目前，石英颗粒表面特征可以分为机械成因、化学成因和附生物特征3大类（伍永秋等，1998）。机械成因的特征是颗粒在搬运过程中受到机械作用而产生的痕迹，主要有贝壳状断口、V形撞击坑、碟形撞击坑、擦痕、平行解理台阶、平整解理面、上翻解理薄片等。化学成因的特征是指石英颗粒受沉积环境化学作用而产生的特征，主要有溶蚀沟、晶体生长、鳞片状剥落等。附生物特征主要是指生物、矿物和某些特定环境中的元素。依据鲍威尔圆度等级划分原则，以及本次研究的目的要求，将石英颗粒表面形态简单地划分为尖棱状、次棱状、次圆状、圆状4个圆度等级。利用扫描电镜（SEM）研究石英颗粒表面形态特征，对判别沉积环境及其演变历史有很大的优越性和鉴定意义（Krinsley et al.，1973；陈丽华等，1986）。
1.石英砂颗粒表面结构特征
通过石英砂颗粒表面结构的研究，以达到对沉积物的成因分类、重建古环境的目的。因此，必须十分注意颗粒形态与其搬运介质条件之间的相互关系。不同的搬运介质和动力条件所形成的石英砂颗粒表面结构特征应有所差别，但是不同的介质搬运的条件和动力又往往形成相似的表面形态特征。这就为研究工作带来了某些困难，并充分显示了自然界的复杂性和共同性。共性和差异性同存在于事物之中，研究其差异性就成为研究石英颗粒表面结构的主要方面。某些表面特征在不同环境下完全相似，但它们出现的“几率”或称为“丰度”是不尽相同的。因此研究石英颗粒表面特征在某一沉积环境下的“丰度”成为重要内容。前人研究发现，石英颗粒表面最常见的特征是贝壳状断口、平整解理面、解理面或晶面上的翻卷薄片、各种形状的凹坑、碟形坑、擦痕、SiO2的溶蚀及沉淀现象，以及矿物的重结晶、颗粒的形态等。
为了便于研究和比较，把前人获得的各种成因的沉积物的石英颗粒表面特征（表5-1）与青藏高原地区的沉积物石英颗粒表面特征进行比较，以判别其成因及相应的沉积环境。
表5-1 不同沉积环境的石英砂颗粒表面结构特征
2.石英颗粒表面特征的统计分析
对不同成因类型石英颗粒表面形态和结构特征进行对比分析。经过比较发现（表5-1），尽管石英颗粒形态和表面结构类型受各种外动力作用和复杂条件的影响，但其组合特征在很大程度上反映了成因上的内在联系和规律。如前所述，石英颗粒表面特征对其沉积环境具有鉴定意义，但不能只强调某一孤立的标志，应该采用数量分析的方法，本书采用特征颗粒百分比的方法进行定量分析。
在扫描电镜下对114粒石英砂粒进行观察，依据鲍威尔圆度等级划分原则，将石英颗粒表面形态简单地划分为尖棱状、次棱角状、次圆状、圆球状4个等级。其主要表面特征有下列21种类型：硅质鳞片、硅质球、溶蚀坑和沟、鳞片状剥落、V形撞击坑、碟形撞击坑、麻面、磨光面、半平行或弧形阶梯状裂面、贝壳状断口、平整剪切断口、裂纹扩大的破裂面、粘附小碎片、平整节理面、磨光面、翻翘薄片、压坑及碾磨痕迹、平行擦痕与刻痕。借助上述指标，对电子显微镜下观察到的特征和出现频率统计分析如下（表5-2）：
表5-2 石英颗粒表面结构成因类型的颗粒频率统计
（1）野牛沟剖面（P1-5、P1-7）（图5-20）
P1-5样采于青海省玛多县城南，岩性为土黄色含砾砂岩。坐标：N34°31′39.4″；E97°59′56.9″；海拔4313m。P1-5样石英表面特征如下：颗粒以棱角状为主（41.67%），83.3%的颗粒表面具有粘附小颗粒，此外25%的颗粒上见有硅质球，25%的颗粒上有鳞片状脱落的石英，50%的颗粒可见溶蚀坑和溶蚀沟，溶蚀坑和沟反映当时的沉积环境是一种高能的化学环境。这些表面形态特征表明沉积物物源比较近或者水动力条件比较强，结合研究区环境分析，认为沉积物是在强水动力环境下在很短的时间内沉积的，为源区湖泊形成初期河流相产物。
P1-7样采于该剖面的上部，岩性为灰黑色含砾粉砂层。P1-7样石英表面特征与P1-5明显不同：颗粒以磨圆较好的圆球状为主（80%），磨圆好，33.33%的颗粒具有磨光面，86.7%的颗粒表面具有粘附小颗粒，同时代表高能化学环境的溶蚀坑和沟、硅质球、硅质鳞片也比较常见。这种组合特征说明P1-7沉积环境与P1-5截然不同，水动力环境较弱，沉积物处于比较动荡的水环境中，为湖相沉积物。
（2）大野马岭剖面（P2T1-1、P2T4-1、P2T7-1）（图5-21）
P2T1-1样采于玛多县城南大野马岭，位于湖相阶地的最底部，岩性为灰褐色粉细砂层，具水平层理。坐标：N34°40′44.1″；E98°4′1.0″；海拔4220m。P2T1-1样石英表面特征如下：86.67%颗粒以圆球状为主，其余颗粒为次圆状，46.67%的颗粒具有磨光面，没有代表高能化学环境的溶蚀坑和沟、硅质球、硅质鳞片颗粒出现，但出现了机械成因的贝壳状断口与阶梯状裂面。这种组合特征说明其沉积环境与P1-7沉积大致相同，水动力环境较弱，处于低能环境，为湖相沉积物。P2T4-1样和P2T7-1样表现出的组合特征基本与P2T1-1样一致，然而P2T4-1样有代表高能化学环境的颗粒（14.29%）出现，这种沉积环境可能代表了当时湖泊水的盐度与P2T1-1对应的湖泊环境有所不同。
图5-20 野牛沟剖面石英颗粒表面形态特征出现频率编号代表的表面特征见表5-1
图5-21 大野马岭剖面石英颗粒表面形态特征出现频率编号代表的表面特征见表5-1
（3）黑河乡剖面（P3-13、P3-18）（图5-22）
P3-13、P3-18样采于玛多县黑河乡东，岩性为灰黄色粉细砂层。坐标：N34°48.110′；E98°8.133′；海拔4252m。P3-13、P3-18两个样品石英表面特征比较接近，均以圆球状颗粒为主，P3-13样圆球状颗粒达到85.7%、P3-18达到73.3%，且其余均为次圆状颗粒，无次棱角状颗粒出现；颗粒表面特征比较明显，有磨光面、平整节理面、阶梯状裂面、贝壳状断口等，这些特征对应的百分比见表5-2；而代表高化学能的溶蚀坑和溶蚀沟、硅质球等不常见，代表高能机械撞击的碟形撞击坑在两样品中较常见，分别达到了42.8%与33.3%。以上组合特征说明该样品当时处于低化学能的湖泊中，但湖泊水体动能巨大，石英颗粒表面相互撞击出碟形坑。相对与大野马岭剖面样品对应的平稳的湖泊水体来说，黑河乡剖面两样品对应的湖泊水体比较动荡。
（4）鄂陵湖北哈拉滩剖面（P6-1）（图5-23）
P6-1样采于玛多县哈拉滩一河流陡坎处，剖面厚度9m左右，岩性为黄绿色中粗粒含砾粗砂层，地层具波状层理。坐标：N35°11.193′；E97°52.071′；海拔4391m。P6-1样品石英表面特征如下：多数颗粒具有代表高能化学环境的硅质球、溶蚀坑和沟、鳞片状剥落颗粒，含量分别达到6.67%、60.00%、13.33%；代表机械碰撞作用形成的贝壳状断口、平整剪切断口含量分别为26.67%，53.33%；此外多数颗粒还表现出具有粘附小碎片、翻翘薄片等特征，与野牛沟P1-5样品一样，该样品颗粒也以棱角状为主（86.7%）。哈拉滩剖面样品组合特征说明该样品在高能的环境中形成，表面形态特征表明沉积物物源比较近或者水动力条件比较强，因而可以认为沉积物是在强水动力环境下在很短的时间内沉积而成的，为源区湖泊形成初期河流相产物。这与野牛沟剖面P1-5得出的结论相一致，从石英颗粒表面特征可以认为，野牛沟剖面与哈拉滩剖面形成的环境基本相似，只是分布地区不同而已。
图5-22 黑河乡剖面石英颗粒表面形态特征出现频率编号代表的表面特征见表5-1
图5-23 哈拉滩剖面石英颗粒表面形态特征出现频率编号代表的表面特征见表5-1
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1、 XRD（X-ray diffraction）是用来获得材料的成分、材料内部原子或分子的结构。
2、 SEM（扫描电子显微镜）是一种微观性貌观察手段，可直接利用样品表面材料的物质性能进行微观成像。
3、 AFM （原子力显微镜）是一种表面观测仪器，与扫描隧道显微镜相比，能观测非导电样品。
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