青藏高原东北缘尖扎盆地沉积物矿物特征及其古环境意义

王 祎，符超峰,*，宋友桂，杨彦峰

(1. 长安大学 地球科学与资源学院,陕西 西安 710054； 2. 中国科学院地球环境研究所黄土与第四纪地质国家重点实验室，陕西 西安 710061)

0 引 言

青藏高原自新生代以来发生了强烈的隆升，高原的隆升高度对东亚季风的形成[1]和亚洲内陆的干旱化[2]起着明显的直接作用，对青藏高原周边区域特别是东北缘地区产生非常大的影响。青藏高原的隆升对其北缘及西缘的干旱化程度有很大的增强作用，使得粉尘排放量有所增加，且粉尘对大气的循环过程和性质产生进一步影响，并使气候环境发生变化，甚至干旱区粉尘通量的增加可对降水产生抑制作用，进而导致干旱化程度加剧[3]。中国风成黄土是全球变化的可靠记录，青藏高原的隆升过程、亚洲季风的演化及内陆干旱化过程等信息都蕴含在风成沉积物中[4-10]。

沉积物的矿物组成及其形成过程是沉积物研究的重要基础工作[11-12]。不同环境下，沉积物的形成过程(基岩风化、物质搬运、最后沉积及风化成壤等过程)中所蕴含的气候环境变化信息都可以通过对沉积物中矿物的种类、占比和组合特征进行分析研究后获取。通过对碎屑矿物、碳酸盐矿物、黏土矿物的种类、占比和组合特征等分析可以重建古气候环境；对物质来源的分析研究则可以利用特征矿物(如角闪石、石英、锆石、电气石、金红石等)占比、形态及组合的变化规律来揭示；水动力条件可以利用重矿物的相对占比、石英相关性质等来进行研究反映；铁锰氧化物、海绿石、自生黄铁矿等对海洋氧化-还原环境有着积极反映[13-16]。海洋沉积物中自生矿物的生成受控于海洋环境中物理和化学性质的变化规律，因此，这类自生矿物记录着海洋温度、环流、盐度等洋内参数的改变信息；在陆地上，由于陆地不同地区性质不同的岩石遭受强弱有异的化学风化和物理风化作用，形成拥有不同性质特征的陆源矿物，此类矿物可以直接反映陆地的气候环境变化。矿物中特征矿物占比和矿物组合在纵向深度上的变化不但能够记录沉积物沉积序列的演化信息，还可以有效反演物质来源和环境的变化历史[17]。因此，沉积物矿物中所蕴含的特征信息能够为古气候环境的重建提供可靠的地质记录。

尖扎盆地属于青藏高原东北缘新生代以来形成的诸多断陷盆地之一，其所处的地理位置使得盆地内的沉积物成为研究环境演化和高原隆升的良好信息载体[17-20]。前人研究显示，尖扎盆地出露了厚层的风成堆积，中间夹杂有河湖相堆积物层段[21]。目前，对尖扎盆地中沉积物的矿物组成研究大多集中在黏土矿物和碳酸盐矿物部分，而对沉积物中石英、斜长石等轻矿物与云母等重矿物的组合特征、占比变化及比值等方面的深入分析还没有开展[22-23]。本文主要利用X射线衍射(XRD)法(基本原理为每种矿物的晶体结构具有其独一无二的X射线衍射图谱，对X射线衍射图谱进行分析就能够得到图谱所对应的矿物种类[24])对尖扎盆地加让剖面11.8～5.8 Ma的地层沉积物开展矿物学研究，分析矿物的种类及其组合特征的变化，以期重建青藏高原东北缘晚中新世气候环境变化过程。

1 研究区概况

1.1 地理位置及剖面简介

尖扎盆地位于青藏高原东北缘、西秦岭和东昆仑褶皱系的结合部位。盆地四周被群山所包围：北缘是海拔约4 000 m近EW向展布的拉脊山，将西宁盆地与之分开；西缘为札马杂日山，与贵德盆地相隔；南缘为西秦岭；东缘为德恒隆—加吾力吉隆起带，与循化盆地相隔[23]。尖扎盆地具有青藏高原东北缘典型菱形山间断陷盆地的构造特征。尖扎盆地加让剖面位于青海省尖扎县城西马克堂镇加让村，剖面底部高程是2 200 m，坐标为(35°57′43.1″N，101°58′24.1″E)(图1)，剖面整体出露厚度为361 m[21]。

1.2 剖面沉积相划分

基于野外考察、岩性描述，并结合剖面的地层沉积特征，可以将青藏高原东北缘尖扎盆地加让剖面从下至上依次划分为风成堆积(Ⅰ)、浅湖相和风成红黏土交替沉积(Ⅱ)、风成堆积兼夹有数个冲洪积薄层(Ⅲ)和河流相沉积(Ⅳ)等4个沉积阶段(图2)。加让剖面地层在总体上呈水平分布，其中发育的钙质结核层近似平行展布在地层之中。加让剖面的沉积物主要是块状结构，没有层理，局部垂直节理发育且沿节理方向形成了沟壑、黄土洞；通过与典型黄土-红黏土剖面的地层沉积特征进行对比，两者相似度很高，加让剖面沉积物以风成红黏土堆积为主，剖面的沉积微相有过数次变化，其中可见短暂的河流相与湖相沉积。通过观察加让剖面的岩性和地层，并与周边地区的地层进行对比，将研究区新生代沉积划分为下东山组、加让组[21]。

图1 青藏髙原东北缘尖扎盆地加让剖面实景图Fig.1 Views of Jiarang Section in Jianzha Basin, the Northeastern Margin of Qinghai-Tibet Plateau

R和N指极性；极性柱数据引自文献[21]图2 加让剖面古地磁年龄、岩性特征与沉积相划分Fig.2 Paleo-magnetism Ages, Lithologic Characteristics and Sedimentary Facies Division of Jiarang Section

加让剖面的磁性地层学研究结果[21]显示整个剖面有17个正极性和16个负极性。实测极性柱经过与标准极性柱的对比分析显示，加让剖面沉积物在标准极性柱C5r.3r到C3r之间是一个比较连续的磁极性变化序列，为11.8～5.8 Ma。

2 分析方法

2.1 样品采集与分样

本文研究的粉末样品是在尖扎盆地加让剖面上以20 cm为间隔进行野外样品采集。本次矿物实验分析以40 cm为间隔进行分样，最后获得902个X射线衍射全岩样品。研究样品的分样和前期制备均在长安大学地球科学与资源学院矿物工程实验室完成，样品的初阶段处理需要将样品放于恒温箱中烘干，而后于陶瓷研钵中研磨，最后取得200目的实验样品。样品的前处理及测试分析在中国科学院地球环境研究所古环境研究室完成。全岩样品X射线衍射实验所用仪器是荷兰Panalytical公司的X’Pert Pro MPD多功能X射线衍射仪。仪器使用PIXcel1D探测器、铜靶X光管以及镍片滤波；工作电压是40 kV，工作电流是40 mA；分析时采用不间断连续扫描，扫描范围(2θ)是3°～80°，步长为0.0167 (°)·步-1，每步长扫描时间为29.8 s。实验最后共获得902组X射线衍射图谱，部分样品的X射线衍射图谱见图3。

2.2 全岩矿物定性、半定量分析

本次实验研究共鉴定了23种矿物，包括碎屑矿物、碳酸盐矿物和黏土矿物。其中，以碎屑矿物居多，主要是石英、斜长石、云母类矿物(白云母、黑云母)，及少量尖晶石、辉石类矿物(普通辉石、锰钙辉石及顽火辉石等)、金红石、刚玉、磁铁矿、钛磁铁矿、榍石、霞石，偶见锆石、石榴子石、锐钛矿；碳酸盐矿物以方解石为主，白云石较少；黏土矿物中绿泥石占比最高，还有少量赤铁矿、蛭石和沸石。

3 结果分析

3.1 轻矿物

3.1.1 种类及相对占比

轻矿物是指相对密度小于2.86的矿物。加让剖面具有较高相对占比的轻矿物成分，占整个剖面的64.4%。加让剖面沉积物中约有7种轻矿物，分别为：石英，相对平均占比为35.7%，最低为7%，最高为53%；长石，相对平均占比为16.3%，最低为7%，最高为42%；方解石，相对平均占比为10.1%，最低为2%，最高为55%；蛭石和霞石，占比均不多，蛭石相对平均占比为1.2%，霞石相对平均占比为1.1%，在几种主要轻矿物中，霞石占比最低；另外，少数沉积物样品中含有白云石和沸石等矿物。几种主要轻矿物的相对平均占比见图4。由图4可见，加让剖面轻矿物组成以石英、长石和方解石为主，三者相对平均占比达到62.1%，其次是蛭石和霞石，其他轻矿物占比甚微。

Chl为绿泥石；Cor为刚玉；Ms为白云母；Qtz为石英；Anl为方沸石；Cal为方解石；Dol为白云石；And为红柱石；Mag为磁铁矿；Hem为赤铁矿；Pl为斜长石图3 全岩样品X射线衍射图谱Fig.3 XRD Patterns of Whole Rock Samples

图4 主要轻矿物相对平均占比直方图Fig.4 Histogram of Relative Average Proportion of Main Light Minerals

3.1.2 成分成熟度指数

Pettijohn曾建议采石英/长石值(Q/TF)来表示沉积物成熟度，轻矿物成分成熟度指数在很大程度上受气候环境和大地构造条件的制约，能够指示沉积物中矿物改造程度[25]。

石英在沉积物形成、搬运及风化成壤过程中的化学性质比较稳定，尤其在风化过程中的相对占比变化幅度非常小。而长石虽然抗物理风化能力比较强，但抗化学风化能力比较弱。长石在H2O与CO2的综合作用下，比较容易转变为其他矿物，如以高岭石为主的黏土矿物。而在以物理风化占据主导的干旱地区或岩石碎裂分解的年轻土壤中，砂粒主要部分是可以由长石组成的。因此，长石比较富集于以快速堆积、物理风化占据主导的干旱沉积环境之中[26]，而分析研究Q/TF值的变化规律能够对沉积物的历史沉积环境做出一定程度的反演[27-29]。

加让剖面沉积物轻矿物成分成熟度指数的平均值为2.4，其变化范围为0.2～5.9。图5显示石英、长石相对占比以及Q/TF值的变化。轻矿物成分成熟度在加让剖面11.8～5.8 Ma期间明显具有先降低后增高，在经历长时间波动之后再次降低的趋势。

图5 石英、长石相对占比以及Q/TF值随深度变化Fig.5 Variations of the Relative Proportion of Quartz and Plagioclase, and Q/TF Ratio with Depth

3.2 重矿物

3.2.1 种类及相对占比

重矿物主要是指相对密度大于2.86的矿物。通过对加让剖面沉积物矿物的实验分析发现，在沉积物中检测出的重矿物种类有尖晶石、辉石类矿物(普通辉石、锰钙辉石及顽火辉石等)、金红石、刚玉、赤铁矿、磁铁矿、钛磁铁矿、榍石、白云母、锆石、霞石、石榴子石、锐钛矿、黑云母、绿泥石等。图6显示加让剖面各个重矿物的相对平均占比。白云母相对平均占比为45.0%，绿泥石为11.2%，赤铁矿为7.9%，黑云母为7.0%，锆石为4.6%，尖晶石为3.9%，金红石为3.4%，刚玉为3.0%，普通辉石为3.0%，榍石为2.0%，钛磁铁矿为2.0%，磁铁矿为2.0%，石榴子石为2.0%，顽火辉石为2.0%，锐钛矿为1.0%。

1为赤铁矿；2为榍石；3为钛磁铁矿；4为尖晶石；5为石榴子石；6为磁铁矿；7为刚玉；8为金红石；9为锆石；10为锐钛矿；11为普通辉石；12为白云母；13为绿泥石；14为黑云母；15为顽火辉石图6 重矿物相对平均占比直方图Fig.6 Histogram of Relative Average Proportion of Heavy Minerals

3.2.2 组合特征

(1)稳定性。重矿物的物理、化学性质越稳定，表明其抗风化能力就越强，相应地在剖面沉积物中相对占比就有所升高[30]。因此，本文将加让剖面沉积物中的重矿物分为极稳定重矿物、稳定重矿物、较稳定重矿物和不稳定重矿物4种类别[31-32]。表1显示剖面所涉及的主要重矿物稳定性分类情况。

根据实际研究需要，将不同稳定性的重矿物成分进一步划分为极稳定+稳定重矿物、较稳定重矿物和不稳定重矿物3类。以实验数据为基础，根据加让剖面的沉积阶段制作了加让剖面沉积物极稳定+稳定重矿物、较稳定重矿物和不稳定重矿物稳定性三角图解(图7)。

图7(a)是沉积阶段Ⅰ(272～361 m深度)重矿物分布特征，极稳定+稳定重矿物、较稳定重矿物平均占比较多，分别约为25.0%、62.5%，不稳定重矿物平均占比次之，约为12.5%，3类重矿物总体占比均较高；图7(b)为沉积阶段Ⅱ(188～271 m深度)重矿物分布特征，极稳定+稳定重矿物平均占比有所升高，约为50.00%，较稳定重矿物和不稳定重矿物平均占比则降低，分别约为43.75%、6.25%；图7(c)是沉积阶段Ⅲ(23～188 m深度)重矿物分布特征，极稳定+稳定重矿物平均占比明显升高，约为75%，较稳定重矿物平均占比降低幅度较大，约为25%，而不稳定重矿物平均占比降至最低，几乎为0；图7(d)为沉积阶段Ⅳ(0～23 m深度)重矿物分布特征，极稳定+稳定重矿物平均占比降低幅度较大，约为37.5%，较稳定重矿物平均占比显著升高，约为50.0%，不稳定重矿物平均占比也有所提高，约为12.5%。

表1 重矿物稳定性分类

图7 不同沉积阶段重矿物稳定性三角图解Fig.7 Triangular Diagrams of Stability of Heavy Minerals Under Different Sedimentary Periods

(2)指标分析。以重矿物占比的比值(K)作为矿物风化程度强弱的指标(即稳定系数)[31-33]，则K=(M+N)/(P+Q)。其中,M为极稳定重矿物占比，N为稳定重矿物占比，P为较稳定重矿物占比，Q为不稳定重矿物占比。稳定系数的变化能够揭示沉积物中重矿物受到风化作用之后的稳定程度。稳定系数越小，则稳定矿物占比相对较低，非稳定矿物占比越高，表明矿物受到的风化作用程度越弱；而稳定系数越大，则稳定矿物占比相对较高，非稳定矿物占比越低，表明矿物受到的风化作用程度越强[34-38]。

图8显示加让剖面沉积物重矿物稳定系数随年龄的变化。从图8可以看出：从约11.8 Ma开始，稳定系数较长时期地处于低值；在约10.0 Ma后，稳定系数明显升高并有所波动；在约8.6 Ma后，稳定系数保持较平稳的相对高值时期；而在约6.2 Ma之后，稳定系数大幅度降低。

图8 重矿物稳定系数随年龄变化Fig.8 Variation of Stability Coeffcient of Heavy Mineral with Age

4 讨 论

4.1 矿物学指标

沉积物全岩矿物指标可以作为气候环境的代用指标[39]。矿物的抗化学风化能力在表生环境之下差别很大[40-41]，本文采用在整个剖面中连续存在且具有明显变化特征的几种矿物开展深入研究。

蛭石在整个剖面是呈断点分布的，在10.0～6.2 Ma期间出现频率较高，其主要在干湿交替气候环境下形成[12]，指示潮湿且风化强度、淋滤作用增强的环境[4]。

方解石为风成堆积中碳酸盐矿物的主要类型，其广泛存在于各种地表环境中，是一种可溶性很高的矿物。在成壤过程中，湿热气候条件下方解石易受到强淋溶作用后占比降低，而干冷气候条件下的方解石则相对容易留存。因此，较低的方解石占比指示较强风化作用和成壤作用，气候温暖湿润且盛行夏季风；较高的方解石占比则指示气候寒冷干旱，冬季风有所增强[23]。

在加让剖面沉积物中检测出的长石类矿物主要为斜长石，平均占比为16.3%。长石类矿物的硬度比较高，抗物理风化能力比较强，但抗化学风化能力比较弱[26]。因此，长石类矿物是属于风化过程之中不稳定的矿物，斜长石的风化效应是大陆风化的早期阶段标志。

加让剖面中的绿泥石平均占比为4.74%，其主要赋存于化学风化作用程度较弱的气候环境与地区，较高的绿泥石占比指示着较为干旱的环境在逐步形成[12]。在成壤过程的初阶段，绿泥石的占比因受到化学风化作用的影响而降低。

云母类矿物(白云母)在加让剖面沉积物中的平均占比为23.6%，在剖面所有矿物中是相对占比较高的矿物。白云母相对比较稳定，虽然比较容易裂为薄片，但是不会分解。较高的云母占比揭示加让剖面红黏土的风化成壤作用较强，而且一定程度上白云母的存在可以增加土壤塑性[42]。

轻矿物成分成熟度指数的变化可以对古沉积环境做出一定程度上的反映。轻矿物成分成熟度指数越大，沉积物所受到的化学风化作用越强，其指示的古沉积环境越温暖湿润；反之，轻矿物成分成熟度指数越小，则风化作用越弱，气候干冷[26-27]。

重矿物稳定系数的变化能够揭示沉积物中重矿物在受到风化作用之后的稳定程度。稳定系数越小，表明矿物受到的风化作用程度越弱，该时期气候寒冷干旱；而稳定系数越大，表明矿物受到的风化作用程度越强，成壤和淋溶作用较强，反映了该时期气候温暖湿润，降水量丰富。

4.2 古环境意义

在11.8～10.0 Ma期间，方解石、长石、绿泥石占比相对较高，方解石平均占比为14.26%，长石为21.45%，绿泥石为6.50%，云母则较低，为21.16%；轻矿物成分成熟度指数和重矿物稳定系数较低，其平均值分别为1.70和0.11；磁化率也较低，其波动趋势比较平缓(图9)。以上指标皆表明在此时期风化作用较弱，淋溶作用不强，成壤作用也较低；该阶段气候比较干冷，降水量也较少。该阶段加让剖面地层沉积特征主要是风成堆积，为黄褐色土状堆积物，具块状结构，没有层理，间或发育钙质结核；较浅色的沉积物表明该阶段处于长期的氧化环境中，气候比较干旱。

10.0～8.6 Ma期间，方解石、长石、绿泥石和云母占比有一定程度的波动，但总体上前3种矿物占比相对有所降低，方解石平均占比为6.38%，长石为10.18%，绿泥石为4.34%，云母则升高，为25.20%；轻矿物成分成熟度指数和重矿物稳定系数也变高，其平均值分别为3.95和0.21(图9)。该阶段对应的剖面为浅湖相和风成红黏土交替沉积，具体表现为红褐色土状堆积物与青灰色土状堆积物呈互层沉积，能够指示干湿交替的气候条件和风化成土作用的铁锰胶膜比较发育。上述特征指示该阶段气候以较温暖潮湿为主，但有一定程度的干湿交替波动。

图中箭头指示所对应沉积阶段沉积速率的增大；磁化率、Rb/Sr值和沉积速率引自文献[21]；δ18O值为深海氧同位素值，引自文献[43]图9 方解石、长石、绿泥石、云母相对占比，Q/TF值，稳定系数，磁化率,深海氧同位素值，Rb/Sr值以及沉积速率对比Fig.9 Comparisons of the Relative Proportion of Calcite, Plagioclase, Chlorite and Mica, Q/TF Ratio, Stability Coefficient, Magnetic Susceptibility, Deep Sea Oxygen Isotope Value, Rb/Sr Ratio and Deposition Rate

8.6～6.2 Ma期间，方解石、长石、绿泥石占比较低，方解石平均占比为6.73%，长石为14.09%，绿泥石为3.89%，云母则较高，为25.43%；轻矿物成分成熟度指数和重矿物稳定系数也较高，其平均值分别为2.75和0.22；与此同时，磁化率开始逐渐升高(图9)。此阶段的沉积相主要是红褐色、黄褐色厚层土状堆积物与中厚砂层呈互层沉积，还发育数个薄层粗粒沉积。深色土状堆积物表明该阶段降水量增加，成壤作用、风化程度增强，气温升高，气候比较温暖湿润。

加让剖面磁化率在约8.6 Ma以前波动幅度不大，整体比较稳定，之后突然开始快速增大，并且增幅较大，波动比较明显，表明夏季风开始增强。在约7.2 Ma左右，方解石、长石、绿泥石占比有小幅升高，云母占比、轻矿物成分成熟度指数和重矿物稳定系数具有降低趋势，磁化率也开始波动性降低，深海氧同位素值(δ18O)总体呈上升趋势(图9)，说明在约7.2 Ma之后，夏季风的演化受到全球气候变冷等因素的控制，其强度开始有所减弱。

6.2～5.8 Ma期间，方解石、长石、绿泥石占比开始升高，方解石平均占比为17.95%，长石为19.60%，绿泥石为5.88%，云母则开始降低，为19.60%；轻矿物成分成熟度指数和重矿物稳定系数开始降低，其平均值分别为1.90和0.13；磁化率也较低(图9)。以上指标皆表明该阶段夏季风减弱，降水量降低，风化作用较弱，气候开始向寒冷干燥转变。该阶段的地层沉积物主要是灰绿色、青灰色粉砂、细砂、砂砾石层沉积，为河流相沉积，沉积物整体粒度较粗，分选和磨圆较差；沉积相特征表明该阶段是较为湿润的气候环境，与矿物学指标揭示的寒冷干燥气候差异较大，有待下一步获取研究区更多的气候指标进行验证和讨论。

根据加让剖面重矿物稳定性三角图解(图7)，结合剖面地层沉积特征与剖面古地磁年龄可得出：在11.8～10.0 Ma期间，极稳定+稳定重矿物、较稳定重矿物两者平均占比高于不稳定重矿物，3类重矿物总体平均占比均较高；至10.0～8.6 Ma期间，重矿物分布特征是极稳定+稳定重矿物平均占比有所升高，较稳定重矿物和不稳定重矿物则降低；8.6～6.2 Ma期间，极稳定+稳定重矿物平均占比明显升高，较稳定重矿物降幅较大，而不稳定重矿物降至最低；到6.2～5.8 Ma期间，极稳定+稳定重矿物平均占比较大程度地回落，较稳定重矿物显著升高，不稳定重矿物也有所回升。这为加让剖面在11.8～5.8 Ma期间从干旱转为半干旱—半湿润再到干旱气候古环境变化提供了进一步的佐证，而且可能反映沉积物在约8.6 Ma之后近源物质增多，应该与高原隆升导致周边山地风化剥蚀加快有关[44-46]。

上述沉积物重矿物稳定性特征变化规律表明，加让剖面沉积物重矿物的矿物组分比较复杂，种类较多，指示着该地区有着比较广泛的物质来源。整体来看，加让剖面重矿物是以稳定重矿物为主，黑云母、顽火辉石等不稳定矿物占比较少，一方面表明剖面的沉积环境是以相对温暖潮湿、化学风化作用程度较强为主，机械搬运和物理破碎分解作用比较微弱，另一方面也反映研究区沉积物的搬运距离较长，距离物源区较远。

在约10.0、8.6、7.2 Ma附近，方解石、长石、绿泥石、云母占比，轻矿物成分成熟度指数，重矿物稳定系数等特征均有比较明显的周期性变化，其高低变化趋势能够记录尖扎盆地古气候信息，而古气候则很大程度上受控于当时的地质构造运动。通过图9中加让剖面Rb/Sr值、沉积速率与其他矿物指标的对比也可以看出，在10～8 Ma期间，尖扎盆地的沉积速率突然增大且有波动，揭示在此期间青藏高原东北缘广泛发生一系列较强烈的构造运动[21,47-50]，来源于周边山脉的剥蚀导致研究区沉积物增多，物质来源具有近源性特征，从而对古环境的物理化学性质等产生综合影响，也使研究区沉积物矿物组成及分布规律有着特征性变化。在约8.6 Ma和7.2 Ma之后，Rb/Sr值所指示的东亚季风周期性减弱表明青藏高原隆起的高度可能足以对季风的北移产生阻碍效果，从而导致夏季降水减少。此外，约7.2 Ma之后，尖扎盆地的东亚季风变化与深海氧同位素值(δ18O)记录所反映的全球温度变冷主要趋势相同，其气候变化与全球气候有着良好的对应关系，青藏高原的隆升直接影响东亚季风环流的形成与发展，具体表现在对夏季风和冬季风的影响作用上。综上所述，尖扎盆地及其周边地区的古气候环境演化趋势受青藏高原构造隆升和全球气候变冷协同影响。

5 结 语

(1)青藏高原东北缘尖扎盆地加让剖面中沉积物的矿物组分主要包括碎屑矿物、碳酸盐矿物和黏土矿物。其中，以碎屑矿物居多，主要是石英、斜长石、云母类矿物(白云母、黑云母)，及少量尖晶石、辉石类矿物(普通辉石、锰钙辉石及顽火辉石等)、金红石、刚玉、磁铁矿、钛磁铁矿、榍石、霞石，偶见锆石、石榴子石、锐钛矿；碳酸盐矿物以方解石为主，白云石占比较少；黏土矿物中，绿泥石占比最高，还有少量赤铁矿、蛭石和沸石。

(2)沉积物矿物种类及分布特征显示：较高的方解石、长石、绿泥石占比，较低的云母占比、轻矿物成分成熟度指数和重矿物稳定系数反映该区域内风化作用较小，成壤程度较弱，降雨量较低，为干冷气候；反之，则为温暖潮湿气候。结合磁化率变化曲线，并与深海氧同位素值(δ18O)变化曲线及其他全球气候变化事件联系对比，可以将尖扎盆地11.8～5.8 Ma气候环境演化划分为4个阶段：11.8～10.0 Ma,气候干冷期；10.0～8.6 Ma,气候湿暖湿润波动期；8.6～6.2 Ma,气候温暖湿润期；6.2～5.8 Ma,气候转向干冷期。

(3)约10.0、8.6、7.2 Ma附近，主要矿物占比及组合特征有明显改变，证明当时古环境状况发生急剧变化，揭示青藏高原东北缘在10～8 Ma期间广泛发生一系列较强烈的构造运动，来源于周边山脉的剥蚀使得研究区沉积物增多，物质来源具有近源性特征。约7.2 Ma之后，加让剖面矿物组成分布记录的尖扎盆地及周边地区的古环境演化过程主要受青藏高原构造隆升以及全球气候变冷协同影响。