大兴安岭东麓白土山组地层的沉积学特征

侯心茹 谢远云 康春国 迟云平 吴鹏 孙磊 孙杨 孙建华

关键词 白土山组；松嫩平原；重矿物；沉积环境；地层划分

0 引言

松嫩平原是在中生代断陷盆地的基础上由嫩江和松花江冲积而成[1?2]。第四纪以来，多次的沉降和隆升对该地区水系、古地理的变迁及沉积环境的演化产生重要影响[2]。20世纪90年代之前，松嫩平原第四纪沉积地层的研究主要集中在沉积环境和地层划分等方面，其中作为松嫩平原下更新统底界地层的白土山组更是颇受关注[3?9]。然而在1990年后关于白土山组及其沉积特征的研究鲜有报道，相关资料更是寥寥无几。

白土山组广泛出露于大兴安岭东麓与松嫩平原西部过渡处以及埋藏在松嫩平原中部的湖相黏土层底部[4?5]，地层典型岩性特征为灰白色、黄褐色砂砾石层夹灰白色黏土透镜体[3?4]。自20世纪60—80年代开始，众多学者对白土山组进行了大量研究。然而，在沉积环境、地貌过程、气候背景和地层年代等方面的认识存在明显分歧，对于白土山组的沉积环境和地貌过程，冰缘堆积[7?8]、湖相沉积[5，10]、河流沉积[3，6]、冰川和冰水堆积[11?12]、寒冷气候条件下冰融水携带的洪积和泥石流堆积[9]以及冲洪积[13]等相继提出；沉积的气候背景也存在干冷[6，11]、冷湿[10]、暖干[4，13]、暖湿[4，14]、干冷—暖湿波动[15]和冷湿—干冷波动[16]等不同看法；地层的年代限定，时间跨度之大，从中新世[14，17]、上新世[4]、一直到早更新世（在2.5～0.8 Ma B.P. 之间变化）[5?8，10?11，13，15?16]。以前的研究多是基于单一属性划分地层单位，参照在龙江县建立的白土山组标准剖面[3]，将凡是灰白色夹黏土透镜体的砂砾石地层均称作白土山组，如此忽略其他地层属性的第四纪地层划分显然是片面的。

沉积学特征在揭示沉积环境及地层划分等方面具有十分重要的价值[18?19]，对于以砂砾石堆积为主的白土山组而言，砾石特征分析有着不可或缺的作用。对其砾石进行包括砾性、砾度、砾态和砾向在内的砾组分析，有助于定量研究砾石的沉积环境，阐述沉积物岩性成分以及物质来源等信息[20?24]。重矿物耐磨蚀且稳定性强，相比其他碎屑沉积物受地质营力作用影响较小，能够较多保留母岩特征，被广泛应用于物源分析和古环境重建[25?30]。早期对白土山组的了解是以粒度和孢粉等指标为研究手段[3?6，14]，然而白土山组孢粉数量较少且受保存条件的约束，在没有其他环境指标辅助的情况下，所记载沉积环境信息的准确性值得商榷[31]；迄今为止，也很少涉及多个剖面对比的系统研究，同时缺乏详细的沉积学特征分析和重矿物数据支持。为了全面深入解析白土山组地层属性和沉积环境，有必要对数个剖面进行整合，从而获得空间和地貌上的完整记录。本文在大兴安岭东麓与松嫩平原西部过渡处自北向南选取4个剖面（腰白土、绰尔河、平安镇、王府屯剖面）采样，基于大量野外一手调查资料，进行沉积学特征和重矿物分析等工作，对不同剖面沉积环境与物质来源进行详细研究，以期从全域视角认识白土山组地层的沉积环境，为松嫩平原第四纪地层划分和古地理环境演化提供重要科学依据。

1 研究区概况

自中生代开始新华夏构造体系逐渐发展起来，形成一系列持续活动的大型隆起带和沉降带，控制着中生代时期的沉积活动以及燕山花岗岩带的分布[32]。第四纪以来，中国东北地区在早更新世期间（2.0～1.2 Ma）构造运动强烈，使得山脉整体抬升，平原稳定下沉。在这种情况下，西部大兴安岭海拔上升约1 000 m，东部山脉的海拔上升约500～700m[12，33]，由此，逐渐演变成包括东北平原、大兴安岭、小兴安岭及东部长白山地等在内的大型地貌单元（图1）。松嫩平原作为东北平原的主体部分，在地质构造分区上，西缘为西部斜坡区，属新华夏构造体系第二沉降带北部，是松辽断陷带的一部分，在古老结晶片岩基底的基础上，经历了多次构造隆升和沉降发育而来[34?35]。该区第四纪地层自下而上划分为白土山组、荒山组、大青沟组、哈尔滨组、顾乡屯组、群力组和坦途组[36]。从地理位置上看，松嫩平原西与大兴安岭接壤，东部是长白山地区，北与小兴安岭山脉相连，南以松辽分水岭为界，地势北高南低，整体略呈菱形[37?38]。气候上，松嫩平原属于温带大陆性季风气候，处于半干旱半湿润向半干旱气候过渡地带[39]。

位于松嫩平原西部的大兴安岭（43°～53°30′ N，117°20′～126° E）地形总势呈东北—西南走向，属于低海拔丘陵地貌[40]，东（高寒侵蚀地貌）西（高纬寒冻地貌）部呈明显的不对称形态。晚中生代时期，在蒙古—鄂霍次克洋闭合及太平洋西向俯冲的影响下，形成一系列火山盆地，并出现了近似西南—东北走向的断裂活动带[40?43]，伴随强烈的岩浆活动，产生了大量中酸性岩浆岩[41?44]。第四纪初期地壳升降速度加快，山地的火山岩风化物被流水侵蚀，经搬运到山前大量堆积，产生了灰白色高岭土质及其胶结的砂砾石层。因此，松嫩平原西部的白土山组主要分布在大兴安岭东麓山前的雅鲁河、绰尔河、洮儿河等主要河流的出山口地带（图1）[3]。

2 材料与方法

2.1 样品采集

选择黑龙江省龙江县腰白土、龙江县杏山镇绰尔河、吉林省白城市平安镇以及松原市前郭县王府屯4个白土山组地层剖面为研究对象，进行基于沉积结构（砾石和基质性质及夹层或透镜体在地层中的组合方式）与构造（对层理的观察）的沉积学研究。

在腰白土剖面的泥—粉砂及细砂透镜体处采集样品6件；对绰尔河北岸剖面的泥质粉砂—极细砂透镜体取样3件；对平安镇剖面的泥质粉砂—极细砂透镜体采集样品5件以及在王府屯剖面的黏土—细粉砂和粉砂质泥透镜体处取样5件，总计19件样品用于重矿物分析。

2.2 实验方法

选用网格法对剖面砾石进行采样，设置1.5 m×1.5 m范围的网格区域，在其中随机选取不少于100颗砾石，观测每个砾石成分、砾径（a、b、c轴），同时对磨圆度和化学风化程度进行统计[45]。所测砾石样品均被敲开，观察新鲜横截面，从而准确判断砾石成分。测量并记录扁平状砾石较为发育剖面的砾石产状，依据整理的数据制成相应图表。

基于每颗砾石的砾径测量长度获得砾组分析的相关参数：平均砾径-d是先计算各轴平均砾径- da、- db、-dc，再计算等体积砾径后得到，即-d= -d a-db-dc3 ；中值砾径的计算公式为-d50 = -d a50-db50-dc503 ，式中-da50、-db50和-dc50 分别在长、中、短轴的累积频率曲线上求得；分选系数根据累积频率曲线上的四分位数（d25、d75）求得，a轴的分选系数为Sa = da75/da25；扁度F计算公式为F = （-d a + -d b）/2-d c，球度Ψ 计算公式为 ψ =-da-db-dc3 /-d a[21?22]。

鉴于细砂与极细砂中重矿物含量占比大、种类多[46]，为使所获样品含有最全面最丰富的重矿物种类信息，筛取63～250 μm组分用于重矿物分析。实验在河北廊坊诚信地质服务公司进行，先将样品烘干称重，用淘洗法提炼重部分；再用三溴甲烷（比重2.89）将轻重矿物分离，酒精反复冲洗被分离的样品，60 ℃恒温烘干后称重；随后进一步使用电磁方法对样品磁选，得到强磁、电磁和无磁颗粒后称重[47]；最后将得到的各部分在双目镜和偏光镜下鉴定，每个样品鉴定的颗粒数均在600粒以上。

3 结果

3.1 沉积学特征

根据各剖面野外观察和数据统计结果，绘制砾石的砾径、砾向、砾态、砾性特征图和各剖面砾组分析的相关参数（表1）。另外，为了大致观察每个剖面砾石砾度的分布特征，绘制砾石样品a轴频率分布直方图进行研究[23]。具体分析结果如下。

3.1.1 腰白土剖面

腰白土剖面位于黑龙江省齐齐哈尔市龙江县腰白土村（47°16′15″ N，123°13′36″ E），这是一套规模较大的白土山组露头（图2a），剖面呈南北走向展布，厚约11.5 m（不见底）。沉积物岩性主要为黄白色砂砾石堆积，夹杂灰白色黏土、亚黏土和泥质粉砂透镜体（图2b，c）。亚黏土大型透镜体处可见斜层理发育，产状为152°∠26°（图2d）。

砾石的砾径集中在20～70 mm（占90%）（图2e），呈颗粒支撑，无明显定向性，磨圆度以次棱角状为主（占57.7%），其次为棱角状（29.17%）和次圆状（12.5%），圆状含量极少（图2f）。砾石受不同程度风化作用的影响，以弱风化（76.47%）为主，其次是中等风化（21.85%）（图2g）。砾石成分以流纹岩为主（30.65%），石英质（21.51%）和凝灰岩（20.97%）次之，陆源碎屑岩（粉砂岩和细砂—极细砂）（15.59%）和花岗岩（11.29%）含量相对较少（图2h）。

3.1.2 绰尔河剖面

绰尔河剖面位于黑龙江省龙江县杏山镇绰尔河北岸（46°46′26″ N，122°59′12″ E），剖面厚6～8 m（不见底，图3a）。砾石层夹黄褐色、灰白色为主的泥质粉砂和棕黄色泥质粉砂— 极细砂透镜体（图3b～d）。

砾石的砾径20～80 mm之间（占74%），最大粒径可达180 mm（图3e），呈颗粒支撑，有一定程度的定向性，倾向主要在130°～260°之间，倾角范围较大，在5°～55°之间，个别为60°～80°（图3f）。砾石磨圆度以次棱角状（65.29%）占优，次圆状（34.71%）含量次之（图3g），风化程度以弱风化（57.38%）和中等风化（40.98%）为主（图3h）。砾石成分以石英质为主，含量达到37.78%，陆源碎屑岩（20.00%）、凝灰岩（17.78%）和花岗岩（15.56%）次之，另含少量辉绿岩（6.67%）和流纹岩（2.22%）（图3i）。

3.1.3 平安镇剖面

平安镇剖面位于吉林省西北部白城市平安镇（45°45′19″ N，122°33′0″ E），厚度近30 m（不见底，图4a）。剖面沉积物主要为灰白、黄褐色砂砾石堆积（图4b），夹杂灰白色黏土、黄白色泥质粉砂和极细砂透镜体（图4c），局部可见斜层理（图2d），其产状为110°∠30°。

砾石砾径主要介于10～80 mm（占76%），少数大于160 mm（图4e），呈颗粒支撑，无明显定向性（图4f）。砾石磨圆度以次圆状为优（占75.22%），其次为次棱角状（23.48%），圆状和棱角状含量较少（图4g），风化程度以弱风化（76.37%）为主，中等风化（19.83%）次之（图4h）。砾石成分以凝灰岩含量最多（48.11%），其次是流纹岩（23.58%）和石英质（20.75%），而陆源碎屑岩（2.83%）和花岗岩（4.72%）含量较少，不足5%（图4i）。

3.1.4 王府屯剖面

王府屯剖面位于吉林省松原市前郭县哈拉毛都镇王府屯乡（44°50′47″ N，125°1′35″ E），出露厚度10～12 m（不见底，图5a）。沉积物岩性以黄白色砂砾石堆积为主，夹黄褐色细砂—极细砂透镜体（图5b），斜层理广泛发育（图5d）且伴有大型板状交错层理（图5a，c），斜层理产状为325°∠22°。

砾石砾径主要介于10～50 mm（占98%），个别达60～80 mm（图5e），无明显定向性。砾石磨圆度主要为次棱角状（占54.17%），其次为次圆状（25.00%）和棱角状（20.83%）（图5f），风化程度以无风化（84.72%）为主，弱风化（6.94%）、中等风化（6.94%）以及强风化程度的砾石皆不足10%（图5g）。砾石成分以石英质占绝对优势（占87.50%），陆源碎屑岩（9.72%）和花岗岩（2.78%）含量较少，不足10%（图5h）。

3.2 重矿物组成

各剖面重矿物组成如表2所示。腰白土剖面以钛铁矿（32.28%）、白钛石（29.05%）和绿帘石（19.76%）占绝对优势，锆石（6.21%）、锐钛矿（3.58%）和赤褐铁矿（2.02%）次之，其他矿物（金红石、磁铁矿、电气石和榍石）含量较少（<1%）。绰尔河剖面表现出与腰白土剖面相似的重矿物组成，但相对于其他剖面，稳定出现石榴子石、磷灰石和榍石。平安镇剖面最显著的特征是软+硬锰矿（11.65%）的出现，其他重矿物组成与腰白土和绰尔河剖面相似。王府屯剖面由截然不同的重矿物组成，蓝晶石、十字石和透闪石等变质矿物以及独居石首次出现，但绿帘石消失。另外，相较其他剖面，王府屯剖面的极稳定矿物（锆石、金红石和电气石）和钛铁矿含量显著富集。

4 讨论

沉积学特征的分析对地层划分、环境演化以及解释沉积物源区和沉积环境等具有非常重要的指示意义[18?19]。通过对剖面沉积学特征的研究，结合重矿物分析，可以为有效进行源—汇联系、古环境重建和地层划分对比提供重要信息[21，48?50]。

4.1 物源分析

砾石岩性可反映源区母岩性质[51?52]，进而为物源追踪提供依据[53?56]。腰白土、绰尔河和平安镇剖面均出现流纹岩、石英质和花岗岩砾石以及占一定比例的碎屑岩，说明其源区母岩主要为中酸性岩浆岩，另有一些沉积岩出露，在绰尔河剖面还发现了辉绿岩砾石，表明源区基性岩浆母岩的出露。而王府屯剖面砾石成分单一，以石英质占绝对优势，含量高达87%，显示出与其他三个剖面截然不同的物源。

各剖面砾石定向性不显著（图2～5），难以通过砾石定向排列确定古水流方向[57?59]，需要借助层理反映古流向[60?61]，进而指示物源。腰白土和平安镇剖面的斜层理均向东南方向倾伏，显示古水流来源于西北，这恰与雅鲁河和洮儿河的流向相符。结合地貌特征，认为砾石岩性相似的腰白土和平安镇剖面源区位于西北方向的大兴安岭地区，沉积物经雅鲁河和洮儿河搬运至大兴安岭东麓山前河流出山口地带后堆积。虽然绰尔河剖面的层理结构发育微弱，不足以准确判断古流向，但根据母岩岩性以及和腰白土、平安镇剖面相同的地理及地貌位置特征，推断绰尔河剖面沉积物亦来自大兴安岭。不同于前三者的是，王府屯剖面斜层理的倾伏方向为西北，指示古水流来源于东南方向。

另一方面，重矿物组成也提供了重要的物源及源区母岩信息[26?27]。腰白土、绰尔河和平安镇剖面重矿物组成极其相似（表2），以钛铁矿、白钛石和绿帘石作为优势重矿物，表明其物源母岩主要为酸性火成岩，这与砾性分析结果保持一致，说明以上剖面确属同一物源区。与之形成对比的是，王府屯剖面绿帘石极度亏损，稳定矿物（钛铁矿、白钛石和锆石等）相当富集，且蓝晶石、十字石和透闪石等变质矿物的存在，表明该剖面母岩主要为变质岩和酸性火成岩，物源母岩与其他剖面显著不同，指示王府屯剖面沉积物来自不同的源区。

由于受到新华夏系构造影响，新构造运动表现形式趋于复杂化。在这种地质背景下，北北东走向的大兴安岭山脉开始快速抬升，同时伴随强烈的构造—岩浆活动[62?63]，大量的岩石和矿物碎屑被侵蚀搬运至山麓地带，形成了腰白土、绰尔河和平安镇剖面的砂砾石堆积。而位于长白山巨型隆起带西缘的吉林省，全区地貌表现出东南部相对抬升，西北部相对沉降的特点[9]。王府屯剖面正是位于吉林省西北部（图1），地势相对较低，东临第二松花江，该河流发源于长白山天池，受到地质构造、环境变化的控制[64?65]，自东南流向西北，可能为王府屯剖面提供了大量碎屑物质。

4.2 化学风化

除王府屯剖面外，腰白土、绰尔河和平安镇剖面砾石皆表现出一定程度的化学风化特征，以弱—中等风化程度为主（约96%），其中绰尔河剖面中等风化程度砾石占40%以上，表明经历了较强程度化学风化作用的改造。值得注意的是，王府屯剖面无风化程度的砾石含量占84%，主要原因是石英质砾石的含量高达87%，包含硅质岩、脉石英、玉髓和玛瑙等抗风化能力强的砾石颗粒[66?68]。砾石的风化程度似乎指示王府屯剖面很弱的风化程度，然而地层中的细粒填隙物以及泥质—粉砂透镜体的元素地球化学组成显示，该剖面沉积物遭受了强烈的化学风化作用（CIA值为85，未发表数据）。

一般情况下，化学风化会导致不稳定矿物分解，化学风化作用越强，剖面沉积物中不稳定矿物含量越少，而稳定矿物含量增多[69?70]。根据矿物的稳定性将剖面重矿物大致分成两类，稳定矿物包括锆石、钛铁矿、白钛石、锐钛矿、电气石、金红石、磁铁矿、赤褐铁矿、石榴子石，不稳定矿物包括绿帘石、磷灰石、榍石、透闪石[71?73]。稳定重矿物抗风化能力强，在搬运过程中得以保存，而不稳定重矿物会随搬运距离的加长逐渐流失[74?75]。稳定系数（W）是指稳定矿物与不稳定矿物含量之比，可以进一步反映剖面遭受化学风化程度的强弱[76]。各剖面均表现为不稳定矿物（如角闪石、辉石等）的缺失，稳定矿物（如白钛石和钛铁矿等）相对富集，说明经历了一定程度的化学风化作用，但彼此又不尽相同。腰白土、绰尔河和平安镇剖面重矿物组成相关性极高，尽管平安镇剖面有氧化后的次生矿物软+硬锰矿的存在以及绰尔河剖面出现少量的磷灰石、榍石和石榴子石，会使彼此之间稍显差异，但皆有稳定矿物锆石、白钛石、钛铁矿和不稳定矿物绿帘石占据统治性地位，其中较高含量的绿帘石应为角闪石及辉石的蚀变而成[77]，以至稳定系数较小，表明剖面受到的化学风化程度还不足以将绿帘石分解破坏。而王府屯剖面重矿物组成具有明显差别，不仅辉石和角闪石，甚至绿帘石等不稳定矿物都已完全分解，表明遭受了更强程度的化学风化作用，这与其极高CIA值反映的结果相吻合。

ZTR指数（锆石、电气石、金红石百分含量之和）即矿物成熟度，可作为指示风化程度的代表性指标，数值越大表示沉积物离源区越远[69，73，78]，反映源区所受化学风化作用越强[79]。腰白土、绰尔河、平安镇和王府屯剖面的ZTR 指数分别为7.09、8.45、4.98 和15.26，前三者ZTR指数相对较小，沉积物经受近—中距离搬运，指示剖面遭受一定程度的化学风化作用；王府屯剖面ZTR指数显著高于其他剖面，稳定矿物含量占比增大，说明沉积物搬运距离相对较远，剖面经历了较强的化学风化作用；且王府屯剖面砾石颗粒较细，更易被风化磨蚀，使得矿物成熟度更高[80]。总的来说，ZTR指数的高值，不稳定矿物绿帘石的缺失，表明王府屯剖面所经历的化学风化作用更强。

4.3 沉积环境

砾石的性质（砾径、排列、分选和磨圆等）是沉积物形成时期水动力条件、搬运距离和成因类型等沉积环境的主要判别标志[60，81]。磨圆度是衡量碎屑棱角锋利程度的标准[82]，通常情况下随搬运距离的增加而逐渐变好，因此可以作为反映砾石搬运介质及搬运距离的证据[53?54，83]。腰白土、绰尔河和平安镇剖面次圆—圆状砾石的存在说明经历了一定搬运距离的地表水流的影响，同样，大型透镜体中斜层理的出现也说明有地表稳定水流（河流）搬运作用的参与。

砾径是反映水动力条件的最直观指标，砾径大表明沉积时水动力强、反之则水动力较弱[53，84?86]。白土山组各剖面平均砾径-d皆大于中值砾径-d50（表1），但差值（<10 mm）较小，表明众数略靠近砾径偏小的一侧。剖面a轴频率分布直方图显示砾径跨度较大，长度介于10～200 mm，含有少数砾径较大的砾石，峰值分布范围较宽且靠前。根据温德华碎屑粒级分类表[54]，腰白土、绰尔河和平安镇剖面砾石皆以中粗砾为主，指示砾石层沉积时具有较强的水动力条件。而王府屯剖面砾石砾径总体较小（10～80 mm），以中细砾为主，表明砾石形成时期水动力环境相对弱一些。

分选系数是表征沉积环境动力条件的另一个重要指标。据分选系数等级，1.00～1.41分选好，1.41～1.74分选中等，大于1.74分选差[24，53]。各剖面的分选系数介于1.65～2.34（表1），指示较差的分选，这与野外砾石大小混杂的现象相符合（图2～5），表明砾石沉积时水动力环境不稳定，可能是流速波动频率加快、暴涨暴落，导致砾径较大的粗砾石被搬运[87]。

腰白土、绰尔河和平安镇剖面砾石的扁度介于2.11～2.48，球度介于0.60～0.63，砾态参数比值F/Ψ介于3.36～4.12（表1），依照前人总结的冰碛和河流相砾石沉积特征[21?22]，以上剖面砾石属于非冰碛、非河流的不稳定流水成因；F/Ψ值介于河流和冰碛物之间，与冰水混合物成因差距较大，可能为冲—洪积物。碎屑结构（砾石磨圆度和支撑类型）、非定向的沉积结构（砾石的非定向排列）以及沉积构造（大型透镜体中的层理特征）为该解释提供了支持。砾石虽然以次棱角为主，但含有一定比例磨圆程度较好的砾石，说明经历了地表水流的搬运和磨蚀后堆积[88]；砾石呈颗粒支撑，黏土及细颗粒碎屑作为基质充填在孔隙中，砾石无明显定向排列，由此推测砾石为非稳定水流的急流快速堆积；然而，剖面中—大型透镜体中斜层理的出现，说明有定向水流作用的参与。因此我们认为，这些剖面沉积物应属于冲—洪积作用下流水搬运的产物。值得注意的是，王府屯剖面砾石的扁度为1.86，球度为0.66，F/Ψ 比值为2.84（表1），球度、扁度均介于河流相和湖滨相的范围内[21?22]；剖面砾石颗粒较小，形态上多呈球状，说明受到河流搬运的影响；另外，砾石沉积时的水动力条件相对较弱，且剖面广泛发育大型板状层理，明显地指示河流相的特性。

综上所述，腰白土、绰尔河以及平安镇剖面沉积环境相似，砾石沉积时水动力较强且不稳定，为快速堆积的洪积物，但受到河流作用的改造，成因上属于冲—洪积物。而对于王府屯剖面来说，斜层理发育广泛，为河流成因。

4.4 地层划分与对比

经典的白土山组是以黑龙江省龙江县朱家坎白土山剖面为标准建立[3]，之后，灰白色夹黏土透镜体的砂砾石岩性特征作为白土山组地层划分的依据被泛用。据此，松嫩平原中部的王府屯剖面被划归为白土山组[3?4，9]。地层属性的全面建立是地层划分的基础，因此，地层的划分需要地貌学、沉积学、矿物岩石学以及地质年代学等多种手段相结合的整合分析。

与腰白土的白土山组模式剖面相比，平安镇剖面在沉积学特征与腰白土剖面高度一致，比如，高度一致的砾石岩性以及地层结构构造（细颗粒碎屑物质透镜体及其中的斜层理构造和产状）。尽管平安镇剖面出现软+硬锰矿，但其他重矿物组成与腰白土剖面保持一致。因此，从地貌学、沉积学和矿物学的角度，我们认为平安镇剖面可以作为经典的白土山组，与腰白土模式剖面具有相同的物源和沉积环境。

与经典的白土山组（腰白土和平安镇剖面）相比，绰尔河剖面在沉积学和重矿物特征上稍有不同，例如，辉绿岩砾石的出现、磷灰石—榍石—石榴子石的存在以及不太明显的层理构造等。因此，是否将其划分为白土山组尚待进一步的年代学研究。

与上述三个剖面相比，王府屯剖面在沉积学、矿物学和地貌特征上均存在显著区别。石英质砾石占据统治地位，砾径较小，多集中在10～40 mm，在形态上多呈球形；不含白色—灰白色黏土透镜体；大型板状交错层理发育，斜层理倾伏方向为325°；变质矿物（蓝晶石、十字石和透闪石）和独居石首次出现，绿帘石消失，锆石、金红石和电气石等极稳定矿物以及钛铁矿显著富集；从地貌上讲，王府屯剖面以T2河流阶地形式出现在第二松花江的南岸，阶地面开阔平坦，砂砾石堆积体受流水侵蚀的影响在地表形成壮观的“峰林”地貌。另外，如前所述，腰白土、平安镇和绰尔河剖面物源来自大兴安岭，而王府屯剖面源区位于松嫩平原的东南部山地。因此，我们认为，王府屯剖面视为白土山组是不恰当的。对于白土山组地层的划分与对比，需要进一步开展年代属性的工作，为完善松嫩平原西部白土山组地层划分积累新的年代学资料。

5 结论

本文对大兴安岭东麓自北向南的4个砂砾石剖面的沉积学和重矿物特征进行分析，得出以下结论。

（1） 标准的白土山组以腰白土和平安镇剖面为代表，沉积物为灰白色、灰黄色和灰绿色砂砾石堆积，局部含黏土和泥质粉砂透镜体，透镜体中发育斜层理；砾石以中粗砾（30～80 mm）为主，无明显定向性，总体分选较差，磨圆和风化程度中等；砾石岩性主要为凝灰岩、石英质、流纹岩和碎屑岩。绰尔河剖面沉积特征与前两者相近，但发现少量辉绿岩砾石的存在。王府屯剖面明显区别于其他三个剖面，不含灰白色黏土透镜体，斜层理发育广泛，砾石砾径（10～40 mm）较小，风化程度较弱，砾石成分单一（石英质占87.5%）。

（2） 各剖面均不含辉石和角闪石等主要造岩矿物。腰白土、绰尔河和平安镇剖面重矿物以钛铁矿、白钛石和绿帘石占绝对优势，稳定系数相对较小，指示剖面经历了一定程度的化学风化。王府屯剖面由显著不同的重矿物组成，特别是不稳定重矿物的消失、稳定重矿物的富集以及蓝晶石、十字石、透闪石和独居石的首次出现，结合高CIA指数，说明剖面沉积物遭受强烈的化学风化作用。

（3） 基于砾石性质和重矿物特征，结合地貌特征，揭示腰白土、平安镇和绰尔河剖面沉积物为流水搬运的冲—洪积物，源区位于大兴安岭东麓，母岩岩性主要为酸性岩浆岩和沉积岩，及少量基性岩浆岩。而王府屯剖面属于典型的河流阶地成因，沉积物来自松嫩平原的东部山地，源区母岩主要为变质岩和酸性岩浆岩。

（4） 平安镇剖面因其沉积特征和重矿物组成与腰白土剖面高度相似，可以作为经典的白土山组地层；而绰尔河剖面与标准剖面略有不同，是否划分为白土山组还需进一步的年代学研究；相对于上述三个剖面，王府屯剖面在物源、化学风化和成因等方面存在较大差异，因此，不能将其划归为白土山组。