黄河流域泥沙矿物成分与分布规律.docx

黄河流域泥沙矿物成分与分布规律王兆印1 ,王文龙2 ,田世民3(11 清华大学 水沙科学与水利水电工程国家重点实验室 ,清华大学 水利系 ,北京 100084 ;21 中国科学院水土保持研究所 黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室 ,陕西 杨凌 712100 ;31 中国水利水电科学研究院 ,北京 100044)摘要 :黄河及其干支流经常产生高含沙水流 ,泥沙中矿物的成分及含量是影响高含沙水流性质的主导因素 ,粘土矿物颗粒含量对高含沙水流流变性质的影响 ,远大于颗粒粒径大小对流变性质的影响 ,粘土颗粒和阳离子 之间的相互作用对高含沙水流的流变性质也有非常大的影响 。通过对黄河及其支流地区 12 个地点进行采样 分析 ,得出黄河及其支流地区泥沙基本来源于同一地区 ,次生矿物是在长期的 、相同的环境条件作用下形成 的 。根据泥沙样本的粒径分布曲线和矿物成分及含量 ,建立了黄河及其支流泥沙粘土 、非粘土矿物含量与中 值粒径之间的关系 ,能够更方便 、快捷 、廉价地估算黄河及其支流粘土矿物的含量 。关键词 :高含沙水流 ;泥沙 ;矿物成分 ;粒径分布 ;粘土矿物中图分类号 : TV14112文献标识码 :A文章编号 :04682155X(2007) 0520001208黄河是世界上最著名的多沙河流 。根据 1919 - 1960 年的资料 ,在受到大型水库影响之前 ,由上 、中游流域进入黄河下游的悬移质泥沙量 , 平均每年为 16 亿 t , 其中 4 亿 t 淤积在河道中 ,12 亿 t 输送入海1。据计算 ,全世界河流每年输送入海的物质为 100 亿 t ,其中悬移质泥沙量占 62 %2 ,黄河每年输送入海的悬移质泥沙即占世界总量的 1914 % 。根据 1955 - 1986 年的资料 ,三门峡站的年平均输沙量为1219 亿 t ,最大年输沙量为 3013 亿 t3 。由于黄河流经黄土高原地区 ,汛期洪水挟带大量泥沙 ,往往形成 高含沙水流 。高含沙水流不同于一般的挟沙水流 。当挟沙水流含沙量超过某一数值之后 ,便具有许多 不同于一般挟沙水流的特性4 - 6 。对于高含沙水流 ,不同的学者有不同的判别标准 ,钱宁4 以日平均含沙量大于 400 kgm3 作为高含沙水流的标准 ,王兆印7 在研究高含沙水流运动机理时把含沙量在 100 kgm3以上的含沙水流作为高含沙水流 ,许炯心8 曾把含沙量在 300 kgm3 以上作为高含沙水流的标准 。如果 以含沙量大于 300 kgm3 作为高含沙水流的条件 ,仅 1960 - 1962 年间 ,黄河干流龙门站共观测到了 40 次 最大含沙量在 300 kgm3 以上的洪水8 。另外 ,在黄河中游的一些支流中 ,经常出现含沙量大于1 000 kgm3 的高含沙洪水 ,如窟野河温家川 1958 年 7 月 10 日实测最大含沙量达 1 700 kgm3 9 。近年来 ,黄河流域的水土保持措施对黄河减沙起到了重要作用 ,1970 - 1996 年 ,河口镇至龙门区间 以及泾河 、北洛河 、渭河流域水土保持措施年均减沙 21238 亿 t ,占该区间多年平均来沙量的 2219 %10 , 但黄河仍然处于高含沙量的状态 。对黄河流域的泥沙矿物成分进行分析 ,可以使人们进一步了解黄河泥沙的特性以及泥沙矿物成分对高含沙水流的影响 。研究黄河泥沙的分布规律 ,有助于人们更好地了解黄河泥沙的来源和形成过程 ,采取更为有效的水土保持措施来减少黄河流域的泥沙侵蚀 。1 黄河泥沙来源黄河流域跨越不同的地貌单元和气候带 ,表现出独特的水沙异源现象11 。许炯心12 在钱宁等13收稿日期 :2007204216基金项目 :本文得到科技部国际合作项目 (2004CB720402) ;基金委项目 (50221903 - 3) 的支持作者简介 :王兆印 (1951 - ) ,男 ,山东济南人 ,教授 ,主要从事河流水力学及水动力学研究 。E2mail :zywang tsinghua . edu. cn1研究的基础上 ,划分了 4 个主要的水沙来源区 ,即河口镇以上的清水区 、河口镇至龙门的多沙粗沙区 、龙门至三门峡之间 (包括渭河及汾河) 的多沙细沙区 ,以及三门峡以下由伊洛河和沁河流域构成的清水区 。 钱宁等4 人分析得出 ,泥沙来量较多的区域共有三片 : 1) 河口镇至清涧河之间的晋陕支流 ; 2) 无定河 、清涧河 、延水 、北洛河以及泾河的支流马莲河的河源地区 ;3) 渭河上游北岸支流 ,包括葫芦河的中下 游 、散渡河等 。其中河口镇至无定河的右岸支流及白于山河源区是粗沙 ( 0105 mm) 的主要来源区 。徐建华等14 的研究表明 ,黄河中游粒径大于 011 mm 、输沙模数超过 1 400 t( km2 a) 的粗泥沙产沙区面积为 1188 万 km2 ,主要分布在皇甫川 佳芦河区间 ,无定河支流芦河 、大理河和延水上游地区 ,以及无定河 下游 。黄河泥沙主要来源于黄土高原的第四纪沉积物 ,其粒度组成 、矿物组成 、有机质含量与黄河中游地区的黄土具有很大的相似性 。刘东生15 指出 ,黄河中游黄土物质的来源是近于同一补给地区 ,并受同 一地质营力所支配 ,与当地基岩性质无直接联系 。黄土的这一特点 ,决定了黄河泥沙在物理 、化学性质 上具有相当程度的均一性 。关于黄土高原的形成 ,主要有水成说 、残积说 、风成说及多成因说四种 。中 外多数学者主张风成说16 ,他们从分析黄土物质的基本特点入手 ,认为黄土物质的物源与我国西部大 面积的沙漠有关 ,它的形成 ,经历了几百万年的地质综合作用 ,通过物源的形成 、搬运 、分选及堆积成土等三个阶段 。黄土物质的搬运主要依靠来自西伯利亚和蒙古高原的高压气流 。黄土分布在沙漠和戈壁 的下风区 ,黄土高原正好形成在蒙古高原南缘 ,这是风成说最好的证据 ,北风送土 ,填山没壑 。另外 ,风 成说的证据多见于上层黄土即马兰黄土层中 ,把马兰黄土砂粒放在电子显微镜下观察 ,可以看出风蚀的 形态 ,如次圆状 、碟形坑 、冲击麻点等16 。黄土高原属大陆性气候 ,气候干旱 ,雨量稀少 ,暴雨集中 。该地区黄土土层厚度 50 - 80m ,最厚处达200 m 以上 。主要成分为粉沙壤土 ,质地疏松 ,遇水极易分散 ,抗蚀力弱 ,加上这一地区频繁的人类活动12,导致水土流失极为严重 ,是高含沙水流的主要来源区 。高含沙水流的物理性质与矿物成分的关系高浓度泥沙悬浮液的流变性质比较复杂 ,在一定条件下可以概化为以下五种类型 :牛顿体 、宾汉体 、 伪塑性体 、膨胀体和宾汉幂律体 。无粘性高含沙水流一般仍然是牛顿体 ,但粘滞系数比清水的大得多 , 含有较多粘性细颗粒的高含沙水流是宾汉体 ,但也有些研究者认为是伪塑性体或宾汉幂律体 。王兆印 和钱宁7 通过实验得出 ,高浓度的不含粘土矿物颗粒的沙浆随浓度增加逐渐由牛顿体过渡到伪塑性体 , 在极高浓度下也没有宾汉极限剪应力 ;含有一定数量粘土矿物颗粒的沙浆一般可以用宾汉流体流变方 程描述其流变行为 ,其中细粘粒的多少对于悬浮液的宾汉极限剪应力起决定作用 。而由粘性颗粒和粗 颗粒混合而成的悬浮液 ,其刚度系数值介于两种沙各自构成的悬浮液的刚度系数值之间 ,粘性颗粒含量 对刚性系数影响显著大于粗颗粒 。泥沙颗粒的形成来源于岩石的风化 ,粗颗粒是物理风化的产物 ,其矿物成分保持与原岩相同 。细颗 粒是化学风化的产物 ,基本上都是粘土矿物 ,属于层状硅酸盐 ,常见的有蒙脱石 、高岭石 、伊利石等 。粗 颗粒主要是石英 、方解石和各种长石 ,它们是架状硅酸盐 。粗细颗粒结晶构造上的差异造成它们物理性 质上的不同 ,也直接导致高含沙水流的性质因粗细颗粒含量的不同而不同 。黄河中游泥沙矿物组成主要有伊利石 、石英 、绿泥石 、方解石和长石等 。各矿物组分的含量与泥沙粒度关系极大 。随着泥沙粒度的减小 ,石英和长石的含量逐步下降 ,而伊利石 、绿泥石 、方解石的含量明 显上升 。黄河泥沙主要由铝硅酸盐组成 ,除硅铝外 ,其他组分大致有如下规律 :CaO Fe2 O3 MgO TiO2 MnO ,其中微量元素的含量规律为 : Zn Cr Ni Cu Pb Co Bi Cd 。在黄河泥沙中 ,有机质的含 量很低 ,一般为 014 %018 % ,极少超过 1 % 。黄河泥沙的 p H 值呈微碱性 ,黄河水体的 p H 值为 715815 ,与黄土的 p H 值 (715816) 相吻合17 。211矿物特性细颗粒悬浮液的流变性质与粗颗粒是非常不同的 ,它们之间的差异主要是由于矿物成分的不同引22起的 ,与颗粒粒径大小关系不大18 。蒙脱石 、高岭石 、伊利石等都是粘土矿物 ,石英 、方解石和各种长石则属于粗颗粒 ,它们的性质有很大的不同 ,见表 1 。表 1 不同矿物成分颗粒的物理性质Table 1 Properties of sediment particles with different minerals特征常见非粘土矿物常见粘土矿物形状系数比表面积m2 g - 1膨胀性1 - 3石英粉 :0102 - 012无蒙脱石 : 200 左右 ;伊利石 : 100 左右 ;高岭石 : 15 左右蒙脱石 :810 ;伊利石 :80 ;高岭石 :20蒙脱石显著膨胀蒙脱石 :2211 ;伊利石 :4 ;高岭石 :0195 ( d = 0101 mm) 、1115 ( d = 01002 mm) 、1187 ( d = 010001 mm)蒙脱石 :126 ;高岭石 :8湿润热calg - 1阳离子吸附量 ( 毫摩尔百克) 吸附水膜厚石英近似为零长石平均 :215云母平均 :6151 个水分子厚440 个水分子厚可以看到 ,蒙脱石的比表面积是石英粉的 400040000 倍 ,伊利石和高岭石的比表面积分别是石英粉的 4004000 以及 100400 倍 。悬浮的粘土颗粒表面可以吸附水分子 ,被吸附的水分子的能量低于 自由水分子 ,当它们被吸附时就释放出热量 ,一克粘性颗粒所吸附的水分子释放出的能量叫做湿润热 。 由表 1 可以看出 ,粘性矿物的湿润热远高于非粘性矿物 。同时 ,蒙脱石对阳离子的吸附量远远高于各种长石和云母 ,非粘土颗粒几乎不吸附阳离子18 。因此 ,由于所挟带泥沙矿物成分的不同 ,高含沙水流往 往表现出不同的特性 。粘土矿物尤其是蒙脱石含量的增加会对高含沙水流的特性造成很大的影响 。212 矿物成分对流变特性和泥沙沉速的影响为了研究不同矿物成分对悬浮液流变性质的影响 ,王兆印和钱宁7 选取了三种矿物沙 石英粉 、 高岭石沙和绿泥石粉进行实验 ,结果发现 ,尽管石英粉含有 32 %的 0101 mm 以下的细颗粒 ,在体积比浓度 Cv = 0133 时仍然是典型的牛顿体 ,其粘度系数也仅是清水的 15 倍 。所选用的高岭石沙粒径比石英 粉大十几倍 ,且完全不含小于 0101 mm 的细颗粒 ,但其体积比浓度为 0132 时已成为具有很高宾汉极限 剪应力的塑性流体 ,其刚度系数也很大 ,约为清水的 500 倍 。此外 ,两种绿泥石粉的粒径虽然相差 8 倍 , 但它们的流变曲线基本相似 。这说明了在悬浮颗粒的流变特性中 ,矿物成分比粒径分布起的作用更大 。用花园口粘土 ( D50 = 010045 mm) 和石英粉进行群体沉速的对比实验发现 ,花园口泥沙含有一定量的粘土矿物颗粒 ,发生絮凝作用 ,这种作用使得浓度很低时平均沉速增加 ,浓度稍高时 ,絮凝形成了结 构 ,沉速锐减 。石英粉不发生絮凝 ,它的沉速随浓度的变化要平缓的多 ,二者在浓度为 012 时 ,沉速已相 差一万倍了 。213 矿物成分与阳离子相互作用机制由于粘土颗粒带负电 ,它们的表面常常吸附一些阳离子 ,这些阳离子可以彼此交换或者和掺入的其 他盐溶液中的阳离子进行交换 。按交换能力 ,土壤或者粘土悬浮液中的阳离子 排 列 顺 序 为 : Ca + + 、Mg + + 、K+ 和 Na + 。携带不同阳离子的粘土悬浮液具有非常 不同的流变性质 。用从奥地利采得的两种粘土 粘 土 1 和粘土 2 进行实验 ,研究阳离子对粘土悬浮液性 质的影响 。粘土 1 含有 4415 %的伊利石 、3312 %的绿 泥石 、1617 的石英和 5 %的长石 。粘土 2 含 52 %的蒙 伊混层 、1816 %的石英 、1219 %的伊利石 、6 %的绿泥石 、418 %的高龄石以及 417 %的长石 。 先用蒸馏水多次冲洗粘土悬浮液 ,除去其他阳离图 1 含不同阳离子的粘土 1 悬浮液的流变曲线Fig. 1 Flow curves of suspensions of clay 1 with different cations子 ,然后向其中分别加入 CaCl 、MgCl 、KCl 和 NaCl 溶22液 ,保持阳离子的浓度为 1 molliter 。粘土悬浮液被充分搅动 ,以使粘土颗粒表面的阳离子充分地进行交换 ,3将含有 Ca + + 、Mg + + 、K+ 或 Na + 的四种粘土悬浮液在旋转粘度计中进行剪切实验 。含不同阳离子的粘土 1 、2 悬浮液的流变曲线分别见图 1 和图 2 。两种粘土悬浮液具有相同的体积 比浓度 ( Cv = 1819) ,且流变曲线相似 。挟带二价阳离子的悬浮液其屈服应力和宾汉粘滞力远远大于挟带单价阳离子的悬浮液 ,仅含有 K+ 的悬浮液在四种悬浮液中粘性和屈服应力都是最小 ,仅含 Na + 的悬 浮液其屈服应力小于仅含 Ca + + 和仅含 Mg + + 的悬浮液 ,仅含 Ca + + 的悬浮液在四种悬浮液中具有最大 的屈服应力 。图 2 含不同阳离子的粘土 2 悬浮液的流变曲线Fig. 2 Flow curves of suspensions of clay2 with different cations图 3 Na + 、Ca + + 对不同浓度粘土 2 悬浮液屈服应力的影响Fig. 3 Effect of cations Na + and Ca + + on the yield stress of suspensions at various concentrations(clay 2)比较仅含 Ca + + 和仅含 Na + 的粘土 2 悬浮液的屈服应力 ,结果如图 3 所示 。可以看到 ,屈服应力随着粘土浓度的增加而增加 ,但是 Ca + + 悬浮液屈服应力增长速度远大于 Na + 悬浮液 。 为进一步了解不同阳离子悬浮液的颗粒结构 ,实验中进行了拍照 。首先 ,让悬浮液保持静止一天 ,然后用液态氮迅速冷冻切片 , 用电子显微镜拍照 , 图 4 为含 Ca + + 和 K+ 的粘土 1 悬浮液的结构 。含Ca + + 的粘土颗粒形成一个象卡片房屋一样的网状结构 (图 4a) ,而 K+ 的粘土颗粒却杂乱地堆积在一起(图 4b) ,因此前者屈服应力和粘性大 ,而后者则较小 。图 4 含 Ca + + 、K+ 粘土 1 悬浮液的颗粒结构Fig. 4 Structures of suspensions of clay 1 with Ca+ + (photo a) and K+ (photo b)黄河泥沙矿物成分与粒径分布的关系分析高含沙水流的矿物成分尤其是粘土矿物的成分与含量 ,可以帮助人们进一步了解高含沙水流 的特性 。然而 ,定量地分析泥沙中粘土矿物的成分和含量是十分困难的 ,通过矿物定量分析的方法来监 测每次高含沙水流的矿物组成 ,成本高且耗时较长 ,运用起来有一定的难度 。通过上面的分析可以看 出 ,黄河的泥沙来自同一地区 ,矿物成分和泥沙颗粒的粒径之间可能存在一定的关系 。如果能建立这样 的关系 ,通过测量高含沙水流中泥沙颗粒的粒径分布及中值粒径来确定其中的粘土 、非粘土矿物成分和34含量 ,以此来辨识高含沙水流 ,将是十分便利且简单易行的方法 。作者对皇甫川 、窟野河等 12 个地区进行采样和矿物鉴定 ,采样点位置见图 5 。分别得到了各个地 区的矿物成分及含量 ,见表 2 。对粘土矿物的分析主要有 X 射线衍射分析 、红外光谱分析 、差热分析等多种方法 。各种分析方法主要是利用粘土矿物的性质如膨胀性 、吸附性 、层间电荷等对各种粘土矿物进 行定性和定量分析 。本次采样由北京石油规划勘探研究院进行矿物鉴定 ,采用 X 射线衍射分析法 。表 2 不同地区矿物成分及粘土矿物相对含量Table 2Mineral compositions and the content of the clay mineral at 12 sampling sites矿物种类和含量%粘土矿物总量%粘土矿物相对含量%编号采样地点石英钾长石斜长石方解石角闪石蒙脱石及蒙伊混层伊利石高岭石绿泥石皇甫川窟野河 秃尾河无定河 延河泾河 渭河 花园口河床花园口岸滩 清水河 垦利浮桥河床垦利浮桥岸滩4113461753175314481350113716521335173642193516381420133134517251111132162187186168122714271518181817161414151913131210182414151131811501671981371961361613151851811180120110111161121124163120171151120178114135111519151817111971931153311171930121234567891011127539542393743485042405011218335394439282938353182869109811991096126141210101312111510图 5 采样点分布图Fig. 5 Locations of sampling sites将以上各个地区的非粘土矿物用相对含量来表示 ,即每种非粘土矿物占总非粘土而非总粘土的百分比 ,并以三角坐标的形式来表示其分布 ,如图 6 所示 。三角坐标图中 ,每一条边为一条坐标轴 ,各表示 对应矿物成分的含量 ,各坐标轴上的 0 刻度和 100 %刻度彼此相连 。具体做法为 :对于地点 i ,方解石的含量为 p ,从表示方解石含量的轴上找到一点 ,该点的值为 p ,过该点做表示“石英 + 长石”含量的轴的平 行线 “; 石英 + 长石”的含量为 q ,从表示“石英 + 长石”含量的轴上找到一点 ,该点的值为 q ,过该点做表 示“角闪石 + 其他”含量的轴的平行线 ,两条平行线的交点即表示地点 i 在三角坐标中的位置 。“角闪石+ 其他”的含量为 1 - p - q ,在其对应的坐标轴上找到一值为 1 - p - q 的点 ,过该点做表示方解石含量 的轴的平行线 ,则该线一定通过前两条平行线的交点 ,所以在做图时 ,只需做出两条平行线即可确定一5个地点的位置 ,必要时可以用第三条线校正 。图 6 黄河干支流泥沙非粘土矿物成分及其分布Fig. 6 Composition of the non2clay minerals of the sediment in the Yellow River and its tributaries图 7 黄河干支流泥沙粘土矿物成分及其分布Fig. 7 Composition of the clay minerals of the sediment in the Yellow River and its tributaries由图 6 可以看出 ,非粘土矿物成分主要是石英和长石 。根据图形来看 ,12 个地区都分布在右下角 ,说明黄河流域的非粘土矿物组成基本相似 。石英主要为花岗岩和沙岩的风化产物 ,方解石主要为灰岩 的风化产物 ,角闪石为基性岩石的风化产物 ,因此 ,黄河及其支流的非粘土矿物的来源是比较一致的 。 同时 ,根据图 6 ,除了窟野河 、秃尾河 、花园口岸滩和清水河 ,其他 8 个地区都集中在一起 ,如果用这 8 个 地区代表黄河及其支流的非粘土矿物含量的特征 ,结合表 2 数据可以得出 ,在黄河及其支流的非粘土矿 物中 ,石英和长石占 8911 % ,方解石占 819 % ,角闪石和其他占 2 % 。粘土矿物的三角坐标表示形式如图 7 所示 ,图的做法和非粘土矿物三角坐标图的做法一样 。粘土 矿物为次生矿物 ,其成分主要反映风化前的矿物种类及其所处地理位置的长期环境条件 。图 7 表明 ,粘 土矿物的成分主要是蒙脱石 、伊利石及蒙伊混层 ,除了皇甫川 、窟野河和秃尾河外 ,其他地点基本上都分 布在同一区域 ,表明黄河及其支流的粘土矿物基本都是在相同的长期环境下产生的 。皇甫川 、窟野河和 秃尾河中粘土矿物含量很低 ,偏离群体 ,可能是某些偶然因素所致 。蒙脱石的粘性很强 ,当高含沙水流中含有较多的蒙脱石颗粒时 ,其粘性和屈服应力都会比较高 。如果用除去皇甫川 、窟野河和秃尾河的其 他 9 个地区代表黄河流域 ,则黄河及其支流的粘土矿物中 ,蒙脱石占 4314 % ,伊利石占 3513 % ,高岭石和 绿泥石占 2113 % 。311粒径分布曲线通过对各地区采集沙样的分析 ,得到黄河支流和干流的粒径分布曲线 ,如图 8 和图 9 。图 8 黄河支流粒径曲线Fig. 8 Size distribution of the sediment in the tributaries of the Yellow River图 9 黄河干流粒径曲线Fig. 9 Size distribution of the sediment in the Yellow River6312中值粒径与矿物成分的关系根据黄河干支流泥沙的矿物成分 、粘土和非粘土矿物的含量以及粒径分布曲线 ,建立粘土和非粘土 矿物含量和粒径之间的关系 ,如图 10 和图 11 。两条关系曲线拟合得非常好 ,由此可以得到粘土矿物含量 、非粘土矿物含量与中值粒径之间的关系式PR = 11106ln ( d50 ) + 114147PC = - 11106ln ( d50 ) - 141471其中 , (1) 式为非粘土矿物与中值粒径之间的关系 , (2) 式为粘土矿物与中值粒径之间的关系 。(1)(2)图 10 非粘土矿物含量与中值粒径关系Fig. 10 Relation of the content of non2clay mineral and the median diameter图 11 粘土矿物含量与中值粒径关系Fig. 11 Relation of the content of clay mineral and the median diameter当泥沙颗粒中粘土颗粒含量多时 ,泥沙的中值粒径就偏小 ,相反 ,当非粘土颗粒含量大时 ,泥沙的中值粒径就偏大 ,这符合人们的感性认识 。通过建立泥沙中值粒径与粘土 、非粘土矿物含量之间的关系 式 ,便可以通过测定泥沙中值粒径的方法来估计粘土 、非粘土矿物在泥沙中的含量 ,并可根据由图 6 、图7 分析得出的粘土 、非粘土矿物中各种矿物成分的含量 ,得出高含沙水流泥沙的各种矿物组成 ,以此判 断高含沙水流的特性 。结论高含沙水流中泥沙的矿物成分对泥沙的性质具有很大的影响 ,从而直接影响到高含沙水流的特性 , 当粘土颗粒含量高时 ,高含沙水流表现出很大的粘性和屈服应力 ,而非粘性水流一般仍然属于牛顿体 。 粘土矿物颗粒表面带负电 ,对阳离子的吸附性很强 ,不同的阳离子对粘土溶液的性质有不同的影响 。挟带二价阳离子的悬浮液其屈服应力和宾汉粘滞力远远大于挟带单价阳离子的悬浮液 ,仅含有K+ 的粘土悬浮液粘性和屈服应力小 ,而仅含 Ca + + 的悬浮液具有最大的屈服应力 。 黄河泥沙中非粘土矿物成分主要是石英和长石 ,粘土矿物主要是伊利石和蒙脱石 。根据泥沙样本所绘制的三角坐标图 ,黄河及其支流的非粘土矿物组成基本相同 ,粘土矿物组成也基本相同 ,说明黄河泥沙来源具有同一性而形成粘土矿物所在地的长期环境条件是基本相同的 。综合泥沙样本的矿物成分 、含量 、泥沙颗粒粒径分布曲线 ,得到黄河流域粘土 、非粘土矿物与泥沙中 值粒径之间的关系式 ,粘土矿物成分的含量与中值粒径成负相关性 ,非粘土矿物成分的含量与中值粒径成正相关性 。利用这个关系式 ,可以通过分析泥沙的中值粒径 ,并根据分析图 6 、图 7 所得出的结论 ,来确定黄河流域泥沙中粘土及其各组成矿物 、非粘土及其各组成矿物成分的含量 。4参考文献 :钱宁 ,周文浩 . 黄河下游河床演变 M . 北京 :科学出版社 ,1965. 1 - 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