巴丹吉林沙漠沙山粒度组成与沙山地貌分带

为查明巴丹吉林沙漠东南部沙山的成因与发育机制,在沙山密集分布的中心地区选择典型高大沙山作为研究对象,将单个沙山的物质组成与地貌分带相结合进行系统、定量的研究.通过粒度分析获得了沙山不同剖面、不同部位沉积物的粒度组成和各粒级含量的变化等数据,并进一步探讨了粒度组成和含量变化与沙山地貌分带、形成风动力条件之间的相互关系.得出以下主要结论:1.巴丹吉林沙漠沙山粒度组成为粗粉砂、极细砂、细砂、中砂、粗砂.其中细砂含量最高,中砂、粗砂次之,极细砂和粗粉砂含量均较少.2.沙山迎风坡表层沉积物的粒度比迎风坡下层和背风坡表层要粗,其搬运介质的平均动能也最大.3.从沙山坡脚到坡顶粒度组成均呈现由粗变细的趋势,这是由它们的形成过程和受到的动力作用存在差异决定的.4.沙山迎风坡不同部位的坡度、沙丘类型与分布在纵向上存在明显差异,可将其分为风蚀粗化的平沙洼地带、稀疏简单的新月形沙丘或沙丘链带、密集叠置的新月形沙丘及沙丘链带、陡峭的主峰带等4个地貌带.5.组成沙山的风沙物质不是一次搬运到达沙山中上部的,而是经过了多次的风力搬运阶段才达到的.     

巴丹吉林典型高大沙山粒度分布规律研究

选巴丹吉林沙漠典型高大沙山(1 605 m)为研究对象,对沙山沉积物进行系统采样分析。结果表明,巴丹吉林沙漠典型高大沙山(1 605 m)粒度组成中细砂含量最高,中砂次之;粗砂、极细砂和粗粉砂含量均较少,胶粒、粘粒、细粉砂未出现。迎风坡沉积物粒度比背风坡细。迎风坡砂粒大小均匀、分选好,迎风坡沉积物颗粒较背风坡总体要均匀。沙山迎风坡和背风坡沉积物由坡脚至顶部粒径总体变细,砂粒大小趋于均匀,分选变好,偏度和峰态由波动趋于稳定。大沙山迎风坡下部侵蚀作用为主,背风坡中上部以风力堆积为主,下部以重力堆积为主。     

巴丹吉林沙漠高大沙山沉积物粒度特征及其与植被、地貌关系

沙丘形成演变是风-沉积物-其他地理因子相互反馈作用的一个动态系统过程,粒度可以揭示其中包含的部分环境信息并被广泛应用于风沙地貌研究。本文分析了巴丹吉林沙漠伊和吉格德湖高大沙山区沉积物粒度特征及其与植被、地貌形态的关系。结果表明:迎风坡中上部及中部剖面各层沉积物主粒径均一,分别为中沙、细沙;迎风坡中下部及底部剖面细沙、中沙及粗沙等不同主粒径层交替,粒配复杂,其成因与粗沙粒保护作用、风向季节变化及地质时期气候变迁等因素有关;背风坡表层沉积物以细沙为主,趋向底部粗沙、中沙及极细砂增多,说明不同粒径对风及重力作用的响应存在差异;粒度参数散点图可以区分不同部位样品,趋向迎风坡底部剖面,沙粒分选性变差,正偏、负偏及近对称沙层交替,说明风力分选作用在不同部位差异明显及存在其他外力作用;沙层粒配影响植被多样性,迎风坡中上部中沙含量高,背风坡表层中部偏上极细沙及大于2.65 Φ细沙含量突然增加,是植被影响粒配的反映;迎风坡沉积环境的差异,说明随地质时期气候变迁,沙山形成可能经历了两个重要阶段,一是早期风力和水动力交替影响、具有风成与非风成环境交替特征的基底形成时期,二是以风力作用为主的现代沙山形成时期。     

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。     

巴丹吉林沙漠地表沉积物粒度特征及区域差异

对巴丹吉林沙漠不同区域、不同类型沙丘、不同地貌部位的223个地表沉积物样品进行粒度分析表明,该沙漠的流动沙丘主要由细沙组成,其含量可达49.5%～66.1％;沙丘沙的平均粒径介于2.104～2.706 Φ之间,粗于塔克拉玛干沙漠和腾格里沙漠,与世界其他沙海中沙物质粒径相比处于中等粗细。粒径最细者为灌丛沙丘表面沙粒,最粗者为横向沙山迎风坡;分选度好至极好,均为正偏中等峰态。丘间地物质粗于沙丘沙,平均粒径为1.409 Φ,分选较好,正偏窄峰态。从频率曲线来看,沙丘沙为单峰,丘间地多为双峰或三峰。在典型横向沙山剖面上,自迎风坡坡脚至沙丘顶部平均粒径变细而分选性变好,最粗的沙粒出现在靠近迎风坡坡脚的丘间地,而最细和分选最好的沙粒出现在紧邻沙丘顶部的背风坡。尽管横向沙山与新月形沙丘和沙丘链的尺度不同,但二者同属横向沙丘系统,具有相似的沙丘动力机制,因而粒度参数之间关系的表现趋同。从区域上来看,在平行于主导风向的3条NW—SE向断面上,沙漠中北部高大沙山之间低矮“通道”上的沙粒平均粒径存在微弱的变细趋势,而高大沙山区则不存在明显的变化规律;在平行于雅布赖山的3条SW—NE向断面上,粒度参数沿断面方向无明显的变化规律,但断面越靠近雅布赖山平均粒径越粗。一般认为巴丹吉林沙漠是中国重要的沙尘源区之一,然而粒度分析结果表明,沙漠中北部几乎不含粉沙黏土（<0.0625 mm）组分,而东南部的横向沙山区含量则相对较高,这就需要进一步推断巴丹吉林沙漠具体的沙尘源区和沙尘释放过程。以上变化规律说明,除了物源和主导风向等宏观因素外,引起局地气流改变进而影响沙粒跃移过程的地形起伏、植被覆盖等微观因素也对沙粒分选过程起着重要的控制作用;宏观和微观因素共同作用,最终形成的粒度参数规律性在沙丘尺度上要好于区域尺度上。该粒度分析结果,对于分析巴丹吉林沙漠沙物质来源和形成演变过程、反演高大沙山形成机理、估算地表沙尘释放量等均具有重要参考意义。     

巴丹吉林沙漠高大沙山沉积物地球化学元素组成及其环境意义

地球化学元素不仅反映地球表层沉积物的组成特征,并在分析物源、沉积过程及重建古环境等方面有积极意义。通过野外采样、室内实验,对巴丹吉林沙漠伊和吉格德湖、巴丹湖高大沙山区沉积物地球化学特征进行了分析。结果表明：沙山沉积物元素组成特征和含量略有区域差异;与上部陆壳平均化学组成（UCC）相比,常量元素中仅Si富集,其余均亏损;趋向迎风坡上部剖面,Si、K富集程度相对增加,其他常量元素（除Na）亏损程度增加。常量元素间的关系表明SiO₂影响沙山沉积物的地球化学组成及性质;迎风坡底部剖面沉积物呈现出多源性特征,可能是不同外力作用的结果。两湖区沙山的沙源属局部范围混合的结果,就近供应;干旱气候下沙山沉积物缺少较高等化学风化产生的条件,基本处在大陆风化早期阶段的初期。     

敦煌月牙泉景区沙丘粒度特征

对月牙泉外围沙山表面沉积物进行系统采样,结合区域风况,分析了沙山典型部位的粒度分布及其参数特征。月牙泉北侧金字塔沙丘沙粒较粗,分选性较差,正偏趋势显著;月牙泉南侧线形沙丘以细沙为主,分选性较好,分布属正偏态。北侧金字塔沙丘从西南和西北两个坡面到东侧坡面,粗颗粒减少、分选性变好,但趋势不明显,说明金字塔沙丘未发生明显移动;而南侧线形沙丘自南侧坡面向北侧坡面沙粒粒径变小、分选变好,较细的沙粒被搬运并沉积北侧坡面,搬运作用十分明显,即线形沙丘向月牙泉方向发生明显移动。通过粒度分析风沙动力环境表明,月牙泉风沙危害主要来自南侧沙山北移。     

共和盆地高寒草原风蚀坑表层沉积物粒度特征及动力学意义

风蚀坑是高寒地区草原沙漠化的起点,气流对坑内沙物质的侵蚀、搬运和堆积为沙漠化进程提供了重要的物源。以共和盆地龙羊峡水库上游黄河阶地高寒草原上不同发育阶段的风蚀坑为研究对象,通过分析表层沉积物的粒度组成特征,比较风蚀坑表层沉积物粒度组成随坑体形态和地貌部位的变化趋势,探讨风蚀坑内沉积物的粒度分异在其形成演化过程中的动力学意义。结果表明：风蚀坑表面沉积物来源主要是古风沙沉积物。尽管研究区风蚀坑空间尺度相差很大,但因为动力学过程的相似性,沉积物粒度变化依然在宏观尺度上表现出了一致性。随着风蚀坑面积扩大,在积沙区迎风坡的中下部以及坑底部位粗沙、极粗沙成分显著增多。与此同时,沉积物分选性变差,表层沉积物分布模式由单峰态渐趋向多峰,粒度参数变幅明显增大。受盆地内盛行风以及坡向影响,风蚀坑两侧侵蚀壁受侵蚀程度差异明显,东北壁受到了更强的风力掏蚀且分选性更好。沉积物粒度分析作为风沙地貌学的基础性工作,也为高寒草原风蚀坑的发育演变、空气动力学过程等后续研究提供了基础参数。     

偏西风作用下敦煌月牙泉金字塔沙山顶部风沙流初步观测研究

金字塔沙山丘体高大,形态复杂,坡面风沙动力过程实地观测困难,至今尚无坡面风沙流野外观测数据。通过新研制自动集沙仪,对偏西风作用下敦煌月牙泉北侧金字塔沙山顶部风沙流进行了实时观测,共观测8组近地表51.4 cm高度内输沙数据,各观测时段中2 m高度平均风速7.46～14.15 m·s^-1,各组观测时长18~95 min。结果表明：偏西风纵向气流作用下金字塔沙山风沙流结构与平坦地表一致,即输沙量随高度增加呈单一的指数规律递减,且风沙流主要在近地表30 cm高度内输移。风沙流结构特征值λ以大于1为主,且随风速增大而增大,表明金字塔沙山坡面过程主要表现为风蚀过程。偏西风作用下金字塔沙山风沙流中沙粒以细沙为主,平均粒径随高度增加而减小;沙山迎风坡沙粒从坡脚到沙脊线逐渐粗化,风蚀作用增强,细沙从而随风沙流搬运至沙山顶,对金字塔沙山多以细沙为主的格局形成起重要作用。     

雅鲁藏布江山南宽谷段爬坡沙丘表层沉积物特征

为揭示雅鲁藏布江山南宽谷段爬坡沙丘的形成过程、物源及沉积学意义,对山南宽谷段朗赛岭爬坡沙丘进行断面采样,分析爬坡沙丘不同地貌部位沉积物的粒度和地球化学元素特征.结果表明:爬坡沙丘表层沉积物以细沙和中沙为主,河漫滩和阶地表现出明显的风水交互特点,迎风坡和背风坡则表现为明显的风成特点;不同地貌部位沉积物粒度特征不同,从河漫...     

巴丹吉林沙漠典型沉积物年代学研究评述

巴丹吉林沙漠内几种典型近地表沉积物,如风成沙、湖相沉积、冲洪积物等构成了巴丹吉林沙漠复杂多变的地貌景观.这些典型沉积物的年龄是探讨巴丹吉林沙漠地貌过程及其机理的最直接证据和基础数据.前人发表的这几种典型沉积物年龄,主要涉及380余个14C年龄和释光年龄,这些数据涵盖了170 ka至今的大部分时段.其中12 ka以来年龄...     

巴丹吉林沙漠湖相沉积的探地雷达图像及光释光年代学证据

 应用探地雷达对巴丹吉林沙漠南部高大沙丘下伏地层进行了探测,在探地雷达剖面沿线采集湖相沉积样品进行光释光测年。对探地雷达数据进行了处理与图像解译,探地雷达反射波与沉积相有相关关系,根据探地雷达数据与沉积信息重建沙丘下伏结构与沉积环境。研究发现,巴丹吉林沙漠南部该测区下伏地形平坦,流沙覆盖区的风成沙是覆盖在古湖相沉积层之上的。样品光释光测年结果反映,在MIS 5e阶段和MIS3阶段,巴丹吉林沙漠南部存在大湖期或高湖面,之后湖相沉积物或钙质胶结层与风成沙因不同的干湿环境而交替叠积; 局部流沙覆盖区甚至在距今7 ka前后还存在有浅湖-沼泽环境。质言之,在巴丹吉林沙漠高大沙丘的形成过程中,气候的多次波动是主要因素之一。     

基于自组织理论的巴丹吉林沙漠高大沙山空间分布特征研究

通过最邻近距离法定量描述了巴丹吉林沙漠高大沙山空间分布特征,分析和讨论了巴丹吉林沙漠高大沙山的主要成因和影响因素。结果表明:研究区内高大沙山空间分布的均匀程度整体上呈现出由西向东逐渐增大的趋势,而东南部靠近雅布赖山地区略有降低,最邻近指数R主要分布在1.29~1.63。沙山底面积和沙山绝对高度在空间上同样呈现出由西向东逐渐增大的趋势,但巴丹吉林沙漠高大沙山空间分布均匀程度的发展并不直接受到所在地海拔的影响。巴丹吉林沙漠高大沙山在空间分布上具有较高的自组织特征,而风力作用是塑造和维持巴丹吉林沙漠高大沙山巨大高度与自组织排列特征的主要力量。     

基于网络文本的巴丹吉林沙漠旅游者偏好研究

巴丹吉林沙漠是中国第二大沙漠,号称世界上最美的沙漠。本文基于网络游记文本数据,采用内容分析法,研究巴丹吉林沙漠旅游者偏好特点。结果表明:(1)旅游者对巴丹吉林沙漠旅游吸引物、旅游活动和旅游活动方式的偏好既丰富多样,又具有相对一致性,特征词汇频率分布拟合曲线服从幂律分布,基本符合二八规律。(2)旅游者偏好的巴丹吉林沙漠旅游吸引物包括自然景观和人文景观两大类,并以自然景观为主。(3)旅游者偏好的巴丹吉林沙漠旅游活动以徒步、越野、探险等三大类活动为主。(4)巴丹吉林沙漠旅游者偏好自助旅游活动方式。(5)旅游者对巴丹吉林沙漠旅游的情感体验不仅丰富多样,而且以美好震撼为主要特征。     

基于CMB模型的巴丹吉林沙漠沙源区分析

沙漠因其高反照率、低比热容的下垫面以及粉尘高输出率的特征对全球和区域环境有重要的作用。作为具有高大沙山的第二大流动性沙漠,其物质来源一直是地球科学研究热点。通过对巴丹吉林沙漠及周边地区表层沉积物进行矿物分析,在此基础上对巴丹吉林沙漠的可能物源区进行分析,进一步利用化学质量平衡(CMB)模型探讨了各物源区对巴丹吉林沙漠的贡献率。结果表明:巴丹吉林沙漠的表层沉积物中主要矿物包括相对比较稳定钠长石、钙长石、歪长石、黑云母、斜顽辉石、透辉石、铁辉石、微斜长石、白云母、正长石、石英和榍石以及不具区域代表性的斜绿泥石、石膏、角闪石、方解石、岩盐;主要物源区包括沙漠湖积平原沙、洪积平原沙、现代湖泊沉积物、外源沙和岩石风化壳;其中岩石风化壳和现代湖泊沉积物属于就地起沙,基本只影响其周边区域,来自沙漠北部的冲洪积沙和来自沙漠西北的外源沙是沙漠的主要物源。这与中国东部沙漠以湖泊沉积就地起沙有明显不同,可能和沙漠的发育过程、地质历史时期湖泊退缩规模和气候环境状况有关。     

巴丹吉林沙漠边缘地区植被特征

通过在巴丹吉林沙漠野外植被调查,描述了植被的生活型和群落的空间分布特征,分析了植被多样性、优势度及均匀度指数,并探讨了历年来气候变化对植被分布的影响。结果表明：（1）巴丹吉林沙漠植物种类较少,可分为小乔木、灌木、小灌木、半灌木、多年生草本和一年生草本6类生活型。其中灌木种类最为丰富,小乔木最少。（2）巴丹吉林沙漠东南一带物种丰富度和多样性高于西北一带,南缘地区植被群落分布及植被群落多样性亦均高于北缘地区。（3）近53 a巴丹吉林沙漠气温发生显著变化,蒸发量增加。南缘地区增温而降水减少。这种变化对于以水分为主导因子的沙漠地区植被发育来说极为不利,有加剧沙漠南缘荒漠化的威胁。     

旅游照片视角下的巴丹吉林沙漠自然美

巴丹吉林沙漠被称为世界最美的沙漠。基于旅游者拍摄的巴丹吉林沙漠自然景观照片,通过设计美感度评价量表,对地理学、材料学和美术学研究生进行访谈调查,获取不同学科背景受访者对巴丹吉林沙漠美感度评价数据。结果表明:①可供人们欣赏的巴丹吉林沙漠自然景观类型丰富多样,包括沙山(沙丘、沙波纹)、湖泊和沙山组合、动物、植物及日出日落等5大类。其中,人们对湖泊和沙山组合型自然景观的评价最高。②巴丹吉林沙漠兼具形象美、色彩美和线条美,且3类美都享有很高的美感度评价。③巴丹吉林沙漠兼具旷美、静谧美、柔美、奇美、苍凉美、幽美、险美、朦胧美和雄美等9类形象美。其中,旷美、静谧美和柔美等3类形象美在巴丹吉林沙漠中体现尤为突出。④令人印象深刻的沙漠色彩包括蓝、黄、绿、白、黑和紫等冷暖色彩。不同色彩通过无色彩对比、无彩色与有彩色对比及冷暖色彩对比,产生令人印象深刻的视觉效果。⑤巴丹吉林沙漠拥有美丽的沙脊线、沙丘链和沙波纹等线条,线条以蛇形线、斜线和水平线等为主。不同类型线条通过组合或重复排列,传达出巴丹吉林沙漠的韵律之美、动态之美和生命之美。⑥巴丹吉林沙漠自然景观对不同群体的吸引力是不同的,群体学科背景差异越大,吸引力差别越显著。最后,提出进一步合理开发利用巴丹吉林沙漠自然景观资源的建议:坚持可持续发展战略,精心呵护巴丹吉林沙漠自然景观;加强旅游宣传与开发,发挥巴丹吉林沙漠美育功能;注重旅游者群体差异分析,进一步细分和扩大旅游市场。     

巴丹吉林沙漠高大沙山地貌的线条美

巴丹吉林沙漠是中国第二大流动沙漠,被列入世界自然遗产提名地名录,具有独特的美学价值,但目前尚缺乏沙漠美学价值的系统论述。本文基于野外考察、影像和文献资料,将美学原理与风沙地貌学理论结合,探讨巴丹吉林沙漠高大沙山地貌的美学价值,侧重其独特的线条美。将高大沙山地貌的线条分为直线、曲线和交织线条,分别解析其美学的表现形式和所包含的科学内容。巴丹吉林沙漠高大沙山地貌的潜在美学价值值得挖掘,对沙漠资源特别是旅游资源的开发乃至沙漠科学知识的普及具有重要意义。     

Rare earth elements of aeolian deposits in Northern China and their implications for determining the provenance of dust storms in Beijing

This paper contributes to a better understanding of the source of dust storms in northern China and the relationship between these sources and other aeolian sediments in this region. Sediment samples in potential source areas were collected from the Hunshandake Sandy Land, Heaven Desert, the loess deposits of the Bashang area, the mountainous basins and valleys north of Beijing and from the Badain Jaran Desert and Hulunbaier Sandy Land (Fig. 1). Dust samples were collected in Beijing during two dust storms in March 2002 and April 2006. The laboratory methods used in this study included measurements of abundance of trace elements, in particular the rare earth elements (REEs), mineral assemblages and grain size. The REE contents, Eu and Ce anomalies show clear differences between various deposits. Provenance is considered to be the key factor influencing REE patterns in the study areas. The REE abundances and patterns indicate that the aeolian sand north of Beijing, such as in the Heaven Desert, is mainly of local origin rather than from desert encroachment from the north. The mineral grains carried in dust storms, however, are highly mixed, and may come partly from local sources but mainly from distant desert regions in western China.