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黄河和长江每年有数亿吨陆源碎屑物质源源不断的输入中国东部边缘海,这一海域成为陆源沉积重要汇。河流入海沉积物是研究陆海相互作用的重要载体和纽带,沉积物中蕴含着许多源岩成因、流域状况、气候条件、沉积环境等信息,对物源有着很好的指示作用,是沉积物源分析重要的研究对象。目前已经有很多利用单矿物研究对沉积物源进行分析并应用于黄河和长江的物源区分的研究。白云母既是重矿物,又是重要的轻矿物,黄河和长江中白云母都有着较高的含量。白云母抗风化能力较强,属于较稳定矿物,记录着矿物形成过程时的环境信息。而且白云母特殊的片状结构,导致其形状系数与球体颗粒差异显著,水力行为也较为特殊。但是缺少关于白云母的形态与其他粒状碎屑矿物的水力沉积差异的讨论,也鲜见基于白云母这一单矿物地球化学特征的黄河长江沉积物的物源区分研究。本文通过野外采样获取了黄河口、长江口和南通沿海表层沉积物样品并将样品逐个进行室内处理。通过利用水筛法、比重法等方法获得碎屑矿物样品,然后利用光学显微镜观察黄河口和长江口样品的轻重矿物特征。再利用比重法、簸选法、磁选法挑选出纯净的白云母,质量和重量都必须满足实验测试要求,利用3D数码显微镜测量白云母的长度、宽度和厚度。最后,检测白云母的地球化学元素的含量,分析它们的特征,找出可以识别黄河和长江物源的指标,实验结果和研究结论可总结为以下几个方面:(1)对黄河口和长江口轻重矿物组分特征分析显示,黄河口重矿物组合以角闪石-褐铁矿-绿帘石为主,黄河口重矿物中的石榴子石、褐铁矿、钛铁矿、菱镁矿、阳起石、绿帘石、电气石、锆石、赤铁矿等矿物的含量较高且明显高于长江口。长江口的重矿物组合以角闪石-绿帘石-褐铁矿为主。长江口中重矿物中的普通角闪石、菱铁矿、黝帘石、透辉石、榍石、岩屑含量明显高于黄河口。黄河口和长江口轻矿物都是以石英和长石为主,而且黄河口石英平均含量低于长江口,方解石和白云石含量高于长江口。(2)对黄河口和长江口白云母的矿物和含量特征分析显示,黄河口和长江口沉积碎屑白云母多为片状,颜色多为无色透明,大多呈次圆状,而且黄河口白云母比长江口磨圆度高。黄河口样品的粒级集中分布在3.5~5.0φ,长江口集中多分布在3.5~6.0φ。两河口的白云母在轻矿物中含量高,重矿物中含量较低。白云母含量在粒级之间差异很大,黄河口样品的白云母在1.5~4.0φ内比较富集,长江口样品白云母富集在1.5~3.5φ。所以高白云母含量与高频率沉积物粒度的粒级之间存在着显著的错峰,在黄河口中相差在1.5φ~2.5φ,长江口相差1.5~3.0φ。(3)对白云母的粒径和厚度进行统计分析,数据显示黄河口和长江口碎屑白云母各粒级的平均粒径之间差异较小,粒径与厚度之间的差异大。不同粒级白云母的平均厚度都小于15μm,而且厚度随着粒径的增大也呈现增大的趋势。石英和长石的形态和径厚关系较为稳定,而白云母由于一组极完全解理,很容易剥分成薄片,所以其径厚关系易产较大的变化,为了进一步讨论两者的沉积分异,我们引入了径厚比这一形状系数。经计算统计,黄河口各粒级的白云母的径厚比集中分布在5~60之间,长江口白云母径厚比略大,集中分布在10~70之间。石英和长石的径厚比则比白云母要小,集中分布在3~20之间。(4)利用径厚比,通过计算比较白云母与石英和长石粒径相同时体积的差异、粒径相同时沉积速度的差异和沉积速度相同时粒径的差异,分析了白云母其他粒状碎屑矿物的水力沉积特征。黄河口白云母的体积约为同粒径长英质体积的16%~55%,长江口白云母体积约为同粒径长英质体积的13%~41%。当白云母与石英和长石粒径相同时,黄河口中白云母的沉积速度约为石英和长石沉积速度的0.03~0.19倍,长江口约为0.03~0.11倍;当白云母与石英和长石沉积等效沉积时,白云母要比石英和长石的粒径大,黄河口云母的粒级与长英质相差大约1.25~2.25φ,长江口相差大约为1.75~2.5φ,实际情况中这一数值可能更大。所以粒径相同时白云母的体积比长英质要小,沉积速度也比长英质低,速度相同时白云母的粒径要比石英和长石大很多,所以大粒径白云母常与细粒泥质沉积共生。(5)对黄河口、长江口和南通沿海的地球化学元素含量进行分析,常量元素中,黄河口、长江口和南通沿海的白云母都有明显的高Al2O3、K2O特征,而且长江口和南通沿海的含量高于黄河口。微量元素中,亲石元素Ba和Rb含量较高。V、Cr、Sr元素在南通沿海沉积白云母中含量明显高于长江口和黄河口,黄河口最低。Zr、W、Be、Hf、Ta、Tl、Th、U元素在黄河口沉积白云母中的含量明显高于长江口和南通沿海,且长江口和南通沿海的差异很小。在稀土元素中,除了元素Eu在黄河口中的含量比长江口和南通沿海低之外,其他元素都是黄河口高于长江口和南通沿海。稀土元素特征值和REE配分模式图都表明,黄河口、长江口和南通沿海的碎屑白云母都呈现轻稀土富集显著,且Eu出现正异常。(6)利用相关系数、聚类分析、主成分的得分矩阵和相对偏差等分析方法,从白云母常量元素、微量元素和稀土元素中提取出黄河口和长江口的物源指标。结果显示:常量元素TFe2O3和MnO以及K2O和Mg O之间有着很好的相关关系,而且TFe2O3/MnO以及K2O/Mg O的标准偏差较小,相对偏差较大,可以作为区分黄河和长江物源识别的常量元素指标。Be、V、Zr、Hf、Ta、Tl、U、W元素可作为黄河和长江物源识别的微量元素指标。稀土元素中碎屑白云母的球类陨石标准化值以及稀土元素ΣREE、ΣLREE、ΣHREE、ΣY、Sm/Nd特征参数值也可作为物源识别的重要指标。利用这些物源识别指标对南通沿海样品进行物源识别,表明南通沿海碎屑白云母的物源识别指标与长江更为接近,碎屑白云母多来自长江。