雅鲁藏布江上游支流沉积物的矿物组成特征

罗 豪， 彭 辉， 刘 佳， 肖尚斌， 严登华， 刘心庭

（1. 三峡大学 水利与环境学院，湖北 宜昌 443002； 2. 中国水利水电科学研究院 水资源研究所，北京 100038；3. 湖北三峡职业技术学院，湖北 宜昌 443000）

0 引言

河流沉积环境是指河流沉积物的堆积环境，其特征取决于堆积环境中的水动力条件及物理、化学和生物过程。沉积物的粒度分布及矿物组成特征不仅反映沉积物的物质来源、搬运和沉积过程、侵蚀强弱及泥沙通量变化［1］以及河流动力、化学和生态环境特征［2］，还可敏感的指示流域的温度和降水等信息。因此沉积物矿物特征可为追踪和判断沉积物来源、沉积环境乃至沉积过程提供了有效的线索和证据［3］。

20世纪80年代以来，对大型河流沉积物的矿物组成、物源、扩散路径等研究表明：长江沉积物的黏土矿物组合为伊利石＞高岭石＞绿泥石＞蒙皂石［4］；台湾河流沉积物以伊利石和绿泥石为主，高岭石含量很低，几乎不含蒙脱石［5］；黄河沉积物90%来自黄河中游的黄土高原，黄土颗粒细，重矿物少，特别是稳定重矿物更少，因此形成了黄河流域重矿物少云母多的矿物特征；珠江沉积物中钛矿物的含量高，反映了炎热多雨、酸性火成岩发育的酸性环境［6］；勒拿河沉积物中含有大量的锆石、金红石和电气石等重金属，是陆源沉积和机械富集的结果［7］。亚马孙河在不同的流域单位源区母岩不同，形成了不同的矿物组合，上游流域的黏土矿物特征为高岭石和伊利石+绿泥石，下游流域为高岭石和蒙脱石［8］。在风化作用主要是机械作用而不是化学作用的北极地区，育空河流域的黏土矿物以绿泥石为主，伊利石+蒙皂石次之，高岭石极少［9］。然而，有关河流沉积物矿物特征的研究主要集中在低海拔地区，青藏高原地区的相关研究集中在其东南部、东北部（如金沙江、沱沱河、澜沧江、石羊河、盖孜河等［10-14］），少见关于青藏高原南部河流的相关研究，特别是雅鲁藏布江（以下简称雅江）上游流域河流沉积物的矿物研究报道。

雅江发源于西藏西南部的杰玛央宗冰川，是青藏高原最重要的外流水系，流经中国及东南亚5 个国家，河流的矿物组成和粒度特征对所经地区的环境具有指示作用，同时，冈底斯砾岩沿雅江的河道保存了下来，其详细记录了古雅鲁藏布江水系的沉积作用，对揭示雅鲁藏布江的历史演化意义深远［15］。鉴于此，本研究开展了雅江上游河流沉积物的矿物与粒度特征调查，旨在初步揭示支流矿物组合的空间分布规律，探讨矿物组成和组合对物源和气候的指示意义，以期为系统认识雅江的河流沉积分异作用和其他地球化学过程等提供科学参考。

1 材料与方法

1.1 研究区概况

雅江作为一条适应断裂构造带发育的先成河，干流沿着大构造线发育而成（雅江缝合带），支流沿次一级构造发育。上游干流主要位于雅江南带分区和北带分区之间，其中南带分区岩石岩性以石英岩屑砂岩、硅质板岩、长石岩屑砂岩为主，北带分区主要分布在柴曲北侧，岩性以钙质岩屑砂岩、长石石英砂岩为主［16-18］。则拉色登曲、列荣藏布流经区域的岩层主要为上白垩统达桑混杂岩组、蹬岗组、桑单林组，索曲流经区域的岩层主要为三叠系穷果群、蹬岗组，柴曲流经区域的岩层主要为二叠系曲嘎组一段、曲嘎组二段，雄曲流经区域的岩层主要为侏罗纪陆热混杂组，索曲流经区域的岩层主要为下白垩统折巴混杂岩组，来乌藏布流经区域的岩层主要为三叠系穷果群、二叠系曲嘎组一段、曲嘎组二段。柴曲晚更新世沉积物为冲洪积物和湖沼积物，来乌藏布晚更新世沉积物多为冲洪积物和湖积［16-19］。

雅江上游段河长约268 km，占雅江总河长的13%，段内集水面积约为26 570 km²，占流域总面积的11%。研究区地处亚寒带高原半干旱气候区，海拔为4 397～6 848 m，多年平均降雨量仅为200 mm，主要集中在7—8月，气候干燥、寒冷、风沙大。年径流主要受大气降水、冰川融雪以及地下水补给等因素影响，常年有水河道宽仅30～40 m，水深不足1 m［20］。本研究选择雅江上游干流的来乌藏布、列荣藏布、柴曲、雄曲、索曲、则拉色登曲6 条河流（图1），位于西藏自治区日喀则市仲巴县境内，经纬度介于29°～31° N、82°～85° E。

图1 雅江上游河流表层沉积物采样点分布Fig. 1 Distribution of surface sediment sampling sites in upper reaches of Yarlung Zangbo River

1.2 样品采集与分析

于2021 年8 月丰水期在典型支流采集沉积物样品共60 个，列荣藏布采样编号为LR1～LR4，则拉色登曲采样编号为ZL1～ZL9，来乌藏布采样编号为LW1～LW14，柴曲采样编号为CQ1～CQ20，雄曲采样编号为CQ1～CQ11，索曲采样编号为SQ1～SQ2（图1）。采集点选择在河段较平直，河床结构较好的地点，采样点的位置（经纬度与海拔）用手持GPS记录。为了保证样品的可靠性及代表性，在采样过程中每间隔8～10 km 设置一个采样点，同一个采样点会采集多处样品进行充分混合，并且采样位置尽量避开人类活动频繁的区域。所有样品用铁铲采集，现场将表层5 cm 的沉积物装入无菌自封袋中，随后于4 ℃温度下冷藏保存，用于实验室分析。

矿物分析由青岛斯八达分析测试有限公司完成，采用型号为D/Max-2500 型X 射线衍射仪进行XRD（X 射线衍射）全岩测试。测试条件：CuKα辐射；工作电压和电流分别为40 kV 和80 mA，发散狭缝与散射狭缝均为1°，接收狭缝0.3 mm；扫描步长为0.02°，停留时间为0.2 s。所有样品测试条件相同。粒度测试在三峡大学水利与环境学院完成。取原始样品10～20 g，先用双氧水浸泡，以除去样品中的有机质。清洗后，加六偏磷酸钠溶液，在超声波中分散之后使用Bettersize3000Plus 激光粒度分析仪（测量范围是0.01～3 500 μm，测定精度±0.5%，重复测量误差小于2%）进行粒度测试。每个样品测量三次，然后求平均值。本研究为了得到科学有效的结果，在数据分析处理过程中运用了Excel、ArcGIS、Origin、SPSS 等专业分析软件，对数据进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 沉积物矿物组成

河流沉积物样品中碎屑矿物主要为石英、斜长石、钾长石等（表1）。其中，抗风化能力强的石英在矿物组成中占有较高的比例，占总矿物含量的31.13%；斜长石次之，占总矿物含量的19.74%；钾长石也是分布最广的一类硅酸盐矿物，占总矿物含量的12.58%；碳酸盐类矿物（方解石、白云石）占总矿物含量的16.22%。伊利石是研究区黏土矿物的主要组成成分，平均含量为17.6%；高岭石和绿泥石的平均含量分别为0.8%、2.0%。

2.1.1 列荣藏布

列荣藏布沉积物的矿物类型为斜长石、钾长石、石英。矿物组成在空间上呈现出规律性分布特征（图2），其中，石英、方解石、绿泥石和高岭石含量自上游至下游均呈现出逐渐降低的趋势，平均含量分别为：石英24.1%（15.4%～37.6%）、方解石3.1%（1.7%～4.5%）、绿泥石0.6%（0.3%～0.9%）、高岭石0.3%（0.2%～0.4%）。相反，钾长石和伊利石含量自上游向下游呈现出逐渐上升的趋势，平均含量为：钾长石26.0%（15.1%～33.5%），伊利石18.1%（15.6%～22.1%）；所有样品中斜长石含量相对较高为27.7%（25.1%～33.6%），自上游向下游呈先增后减的趋势，而白云石和角闪石平均含量较低分别为0.7%、0.3%，且仅有部分点位检测出。

图2 雅江上游河流沉积物的全岩矿物含量分布Fig. 2 Distribution of whole rock mineral content in river sediments of upper reaches of the Yarlung Zangbo River：quartz （a）， plagioclase （b）， calcite （c）， chlorite （d）， illite （e）， kaolinite （f），potassium feldspar （g） and dolomite （h）

2.1.2 雄曲

雄曲沉积物的矿物类型为方解石、伊利石、石英。其中，方解石、伊利石含量自上游向下游呈“M”形的变化趋势，平均含量分别为方解石34.6%（15.6%～56.6%）、伊利石23.7%（12.0%～41.8%）；相反，石英和绿泥石含量自上游向下游均呈“W”形的变化趋势，平均含量分别为石英22.0%（11.9%～38.4%）、绿泥石1.4%（0.7%～2.4%）；斜长石含量自上游向下游呈现出先减少再增大的趋势，平均含量12.7%（5.5%～27.9%）；而高岭石含量自上游向下游呈现出先增大再减少的趋势，平均含量为0.9%（0.7%～1.3%）；钾长石和白云石含量自上游向下游均呈现出逐渐增加的趋势，平均含量分别为：钾长石4.3%（1.7%～7.1%）、白云石2.2%（0.4%～6.9%）；雄曲沉积物中不含角闪石。

2.1.3 索曲

索曲沉积物的矿物类型为斜长石、石英、伊利石。石英、钾长石和白云石含量自上游向下游均呈现出逐渐减少的趋势，其他矿物含量自上游向下游均呈现出逐渐增加的趋势。测试结果显示，石英的平均含量为30.5%（26.7%～34.2%），钾长石的平均含量为11.7%（9.1%～14.4%），白云石的平均含量为2.7%（1.7%～3.7%）；斜长石含量在索曲中最高，平均含量为32.9%（31.8%～34.0%）；伊利石含量和高岭石含量在索曲中最少，平均含量分别为15.1%和0.2%；方解石平均含量5.3%（3.6%～7.0%）；绿泥石含量在1.3%～1.6%之间。索曲沉积物中不含角闪石。

2.1.4 来乌藏布

来乌藏布沉积物的矿物类型为石英、斜长石、钾长石。其中，斜长石、钾长石、方解石自上游向下游均呈现出先减少再逐渐增加再减少的趋势，平均含量分别为：斜长石23.0%（14.6%～43.7%）、钾长石18.9%（4.2%～47.7%）、方解石6.3%（0.9%～17.1%）；相反，石英含量在空间上呈现出自北向南先增加再逐渐减少再增加的趋势，平均含量31.8%（16.8%～31.8%）；高岭石与绿泥石含量自上游向下游呈现出先减少再增加的趋势，平均含量分别为高岭石0.9%（0.2%～1.6%）、绿泥石2.5%（0.7%～4.0%）；伊利石自上游向下游呈“W”形变化趋势，平均含量为16.0%（8.1%～22.6%）；此外，角闪石和白云石平均含量较低分别为1.2%、0.5%，且仅有部分点位检测出。

2.1.5 柴曲

柴曲沉积物的矿物类型为斜长石、钾长石、石英。石英含量自上游向下游呈减少的趋势，平均含量为40.6%（24.5%～58.6%）；与之相反，方解石含量自上游向下游呈增加的趋势，平均含量为7.4%（1.6%～23.4%）；此外，其他矿物含量自上游向下游空间上均呈现出变化的趋势。其中，斜长石的平均含量为19.6%，变化幅度为23.2%（11.2%～34.4%）；钾长石的平均含量为11.9%，变化幅度为31.3%（1.6%～32.9%）；伊利石的平均含量为15.2%（6.2%～19.2%）；绿泥石和高岭石含量的平均含量分别为2.7%（1.2%～5.2%）、0.9%（0.4%～1.9%）；白云石主要分布在柴曲，平均含量为2.7%（0.4%～8.2%）。柴曲沉积物中不含角闪石。

2.1.6 则拉色登曲

则拉色登曲沉积物的矿物类型为方解石、伊利石、石英。方解石含量自上游向下游呈“M”形变化趋势，平均含量为30.7%（15.1%～72.2%）；石英自上游向下游呈“W”形变化趋势，平均含量为23.5%（13.4%～45.1%）；钾长石与绿泥石自上游向下游呈现出先增加再减少的趋势，平均含量分别为：钾长石9.7%（5.1%～22.2%）、绿泥石1.4%（1.0%～2.2%）；相反，伊利石空间上呈现出自上游向下游先减少再增加的趋势，平均含量18.2%（5.3%～28.3%）；而斜长石和高岭石空间上呈现出自上游向下游先减少再增加再减少的趋势，平均含量分别为斜长石17.1%（7.7%～36.1%）、高岭石0.7%（0.4%～0.9%）；钾长石和高岭石仅在部分点位检测到，不含白云石和角闪石。

研究区内的方解石含量分布具有明显的空间异质性，呈现出南高北低、东高西低的显著特征，在0.91%～72.16%之间，平均值为15.2%，其中，来乌藏布、索曲、柴曲和列荣藏布的含量普遍偏低，介于0.90%～23.4%之间，则拉色登曲和雄曲中含量较高，介于15.1%～72.2%之间。

2.2 粒度组成

按照国家海洋局1975年粒度分级标准，本文采用砂、粉砂、黏粒划分方法，雅江上游河流沉积物的粒度级配分析结果如表2和图3所示，雅江上游的河流沉积物主要是砂质粉砂，其中以砂为主（＞63 μm），平均为61.69%，粉砂（4～63 μm）次之，约占31.39%，黏土（＜63 μm）含量最低，平均约为6.93%。其中，列荣藏布、来乌藏布、柴曲、索曲均以砂为主，粉砂和黏土次之；则拉色登曲和雄曲的粒度组成偏细，以粉砂为主，砂和黏土次之。

表2 雅江上游河流沉积物粒度参数Table 2 Sediment grain size parameters of upper reaches of the Yarlung Zangbo River

图3 雅江上游河流沉积物的粒度组成百分占比Fig. 3 Percentage of sediment grain size composition in upper reaches of the Yarlung Zangbo River

对雅江上游河流的粒度和矿物组成使用SPSS进行皮尔逊相关性分析（表3）得出：在河流沉积物样品中，石英、钾长石、斜长石均与砂和中值粒径呈正相关关系，与黏土和细粉砂呈负相关关系；伊利石和方解石均与砂和中值粒径呈极显著负相关关系，与粉砂、黏土呈正相关关系；高岭石与细粉砂呈一定的相关性。

表3 粒度与矿物组成的皮尔逊相关性Table 3 Pearson correlation between particle size and mineral composition

3 讨论

3.1 黏土矿物学指标及其成因分析

研究河流沉积物的化学和矿物学成分有助于记录流域的风化和侵蚀过程［21］。大量的黏土矿物都是由母岩经地表风化作用所形成，河流流域的地质背景和环境条件极大地控制着所形成的黏土矿物的种类与特征，尤其是母岩类型和流域的气候条件［4，22］。有研究表明，在强物理风化的气候环境下，沉积物中黏土矿物一般以伊利石-绿泥石-高岭石组合为特征［23］。伊利石是最稳定的一种黏土矿物，基本上被认为是陆源成因，主要从母岩物理侵蚀继承而来，或由钾长石、白云母等矿物风化而来。绿泥石的形成环境与伊利石类似，主要是陆上岩石在寒冷干燥条件下经物理风化作用形成，比伊利石更容易发生水解。高岭石一般是岩石在温暖潮湿的酸性环境下经强烈的化学风化、淋滤作用形成的，其在河流沉积物中的空间分布与陆源物质供应及气候环境密切相关，是典型的陆地母岩的化学风化产物［24］。本文采集的雅江上游6 条河流沉积物样品，其黏土矿物组合均受地区寒冷干燥的气候条件控制，总体表现为富伊利石少绿泥石与高岭石的特征。相较于其他地区而言，如鉴江、珠江河流沉积物的黏土矿物主要由伊利石和高岭石组成，绿泥石含量极低，其根本原因在于华南地区湿热多雨，有利于高岭石的产生［25］。

青藏高原自新生代以来发生了强烈的隆升［26］，加大了构造活跃区的侵蚀速度，使大量新鲜岩石快速剥露到地表，加快硅酸盐化学风化作用［27］，从而导致绿泥石含量的增加。在本研究中，绿泥石主要分布在柴曲和来乌藏布中，而列荣藏布、则拉色登曲、索曲中的含量较低。柴曲和来乌藏布的岩性以二叠纪片岩或千枚岩为主，风化产物为绿泥石等；列荣藏布、则拉色登曲和雄曲分布在雅江的南带分区，岩性以白垩纪砂岩为主，风化产物为石英、长石；索曲的岩性为古近纪页岩，风化产物为高岭石等，说明绿泥石的含量及分布受到了基岩分布的影响；此外，空间上绿泥石平均含量整体偏低，仅有2.0%，表明研究区内岩石风化以物理风化为主，化学风化作用影响较弱。田伟东等［28］对雅江流域表层沉积物的研究发现，雅江流域主要处于初等化学风化状态和未化学风化状态下，降水量少可能是制约雅江流域化学风化的主要原因。

支流河流中伊利石含量沿着河流流向呈现出由低到高的增加趋势，可能是因为西藏的构造作用强，区域内的长石不断风化形成伊利石的结果；加之伊利石的比重较其他黏土矿物低，伴随着河流的冲刷作用，有利于伊利石从上游向中下游迁移形成逐渐增加的空间分布趋势。从粒度与矿物的相关性分析结果也发现，伊利石与黏土和细粉砂呈极显著正相关关系，与砂呈极显著负相关关系，因此，支流河流中伊利石含量自上游向下游呈增加的趋势也可能与沉积物的粒度分异有关。

高岭石在来乌藏布、雄曲、柴曲含量高，在则拉色登曲、列荣藏布、索曲含量低，空间上的分布呈现出西北东南高，中部低的分布特征，且沿着河流流向高岭石含量呈增加的趋势（图2），其空间差异可能是研究区内母岩（长石）不断风化的结果。来乌藏布的基岩为二叠纪变质砂岩和千枚岩，雄曲的基岩为白垩纪砂岩及侏罗纪硅质岩，柴曲的基岩为二叠纪变质砂岩及千枚岩，索曲、列荣藏布、则拉色登曲分布在雅鲁藏布江南带分区，基岩岩性主要为白垩纪砂岩、页岩或古近纪砂岩、页岩。砂岩和千枚岩经风化、剥蚀形成长石，长石在H2O 与CO2的综合作用下容易转变为以高岭石为主的黏土矿物［29］。其次，黏土矿物的空间分布特征受气候条件的影响，气候条件的差异使得流域内不同母岩受到的化学风化程度具有一定的差异。在寒冷干燥的环境中，淋滤和化学风化作用较弱，不易形成高岭石［30］，研究区内高岭石整体含量较少，仅占总矿物含量的0.52%，反映该区域发生的与气候有关的化学风化作用弱。

3.2 碎屑矿物学指标及其成因分析

沉积物中矿物组分特征与其物源区母岩性质密切相关［31］。本研究中沉积物矿物含量按矿物组分可分为三种组合：列荣藏布-来乌藏布-柴曲型，以斜长石、钾长石、石英为主；则拉色登曲-雄曲型，以方解石、伊利石、石英为主；索曲型，以斜长石、石英、伊利石为主。列荣藏布和索曲的主要岩石类型为白垩系页岩、砂岩、安山岩及板岩，其风化结果与河流沉积物中高的斜长石和石英含量一致；则拉色登曲和雄曲中的石英、方解石含量较高，为对其母岩为白垩系灰岩、片岩、页岩、砂岩为主的岩石类型的响应；来乌藏布和柴曲中，石英为主要矿物则均继承于流域母岩以二叠纪石英片岩、变质石英砂岩为主的岩性特点。

一般地，在无机沉淀过程中，较高的温度、快速的水流和溶液中较高的钙离子浓度等有利于方解石沉积［32］。来乌藏布和柴曲的岩石类型均以变质灰岩为主，但其河流沉积物中方解石含量较少，平均含量分别为6.3%、7.4%，来乌藏布流域中钙离子浓度平均为64.39 mg·L-1，柴曲流域钙离子浓度为83.72 mg·L-1（数据未发表），较其他河流的钙离子浓度明显偏低。结合实际观测，来乌藏布和柴曲周围有大量的山脉分布，水系较多，河流沉积物中方解石含量处于较低水平可能与水体的钙离子浓度有关。

Pettijohn［33］认为轻矿物成分成熟度Q/TF（石英/长石）在很大程度上受气候环境和大地构造条件的制约，可以指示沉积物中矿物改造程度并对沉积物的历史沉积环境做出一定程度的反演。通过计算（表1、图4）得到雅江支流河流沉积物的矿物成分成熟度指数为1.2%，其变化范围为0.3%～4.3%，表明区域内的化学风化作用较弱，淋溶作用不强，成壤作用较低，同时，气候比较寒冷，降雨量少。由于长石的抗物理风化能力较强，抗化学风化能力较弱，所以，在以物理风化为主的雅江上游流域中钾长石和斜长石的含量较高，是矿物组成的主要部分。在列荣藏布、则拉色登曲、来乌藏布和索曲中，轻矿物成熟度（Q/TF）分别为2.6%、1.2%、1.5%、1.5%，石英的含量低于长石的含量原因在于随着粒径变细，细颗粒长石更容易遭受风化作用而含量减少，更稳定的石英保存下来，含量增加。粒度与矿物的相关性分析结果表明，石英、斜长石、钾长石均与砂呈极显著正相关关系，与黏土和细粉砂呈极显著负相关，该结论与金章东［34］的结论相一致：河流沉积物中石英与长石两者的关系常呈正相关关系，是沉积物砂和粉砂粒径的主要成分。值得注意的是，来乌藏布流域中钾长石和斜长石含量的突增变化，一般而言，由于矿物的沉积分异作用，粗颗粒物质先沉积，而细颗粒物质可通过悬移的方式往下游搬运，沉积物的粒度具有变小的趋势［35］，但地形地貌和水动力条件的差异会影响沉积物的运移和再分配，进而导致河流中段汇集大量的冲积与洪积沉积物［36-37］，且与其上游段相比，河流中段沉积物的矿物含量较高，粒度组成相对较大。河流沉积物按不同的粒度、形态、比重行分异沉积，使矿物的含量发生变化［38］，如角闪石、白云石等矿物的比重较大，归属在重矿物范畴，易于沉积，因此自上游向下游重矿物含量呈现出逐渐减少的趋势，且其变化趋势与沉积物粒度的变化趋势相吻合。

图4 雅江上游河流沉积物的轻矿物成熟度Fig. 4 Maturity of light minerals in sediments of upper reaches of the Yarlung Zangbo River

位于青藏高原东部［39］的长江源区、澜沧江源区的河流沉积物中长石和碳酸盐等非稳定矿物含量高，与流经地区地层的岩性相应；位于青藏高原北部［14，40］的党河流域、石羊河流域的河流沉积物以石英、云母为主，碳酸盐类矿物含量相对较少，符合西北内陆干旱区的地域气候；位于青藏高原南部的雅鲁藏布江由于其独特的地貌格局，从上游至下游的气候条件变化大，沉积物中矿物组成特征有所差异。以冷干为主要特征的上游流域沉积物中碎屑矿物以长石、石英为主，伊利石和绿泥石为主要黏土矿物，流域内化学风化程度相对较弱，在流域的中下游［41］地区，气候相对温暖湿润，沉积物中磁性矿物大量积累，高岭石含量较上游增多，成壤作用更强。因此，青藏高原的河流沉积物的矿物组分主要由物源区母岩性质和风化程度控制，且物理风化作用强。与本文雅江上游的河流沉积物中矿物的种类、含量及空间分布情况受母岩岩性、沉积分异作用、风化作用等因素的综合影响的研究结果一致。

4 结论

本文利用XRD 分析技术对雅江上游部分河流沉积物中的矿物进行了半定量分析，并与周边潜在物源进行对比，讨论了河流干支流沉积物矿物的物源及搬运方式，得到主要认识如下：

（1）雅江上游支流沉积物中矿物组成有三种类型，一是列荣藏布-来乌藏布-柴曲型，以斜长石、钾长石、石英为主；二是则拉色登曲-雄曲型，以方解石、伊利石、石英为主；三是索曲型，以斜长石、石英、伊利石为主。据讨论，沉积物的矿物组合的特征存在差异主要是流域母岩岩性不同、沉积分异作用及风化作用等因素综合影响的结果。

（2）雅江上游支流沉积物的轻矿物成分成熟度指数较小，且绿泥石及高岭石的含量分布较低，指示出此区域矿物以物理风化为主，寒冷的天气制约了化学风化的进行。

（3）研究区内表层沉积物类型是砂质粉砂，沉积物的粒度与矿物之间存在一定的相关性，即石英、钾长石、斜长石均与砂呈正相关关系，与黏土和细粉砂呈负相关关系；伊利石和方解石均与砂呈极显著负相关关系，与粉砂、黏土呈正相关关系。