简单线性沙丘形成环境及其动力过程研究

通过对腾格里沙漠腹地典型线性沙丘进行了三期定点监测,结合周边区域风况资料,从沙丘的形态特征、年摆动幅度及其监测断面的高程分布等对其形成环境及动力过程进行了研究。线性沙丘纵向年增高幅度达1.8 m,沙丘底部平均吹蚀深度达25 cm,脊线监测点高差可达1.13 m。沙丘底部风蚀现象比较严重,中上部位主要以积沙为主。该沙丘围绕主体走向向东摆动,沙丘脊线整体向东水平摆动距离达5.8 m。特别是沙丘顶部摆动幅度尤为明显,最大摆动幅度达到13.2 m。在沙丘K监测断面上,沙丘脊线西侧各控制点的高程呈减小趋势,沙丘主体向东侧摆动。从三次不同时期沙丘纵剖面控制点高程变化和横剖面K监测断面摆动特征来看,该线性沙丘除了受优势风向偏西风的影响外,还受东北风和西南风两股风的牵制,表现为沙丘脊线围绕主体走向左右摆动,整体向东侧平移。     

干旱区沙漠化逆转过程土壤水分的空间异质性特征

土壤水分是干旱地区固沙植被生长发育的主要限制因素,是决定沙地生态系统结构和功能的关键因子。在腾格里沙漠南缘,应用空间代替时间的方法,选择流动沙丘以及封育恢复5 a、15 a和25 a的沙漠化逆转过程序列样地,研究了沙漠化逆转过程不同层次土壤水分的动态变化特征;采用地统计学原理与方法,分析了沙漠化逆转过程不同层次土壤水分的空间异质性。结果表明:干旱区沙漠化逆转过程中,土壤水分含量以初始阶段流动沙丘最大,之后逐渐降低,到封育恢复25 a后又出现恢复趋势,而且不同阶段样地及其不同层次土壤水分总体差异显著。不同逆转阶段样地各层土壤水分模型均为指数模型和球状模型,土壤水分呈现斑块状分布,具有明显的空间异质性,其中由自相关部分引起的空间异质性占总空间异质性的程度均高于50%。0~20 cm土壤水分总空间异质性程度随沙漠化逆转过程逐渐增强,而20~40 cm和40~60 cm土壤水分的总空间异质性程度随沙漠化逆转过程呈现先增强后减弱趋势。研究认为干旱区流动沙丘固沙植被的恢复首先降低土壤水分含量,增强了土壤水分的空间异质性,但伴随植被-土壤系统的恢复,封育恢复25 a后土壤水分含量出现增加趋势,空间异质性出现减弱趋势,土壤水分与植被间逐渐趋于平衡,该结论有助于进一步认识土壤水分与固沙植被相互作用的生态学机制。     

腾格里沙漠南缘沙漠化逆转过程中的土壤物理性质变化特征

在腾格里沙漠南缘,应用空间代替时间的方法,选择了流动沙丘、封育5 a、封育15 a和封育25 a的恢复序列,研究了沙漠化逆转过程中的土壤物理性质变化特征。结果表明,腾格里沙漠南缘沙漠化逆转过程中,土壤含水率先降低后增大;土壤沙粒含量逐渐减少,土壤粉粒和粘粒含量逐渐增加;土壤容重逐渐降低,土壤孔隙度逐渐增大,表层土壤容重在封育恢复过程中逐渐减小,表层土壤孔隙度在封育恢复15 a后趋于稳定。研究认为,在腾格里沙漠南缘的沙漠化逆转过程中,沙化土地土壤性状不断提高、土壤结构不断改善;沙漠化逆转过程也是土壤的形成过程。     

岩芯沉积物化学元素及重矿物含量变化对腾格里地区碎屑物源的指示

腾格里地区地处青藏高原与戈壁阿尔泰山之间的山间盆地的西南隅,该地区的沉积物对构造及气候变化非常敏感。BJ14钻孔位于腾格里沙漠腹地白碱湖一带,钻孔岩芯长度为104 m,覆盖了整个第四纪以来的沉积。分别采用高分辨率的X射线衍射(XRD)及X射线荧光光谱(XRF)岩芯扫描技术系统地分析了第四纪BJ14钻孔岩芯沉积物中的重矿物及化学元素组成,并通过部分样品的重矿物镜下鉴定检验了利用XRD获得的重矿物分析结果。结果显示,沉积物中多种化学元素(如Si、Al、Cl和S)的相对强度同步变化,且与多种重矿物(如锆石、金红石、白钛石、石榴石、绿帘石、电气石)的含量在约1.8 Ma、1.2~0.6 Ma时段同步变化。这种变化与根据碎屑锆石U-Pb年龄谱获得的源区变化信息基本一致,共同指示在约1.8 Ma、1.2~0.6 Ma时段腾格里地区源自青藏高原东北缘的碎屑物质增加。同时,腾格里地区的ZTR指数在1.8 Ma及0.7 Ma前后明显降低,指示腾格里碎屑物源区在该时段构造活动加强。因此,腾格里地区钻孔岩芯沉积物物源的变化敏感地响应了青藏高原在第四纪期间的阶段性隆升。     

腾格里沙漠东南缘格状沙丘粒度特征与成因探讨*

腾格里沙漠南缘格状沙丘表面沉积物的系统采样分析结果表明,粒径与分选参数在沙丘断面具有规律变化是形态-气流相互作用的结果.文中根据沙丘形态和气流状况,对格状沙丘成因及类型归属等问题作了探讨.认为格状沙丘发育在双向低风能环境,其中主梁为主风(西北风)作用下形成的横向沙丘,副梁则发育在主梁基础上并受制于主风和次主风(东北风)交替作用,在形态,沉积和动力学方面具有纵向要素特征.因此,该区格状沙丘属纵向要素叠置于横向沙丘之上的一种复杂型沙丘.     

黄河之忧

沙坡头是宁夏著名的旅游地，处在腾格里沙漠南缘。站在无边无际的沙山上．面向汹涌的黄河时，眼中已有了淡淡的黄色，这里的黄河水混沌了很多。混沌的黄河水已经没有了乖觉，少了心闲气定的宁静。它时缓时急，桀骜不驯的刚烈秉性开始初现。它不时发出巨大的声响，波涛中可以听见它的怨恨。     

腾格里沙漠边缘表土磁学性质及其意义

通过对腾格里沙漠边缘表土进行岩石磁学的测试和分析,发现样品中的磁性矿物主要是铁的氧化物.主要为磁铁矿,其次为磁赤铁矿和赤铁矿.磁颗粒以多畴和准单畴为主.样品之间低频磁化率值相差很大,靠近雅布赖山附近的样品明显高于其他样品.频率磁化率普遍很弱,最大3.7％,反映了该沙漠边缘区的干旱条件下所进行的以物理风化为主的地质过程....     

腾格里沙漠西南缘土门剖面微量元素记录的MIS3高分辨率季风环境变化

对位于腾格里沙漠西南边缘的土门剖面中时代为MIS3的TMS3层段进行序列分析与¹⁴C和释光测年,并在此基础上对沉积层进行系统的微量元素地球化学分析。结果表明：TMS3是由沙丘砂与其他5类沉积相（黄土状亚砂土、砂黄土、湖沼相、水成黄土和古土壤）构成的相互叠覆的沉积,形成14.5个“沉积旋回”。TMS3微量元素Mn、P、Sr、Rb、V、Zn、Cr、Ni、Cu和Nb在沙丘砂中含量低,在其他5类沉积相中含量高;Rb/Sr比值则呈现相反的变化趋势。在剖面上,随着沙丘砂与这5类沉积相的交替,元素含量、Rb/Sr比值表现出明显的峰（高值）谷（低值）波动,并形成基本上与沉积旋回数量一致的“元素旋回”——ECY1—ECY14.5。该层段14.5个元素旋回揭示了相同数量的腾格里沙漠东亚冬夏季风演变的“旋回”——MCY1—14.5,包括14次冬季风事件和15次夏季风事件,每个季风旋回的持续时间平均约2.48 ka;TMS3元素记录的15次夏季风事件与GRIP冰芯和葫芦洞石笋MIS3-δ¹⁸O曲线的间冰阶具有相同的发生次数,也与邻近的古浪黄土MIS3中的间冰阶可以进行很好的对比。土门剖面TMS3的地球化学迁聚行为和沉积相,在一定意义上诠释了MIS3北半球冷暖波动——腾格里沙漠东亚冬夏季风环境变化的响应过程。     

腾格里沙漠沙丘沉积物粒度特征及其空间差异

沉积物粒度特征对于研究物源、衡量搬运能量具有重要意义。分析了腾格里沙漠45个沙丘顶部样品的粒度特征,并计算了30 a输沙势。结果表明：（1）沙丘沙以细沙（71%）和中沙（20%）为主,平均粒径2.38 Φ,分选系数0.40 Φ;平均粒径与分选系数、偏度呈良好的线性关系。（2）分选为“极好”和“好”的样品整体分布在沙漠中部和西南部,前者概率累计曲线趋于近对称、中等峰态,为二段式,后者趋于正偏、中等或尖窄峰态,为三段式;而沙漠边缘分选较差,概率累计曲线为多段式。（3）盛行起沙风为西北风。西北和东北部属中风能环境,风况属单峰型和复杂型;南部和东南部分别属低、中风能环境,均双峰型风况。研究区沙丘沙源应以下伏河湖相沉积物就地起沙为主。沙漠边缘河湖相沉积物应该为中部区沙丘沙提供了物源,西南部沙丘沙可能源自石羊河下游的冲洪积物,风力分选作用较长,边缘沙丘沙则应来源于该区河湖相沉积物就地起沙,风力分选不充分。粒度参数空间分布特征与沙丘类型和规模之间存在一定的耦合关系。     

腾格里沙漠地区砂质管状物的发现及其地质意义

砂质管状物,浅褐色,管状,致密,硬脆,中空,内孔贯通。长度3.4～18.1cm,外径1.55～3.5cm,内径0.6～1.9 cm,壁厚1～11mm。随着长度由长到短,外径、内径及壁厚均逐渐变小。管内孔壁上时有白色微晶方解石薄膜,或有管孔被白色微晶方解石半堵塞。有的管子上有与主孔相通的小孔,小孔与管壁垂直、呈30°交角或近于相切。按砂粒粒度,管子分为粗砂型和细砂型两种,其中粗砂型管子暗色砂粒含量略多。砂粒成分主要为硅质,胶结物主要为微晶方解石,孔隙式胶结。说明在地表砂层之下存在弱承压碳酸盐型咸水,这种水的上涌、渗透作用及沙漠特有干旱、风力等条件,是其主要成因。显示古腾格里湖在干涸过程中,湖水经历了"碳酸盐型→硫酸盐型→氯化物型"的浓缩过程。如果在古代砂岩中发现相同或类似的管状物,可进一步推断,该砂岩形成环境为古沙漠、有在同一套地层中存在蒸发盐矿产的可能。