哈尔滨沙尘暴沉降物特征研究

从沉积学角度对哈尔滨2002年3月20日的沙尘暴沉降物进行了粒度组成和化学成分分析。研究结果表明,沙尘含有大量的粗颗粒物质,表现出明显的三峰分布特征,说明它是由多种成因的组分构成。其粒度组成以粉砂(4~8Ф)为主,占71.18%,大于4Ф的砂粒组分占21.69%,小于8Ф的粘土组分仅占7.13%,平均粒径Mz为5.14Ф。沙尘主要化学成分为SiO2、Al2O3和Fe2O3,三者之和达77.8%。Mg、K、Si、Fe、Mn、P、Ti、Co、Ni、V等元素的富集因子都在1左右,主要是地壳来源;Cu、Pb、Zn、Cr、Se等元素有一部分来自于地壳源之外的其他污染源;而As、Cd和Sb元素主要来自于大气污染源。粒度组成、化学组成及富集因子、判别函数、物源指数等分析表明,哈尔滨沙尘的粒度及元素组成明显异于兰州黄土及沙尘,其沙尘源区不同于西北黄土及兰州沙尘。强风作用下较粗颗粒的沙尘就地扬起,与长距离搬运的粉尘相互混合,形成了哈尔滨沙尘暴沉降物。     

准噶尔中南部沙尘暴源区地表沉积物粒度特征

对准噶尔中南部沙尘暴源区——艾比湖地区、克拉玛依农业开发区和古尔班通古特沙漠地表沉积物粒度组成、传统粒度参数及分维值进行了分析计算,结果表明:艾比湖流域及克拉玛依开发区广泛分布的沙质、粘土质、盐土荒漠区,特别是春季翻耕的大面积裸露农田地表物质含有大量小于0.063mm的粉砂和粘土,且粒度分维值较高,是沙尘暴的丰富物源。古尔班通古特沙漠风成沙粒径较粗,分维值较低,加之较好的植被状况,沙尘暴发生频数相对较低。粒度参数C-M图、M_z-S₀散点图和粒度分维值可以有效地表征地表松散物质的搬运-沉积特征,是描述沙尘暴发生地表条件的重要指标。     

哈尔滨2002年3月20日沙尘暴沉降物的粒度特征及其意义

哈尔滨2002年3月20日的沙尘沉降物以粉砂(4~63 μm)为主,占71.18%,砂粒组分(>63 μm)占 21.7%,粘土(<4 μm)组分含量最少,仅占7.13%。哈尔滨2002年3月20日沙尘沉降物的粒度是迄今为止有见报道中最粗的。沉降物粒度为多峰态分布,29.16~34.67μm粒级的粗粉砂组成第一主峰,含量约占7.4%,420.45~500 μm粒级的中砂组分组成第二主峰,含量约占1.29%,而0.69~0.82 μm粒级的细粘土组分形成第三主峰,含量约占0.52%。沉降物的平均粒径Mz为28.4 μm,分选系数为1.81,偏态为0.044,峰态为1.494,粉粘比为7.3。粒度特征显示,哈尔滨沙尘沉降物是不同来源沙尘远距离和近距离搬运的混合体,粗颗粒为低空气流搬运的近源物质。哈尔滨沙尘源区的生物状况和生态环境较为恶劣,该地区沙尘暴工作的重点应放在哈尔滨周边沙尘源区的治理上。     

塔克拉玛干沙漠腹地沙尘暴和地表沙物质粒度特征北大核心CSCD

围绕塔克拉玛干沙漠腹地沙尘暴及沙尘暴前后地表沙物质的粒度特征,对塔中地区的沙尘样品开展了粒度参数计算、粒度组分分离和函数模型拟合分析。结果表明:(1)表沙样品的平均粒径为143μm,细沙和极细沙含量占87.02%;沙尘暴过后表沙样品的平均粒径为97μm,极细沙和细沙含量占79.44%。(2)沙尘暴样品的平均粒径为82μm,粉沙和极细沙含量占80.89%。(3)沙尘暴过后表沙样品的平均粒径减小46μm,黏粒、粉沙和极细沙含量增加,表明沙尘暴携带的大量细粒物质对表沙的粒度特征有重要影响。(4)沙尘暴样品粒度随高度的变化主要受控于风速,风速阈值7.7~8.4 m·s^(-1),不同高度平均粒径与平均风速的函数关系,在三维空间中采用二阶多项式曲面模型能够很好地拟合。     

浑善达克沙地沉积物粒度特征及其指示意义

沙漠/沙地中沉积物的粒度是物源及各种地表过程长期作用的结果。研究沉积物粒度特征对认识沙漠/沙地形成演变和防沙治沙具有重要意义。本文对浑善达克沙地不同类型沉积物进行了详细采样,对其进行粒度和端元分析。结果表明,浑善达克沙地风成沙受风力分选作用影响,平均粒径和分选系数沿盛行风向存在显著变化趋势。偏度和峰度的空间格局较为复杂,可能与局地物源、沉积环境和植被覆盖等因素有关。端元分析结果显示,风成沙含有6个端元（EM）,其中EM1与沙地西部湖相沉积露头有关;EM2来自松散的河湖相沉积物,在风力作用下呈现显著空间变化;EM3是风成沙的主要物质来源,与河流携带的碎屑物质有关;EM4可能来源于周围山体的冲洪积物;EM5和EM6粒度最粗,与间冰期河湖相沉积物中的粗粒组分相似。浑善达克沙地沉积物粒度特征表明,风成沙主要来自沙地附近不同时期的河湖相沉积物,远源贡献较少。沙地西部是风成沙的主要源区,在风力作用下较细组分的风成沙向沙地中东部运移,而沙地南缘和东缘河流也为其邻近区域贡献了沙源。本文研究说明,通过高密度采样并结合端元分析,沉积物粒度可解决地表过程复杂的沙漠地区风沙物源识别问题。     

塔克拉玛干沙漠腹地沙尘暴对新月形沙丘表面粒度变化的影响

以塔克拉玛干沙漠腹地的新月形沙丘为研究对象,对同一沙丘在沙尘暴作用下形态从新月形沙丘-不规则沙丘-新月形沙丘的演变过程做了观测记录,通过对不同形态沙丘表沙的粒度测量,研究沙尘暴对新月形沙丘表沙粒度的影响。结果表明：（1）新月形沙丘变形前与复原后,迎风坡中轴线处表沙的粒度变化趋势未发生变化,表现为从迎风坡脚至丘顶整体上逐渐变粗,表明风向风力相同或相近时,沙尘暴对形态相近的新月形沙丘迎风坡的粒度分布模式影响较小。（2）新月形沙丘中轴线与沙脊线处表沙均以极细沙和细沙为主,新月形沙丘原貌时,极细沙和细沙的平均占比在迎风坡与背风坡中轴线处分别为83.07%、82.81%,在左翼与右翼沙脊线处分别为84.42%、91.20%,复原为新月形沙丘后,极细沙和细沙的平均占比在迎风坡与背风坡中轴线处分别为73.18%、76.31%,在左翼与右翼沙脊线处分别为76.63%、74.0%。沙尘暴过后复原的新月形沙丘表沙分选性极好,粒径整体偏细,粒度参数一致性增强,表明沙尘暴对新月形沙丘表沙的粒度特征有重要影响。研究结果可为沙尘暴作用下新月形沙丘表沙粒度的空间分布规律研究提供重要参考价值。     

辽东半岛黄土粒度分维特征及其环境意义

应用分形理论中的幂指函数关系法,分别选取粒径r区间和质量累计百分含量5%～95%的范围为无标度区,对辽东半岛黄土的粒度分维特征进行分析。结果显示:以粒径r区间为无标度区(0.76～263.75μm),七顶山马兰黄土的粒度分维值介于2.2085～2.3184之间,平均值为2.2744,相关系数为0.8835;离石黄土粒度分维值介于2.2748～2.4237之间,平均值为2.3467,相关系数为0.8920。全剖面粒度分维值在2.2085～2.4237之间,平均值为2.3187,相关系数达0.88以上,粒度分布具有分形特征。而以质量累计百分含量5%～95%的范围为无标度区,马兰黄土分维值介于2.4220～2.5042之间,平均值为2.4761,相关系数为0.9889,分选系数为2.4067;离石黄土分维值介于2.4268～2.545之间,平均值2.4993,相关系数为0.983,分选系数为2.5097。全剖面分维值介于2.422～2.545之间,相关系数达0.98以上。研究得出:分维值的大小对黄土的形成环境有良好的指示意义,对同一种成因以及不同种成因的沉积物分维特征研究应注意无标度区的选择。本区马兰黄土比离石黄土...     

呼伦湖沉积物粒度特征及其环境指示意义

通过对呼伦湖湖心沉积岩芯粒度机械组成和频率分布曲线的分析,辅以²¹⁰Pb年代测定,重建了1865~2016年粒度演变特征并揭示其环境指示意义。研究表明：湖心沉积物主要为粉砂和黏土,中值粒径同粗粉砂和砂组分显著正相关,在垂直剖面上表现为减小、波动变化和增大的变化趋势。应用对数正态分布函数对粒度频率曲线进行拟合,提取出大气粉尘源、湖心相标志组分和风沙尘暴组分3个环境敏感组分。粒度机械组成与环境敏感组分的垂向特征变化同历史时期的湖泊水位变化、降水量强度变化,及沙尘暴事件较为一致,能够较好的重建150 a来湖区气候干湿变化和风沙活动特征,可用于恢复区域环境变化历史。     

毛里塔尼亚努瓦克肖特沙丘粒度分布特征及其环境意义

毛里塔尼亚努瓦克肖特地区位于撒哈拉沙漠西部,基本被沙漠包围且常年遭受沙漠侵蚀,进行该地区沙漠粒度特征的研究,将对判别沙漠物质来源和沉积过程等具有重要参考意义。对努瓦克肖特周边纵向沙丘不同部位采集的50个沙样粒度进行分析。结果表明：沙丘沉积物的粒度以细沙和极细沙为主,两者所占比例超过60%;总体粒度要细于国内典型沙漠线性沙丘。沙丘东南坡、丘顶和西北坡整体上以细沙为主,其次为极细沙,二者含量依次递减,粉沙含量依次增加。沙丘沙粒径最细者为西北坡（5.13 φ）,最粗者为东南坡（3.07 φ）,分选性随粒径增加而变好。3个部位峰态存在明显差异,东南坡以中等和尖窄峰态为主,丘顶以尖窄峰态为主,西北坡为以宽平峰态为主,但三者均以正偏偏态为主。丘间地粒级级配趋势一致性最好,均以细沙为主,平均粒径大于沙丘各部位,平均粒径为2.76 φ,分选性优于沙丘,全为近对称中等峰态。该地区地表沙粒沉积环境和成因复杂,超过70%的沙样为风成沉积造成,其余为沿岸沉积造成。     

呼伦贝尔沙地风蚀坑粒度特征及其环境意义

对呼伦贝尔沙地现代风蚀坑表层沙质沉积物与坑后沙丘垂直剖面沉积物进行了粒度分析,讨论了坑后沙丘剖面的形成过程及风成沙粒度变化的原因。结果表明：呼伦贝尔沙地风蚀坑表面及坑后沙丘剖面沉积物粒径以细沙和中沙为主;风蚀坑表面沉积物粒径及分选参数在风蚀坑各部位呈现波动式变化;平坦草地上的现代土壤与坑后沙丘下伏古土壤为同一层。基于粒度和沙丘移动过程综合分析,认为坑后沙丘剖面中风成沙粒度的垂向变化与沙丘在堆积和移动过程中剖面在坑后沙丘相对位置的变化具有紧密联系,密集采样得出的剖面中风成沙粒度的垂向变化是否能直接指示区域气候环境变化值得商榷。     

近50年来中国北方沙尘暴的分布及变化趋势分析

为了得到中国北方沙尘暴分布的总体认识,了解它的变化特征和近期动向,利用1952-2000年间中国西北及华北的强及特强沙尘暴资料等进行了分析。主要结论如下:中国北方的沙尘暴源区主要分布在河西走廊和阿拉善高原、南疆盆地南缘以及内蒙古中部三地区;近50年来中国沙尘暴频数变化的特点是,20世纪60~70年代波动上升,80~90年代波动减少,2000年后又急剧上升,未来可能将进入新一轮沙尘暴活动的活跃期;沙尘暴活动的变化与东亚大气环流的年代际变化和生态环境的变化有关。     

青藏高原沙尘及其可能的气候意义

利用1961-2000年高原91个站的气象实测资料并结合高原沙区分布状况，分析了近40a青藏高原沙尘暴的时空分布特征。结果表明，高原具备发生沙尘暴的前提条件，大片的流动沙丘和大片荒漠化土地为沙尘暴的发生提供了充足的沙源，年沙尘暴发生频率非常高，大体有以羌塘高原为中心向东南逐渐减少的趋势。从12月至翌年4月，沙尘暴发生中心从藏南的雅鲁藏布江上游河谷地区依次逐渐向北扩展到羌塘高原南部、羌塘高原及塔里木盆地南部，这种季节性摆动与副热带西风急流的位置变化密切相关，加上高原海拔4000～5000m的高度，细粒物质被轻松地扬升到西风急流区，传往遥远的北太平洋地区，高原成为远程传输最高效的沙尘源地之一。沉降在北太平洋的沙尘，加强了海洋生物泵的效率，进而可能对全球气候产生影响。     

西藏安多剖面沉积物粒度特征及环境意义

对西藏安多剖面的3个层位沉积物与两个现代流动沙丘表层沉积物粒度组成、传统粒度参数及体积分维值进行了对比分析,探讨其粒度特征以及环境指示意义。结果表明：安多剖面的3层代表了3个不同的气候阶段,第一层（0～172 cm）沉积动力为风,其中在0.44～1.08 m深度处是一次风力加强的阶段,第二层（172～224 cm）、第三层（224～232 cm）均在6 Φ附近出现次峰,悬浮组分明显增加,推断为远距离输送的粉砂级颗粒沉降,表明这两个阶段风力有所减弱;安多剖面颗粒比研究区现代流动沙丘颗粒细,表明剖面可能为固定或半固定沙丘沉积;本研究区样品的体积分维值在0.215～1.77,虽然没有实际的物理意义,但作为粒度参数指标,在指示环境变化上是有效的,并且与粘粒、粉砂含量呈现明显的正相关关系,与细砂呈现明显的负相关关系。     

青海湖流域土地沙漠化及表土粒度特征

土地沙漠化是青海湖流域面临的重大生态环境问题之一。本文选取1977、1987、2000、2004年和2010年等5个年份的遥感影像,在地理信息系统技术支持下,得到流域30余年不同时段的土地利用类型及分布状况。空间分析结果表明:20世纪80年代是沙漠化土地增幅最大的时期,之后30年沙漠化土地面积趋于稳定; 1977-2000年是沙漠化土地增长时期,2000年以后沙漠化土地相对稳定并有轻微的逆转趋势。对典型样点的地表沉积物粒度分析结果显示:随着沙漠化程度的加剧,细颗粒物质含量减少,粗颗粒物质含量增加,平均粒径逐渐增大,标准偏差逐渐减少; 植被盖度与地表沉积物粒度特征不完全一致,判断土地沙漠化程度不能完全依赖植被状况,需要综合考虑植被和土壤粒度、养分、水分等其他信息。     

柴达木盆地东部尕海湖DG03孔岩芯粒度特征及环境意义

对柴达木盆地东部尕海湖DG03孔岩芯沉积物的粒度特征的研究,结果表明:在12 800—11 800 cal a BP之间,DG03孔沉积物主要以砂为主,含少量的粉砂和粘土,表明钻孔地点的水动力条件比较强,湖泊水位较低,尕海地区经历了一次短暂的干旱事件,这一事件可能是该区域对全球性的YD事件的响应;全新世早中期（11 800—5 600 cal a BP）,沉积物主要以粉砂和粘土为主,钻孔地点的水动力条件比较弱,湖泊水位较高,气候环境相对湿润;全新世中晚期以来（5 600 cal a BP以来）,沉积物中砂粒组分含量越来越多,粉砂和粘土含量越来越少,平均粒径越来越大,钻孔地点的水动力越来越强,该区域经历了一个干旱化的过程。     

巴丹吉林沙漠地表风积砂粒度空间分布及其环境意义

通过对巴丹吉林沙漠平沙地及丘间地表层砂样的粒度分析,发现巴丹吉林沙漠表层砂平均中值粒径为0.45 mm,平均均值粒径为0.53 mm,是中国北方粒度最粗的沙漠之一。整体上,巴丹吉林沙漠表层砂粒径从北到南逐渐变细,在沙漠南缘的雅布赖山附近粒径略有回升。机械组成上,粗砂(0.5～2.0 mm)含量最高,平均为35%,整体变化趋势从北到南逐渐减少,南部略有回升。中砂(0.25～0.50 mm)和细砂(0.10～0.25 mm)为主要的风沙运动组分,其平均含量在50%以上,在沙漠内部变化趋势为从北到南逐渐增多。粒度频率分布曲线从北到南逐渐从多峰过渡到双峰,众数粒径逐渐减小。分析结果表明巴丹吉林沙漠表层砂主要为风成砂,主要沙源区为沙漠北部的湖泊沉积物区及其更北部的戈壁,同时沙漠北部残山丘陵、雅布赖山等也是沙漠砂的源区。     

黄土高原西部地区黄土粒度的环境指示意义

通常把>30μm颗粒含量作为冬季风的替代指标。对黄土高原西部地区的兰州九州台剖面、西宁土巷道剖面粒度主成分和聚类分析表明: >40μm颗粒的含量是黄土高原西部地区更为敏感的古冬季风替代指标, <2μm颗粒的含量的变化所指示的古气候意义可能与黄土高原中部地区不同。