雅鲁藏布江（简称雅江）中游是西藏自治区的主要风沙灾害区域^［1-4］，流域西部大量分布的流动沙丘及河流携带的沉积物为该地区风沙灾害形成提供必要的物质来源^［4］。沉积物粒度影响风沙灾害的类型，如粉沙和黏土是沙尘暴的主要物质来源，而沙粒则形成形态各异的沙丘。因此，粒度是研究沙尘暴和沙丘形成过程的常用指标。粒度不同，沙粒的起动、输送和沉降过程不同^［5-6］。沉积物化学元素特征常用来探讨沉积物的来源、风化过程和沉降过程^［7-9］。因此，进行沉积物理化性质研究对风沙地貌形成的物源乃至于风沙灾害防治至关重要。

目前对中国主要沙漠，如塔克拉玛干沙漠^［10］、古尔班通古特沙漠^［11］、巴丹吉林沙漠^［12］、库姆塔格沙漠^［13］、河西走廊沙漠^［14］、腾格里沙漠^［15］、毛乌素沙地^［16］等，沉积物的理化性质和物源进行了广泛而深入的研究。地球化学元素（常量元素、微量元素、稀土元素和元素比值）分析方法是最常用的物源分析方法^［17-24］。这种方法主要是利用沉积物在风化、搬运和沉积过程中元素性质不发生迁移的特点。沙漠物源通常认为包括河流冲积物、冲积-湖积物、冲积-洪积物和基岩风化的残积-坡积物^［25］。以往对中国中西部内陆沙漠的研究认为，沙漠周边的高大山脉是沙漠形成的主要物质来源，其可蚀性沉积物首先被水携带到低洼的盆地，然后在风动力作用下形成现代的沙漠格局。因此，可以认为，水沙-风沙作用是沙漠物源形成的动力条件。青藏高原雅江地区在高山峡谷地貌背景下，即使沉积物物源形成的动力条件与平原具有相似性，但搬运过程截然不同。为此，本文选择雅江中游的沉积物为研究对象，对比分析河岸、河漫滩、河漫滩沙丘、林地和山麓沙丘沉积物样品的理化性质，为研究该地区沉积物物源、风沙灾害致灾因子和风沙灾害防治提供理论依据。

研究区位于雅江中游贡嘎县至山南市乃东区（图1），是雅江流域最主要的风沙灾害分布区。风沙灾害体现形式主要为局地沙尘天气以及流沙淹没农田和交通设施，形成条件受物源和风动力的综合影响。雅江流域的沉积物物源理论包括风化（残余）假说、湖积（冲积）假说和风成假说^{［19，26］}，通常认为雅江的黄土形成过程与沙丘形成过程具有时空的一致性^［26］。受气候变化的影响，该地区的风沙活动经历了多次更迭，但由于河道-山脉的复杂地形结构的影响，沉积物物源的搬运过程具有明显空间差异性。尽管近年来对雅江流域中游沉积物的粒度和地球化学元素特征进行了一些研究^{［21，27-29］}，但由于沉积物形成过程的复杂性，缺乏系统深入的研究，不能阐明不同沉积物之间的可能联系^［26］。

研究区属于高原温带季风半湿润、半干旱区。年降雨量自西向东逐渐增加（400—600 mm）。年平均温度呈升高趋势^［30］，多年平均温度为6—9 ℃。盛行西风，年平均风速为2—4 m·s^-1［31］。平均海拔为3 650 m。1981—2016年，风沙日数显著减少，但2010年之后，大风日数、扬沙和浮沉天气明显增加^［32］。贡嘎沙尘物质来源与西部的沿江沙地密切相关^［4］。

2020年6月和8月两次在研究区自西向东收集6个河岸、12个河漫滩、6个河漫滩沙丘、10个林地和35个沙丘沉积物样品（图1）。河岸样为紧邻河水的湿淤积物；河漫滩样为干淤积物；沙丘样包括迎风坡、脊线、背风坡和丘间地表层沉积物；林地样为人工林下的自然沉积物。野外收集表层20 cm×20 cm范围、0—1 cm深度的样品，重0.5 kg。同时，为了阐明沉积物搬运过程对地球化学元素的影响，进行6个断面的样品收集：沿雅江河岸-河漫滩-防护林-沙丘-农田-沙丘的多颇章断面；河道-河漫滩-林地-沙丘的昌果、阿扎、桑耶、多颇章西和桑日断面（图1）。在多颇章断面上，由于发育了格状沙丘，所以对这个地区的沙丘进行主梁和副梁两个断面的取样。

将野外采集的所有样品进行粒度测量，并筛分出粒度小于63 µm（粉尘）的部分，对其进行地球化学元素测量。粒度和地球化学元素分析均在中国科学院西北生态环境资源研究院完成。所采集的样品在去除杂质和经过前处理后，用马尔文3 000进行粒度分析，每个样品测量3次，然后求平均值。地球化学性质分析利用帕纳科公司生产的顺序式波长色散型X射线荧光光谱仪（型号：Axios；产地：荷兰），分析软件为SuperQ Version 5.0。所用的辅助分析设备均为中国北京众合公司生产。在测量前，将4 g样品压样，将其在105 ℃下烘干后放入制样模具，用硼酸镶边垫底，在30 t的压力下压成镶边内径为32 mm的样片放入干燥器中待测。测量过程选用国家一级标准物质中的岩石成分分析标准物质。

粒度分析过程粒度参数按照 Fork-Ward图解法公式进行计算^{［13，33］}。

地球化学元素分析包括常量元素、微量元素含量及其比值。常量元素包括SiO₂、Al₂O₃、Fe₂O₃、CaO、MgO、K₂O和Na₂O。微量元素共分析34个，本文选择常用的9种（Rb、Ba、Sr、Y、Zr、Nb、Ti、La、Ce）。常量元素比值包括K₂O/CaO—CaO/Al₂O₃、SiO₂/Al₂O₃—K₂O/CaO、K₂O/Al₂O₃—Na₂O/Al₂O₃和SiO₂/Al₂O₃—SiO₂/（Al₂O₃+ Fe₂O₃）。微量元素比值包括Y/Nb—Zr/Hf、U/Th—U/Pb、Zr/Hf—Rb/Sr、Zr/Nb—Hf/Nb。

在分析沉积物地球化学元素组成时，一般以全球平均大陆上地壳（Upper Continental Crust，简称UCC）的元素丰度作为比较标准来作UCC标准化图^［23］，通过UCC标准化图可以清晰地反映元素的富集和亏损状况。

沉积物化学蚀变指数（chemical index of alteration，简称CIA）^［22］计算公式为：CIA=［Al₂O₃/（Al₂O₃+CaO^*+Na₂O+K₂O）］×100，CaO^*=CaO-［（10/3）×P₂O₅］。CIA值可以有效反映长石风化成黏土矿物的程度，CIA值越大则表明所遭受的化学风化程度越强。CIA值50—65代表低等化学风化程度，反映寒冷干燥的沉积环境。

为了反映沉积物群体的化学风化趋势，Nesbitt等^［20］提出A-CN-K三角模型图，即Al₂O₃—CaO^*+Na₂O—K₂O，该模型可以反映化学风化趋势及其成分变化。在 A-CN-K 图解中，陆源页岩（PAAS）是典型上大陆地壳（UCC）的化学风化产物，因此，UCC指向PAAS的方向就代表化学风化趋势。在这一模型中，风化趋势的早期阶段以斜长石的风化为标志，即平行于 A-CN连线。河流的溶质代表风化过程中的可溶组分，其点落在风化趋势线的反向延长线上。当风化趋势点到达A-K连线时，表明斜长石在风化过程中已经全部迁移，风化作用开始进入以钾长石、黑云母和伊利石风化的中级阶段。当风化趋势点到达A点附近时，大陆风化进入晚期阶段，形成以高岭石-三水铝石-石英-铁氧化物组合为特征的风化产物^［24］。

所有数据均在Origin进行分析，并在Adobe Illustrate中绘图。

不同类型沉积物粒度存在明显差异（图2）。河岸和河漫滩粒度曲线表现为双峰态，而河漫滩沙丘、林地和沙丘粒度曲线为单峰态。

不同地表类型沉积物样品沙（>63 µm）、粉沙（2—63 µm）和黏土（<2 µm）含量明显不同（表1）。沙丘沉积物中沙的含量为51.7%—98.0%，平均值为93.7%±7.6%。河岸沉积物中沙的含量为5.5%—68.5%，平均值为44.9%±28.4%。河漫滩沉积物中沙的含量为8.0%—93.1%，平均值为46.8%±28.4%。林地沉积物中沙的含量为81.7%—95.1%，平均值为83.6%±7.1%。粉沙和黏土的含量在沙丘沉积物中最小，分别为5.8%±7.2%和0.4%±0.5%，而在河岸沉积物中最大，分别为45.9%±19.2%和9.1%±13.5%。沙丘沙平均粒径最大（0.20±0.02 mm），河岸最小（0.05±0.04 mm）。

不同类型地表沉积物平均粒径空间变化亦表现为河岸最小（0.05±0.04 mm），依次为河漫滩，林地，河漫滩沙丘，沙丘最大（0.20±0.02 mm）。河岸、河漫滩、河漫滩沙丘和林地的分选性为较差，沙丘沉积物的分选为中等（表1）。河岸、林地和沙丘的偏度为负偏（-0.3—-0.1），而河漫滩和河漫滩沙丘为极负偏（-1.0—-0.3）。河岸、河漫滩、林地和沙丘峰度为窄（1.11—1.50），而河漫滩沙丘为很窄（>1.5）。

SiO₂含量最大且差异较小（61.5%±0.8%—62.7%± 0.6%）；Al₂O₃含量次之（12.8%±0.5%—14.3%±1.5%）；MgO含量最小（1.5%±0.1%—1.9%±0.2%，表2）。与雅江黄土沉积相比，SiO₂和Al₂O₃的含量更加集中（分别为60%—70%和10.5%—13.4%^［26］）。SiO₂含量比Du等^［21］分析的风沙沉积物结果低（75.2%），Al₂O₃含量高（11.2%）。UCC标准化值大于1为富集，小于1则为亏损。河岸、河漫滩和林地Fe₂O₃为富集，沙丘则为亏损，其他常量元素总体为亏损（图3A）。不同地表沉积物UCC标准化值差异较小，说明沉积物物源具有同源性。

Ti含量最大，河漫滩沙丘最大（5 546.5±792.4 μg·g^-1），沙丘最小（4 226.7±312.6 μg·g^-1）；其次为Zr，河漫滩沙丘最大（1 706.3±1 290.3 μg·g^-1），沙丘最小（575.6±326.7 μg·g^-1）；Nb含量最少，河漫滩沙丘最大（18.3±2.3 μg·g^-1），沙丘最小（15.0±1.4 μg·g^-1）（表3）。除La和Ce外，其余微量元素含量在5种地表类型中差异显著（ANOVA，P<0.5）。Ti、Sr和Ba总体为亏损，其他元素为富集（图3B）。

沉积物的粒度特征受沙源和运动过程的共同影响，是物源变化和风沙活动强度的主要判断指标之一。雅江中游不同类型地表沉积物的粒度特征存在明显差异（表2）。该研究结果与周娜等^［27］和刘慧等^［28］对研究区下游沉积物的分析结果相似，但粉沙和黏土含量（6.2%）低于下游的卧龙镇沙丘（7.9%），远远高于内陆沙漠^［13］，粉沙和黏土含量均小于1%。原因为：①沉积物搬运距离的影响。河岸、河漫滩、河漫滩沙丘和林地表层沉积物搬运距离短，所以分选性相似（分选系数1.1—1.7）且均为分选较差，而山麓沙丘经历了相对较远的搬运距离，所以分选为中等（表1）。②局地环境。河岸和河漫滩沉积物处于较低的位置，沙粒在从低向高位置运动过程中，受近地层风速减小的影响，分选不彻底。③风力作用。从河岸和河漫滩释放的粉尘物质受山脉阻挡而无法远距离传输，重新沉降在沙丘表面。因此，分选系数随平均粒径变粗而变好，偏度随平均粒径变粗而趋于负偏，峰度随平均粒径变粗而变宽（图4）。

河岸和河漫滩沉积物粒度参数（平均粒径、分选系数、偏度和峰度）相似，说明沉积物处于未风蚀状态；林地的粒度参数介于河岸、河漫滩与沙丘之间，说明沉积物处于正在风蚀状态。同样，研究区沉积物的平均粒径亦能证明沉积物的搬运和分选过程，河漫滩上的沙丘平均粒径（0.17±0.05 mm）小于山麓沙丘（0.20±0.02 mm），反映了沉积物搬运过程的差异：河漫滩距离河岸较近，沉积物搬运距离短，大量细颗粒物质未被风蚀，而对于山麓沙丘来讲，沉积物搬运距离相对较远，细颗粒物质被风蚀粗化，平均粒径增大。沉积物粒度参数的变化特征反映了物源、风动力系统和水动力过程的变化：①物源的变化。冬春季节雅江水位下降，江心洲和河漫滩大量裸露，夏秋季节淤积在江边的沉积物变为河漫滩淤积物，其中大量的粉尘（45%）充当风沙运动的物源。②风动力系统的变化。尽管研究区风沙活动属于低风能环境（输沙势为99 UV），但日极大风速可达30 m·s^-1，所以河漫滩的粉沙在风力作用下形成局地性扬沙天气，但在地形的阻挡下，粉尘物质降落在山麓地带。③水动力过程的影响。雅江宽谷段水流速度降低而导致沉积物沉降，所以粉沙和黏土含量增加。

由河岸和河漫滩粉尘和黏土含量可知，河岸和河漫滩无疑是该地区沙尘天气的主要物源，但由于山麓流动沙丘也含有6%左右的粉沙和黏土，因此沙丘也能提供部分粉尘物质。综合研究区的沙源、风动力、地形和土壤含水量，可以推测沙尘物质的起动、输送和沉降过程为：松散沉积物地表（河岸、河漫滩和山麓流沙区）释放沙尘物质在局地气流作用下进入大气，并沿雅江向东运动，受地形阻挡而沉降在山麓或下风向，形成完整的沙尘内循环过程。

雅江流域的沉积物物源理论包括风化（残余）假说、湖积（冲积）假说和风成假说^{［19，26］}。事实上，不管是风化假说、湖相假说，还是风成假说，如果从更大的尺度来考虑，都不外乎是高大山脉的冰川和冰碛物经过水动力搬运到沉积物区，然后在风动力作用下堆积在山麓，形成黄土或者沙丘。从局地尺度上考虑，通常认为雅江的黄土属于近源形成^［29］，即河岸或者河漫滩的沉积物在西南风和东南风作用下，堆积在雅江的北岸地区。尽管沉积物从河岸和河漫滩经过风蚀后堆积在山麓，但沉积物的粒度和地球化学性质保留了源地的组成特征。常量元素比值与微量元素比值常用来判别黄土或者粉尘的物源。由图5和图6可以看出，雅江中游林地和沙丘元素比值几乎全部分布在河岸和河漫滩的比值范围中，意味着河岸和河漫滩是林地和沙丘的物源。

沉积物的化学元素可以反映沉积物的来源和风化过程。CIA值越大则表明所遭受的化学风化程度越强。一般而言，CIA值50－65代表低等化学风化程度，反映寒冷干燥的沉积环境；CIA值65－85代表中等化学风化程度，反映温暖、湿润的沉积环境。物源不同，沉积物地球化学元素不同。研究区位于青藏高原，属于高寒地带，同时，高山上的碎屑物质通过雅江携带到宽谷地段，并在风力作用下堆积在河道北岸。河漫滩的CIA值大于河岸、林地和沙丘（表4），说明沉积物在搬运过程化学风化较弱，仅发生在离岸之后。以往内陆沙漠的研究表明，CIA值一般小于50，但研究区的风化值明显大于内陆沙漠，主要是由于高原地区太阳辐射强和昼夜温差大，导致风化过程明显大于内陆沙漠，所以雅江中游的沉积物经历了更多的搬运和物理风化过程^［26］。

雅鲁藏布江中游河岸、河漫滩、河漫滩沙丘、林地和山麓沙丘沉积物粒度具有明显的空间差异，反映了沉积物搬运和分选过程控制了沉积物的空间差异。不同类型地表沉积物粉沙和黏土含量均高于内陆沙漠，尤以河岸和河漫滩的含量最大。因此，河岸和河漫滩是研究区的主要粉尘物质来源地。

雅鲁藏布江中游河岸、河漫滩、河漫滩沙丘、林地和山麓沙丘沉积物的地球化学元素含量、元素比值和风化过程相似，意味着河道和河漫滩是沙丘和粉尘的主要物源。因此，从风沙灾害防治的角度出发，河道和河漫滩是最主要的治理区域。