《汉书·沟洫志》曾记载:“中国川源以百数,莫著于四渎,而河为宗”,将黄河誉为“四渎之宗”。黄河的治理工作在我国历朝历代都属于重点,由于特殊的河情,使得流域内的水沙关系复杂多变,其治理问题也成了难点。“黄河流域生态保护和高质量发展”战略的提出,意味着黄河水资源与生态环境研究已经上升到国家战略层面。黄河问题的关键在于泥沙,泥沙问题的根源在于水少沙多。因此对黄河泥沙沉积物演化特征及其物源进行深入研究和甄别,可为黄河治理及流域的水土保持工作提供理论指导和科技支持,进而推动流域高质量发展。本文在查阅大量文献基础之上,依托国家自然科学基金项目,对黄河泥沙沉积环境展开了系统全面地研究工作。以约50km为间隔采集黄河上游青海省久治县至下游入海口的河漫滩泥沙沉积物,以及上游玛曲（深7m）、刘家峡（深5m）、中游柳林—吴堡（深7m）和下游开封（深4m）等四个钻孔泥沙沉积物作为黄河泥沙沉积环境研究的载体,结合地球化学、沉积学、水文学及数学地质统计等方法揭示了黄河泥沙空间演化特征及物源信息,从而构建了基于层次聚类的粒度端元模型及物源示踪的多端元混合模型,对黄河泥沙搬运机制与物源区泥沙贡献率进行计算,提出了黄河泥沙沉积物物源分析体系,为流域的水土保持工作及高质量发展提供科技支撑。主要得到以下结论:1.黄河泥沙沉积物的沿程粒度组分受地质环境和水利工程的影响较大。结合河漫滩与钻孔点泥沙沉积物的C-M图、粒度相、粒度频率曲线以及沉积判别函数,阐明了黄河泥沙沉积物的沉积特性。建立基于层次聚类的粒度端元模型,揭示了河漫滩与钻孔泥沙沉积物各粒径颗粒在运移过程中的主要搬运形式及搬运机制。上游至下游,黄河水动力条件及沉积环境发生明显变化主要是河流的选择性运输、支流的汇入、河道形态的改变以及人类活动共同影响的结果。2.基于黄河泥沙沉积物的烧失量、红化率与磁化率的沿程变化规律,采用系统聚类分析方法,判别不同河段沉积物的形成条件及相互关系。结果表明:烧失量、红化率与磁化率可作为黄河泥沙物源分析的基础指标,能够有效反映人类活动干扰下黄河泥沙沉积环境的变化情况;黄河泥沙的物源为干流沿岸侵蚀、风沙入黄以及支流携沙入黄。3.黄河泥沙沉积物石英颗粒微形态多以棱角—次棱角状为主,上游流经黄土高原段及刘家峡钻孔泥沙沉积物发育着V型撞击坑、水下磨光面以及麻点麻面等复合结构,说明该段泥沙沉积物与宁夏河东沙地、乌兰布和沙漠以及库布齐沙漠等风成砂的有效输入有关。根据河漫滩与钻孔泥沙沉积物石英颗粒微形态之间的欧氏距离判断出泥沙入黄模式由上游未流经黄土高原段的河流近源侵蚀向中游的支流携沙入黄转变。4.河漫滩与钻孔泥沙沉积物矿物组合类型均以碎屑矿物为主,黏土矿物次之,碳酸盐矿物较少,铁氧矿物仅在部分点位检出。通过对不同钻孔点沉积物矿物含量进行聚类分析,结果表明防洪、居民用水和灌溉的需要,水库排、蓄水调节作用是导致钻孔不同深度矿物含量呈周期变化的主要原因。将矿物含量变化情况与沿岸地质、地形地貌进行对比,推断出黄河石嘴山—巴彦淖尔段泥沙沉积物多来自于西北风作用下乌兰布和沙漠的流动沙丘;而巴彦淖尔—托县—三江口段泥沙沉积物多来自于库布齐沙漠、黄土高原、沿岸的支流以及大规模季节性的降雨将沿岸的碎屑物质携带入黄。5.黄河泥沙沉积物化学组成常量元素以Si O₂、Al₂O₃及Ca O为主,伴有少量Fe₂O₃、Mg O、Na₂O和K₂O;微量元素中Ti、P、Mn、Zr、Ba以及Sr含量较多,而Cr、V、Rb、Zn、Ni、Pb、Y、Nb和Ga含量较少。采用Sr、V、Ni、V/Ni以及Sr/Ba等指标进行沉积环境识别与粒度特征判别结果基本一致。泥沙沉积物中Zr元素含量随河漫滩泥沙沉积物粒径的粗化明显增加;Ca O和Ti含量在清水河附近呈现较高水平;K₂O和Sr含量则在十大孔兑附近含量较高。利用Sr/Ca和Ti/K值的区域分布能够较好区分宁夏河东沙地、支流、库布齐沙漠以及乌兰布和沙漠入黄对黄河泥沙的影响程度。6.利用黄河泥沙物源的判别结果,建立端元混合模型,确定了物源区对黄河泥沙沉积物的贡献率,并绘制黄河泥沙沉积物物源区贡献率分布图。结果表明:上游未流经黄土高原段河道中仅有52.4%的泥沙被黄河携带至刘家峡附近;上游宁蒙段以腾格里沙漠与乌兰布和沙漠的风沙入黄为主,并且该段超过75%的河漫滩泥沙被携带至窟野河入黄口附近;贯穿黄土高原的祖厉、清水二河也携带了大量泥沙入黄,并且对邻近地区黄河流域泥沙的贡献率达到71.9%;中游泥沙主要以窟野河、汾河、无定河、渭河携带泥沙为主;下游泥沙多源于上、中游泥沙运移至平坦地带的沉积。同时,考虑径流、支流流域面积、沿岸地形、气候及源岩等自然背景因素,对黄河泥沙物源分析体系进行进一步的完善。鉴于黄河自然环境与社会功能特点,提出因地制宜改善黄河流域水沙关系的措施,为黄河流域高质量发展提供科学指导。