河西走廊西端灌丛沙丘发育过程及其对沙漠化的指示意义

在风沙活动强烈的荒漠地区开展环境变化研究常缺乏符合要求的地质测年材料。灌丛沙丘是干旱区发育的一种特殊生物地貌类型,具有计年和储存环境信息的功能,可以用来重建沙丘的发育过程和过去的环境变化。以河西走廊西端花海盆地发育的灌丛沙丘沉积剖面为研究对象,基于AMS¹⁴C年代学及沉积物粒度、碳酸盐含量、地球化学元素等代用指标的分析,与文献记载、沙漠化监测数据和近几十年的器测气象资料对比分析,试图揭示区域灌丛沙丘的发育过程及其环境指示意义。结果表明：花海盆地灌丛沙丘的发育时间已超过800 年;20世纪60年代中后期至70年代早期人类活动的干扰曾使灌丛沙丘的堆积过程中断,但丰富的物源随后又促使灌丛沙丘再次快速发育。沙丘物源曾发生过剧烈的变化,使得灌丛沙丘沉积物中的粗颗粒组分和中值粒径并不适于作为环境代用指标重建区域的风沙环境变化,而细颗粒组分（<63 μm和<10 μm）和碳酸盐含量的变化,则揭示了研究区在20世纪70-80年代（沙丘高度300~420 cm）时获得了丰富的物质来源。灌丛沙丘沉积物中的Zr/Rb比值,能够作为良好的环境代用指标指示1970-1988年（沙丘高度300~420 cm）区域处在风沙活动较强烈的环境;近几十年花海盆地土地沙漠化明显,尤其是20世纪70年代和80年代。灌丛沙丘可以作为有较高可信度的地质记录载体,在河西走廊西端重建较长时间尺度的、高分辨率的区域气候环境演变历史。     

基于沉积物理化性质的雅鲁藏布江中游粉尘物源研究

物源是风沙研究的主要内容。雅鲁藏布江中游风沙区是西藏自治区的主要沙丘分布区和受风沙灾害影响的主要区域。但目前对该地区沙尘物源的研究甚少,从而限制了我们对该地区风沙地貌形成演化过程、防沙治沙工程合理布局和沙尘暴预报预警工作的开展。沉积物理化性质是沉积物物源判别的主要证据。为此,收集了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样品,对其进行粒度、常量元素和微量元素（<63 μm）分析,对该地区沙尘物源进行判别。结果表明：（1）不同类型地表沉积物粒度特征存在明显空间差异。沙丘沉积物以>63 μm沙为主（>91%）,而河岸和河漫滩粉沙和黏土含量与沙的含量几乎相同。（2）不同地表沉积物的常量元素相似。SiO₂含量最大,MgO含量最小;Fe₂O₃在河岸、河漫滩和林地富集,而在沙丘亏损,其他元素均为亏损。（3）不同地表微量元素差异较大,Ti、Sr和Ba总体为亏损,其他元素为富集。（4）不同地表沉积物的元素比值和风化过程相似,说明了研究区地表沉积物具有相同的物质来源。河岸和河漫滩具有形成风沙灾害的物质条件,是风沙灾害的主要物源。     

基于倾斜摄影技术的戈壁灌丛沙丘形态反演及其对粉尘释放研究的意义

灌丛沙丘是广泛分布于西北干旱区的风沙地貌。戈壁上发育的灌丛沙丘在戈壁沙尘释放和固沙能力方面具有重要的指示意义和应用价值。本研究采用倾斜摄影技术对戈壁上的灌丛沙丘形态特征进行观测和提取,并分析沉积物特征,计算戈壁灌丛沙丘的固沙能力,为沙尘释放研究提供依据。结果表明:(1)戈壁上发育的灌丛沙丘有明显的空间分布格局,即主要分布在干河床的两侧和地势低洼地区。(2)戈壁灌丛沙丘在形态上和其他地表灌丛沙丘类似,但沙丘的长度、宽度、底面积、体积等小得多,而且参数之间具有明显的相关关系。(3)沉积物的累积概率曲线表现为三段式,跃移组分的粒度范围(50~700 μm)明显与以往研究不同。沙丘内部和表层的粉沙和黏土含量分别为4.47%和5.24%,从而说明灌丛沙丘能够捕获戈壁上释放的粉尘物质。(4)戈壁地区单个灌丛沙丘的粉尘释放量约0.05~0.08 m³,固沙能力最大可达18.71 m³。     

河西走廊新月形沙丘表层沉积物的理化性质

沙丘表层沉积物的理化特征是风沙地貌研究的重要内容。选取了河西走廊沙漠中部戈壁地表发育的新月形沙丘、灌丛沙丘及附近的湖相沉积物和戈壁表层沉积物的38个样品，对其物理性质（平均粒径、分选程度、峰度、偏度）和化学性质（常量元素和微量元素）进行分析。结果表明：河西走廊新月形沙丘表层沉积物粒度以中沙为主（21.65%~57.39%），其次是细沙（23.22%~52.96%）；平均粒径为0.27~0.43 mm，大于其他沙漠。分选性以中等较好为主，粒度曲线近对称，峰度中等。常量元素以CaO和SiO₂为主，分别为5.55%和66.12%；微量元素含量在同一沙丘具有相似性，但不同的沙丘之间的含量有所差异。     

西藏定结地区不同类型沙丘表层沉积物粒度特征及其环境意义

为了探讨粒度特征所指示的环境意义,对西藏定结地区现代沙丘进行采样,分析不同类型沙丘表层沉积物的粒度特征。结果表明：（1）流动沙丘和爬坡沙丘粒度组成相似,灌丛沙堆与二者粒度组成差异较大。流动沙丘和爬坡沙丘表层沉积物主要以细砂和中砂为主,而灌丛沙堆表层沉积物以极细砂、细砂和粉砂为主。（2）不同类型沙丘粒度参数呈现不同变化趋势,流动沙丘和爬坡沙丘表层沉积物分选较好,近对称,中等尖锐,灌丛沙堆表层沉积物分选中等,正偏,很尖锐。（3）流动沙丘和爬坡沙丘频率分布曲线呈近似对称的单峰分布,灌丛沙堆频率分布曲线呈双峰分布;不同类型沙丘表层沉积物概率累积曲线差异较为明显。（4）不同类型沙丘表层沉积物沉积环境主要以风成沉积为主,少数为河流沉积。（5）不同类型沙丘表层沉积物粒度特征对比可知,粒度特征的差异主要是沙源、植被覆盖度和风况共同作用的结果。     

柴达木盆地东北部哈勒腾河流域风成沉积物粒度特征与空间差异

哈勒腾河流域位于柴达木盆地东北部,是一个近似封闭的内陆盆地。该地区风成沉积物来源相对单一,沙丘类型简单且发育时间短,是研究高原内陆盆地物质迁移规律和风沙地貌发育的理想场所。对115个不同类型、不同地貌部位沉积物粒度进行分析。结果表明:哈勒腾河流域地表沉积类型包括沙丘沙、丘间地沉积、河流沉积和戈壁沉积,主要由细沙组成,平均含量达51.6%。沙丘沙平均粒径1.01~2.90 Φ,分选性较差至极好(0.28~1.74 Φ),频率曲线呈近对称和中等峰态。该流域发育有独特的穹状沙丘,属于新月形沙丘演化的初期阶段,平均粒径1.55~2.54 Φ,分选中等至较好;尽管表现出从迎风坡和背风坡中部到沙丘顶部颗粒变粗、分选变差的特征,但相对同一地区的新月形沙丘而言分选过程较弱。从区域上来看,在W-E走向的断面上,新月形沙丘从西向东颗粒变粗,分选变差;在NW-SE走向的断面上,新月形沙丘由西北至东南颗粒变粗,分选性无明显变化。这表明,该流域风成沉积物的可能物源包括哈勒腾河流冲积物和山前风化剥蚀产物。     

柴达木盆地西南缘山前沙丘区沙丘地貌形态特征

沙丘形态特征是风沙地貌研究的重要内容。通过野外实地考察及Google Earth高分辨率影像,对柴达木盆地西南缘山前沙丘区风沙地貌的空间分布格局进行分析和描述,并探究主要沙丘的形态参数特征。结果表明：（1）基于沙丘的形态-动力学分类原则,研究区沙丘共划分为12类;从发育规模来看,简单型沙丘占比大,复合型、复杂型沙丘占比小;从形态特征来看,以横向沙丘为主。（2）基于沙丘类型的空间变化特征,研究区可划分为5个亚区,风况和河流是导致沙丘类型空间分布差异的主要因素。（3）研究区各类型沙丘发育规模小,这与沙丘发育时间短、沙源供应少密切相关。新月形沙丘的形态参数宽度（w）与高度（h）之间呈良好的线性相关关系,可表达为w=9.47h+14.89。沙丘高度（h）与间距（λ）呈幂函数关系,且幂指数n均小于1。本研究丰富了柴达木盆地风沙地貌的研究内容,为后续的沙丘发育演化模式研究奠定了基础,同时对格库铁路防沙治沙和安全运行具有重要的参考价值。     

毛乌素沙地西南缘灌丛沙丘沉积物的粒度和元素特征

对毛乌素沙地白刺(Nitraria tangutorum)灌丛沙丘沉积物粒度和元素特征进行了采样分析.结果表明:灌丛沙丘沉积物来源单一,几乎全部由丘间地物质组成,其粒度和元素特征与丘间地物质极其相似;相对而言,灌丛沙丘沉积物比丘间地物质含有更多粗颗粒物,主要因丘间地可做跃移运动的中沙和细沙更易被灌丛阻挡而堆积;灌丛沙丘沉积物中大部分元素含量比丘间地物质低,主要因这些元素易被淋溶迁移到丘间地富集;灌丛沙丘发育以来,虽然其沉积环境存在波动,但相对稳定,未发生过显著变化.     

塔克拉玛干沙漠东北部纵向沙垄粒度分布特征

塔克拉玛干沙漠东北部纵向沙垄广泛发育,但沉积物粒度特征鲜有报道。基于筛析法测定了塔克拉玛干沙漠东北部一条上覆次级沙丘的纵向沙垄断面沉积物粒度特征。结果显示：（1）沙垄沉积物颗粒自垄顶向两侧坡底逐渐变细,分选变差;沙垄上覆次级沙丘亦同。（2）沙垄沙的频率分布曲线以双峰为主。（3）沙垄迎风坡中部沉积物平均粒径细于中下部;上覆次级沙丘迎风坡底部沉积物颗粒粗于迎风坡中部。该区域纵向沙垄粒度分布特征与前人提出的“脊部较粗型”一致。沉积物样品所表现的双峰分布特征受物源、风选影响显著。上覆沙丘断面上迎风坡底部粗化,可能是粗颗粒无法被带走而发生富集的缘故。沙垄上覆次级沙丘局部形态的变化影响了风沙流,从而导致了平均粒径和分选系数局部上的变化。在沙垄迎风坡一侧存在风沙流的二次输移过程。     

灌丛沙丘形成演化及环境指示意义研究的主要进展

干旱半干旱区风沙活动较强烈, 风沙地貌十分发育, 环境演变过程对气候变化响应敏感。由于缺乏高分辨率载体, 在这些地区进行环境变化重建的手段及获得的结果相对贫乏。但是在这些区域发育的灌丛沙丘是风沙堆积体, 其形成演化记录了相对丰富的区域环境演变信息。本文综述了目前在灌丛沙丘形态学特征、发育过程、以及其在区域环境变化重建中的意义等方面的研究进展。我们认为, 灌丛沙丘形成演化研究在揭示干旱区环境演变过程方面有重大的意义, 但还没有形成系统的体系, 这一方面的研究仍有较大的空间。     

柴达木盆地西南缘山前沙丘区沉积物地球化学特征及其指示意义

以柴达木盆地西南缘山前沙丘区为研究区,采用地球化学元素分析方法,阐明了研究区不同类型地表沉积物的地球化学元素特征,并探讨其风化特征、物质来源及输移过程。结果表明：(1)研究区沉积物常量元素组成以SiO₂、Al₂O₃和CaO为主,三者的平均含量总和超过83%。微量元素以Cl、Ba、Sr和Zr含量较高。与上陆壳(UCC)平均化学元素组成相比,常量元素CaO轻微富集,微量元素As高度富集,Co轻微富集。(2)研究区化学蚀变指数(CIA)变化较小,为40.90～53.05,平均47.51,化学风化程度较弱,均处于风化的初期阶段。(3)特征元素比值表明,研究区沉积物具有相同的物质来源。柴达木盆地西南缘东昆仑山中的岩石经过风化剥蚀产生的碎屑物质在季节性流水作用下被搬运至山前堆积,形成广布的山前冲-洪积平原,后经风力吹蚀改造形成现在的地表景观。本研究不仅可以丰富区域风沙地貌研究内容,而且也可为区域风沙灾害的防治提供理论基础。     

地球化学组成揭示的杜蒙沙地化学风化和沉积再循环特征及其对风尘物质贡献的指示

对杜蒙沙地的河流冲积砂、河漫滩泥质粉砂、沙质古土壤和风成沙等不同类型沉积物进行了采样（27组）,对这些样品的细颗粒组分（<63 μm）进行了常量元素、微量元素、稀土元素（REE）和Sr-Nd同位素比值等地球化学分析,就杜蒙沙地的化学风化、沉积再循环特征及其对风尘物质的贡献等展开了讨论。结果显示,杜蒙沙地的地球化学组成表现出空间的均一性,低的化学蚀变指数CIA（48~56,平均52）及A-CN-K和A-CNK-FM图解均表明了杜蒙沙地仅遭受了低级的化学风化程度。沙地的成分成熟度较低,大部分河流沉积物表现出初次循环沉积特征,系大兴安岭东侧中酸性岩浆母岩风化剥蚀的产物经嫩江搬运堆积形成;古土壤表现出与河流沉积物相同的初次循环特征,表明古土壤的成土母质是河流沉积物,这与野外地层出露情况一致;风成沙表现出再循环沉积特征,系河流沉积物就地起沙搬运堆积形成。不活动元素比值、REE和Sr-Nd同位素比值等物源判别图解,结合植被和地貌状况,一致表明杜蒙沙地与东北平原中东部的风尘物质没有地球化学亲缘关系,其对该地区（甚至下风向更远地区）的大气风尘的贡献很小。     

网纹红土稀土元素地球化学特征的初步研究

稀土元素(REE)在揭示沉积环境,研究沉积物物源及成因方面具有重要的示踪意义。江西、湖南、浙江等地更新世加积型红土REE含量和分布特征的研究结果表明: ①除结核外,红土各类样品的REE总量变化于158.2～224.0 μg\5g-1之间。由大至小排序为:无网纹棕黄色土>无网纹均质红土>网纹红土。网纹层内白网纹REE含量高于红网纹。结核样品REE异常富集,是网纹红土母质的3～6倍,Ce富集为主要贡献者。②来自中亚热带地区不同红土沉积剖面的各类网纹红土样品,其稀土分布模式相似,与上地壳(UCC)稀土组成相近。比较研究发现,网纹红土母质与黄土高原黄土、镇江下蜀黄土、西峰第三纪红粘土的稀土配分模式非常一致,而与碳酸盐红土、花岗岩红土存在明显差异。这些特征暗示网纹红土母质与北方黄土红粘土间存在物源联系,网纹红土物质组成均匀,经历了高度混合,显示风成特性。③网纹红土稀土元素特征一方面继承了原始物质的特性,另一方面体现了南方湿热气候条件下,化学风化导致的再分馏特征。化学风化中,Eu未出现明显的再分馏,而Ce的再分馏显著。通常情况下,风化淋溶指数越小,Ce富集程度越高。然而,网纹化过程中Ce分馏特征显示出复杂性。     

柴达木盆地那棱格勒河流域表层沉积物微量元素组成及其对流域内锂的物源制约意义

柴达木盆地那棱格勒河流域是我国目前最大的盐湖型锂矿区和工业设施最为完备的卤水锂工业基地,长期以来关于其尾闾盐湖区锂的物源问题备受关注。尽管目前的众多研究已经对流域内地表水体及尾闾区盐湖中锂的物源有了较为一致的看法,但盆地周缘围岩风化过程在其中起到的作用仍缺乏系统性认识。基于部分保守性微量元素在物源示踪研究中的重要作用,本文通过对流域内河流表层沉积物中的REEY、Li、Sc、Co、Nb、Ta、Th等微量元素开展其地球化学行为方面的分析,讨论了沉积物的物源属性特征及其中锂的来源特征,为深入认识盐湖区游离态锂资源的物源提供了新的证据。结果表明,那棱格勒河流域与毗邻的东、西对比区河流沉积物有着相似的化学风化背景和基岩类型,源岩具有显著的长英质岩和基性岩的二元混合特征,且基性源岩所占比重更大;而沉积物中的锂除尾闾盐湖区明显受到富锂孔隙水体夹带的影响外,其它地区锂的来源特征与沉积物的物源特征相同,表明地表迁移过程对介质中锂的通量影响较弱,沉积物中的锂更多的是以赋存在相关矿物结构中的形式存在;研究区来自源岩风化作用提供的游离态锂的量较为有限,尾闾盐湖中的锂资源主要以昆仑山深大断裂带涌出的热泉水的长年补给为主。     

岩溶盆地红土风化剖面的元素地球化学研究

选取云南石林红土剖面作为研究对象,探讨在岩溶盆地这一独特地貌单元中主量、稀土元素的地球化学特征。研究表明：① 云南石林土壤中主量和稀土元素的组成具有较好的一致性;② 通过对化学蚀变指数（CIA）与Na/K比值关系图以及A-CN-K（Al₂O₃-CaO*+Na₂O-K₂O）三角图分析发现：石林地区2个剖面均经历了温暖湿润环境下的强烈化学风化作用;石林地区土壤中稀土元素含量较高,其稀土元素球粒陨石标准化分布模式表现出高度相似性,且继承了基岩的特征,两者均表现为Eu处负异常,但剖面CK在Ce处表现为负异常,而剖面KP在Ce处无明显变化;③ 2个剖面元素组成及含量变化基本保持一致,表明此地土壤受外来物质影响程度较小,2个剖面的元素地球化学特征与基岩存在一定相似性。     

沙坡头地区沙尘气溶胶质量浓度的试验观测研究

中国北方沙尘气溶胶的理化特征及其气候效应受到了广泛关注,但现有的研究大都是基于较短时段和典型事件的试验观测。本项研究利用大流量采样器和安德森采样器,对沙坡头地区沙尘气溶胶的质量浓度特征进行了长达3a的监测,获得了该地区沙尘气溶胶的年变化特征,并与背景气象资料和降尘观测结果进行了对比分析;针对典型天气过程的观测结果表明,不同天气条件(背景大气、浮尘、扬沙和沙尘暴)下TSP浓度存在倍数关系和量级的差异,其质量浓度随粒径分布特征也明显不同;两种采样器观测结果的对比分析也表明,局地沙尘释放是沙坡头地区大气气溶胶的主要来源,但在沙尘暴过程中,远源沙尘输送的贡献也不容忽略。     

南极长城湾沉积物中稀土元素的初步研究

本文通过对长城湾表层沉积物中稀土元素的地球化学研究,认为其总量丰度、配分模式、特征参数等,均与菲尔德斯半岛的火山岩相似,因而长城湾沉积物的主要来源似为菲尔德斯半岛基岩的风化产物。     

科尔沁沙地中南部34种植物叶功能性状及其相互关系

以科尔沁沙地中南部34种主要植物为研究对象,分别测定叶片鲜重(FW)、干重(DW)、干物质含量(LDMC)、面积(LA)和比叶面积(SLA),比较不同生活型(一二年生草本、多年生草本、灌木)和功能型(C₃、C₄植物)的叶片性状的差异性,探讨沙地植物叶片性状相互之间的内在联系及其对环境的适应性。结果表明:一二年生草本的LDMC(0.23 g·g^-1)显著小于多年生草本(0.31 g·g^-1)和灌木(0.32 g·g^-1);而一二年生草本的SLA(22.14 m²·kg^-1)显著大于多年生草本(17.18 m²·kg^-1)和灌木(13.41 m²·kg^-1)。一二年生和多年生C₄植物的LDMC显著大于C₃植物;多年生C₄植物SLA显著大于C₃植物;C₃植物的LDMC表现为一二年生草本<多年生<灌木。沙地植物的叶鲜重、叶干重和叶面积三者间极显著正相关,植物叶干重与SLA显著负相关;C₄植物和多年生植物叶干重与SLA显著负相关。沙地不同生活型、功能型植物叶片的功能性状差异明显,沙地灌木和多年生植物能够较强的适应干旱环境,一二年生草本则具有较强的保持体内营养和获取土壤资源的能力。     

表生作用下稀土元素地球化学特征——以海南岛北部玄武岩分布区为例

对海南岛北部玄武岩区岩石-土壤-植物-地下水系统中稀土元素迁移和分布模式的研究表明，随土壤的发育，REE出现分异，LREE逐渐富集；Ce由玄武岩中的负异常向土壤中正异常演化。地下水中REE的含量和分布模式主要受岩石风化和成土作用影响。植物虽对REE具有选择吸收作用，但REE的生物地球化学循环不活跃。     

北极阿拉斯加巴罗Elson泻湖96-7-1岩芯中稀土元素的特征及其环境意义

研究了北极阿拉斯加巴罗 Elson泻湖 96- 7- 1沉积岩芯中稀土元素的地球化学及其沉积相特征 ,以重演区域气候、环境的变化并且与全球变化相比较。结果表明 ,稀土元素总量 ∑ REE低 ,表现出北极地区以寒冻物理风化为主 ,沉积环境稀土元素含量偏低 ,其分布模式为轻稀土富集 ,Eu弱亏损 ,受沉积母岩影响显著 ,表现出亲大陆的地球化学特征。约 1 740年以前 ,陆相特征明显 ,气候干燥、寒冷 ,但是 ,1 5 5 0年左右有一暖期。1 740年后 ,出现海侵 ,巴罗气候变暖 ,1 82 1年后 ,变暖较明显 ,1 890年左右为低谷。1 90 4年持续变暖 ,1 971年左右 ,有一变冷阶段