地球化学元素含量的波动及各项地球化学指标对于区域气候变化有着较好的指示作用,而石英颗粒表面特征则能更加直观地展示沉积物经历的动力作用以及沉积环境对颗粒表面的改造。本文对常量元素和微量元素的含量变化与化学蚀变指数、风化淋溶系数、退碱系数、残积系数以及S/AF、K/N、C/M与R/S比值等各项化学指标进行分析,以推断研究区气候演化规律。对石英颗粒进行扫描电子显微镜下的观察分析,选择了33个具有普遍意义和标志性的石英颗粒表面结构特征,将石英颗粒表面形态特征按照机械作用特征与化学作用特征等进行分类统计并利用环境颗粒百分比法做出定量分析,根据颗粒表面作用痕迹与组合特征推断沉积物经历的动力环境及其物质来源。通过对长兴岛锦城路剖面砂质沉积物进行地球化学特征与石英颗粒表面形态特征的分析可以得到以下结论:(1)从元素地球化学特征来看,砂质沉积物的化学元素主要成分为Si O2和Al2O3,二者平均含量之和达到了86.34%,是其物质组成的主体元素。常量元素含量与微量元素含量的波动变化均呈现明显的阶段性特征,元素含量变化符合成土过程的一般规律。化学蚀变指数、风化淋溶系数、退碱系数、残积系数以及S/AF、K/N、C/M与R/S比值均表现出较好的相关性,并据此得出砂质沉积物自下而上的堆积过程中,风化淋溶作用、铁铝富集程度、成壤强度等也表现出阶段性变化,风化程度呈现出风化增强—风化减弱—风化增强—风化减弱—风化增强的五个阶段的变化。通过A-CN-K图解分析得出,该砂质沉积剖面整体属于寒冷干燥气候条件下的低等风化,处于初等风化阶段而尚未达到中等风化阶段。(2)从石英颗粒表面形态特征来看,砂质沉积物整体的石英颗粒磨圆度以次棱角状为主,次圆状为辅,属于轻度磨圆,整体磨圆度较差,且颗粒表面的突起程度也是以中突起为主,指示沉积物搬运距离较近。机械作用特征主要表现为高能风成与高能水下环境的塑造,如碟形坑、新月形撞击坑、麻点/麻面等风成环境特征与V形撞击坑、直或弯撞击沟等水下环境特征,两种环境特征叠加关系明显,其中水成特征清晰可见并未遭到后期风成作用的强烈改造,表现出风成特征叠加在水成特征之上的特点。从石英颗粒表面的化学作用特征来看,高能环境对颗粒表面破坏较严重,为化学溶蚀作用提供了发育环境,但与化学沉淀作用相似,溶蚀作用并不强烈,溶蚀坑和溶蚀沟以及硅质球、硅质鳞片等仅在颗粒局部有分布,没有化学作用特征布及整个颗粒的情况出现。(3)更新世期间,冰期与间冰期交替变化,冰期来临时气温降低、海面下降、陆架裸露、冬季风加强,从研究区砂质沉积物的地球化学特征来看,气候环境虽然存在相对增温增湿或降温减湿的波动变化,其整体仍处于干冷环境下的初等化学风化阶段,整体风化程度不高。在寒冷干燥的气候条件下,强劲的冬季风成为了沉积物地貌重塑的催化剂,裸露的陆架地区为砂质沉积剖面的形成提供了充足的物质来源。从石英颗粒表面结构特征来看,颗粒磨圆度较差,沉积物未经远距离的搬运磨蚀,指示物质来源以近源为主,远源为辅。石英颗粒表面的水成作用特征与风成环境特征的叠加也说明了该处沉积物可能来源于经历过水下环境的陆架区域,在陆架裸露时由风力搬运并就近沉积下来。(4)从研究区沉积物地球化学特征来看,该砂质沉积剖面整体属于寒冷干燥气候条件下的低等风化,处于初等风化阶段而尚未达到中等风化阶段。气候环境表现出转向暖湿—降温减湿—温湿环境—寒冷干燥—增温增湿的演变规律,具有明显的旋回特征,但这些气候的波动变化只是相对的,其整体仍处于干旱、寒冷、冬季风强劲的环境。从石英颗粒表面结构特征来看,风力作用特征在水成作用特征之上的叠加又指示了沉积物可能经历了海洋环境到陆上环境的变迁。同时,不甚发育的化学作用,也指示了气候环境的寒冷与干燥。