長江水系沉積物碎屑礦物組成研究

錢海

[摘要]被稱為我國第一大河的長江，近年來在隨其自身發(fā)展以及人們的開發(fā)利用過程中，所攜帶的泥沙入海也呈逐年上升的趨勢。很多學者及相關(guān)人士也由此對其沉積物碎屑礦物的組成進行分析，從而使沉積物由源到匯、環(huán)境變化以及沉積物來源等內(nèi)容得以分析。本文主要從沉積物的重礦物組合與輕礦物組成兩方面對長江水系沉積物碎屑礦物組成進行探析。

[關(guān)鍵詞]長江水系 沉積物 碎屑礦物 組成

[中圖分類號] P62 [文獻碼] B [文章編號] 1000-405X（2015）-9-1-1

0前言

盡管現(xiàn)階段許多學者已對長江河口三角洲與其干流地區(qū)已展開許多深入研究，但并未達成一致的研究認識，尤其在干流與支流部分的礦物組成研究仍不夠全面。因此，對長江水系重礦物組合與輕礦物的組成研究分析具有十分重要的意義。

1重礦物組合及其基本特征分析

根據(jù)以往學者研究以及實踐探索認為，重礦物的組合主要體現(xiàn)在母巖性質(zhì)示蹤劑與其他如電氣石、石榴子石、磷灰石以及鋯石等礦物的組合上，通過對其組成部分的分析能夠?qū)⒛笌r組成特征做出分析。在以往研究過程中，沉積物中重礦物的含量在金沙江石鼓處大約為29%，在宜賓以上位置的沉積物中大約占有5%，而除干流涪陵與支流嘉陵江外，宜賓以下水系沉積物中的重礦物含量要低于5%。而且據(jù)分析，沉積物中含有大量的磁性礦物，不僅存有很多磁鐵礦，也含有其他如角閃石等磁鐵礦包裹體礦物。其中所含有的顆粒一般具有金屬光澤或黑色等特征，且粒徑較小，以十二面體的形式存在；金紅石呈現(xiàn)的主要為短柱狀、深紅褐色以及較好的磨圓特征；而褐鐵礦則以黃褐色且土狀的形式存在；鈦鐵礦的特征則體現(xiàn)在粒徑較小，并以塊狀或板狀的形式存在。除此之外，晶形比較完好的鋯石在沉積物中也占有很大的比例，其呈現(xiàn)的晶形與顏色相比其他成分有較大的差異，顏色通常為淺粉色、紅褐色或淺褐色，在形狀上多以長柱雙錐狀與短柱狀為主。另外，沉積物中其他的石榴子石、角閃石、綠泥石以及黑云母等在特征上也各不相同。

多種重礦物組合結(jié)果在長江水系分布圖中呈現(xiàn)出來，可以推出沉積物中重礦物的組成部分多為角閃石、磁鐵礦、石榴子石、輝石、鈦鐵礦、綠簾石以及褐鐵礦等礦物，相比中游干流或下游干流的重礦物組合，存在方式各有不同。一般中游重礦物與下游的重礦物主要由角閃石、金屬礦物、綠簾石以及少量其他成分所組成。從其中較少含量的石榴子石、鋯石以及輝石等可以說明中下游干流沉積物受上游礦物沉積物影響較小，這種情況的發(fā)生也有可能是因為水動力的分選作用。

此外，若從不同地點進行取樣分析，也可發(fā)現(xiàn)重礦物的特征各不相同。在金沙江與麗江金安橋間的礦物特征一般體現(xiàn)為花崗巖與泥巖變質(zhì)后所形成的紅柱石，具有較強的風化特征；在金沙江與攀枝花之間的重礦物也主要為紅柱石，但此處的紅柱石具有較好的晶形，而且以玻璃狀與紅褐色的特征呈現(xiàn)，其原因在于近源母巖對沉積物影響較多。除紅柱石外，該部分也存有副礦物磷灰石，主要以氣體包裹體或液體包裹體的形式存在。另外，在長江頭與宜賓間的礦物組合通常為深層巖中所產(chǎn)出的綠泥石、黑云母以及角閃石等，而且在岷江流域與金沙江上游位置的物質(zhì)影響下，深度區(qū)域中也存在紫蘇輝石。除此之外，其他地域的重礦物特征也可將各自流域的巖石類型反映出來，其實質(zhì)在于對流域巖源性質(zhì)的具體分析[1]。

2輕礦物組成與其特征分析

長江沉積物輕礦物中的組成部分主要包括長石、石英、巖屑與少量風化碎屑。其中單晶石英的含量大約在沉積物輕礦物中占有大半比例，尤其在湘江流域中含量值較高。而多晶石英含量分布較少，在特征方面表現(xiàn)為氣包裹體或液包裹體，具有較差的晶形。輕礦物中的長石一般為斜長石，含量較少，在特征上主要表現(xiàn)為絹云母化，且呈現(xiàn)侵染狀特點。輕礦物中的巖屑含量通常較高，如碳酸鹽巖屑、變質(zhì)巖巖屑以及沉積巖巖屑等。

輕礦物中的成分在不同地區(qū)間的特征也各有不同。在金沙江上游與下游之間，石英的顆粒表現(xiàn)出波狀消光現(xiàn)象而且含量會逐漸增加；長石則以減少的趨勢進行；一般巖屑不會發(fā)生較大的變化。從輕礦物組成的整體分布可分析，石英含量在金沙江處較低，但長石的含量比較高。岷江處的輕礦物中，長石通常表現(xiàn)為絹云母化或解理紋的特征；石英則呈現(xiàn)較大的顆粒，尤其在煤炭沉積物或心灘沉積物中，石英的變化量很大；而其中的巖屑主要由沉積巖屑與變質(zhì)巖相結(jié)合所形成的。嘉陵江處的長石以格子雙晶為主要特征，而單晶石英表面較臟，但顆粒較大[2]。

在以往學者對碎屑礦物成分研究過程中，將判斷指標定在骨架礦物組合比值上，從中能夠?qū)⑽镌磪^(qū)指數(shù)與成分成熟度指數(shù)分析出來。其中的物源區(qū)指數(shù)主要指對該區(qū)域氣候特點、風化情況以及母巖性質(zhì)等的反映，而成分成熟度能夠?qū)⒏脑焖樾嫉V物的程度進行分析。據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計，相比支流輕礦物成熟度指數(shù)，干流的指數(shù)通常較高。在漢江流域，上游地區(qū)會帶來大量的沉積物，在搬運和分選黃土物質(zhì)以后，會使巖屑減少，使成分的成熟度逐漸升高。但在湘江上游地區(qū)，因為存在較多的碳酸鹽巖，具有較強的流域風化，因此成熟度也比較高。由此推出，長江水系沉積物物源指數(shù)在干流或支流中并未呈現(xiàn)出較多的變化，物源指數(shù)的提高主要得益于湘江與漢江較低的巖屑含量[3]。

3結(jié)論

長江水系沉積物碎屑礦物目前存有很多種類。有重礦物中的角閃石、褐鐵礦、輝石、白云母以及輕礦物中的石英與長石等，在含量與分布特征方面都具有一定的地域性特點，通過綜合性的分析能夠為研究泥沙來源與擴散以及對河口區(qū)沉積環(huán)境的探討提供重要的依據(jù)。

參考文獻

[1]王中波，楊守業(yè)，李萍，李從先，蔡進功. 長江水系沉積物碎屑礦物組成及其示蹤意義[J]. 沉積學報，2010，04：570-578.

[2]何夢穎. 長江河流沉積物礦物學、地球化學和碎屑鋯石年代學物源示蹤研究[D].南京大學，2014.

[3]丁悌平，高建飛，石國鈺，陳峰，王成玉，韓丹，羅續(xù)榮. 長江水中懸浮物含量與礦物和化學組成及其地質(zhì)環(huán)境意義[J]. 地質(zhì)學報，2013，05：634-660.