85%）（圖2g）。礫石成分以流紋巖為主（30.65%），石英質（21.51%）和凝灰巖（20.97%）次之，陸源碎屑巖（粉砂巖和細砂—極細砂）（15.59%）和花崗巖（11.29%）含量相對較少（圖2h）。

3.1.2 綽爾河剖面

綽爾河剖面位于黑龍江省龍江縣杏山鎮綽爾河北岸（46°46′26″ N，122°59′12″ E），剖面厚6～8 m（不見底，圖3a）。礫石層夾黃褐色、灰白色為主的泥質粉砂和棕黃色泥質粉砂— 極細砂透鏡體（圖3b～d）。

礫石的礫徑20～80 mm之間（占74%），最大粒徑可達180 mm（圖3e），呈顆粒支撐，有一定程度的定向性，傾向主要在130°～260°之間，傾角范圍較大，在5°～55°之間，個別為60°～80°（圖3f）。礫石磨圓度以次棱角狀（65.29%）占優，次圓狀（34.71%）含量次之（圖3g），風化程度以弱風化（57.38%）和中等風化（40.98%）為主（圖3h）。礫石成分以石英質為主，含量達到37.78%，陸源碎屑巖（20.00%）、凝灰巖（17.78%）和花崗巖（15.56%）次之，另含少量輝綠巖（6.67%）和流紋巖（2.22%）（圖3i）。

3.1.3 平安鎮剖面

平安鎮剖面位于吉林省西北部白城市平安鎮（45°45′19″ N，122°33′0″ E），厚度近30 m（不見底，圖4a）。剖面沉積物主要為灰白、黃褐色砂礫石堆積（圖4b），夾雜灰白色黏土、黃白色泥質粉砂和極細砂透鏡體（圖4c），局部可見斜層理（圖2d），其產狀為110°∠30°。

礫石礫徑主要介于10～80 mm（占76%），少數大于160 mm（圖4e），呈顆粒支撐，無明顯定向性（圖4f）。礫石磨圓度以次圓狀為優（占75.22%），其次為次棱角狀（23.48%），圓狀和棱角狀含量較少（圖4g），風化程度以弱風化（76.37%）為主，中等風化（19.83%）次之（圖4h）。礫石成分以凝灰巖含量最多（48.11%），其次是流紋巖（23.58%）和石英質（20.75%），而陸源碎屑巖（2.83%）和花崗巖（4.72%）含量較少，不足5%（圖4i）。

3.1.4 王府屯剖面

王府屯剖面位于吉林省松原市前郭縣哈拉毛都鎮王府屯鄉（44°50′47″ N，125°1′35″ E），出露厚度10～12 m（不見底，圖5a）。沉積物巖性以黃白色砂礫石堆積為主，夾黃褐色細砂—極細砂透鏡體（圖5b），斜層理廣泛發育（圖5d）且伴有大型板狀交錯層理（圖5a，c），斜層理產狀為325°∠22°。

礫石礫徑主要介于10～50 mm（占98%），個別達60～80 mm（圖5e），無明顯定向性。礫石磨圓度主要為次棱角狀（占54.17%），其次為次圓狀（25.00%）和棱角狀（20.83%）（圖5f），風化程度以無風化（84.72%）為主，弱風化（6.94%）、中等風化（6.94%）以及強風化程度的礫石皆不足10%（圖5g）。礫石成分以石英質占絕對優勢（占87.50%），陸源碎屑巖（9.72%）和花崗巖（2.78%）含量較少，不足10%（圖5h）。

3.2 重礦物組成

各剖面重礦物組成如表2所示。腰白土剖面以鈦鐵礦（32.28%）、白鈦石（29.05%）和綠簾石（19.76%）占絕對優勢，鋯石（6.21%）、銳鈦礦（3.58%）和赤褐鐵礦（2.02%）次之，其他礦物（金紅石、磁鐵礦、電氣石和榍石）含量較少（lt;1%）。綽爾河剖面表現出與腰白土剖面相似的重礦物組成，但相對于其他剖面，穩定出現石榴子石、磷灰石和榍石。平安鎮剖面最顯著的特征是軟+硬錳礦（11.65%）的出現，其他重礦物組成與腰白土和綽爾河剖面相似。王府屯剖面由截然不同的重礦物組成，藍晶石、十字石和透閃石等變質礦物以及獨居石首次出現，但綠簾石消失。另外，相較其他剖面，王府屯剖面的極穩定礦物（鋯石、金紅石和電氣石）和鈦鐵礦含量顯著富集。

4 討論

沉積學特征的分析對地層劃分、環境演化以及解釋沉積物源區和沉積環境等具有非常重要的指示意義[18?19]。通過對剖面沉積學特征的研究，結合重礦物分析，可以為有效進行源—匯聯系、古環境重建和地層劃分對比提供重要信息[21，48?50]。

4.1 物源分析

礫石巖性可反映源區母巖性質[51?52]，進而為物源追蹤提供依據[53?56]。腰白土、綽爾河和平安鎮剖面均出現流紋巖、石英質和花崗巖礫石以及占一定比例的碎屑巖，說明其源區母巖主要為中酸性巖漿巖，另有一些沉積巖出露，在綽爾河剖面還發現了輝綠巖礫石，表明源區基性巖漿母巖的出露。而王府屯剖面礫石成分單一，以石英質占絕對優勢，含量高達87%，顯示出與其他三個剖面截然不同的物源。

各剖面礫石定向性不顯著（圖2～5），難以通過礫石定向排列確定古水流方向[57?59]，需要借助層理反映古流向[60?61]，進而指示物源。腰白土和平安鎮剖面的斜層理均向東南方向傾伏，顯示古水流來源于西北，這恰與雅魯河和洮兒河的流向相符。結合地貌特征，認為礫石巖性相似的腰白土和平安鎮剖面源區位于西北方向的大興安嶺地區，沉積物經雅魯河和洮兒河搬運至大興安嶺東麓山前河流出山口地帶后堆積。雖然綽爾河剖面的層理結構發育微弱，不足以準確判斷古流向，但根據母巖巖性以及和腰白土、平安鎮剖面相同的地理及地貌位置特征，推斷綽爾河剖面沉積物亦來自大興安嶺。不同于前三者的是，王府屯剖面斜層理的傾伏方向為西北，指示古水流來源于東南方向。

另一方面，重礦物組成也提供了重要的物源及源區母巖信息[26?27]。腰白土、綽爾河和平安鎮剖面重礦物組成極其相似（表2），以鈦鐵礦、白鈦石和綠簾石作為優勢重礦物，表明其物源母巖主要為酸性火成巖，這與礫性分析結果保持一致，說明以上剖面確屬同一物源區。與之形成對比的是，王府屯剖面綠簾石極度虧損，穩定礦物（鈦鐵礦、白鈦石和鋯石等）相當富集，且藍晶石、十字石和透閃石等變質礦物的存在，表明該剖面母巖主要為變質巖和酸性火成巖，物源母巖與其他剖面顯著不同，指示王府屯剖面沉積物來自不同的源區。

由于受到新華夏系構造影響，新構造運動表現形式趨于復雜化。在這種地質背景下，北北東走向的大興安嶺山脈開始快速抬升，同時伴隨強烈的構造—巖漿活動[62?63]，大量的巖石和礦物碎屑被侵蝕搬運至山麓地帶，形成了腰白土、綽爾河和平安鎮剖面的砂礫石堆積。而位于長白山巨型隆起帶西緣的吉林省，全區地貌表現出東南部相對抬升，西北部相對沉降的特點[9]。王府屯剖面正是位于吉林省西北部（圖1），地勢相對較低，東臨第二松花江，該河流發源于長白山天池，受到地質構造、環境變化的控制[64?65]，自東南流向西北，可能為王府屯剖面提供了大量碎屑物質。

4.2 化學風化

除王府屯剖面外，腰白土、綽爾河和平安鎮剖面礫石皆表現出一定程度的化學風化特征，以弱—中等風化程度為主（約96%），其中綽爾河剖面中等風化程度礫石占40%以上，表明經歷了較強程度化學風化作用的改造。值得注意的是，王府屯剖面無風化程度的礫石含量占84%，主要原因是石英質礫石的含量高達87%，包含硅質巖、脈石英、玉髓和瑪瑙等抗風化能力強的礫石顆粒[66?68]。礫石的風化程度似乎指示王府屯剖面很弱的風化程度，然而地層中的細粒填隙物以及泥質—粉砂透鏡體的元素地球化學組成顯示，該剖面沉積物遭受了強烈的化學風化作用（CIA值為85，未發表數據）。

一般情況下，化學風化會導致不穩定礦物分解，化學風化作用越強，剖面沉積物中不穩定礦物含量越少，而穩定礦物含量增多[69?70]。根據礦物的穩定性將剖面重礦物大致分成兩類，穩定礦物包括鋯石、鈦鐵礦、白鈦石、銳鈦礦、電氣石、金紅石、磁鐵礦、赤褐鐵礦、石榴子石，不穩定礦物包括綠簾石、磷灰石、榍石、透閃石[71?73]。穩定重礦物抗風化能力強，在搬運過程中得以保存，而不穩定重礦物會隨搬運距離的加長逐漸流失[74?75]。穩定系數（W）是指穩定礦物與不穩定礦物含量之比，可以進一步反映剖面遭受化學風化程度的強弱[76]。各剖面均表現為不穩定礦物（如角閃石、輝石等）的缺失，穩定礦物（如白鈦石和鈦鐵礦等）相對富集，說明經歷了一定程度的化學風化作用，但彼此又不盡相同。腰白土、綽爾河和平安鎮剖面重礦物組成相關性極高，盡管平安鎮剖面有氧化后的次生礦物軟+硬錳礦的存在以及綽爾河剖面出現少量的磷灰石、榍石和石榴子石，會使彼此之間稍顯差異，但皆有穩定礦物鋯石、白鈦石、鈦鐵礦和不穩定礦物綠簾石占據統治性地位，其中較高含量的綠簾石應為角閃石及輝石的蝕變而成[77]，以至穩定系數較小，表明剖面受到的化學風化程度還不足以將綠簾石分解破壞。而王府屯剖面重礦物組成具有明顯差別，不僅輝石和角閃石，甚至綠簾石等不穩定礦物都已完全分解，表明遭受了更強程度的化學風化作用，這與其極高CIA值反映的結果相吻合。

ZTR指數（鋯石、電氣石、金紅石百分含量之和）即礦物成熟度，可作為指示風化程度的代表性指標，數值越大表示沉積物離源區越遠[69，73，78]，反映源區所受化學風化作用越強[79]。腰白土、綽爾河、平安鎮和王府屯剖面的ZTR 指數分別為7.09、8.45、4.98 和15.26，前三者ZTR指數相對較小，沉積物經受近—中距離搬運，指示剖面遭受一定程度的化學風化作用；王府屯剖面ZTR指數顯著高于其他剖面，穩定礦物含量占比增大，說明沉積物搬運距離相對較遠，剖面經歷了較強的化學風化作用；且王府屯剖面礫石顆粒較細，更易被風化磨蝕，使得礦物成熟度更高[80]。總的來說，ZTR指數的高值，不穩定礦物綠簾石的缺失，表明王府屯剖面所經歷的化學風化作用更強。

4.3 沉積環境

礫石的性質（礫徑、排列、分選和磨圓等）是沉積物形成時期水動力條件、搬運距離和成因類型等沉積環境的主要判別標志[60，81]。磨圓度是衡量碎屑棱角鋒利程度的標準[82]，通常情況下隨搬運距離的增加而逐漸變好，因此可以作為反映礫石搬運介質及搬運距離的證據[53?54，83]。腰白土、綽爾河和平安鎮剖面次圓—圓狀礫石的存在說明經歷了一定搬運距離的地表水流的影響，同樣，大型透鏡體中斜層理的出現也說明有地表穩定水流（河流）搬運作用的參與。

礫徑是反映水動力條件的最直觀指標，礫徑大表明沉積時水動力強、反之則水動力較弱[53，84?86]。白土山組各剖面平均礫徑-d皆大于中值礫徑-d50（表1），但差值（lt;10 mm）較小，表明眾數略靠近礫徑偏小的一側。剖面a軸頻率分布直方圖顯示礫徑跨度較大，長度介于10～200 mm，含有少數礫徑較大的礫石，峰值分布范圍較寬且靠前。根據溫德華碎屑粒級分類表[54]，腰白土、綽爾河和平安鎮剖面礫石皆以中粗礫為主，指示礫石層沉積時具有較強的水動力條件。而王府屯剖面礫石礫徑總體較小（10～80 mm），以中細礫為主，表明礫石形成時期水動力環境相對弱一些。

分選系數是表征沉積環境動力條件的另一個重要指標。據分選系數等級，1.00～1.41分選好，1.41～1.74分選中等，大于1.74分選差[24，53]。各剖面的分選系數介于1.65～2.34（表1），指示較差的分選，這與野外礫石大小混雜的現象相符合（圖2～5），表明礫石沉積時水動力環境不穩定，可能是流速波動頻率加快、暴漲暴落，導致礫徑較大的粗礫石被搬運[87]。

腰白土、綽爾河和平安鎮剖面礫石的扁度介于2.11～2.48，球度介于0.60～0.63，礫態參數比值F/Ψ介于3.36～4.12（表1），依照前人總結的冰磧和河流相礫石沉積特征[21?22]，以上剖面礫石屬于非冰磧、非河流的不穩定流水成因；F/Ψ值介于河流和冰磧物之間，與冰水混合物成因差距較大，可能為沖—洪積物。碎屑結構（礫石磨圓度和支撐類型）、非定向的沉積結構（礫石的非定向排列）以及沉積構造（大型透鏡體中的層理特征）為該解釋提供了支持。礫石雖然以次棱角為主，但含有一定比例磨圓程度較好的礫石，說明經歷了地表水流的搬運和磨蝕后堆積[88]；礫石呈顆粒支撐，黏土及細顆粒碎屑作為基質充填在孔隙中，礫石無明顯定向排列，由此推測礫石為非穩定水流的急流快速堆積；然而，剖面中—大型透鏡體中斜層理的出現，說明有定向水流作用的參與。因此我們認為，這些剖面沉積物應屬于沖—洪積作用下流水搬運的產物。值得注意的是，王府屯剖面礫石的扁度為1.86，球度為0.66，F/Ψ 比值為2.84（表1），球度、扁度均介于河流相和湖濱相的范圍內[21?22]；剖面礫石顆粒較小，形態上多呈球狀，說明受到河流搬運的影響；另外，礫石沉積時的水動力條件相對較弱，且剖面廣泛發育大型板狀層理，明顯地指示河流相的特性。

綜上所述，腰白土、綽爾河以及平安鎮剖面沉積環境相似，礫石沉積時水動力較強且不穩定，為快速堆積的洪積物，但受到河流作用的改造，成因上屬于沖—洪積物。而對于王府屯剖面來說，斜層理發育廣泛，為河流成因。

4.4 地層劃分與對比

經典的白土山組是以黑龍江省龍江縣朱家坎白土山剖面為標準建立[3]，之后，灰白色夾黏土透鏡體的砂礫石巖性特征作為白土山組地層劃分的依據被泛用。據此，松嫩平原中部的王府屯剖面被劃歸為白土山組[3?4，9]。地層屬性的全面建立是地層劃分的基礎，因此，地層的劃分需要地貌學、沉積學、礦物巖石學以及地質年代學等多種手段相結合的整合分析。

與腰白土的白土山組模式剖面相比，平安鎮剖面在沉積學特征與腰白土剖面高度一致，比如，高度一致的礫石巖性以及地層結構構造（細顆粒碎屑物質透鏡體及其中的斜層理構造和產狀）。盡管平安鎮剖面出現軟+硬錳礦，但其他重礦物組成與腰白土剖面保持一致。因此，從地貌學、沉積學和礦物學的角度，我們認為平安鎮剖面可以作為經典的白土山組，與腰白土模式剖面具有相同的物源和沉積環境。

與經典的白土山組（腰白土和平安鎮剖面）相比，綽爾河剖面在沉積學和重礦物特征上稍有不同，例如，輝綠巖礫石的出現、磷灰石—榍石—石榴子石的存在以及不太明顯的層理構造等。因此，是否將其劃分為白土山組尚待進一步的年代學研究。

與上述三個剖面相比，王府屯剖面在沉積學、礦物學和地貌特征上均存在顯著區別。石英質礫石占據統治地位，礫徑較小，多集中在10～40 mm，在形態上多呈球形；不含白色—灰白色黏土透鏡體；大型板狀交錯層理發育，斜層理傾伏方向為325°；變質礦物（藍晶石、十字石和透閃石）和獨居石首次出現，綠簾石消失，鋯石、金紅石和電氣石等極穩定礦物以及鈦鐵礦顯著富集；從地貌上講，王府屯剖面以T2河流階地形式出現在第二松花江的南岸，階地面開闊平坦，砂礫石堆積體受流水侵蝕的影響在地表形成壯觀的“峰林”地貌。另外，如前所述，腰白土、平安鎮和綽爾河剖面物源來自大興安嶺，而王府屯剖面源區位于松嫩平原的東南部山地。因此，我們認為，王府屯剖面視為白土山組是不恰當的。對于白土山組地層的劃分與對比，需要進一步開展年代屬性的工作，為完善松嫩平原西部白土山組地層劃分積累新的年代學資料。

5 結論

本文對大興安嶺東麓自北向南的4個砂礫石剖面的沉積學和重礦物特征進行分析，得出以下結論。

（1） 標準的白土山組以腰白土和平安鎮剖面為代表，沉積物為灰白色、灰黃色和灰綠色砂礫石堆積，局部含黏土和泥質粉砂透鏡體，透鏡體中發育斜層理；礫石以中粗礫（30～80 mm）為主，無明顯定向性，總體分選較差，磨圓和風化程度中等；礫石巖性主要為凝灰巖、石英質、流紋巖和碎屑巖。綽爾河剖面沉積特征與前兩者相近，但發現少量輝綠巖礫石的存在。王府屯剖面明顯區別于其他三個剖面，不含灰白色黏土透鏡體，斜層理發育廣泛，礫石礫徑（10～40 mm）較小，風化程度較弱，礫石成分單一（石英質占87.5%）。

（2） 各剖面均不含輝石和角閃石等主要造巖礦物。腰白土、綽爾河和平安鎮剖面重礦物以鈦鐵礦、白鈦石和綠簾石占絕對優勢，穩定系數相對較小，指示剖面經歷了一定程度的化學風化。王府屯剖面由顯著不同的重礦物組成，特別是不穩定重礦物的消失、穩定重礦物的富集以及藍晶石、十字石、透閃石和獨居石的首次出現，結合高CIA指數，說明剖面沉積物遭受強烈的化學風化作用。

（3） 基于礫石性質和重礦物特征，結合地貌特征，揭示腰白土、平安鎮和綽爾河剖面沉積物為流水搬運的沖—洪積物，源區位于大興安嶺東麓，母巖巖性主要為酸性巖漿巖和沉積巖，及少量基性巖漿巖。而王府屯剖面屬于典型的河流階地成因，沉積物來自松嫩平原的東部山地，源區母巖主要為變質巖和酸性巖漿巖。

（4） 平安鎮剖面因其沉積特征和重礦物組成與腰白土剖面高度相似，可以作為經典的白土山組地層；而綽爾河剖面與標準剖面略有不同，是否劃分為白土山組還需進一步的年代學研究；相對于上述三個剖面，王府屯剖面在物源、化學風化和成因等方面存在較大差異，因此，不能將其劃歸為白土山組。