察尔汗盐湖雅丹地貌沉积物粒度特征研究

对雅丹地貌沉积物的研究可以判别雅丹地貌沉积物形成的沉积环境。主要采用了粒度分析方法对察尔汗盐湖雅丹地貌的沉积物进行分析研究。结果表明:①形成雅丹地貌的沉积物主要包括粉沙、极细沙、黏土和细沙;②粒度分布曲线主要有呈不对称的双峰分布、近乎对称的双峰分布和单峰分布等4种类型。呈双峰态的分布曲线,主、次峰均位于粉沙粒级和极细沙粒级,区别仅是两个粒级含量的高低;③雅丹地貌沉积物的平均粒径介于3.95～7.18 Φ之间,平均值为5.97 Φ;标准离差变化范围为1.37～2.47,平均值为1.99;偏度的变化范围为-0.27～0.58,平均值为0.10;峰态的值介于0.71～1.28之间,平均值为0.93。运用萨胡判别公式及沉积物粒度组成和粒度分布曲线特征进行判断,可知察尔汗盐湖雅丹地貌沉积物的形成环境主要为湖相、滨湖相和河流、三角洲沉积环境,同时还有浊流沉积和极少的风沙沉积环境,形成环境十分复杂。     

柴达木盆地雅丹地貌区风况数据集

为了明确柴达木盆地雅丹地貌发育的风况特征,对盆地中南部鲸背状雅丹区和西北部长垄状雅丹区的风况分别进行了长期的野外实地观测。对实测的风速风向数据按照罗盘16方位分风速段统计分析,计算输沙势,得到柴达木盆地雅丹地貌区风况数据集。该数据集包括两个数据文件：（1）盆地中南部的鲸背状雅丹区风况数据（WinReg_WhaleBackYardang_QB）;（2）盆地西北部的长垄状雅丹区风况数据（WinReg_LongRidgeYardang_QB）。每个数据文件均包含3个工作表,分别为观测周期内的原始风速风向记录,各月份、季节、年度的风频和输沙势。本数据集存储为.xls格式,压缩后的数据量为2.73 MB。本数据集不仅可准确阐释柴达木盆地雅丹地貌发育的风况特征,也为进一步研究雅丹地貌的发育演化模式奠定了基础。本数据集的相关研究成果发表在《中国沙漠》2013年33卷第5期和《Journal of Arid Land》2019年11卷第5期。     

甘肃瓜州锁阳城南雅丹地貌区起沙风况与输沙势特征

以2016-2018年定位气象观测数据为依据,分析了甘肃瓜州锁阳城南雅丹地貌区的起沙风况及输沙势变化情况。结果表明:(1)研究区起沙风由两组风向近似相反的风所组成,主风向为NE-E,占全年起沙风的68.86%,次风向为WSW-WNW向,占27.67%;(2)年平均起沙风频率为19.0%,春季和夏季起沙风频率最高,分别占全年的33.57%和34.69%,各季起沙风向分布特征基本一致;(3)研究区风况类型为高风能环境和中等风向变率的钝双峰型风况。输沙势的大小和方向变率具有明显的季节性,春、夏季的总输沙势(DP)和合成输沙势(RDP)较高,夏季和冬季的方向变率RDP/DP值较高,合成输沙方向(RDD)245.45°~253.01°(WSW);(4)研究区雅丹地貌长轴走向与主输沙方向一致,说明风力是其形成的主要动力条件。     

塔克拉玛干沙漠风况特征研究

通过17个站1996-2000年风资料的统计和计算,对塔克拉玛干沙漠风况特征进行研究,结果发现：(1)塔克拉玛干沙漠作用风系以东北风和西北风为主,在纵向和横向上主风向都呈现出明显变化规律;(2)输沙势计算结果表明,除若羌地区外整个塔克拉玛干沙漠处于低风能环境;(3)大多数区域RDP／DP值都大于0．5,呈现单峰或锐双峰特征。     

复杂风况条件下戈壁输沙量变化规律的研究

 戈壁输沙量与输沙势的定量关系一直是风沙地貌及风沙工程的关键科学问题之一。对莫高窟顶戈壁输沙量的长期监测（2008年5月至2009年4月）结果表明,窟顶戈壁输沙势为129VU,窟顶北侧的总输沙量约905 kg·m-1左右。其中,偏东风输沙量达500 kg·m-1,偏西风输沙量达320 kg·m-1。当风速大于11 m·s-1时,戈壁风沙发生长距离的输送,偏西风可将265 kg·m-1的沙量输送到窟区,偏东风可将410 kg·m-1的沙量吹回到鸣沙山。根据本区偏东风强盛,且偏东风戈壁输沙量大于偏西风输沙量的特点,提出了以固为主,输导结合的莫高窟风沙防治的主导思路。认为在窟顶构建一个既能阻截沙物质,又能对阻截的沙物质进行输导的人工戈壁床面是完全可行的。     

柴达木盆地风沙地貌区风况特征

利用自动气象观测仪所记录的1年风速数据,计算并分析了柴达木盆地风速、风向及输沙势等风况特征的时空变化。结果表明:该区风速最大值出现在春季,最小值出现在冬季,季节变化明显,且在空间上表现为自西北向东南递增的趋势;起沙风风向以NW、WNW为主,主风向和次风向的组合在空间分布上存在明显不同,风况与沙丘类型比较吻合;常年以稳定的西北气流为主,东南气流所占比重小,仅出现在夏季;柴达木盆地整体属于中风能环境,一年中风沙活动最强烈的季节为春季,风沙活动强度由西北向东南逐渐增强。     

新月形沙丘与线性沙丘共存区域风况特征

与火星类似,柴达木盆地的新月形沙丘和线性沙丘共存现象引起了众多学者的关注。为探究该现象的发育环境和形成条件,以全球典型新月形沙丘和线性沙丘共存区域为研究对象,选取研究区域附近气象站点3a风速、风向数据,分析这些典型区的风况特征。结果表明:不同的新月形沙丘与线性沙丘共存区域,风速存在明显差异,柴达木盆地和塔克拉玛干沙漠共存区域年平均风速和最大风速均小于沙特阿拉伯沙漠和撒哈拉沙漠;起沙风风向控制沙丘走向,多数共存区域全年起沙风风向较单一,部分区域存在明显的主次风,且主次风风向夹角为锐角;新月形沙丘和线性沙丘可共存于在高、中、低风能环境,中、低风向变率锐双峰或宽单峰风况,沙丘发育受风能环境影响较小,可能受风向变率、下垫面和沙源供应影响大;合成输沙势方向与沙丘走向一致且季节变化小,输沙方向稳定。部分气象站点距离研究区较远,对于研究区的风况指示意义有限。     

玉门关西雅丹地貌的分布和特征及形成时代问题

玉门关西雅丹地貌位于玉门关以西68 km的疏勒河故道北面北山剥蚀残丘准平原的东西向断层谷地中(90°00'~90°10'E, 40°30'~40°34'N),该区雅丹地貌组成的古湖相地层被推测形成于中更新世甚至早更新世,中更新世末的新构造运动湖水向西撤退,随即被晚更新世的戈壁砾石层覆盖。晚更新世末发育了东西向古河道,以后由蒙古高原南下的强劲北风吹蚀而成,雅丹一般高20~40 m,最高可达100 m,形态丰富多姿,为世界上所少见的大中型、密集的、形态奇特的雅丹地貌景观,是旅游观光和科研的宝地。     

青海共和盆地风况及风沙地貌

利用共和盆地茶卡、共和、贵南站2012-2015年的风资料,分析盆地风向、风速和输沙势的变化特征,并结合Google Earth高清影像,对盆地风能环境与风沙地貌进行探讨。结果表明：（1）盆地年平均风速1.6～2.7 m·s^-1,西北部、中部和东南部年起沙风出现的频率分别为7.7%、3.5%、0.9%,起沙风主要发生在冬、春季,风向以WNW和W为主。（2）盆地属于低风能环境,风沙活动自西北部向东南部减弱,方向变率指数0.7～0.96,风况为窄单峰或宽单峰风况,西北部和中部风向变率属于低变率,东南部属于中等变率,合成输沙方向较一致,为281.0°～286.7°。（3）盆地沙丘类型有新月形沙丘（链）、格状沙丘、复合型链状沙丘、沙山、沙垄、抛物线沙丘等,沙丘类型和风况较吻合。     

察尔汗盐湖线形沙丘沙物质来源及输移路径

采用地球化学元素方法,探讨了察尔汗盐湖北岸线形沙丘的沙物质来源,并对区域物质输移路径进行了讨论。结果表明：戈壁、雅丹廊道流沙和线形沙丘的常量元素均以SiO₂、Al₂O₃和CaO为主,微量元素均以Cl、Ba、Sr和Co含量较高;线形沙丘与戈壁表层沉积物的常量与微量元素的UCC标准化值分布模式均较一致,且与距盐湖较近的雅丹廊道流沙也存在一定程度的相似性;沉积物的化学风化程度较弱,均处于早期的脱Na、Ca阶段,且在A-CN-K三角图中均位于大陆风化趋势线的反向延长线上,可能代表河流溶质的风化趋势。因此,戈壁表层沉积物和雅丹廊道流沙在线形沙丘形成过程中均可提供沙物质来源,且前者提供的沙物质应该更多。柴达木盆地可能为其下风向黄土的物质源区之一,但是提供的粉尘颗粒有限。     

察尔汗盐湖S4层晶卤开采量评价

本文以察尔汗盐湖首采区开采条件下（包括已有取卤工程、设备类型、抽卤泵型、抽卤时间、抽卤量等）多年水动态观测资料为依据，采用开采抽水法对该区Ｓ_４层晶卤资源进行评价，并以其补给量保证程度提出了合理的开采量，以供生产、设计等部门制定优化开采方案参考．     

察尔汗盐湖钾盐矿床与晶间卤水分异的关系

通过钾盐矿床与晶间卤水分异特征及成因的分析对比，认为晶间卤水分异的过程也就是钾盐矿床形成的过程。胶结浸染状固体矿形成于晶间卤水分异初期的浓缩阶段，改造于分异后期的淡化阶段；晶间卤水矿和层状固体矿形成于淡化阶段。     

察尔汗盐湖矿物组合特征及其成因指示

察尔汗盐湖赋存有硫酸镁亚型和氯化物型两种水化学类型,沉积了中国最大的液体钾镁盐矿床。为解释察尔汗盐湖卤水矿床成因,拟在别勒滩、达布逊、察尔汗和霍布逊区段选择4个剖面,剖面深度在0~7 m之间,属于全新统上含盐组的上部盐层,每隔10cm进行采样,运用XRD半定量方法分析矿物组合特征。结果表明,整个湖区矿物组合由石盐、石膏、水氯镁石和碳酸盐组成,其平均含量分别为70%、4.7%、3.4%和1%;显示其矿物组合特征简单,盐层主要沉积石盐而贫石膏和碳酸盐矿物。同时,研究发现各区段石膏(硫酸盐矿物)平均含量自西向东明显下降,含镁矿物平均含量自西南向东北明显下降。结合察尔汗盐湖区卤水化学组成和水化学类型的分带,基本符合盐湖北部和东北部卤水富Ca~(2+),贫Mg~(2+)和SO_4~(2-)的沉积事实,进一步说明盐湖北部和东北部卤水和盐类沉积受具有氯化物型盐泉水的补给影响,为察尔汗盐湖混合掺杂成因提供了一定的矿物学证据。     

察尔汗盐湖区生物种类调查及评价

随着察尔汗盐湖资源开发活动强度的不断增加,各种人工设施和水利工程数量日渐增加,对生态环境的影响也逐步明显,因此本研究对盐湖区生态多样性和生态景观格局的变化趋势开展系统调查。主要通过梳理文献和对察尔汗盐湖周边的重点补给河流格尔木河的干支流及附属人工防洪堤水库水体开展生物多样性调查与评估,查明生物种类、分布、数量,评估盐湖区生物多样性现状,并从保护生物多样性的角度为盐湖区生态环境保护提供建议。     

察尔汗盐湖区生物种类调查及生态环境保护建议

随着察尔汗盐湖资源开发活动强度的不断增加,各种人工设施和水利工程数量日渐增加,对生态环境的影响也逐步明显,因此本研究对盐湖区生态多样性和生态景观格局的变化趋势开展系统调查。主要通过梳理文献和对察尔汗盐湖周边的重点补给河流格尔木河的干支流及附属人工防洪堤水库水体开展生物多样性调查与评估,主要查明生物种类、分布、数量,评估生物多样性现状,并从保护生物多样性的角度为盐湖区生态环境保护提供建议。     

察尔汗盐湖地区盐渍土微观结构及其力学与强度表现

为探明察尔汗盐湖区盐渍土的微观结构特征及其力学与强度表现,从盐湖区采集9组不同含盐量的盐渍土样品,对盐渍土进行电镜扫描、直接剪切试验和抗压强度试验,从微观结构上分析了盐渍土的力学与强度表现,提出了察尔汗盐湖区盐渍土颗粒骨架的连结形式。研究结果表明,不同含盐量的盐渍土微观结构形式不同,盐渍土颗粒骨架之间的连结有3种形式:1)点式接触、2)堆叠接触、3)盐晶体胶结;微观结构越密实,盐晶体胶结作用越强,盐渍土表现出越高力学与强度特性;盐晶体的胶结作用是影响盐溃土力学与强度特性的显著因素;无侧限抗压强度显著变化的含盐量拐点为45.74%。     

再论察尔汗盐湖达布逊二级补给系统S3盐层晶间卤水分异问题

本湖Ｓ３盐层晶间卤水（简称晶卤）分异的成因是一个与钾盐矿床的成因及最佳开发密切相关的基本理论问题。文献［１－２］提出了晶卤分异成因新观点（阶段性淡化说）的基本理论框架。继文献［３］之后，本文对晶卤分异的又一复杂地区进行了深入解剖，为阶段性淡化说再次提供大量事实依据，具有一定的理论和经济意义。