北京地区沙物质的重矿物成分、结构特征与风沙的沙物质来源

北京地区不同类型的风成沙经重矿物成分、特征进行详细分析鉴定表明,与本区河床沙、平原堆积物和坡积物均很相似,与河床沙更为接近.但与区外沙漠沙丘砂的重矿物成分资料对比,差异较大.研究表明:1)本区河床沙与沙丘沙重矿物含量相对较高;2)本区沙丘沙与河床沙中,辉石,尤其紫辉石含量相对较高;3).本区沙物质中不稳定矿物与较稳定矿物含量高,重矿物磨圆度普遍较差,河床沙与沙丘砂尤为明显;4).本区沙丘沙与河床沙存在着明显的继承关系.故本区风成沙主要来自本区河床沙,风沙的来源区域有限,在治理上应着眼于本区为主。     

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。     

马里萨赫勒地区风成沙特征、来源与发育时代

马里萨赫勒地区是全球荒漠化强烈发展的区域之一,广泛分布于地表的各类风成沙是沙质荒漠化发生发展的物质基础。本区风成沙的粒度组成以细沙为主,极细沙次之一,各类型沙丘沙的粒度特征有一定差异;重矿物组分以稳定帮物和极稳定矿物占绝对优势,并具有稳定度和成熟度。     

南海北部大陆架残留风成沙与海岸带古风成沙的对比及关系研究

广泛分布于南海北部大陆架的残留风成沙,在形态、粒度、石英沙粒表面微结构、矿物组成及浅地层剖面等方面总体上具备风成沉积特征。同时,南海北部沙质海岸多处发育的晚更新世古风成沙,在粒度、沉积构造与结构等方面亦有明显的风成沉积特征。二者构成的风沙地貌体发育具有同期性、形态有相似性、空间分布有大陆架向海岸带延伸的连续性。由此表明,南海北部大陆架与毗邻沙质海岸的沙源有同源性,沉积环境有类比性。据此可以认为,南海北部大陆架残留风成沙与海岸带古风成沙为近源沉积成因系列,二者为同期同相连续性沉积。     

粒度分析在塔克拉玛干沙漠研究中的应用

本文重点探讨了塔克拉玛干沙漠的风成沙粒度组成特征及其与物源的关系，同时对沙丘的下伏地层沙、现代河流沙及丘间地沙的粒度组成也进行了对比。通过对该沙漠第四纪沉积物的粒度分析，证实了风成沙的粒度分布以极细沙为主，不含粗沙，粉沙含量极小；粒度组合、分选主要受营力和源区物质制约，结果使粒度空间分布形成格局。总之，通过粒度分析得到一系列量化指征，可为研究风沙流运动，探讨沉积环境和改造沙漠、发展沙产业提供理论依据。     

中国北方农牧交错带鄂尔多斯高原段土壤表层粒度特征

土壤粒度是描述土壤性质的重要参数,研究农牧交错带土壤表层粒度对土壤质量和沙化程度评价具有科学意义。对不同沉积物类型及土地利用方式土壤表层(0~5 cm深度)粒度进行分析。结果表明:(1)沙黄土、覆沙黄土残积物、风化残积物中粉粒最多,其次为极细砂和细砂,这3个粒级含量之和表现为沙黄土(96.51%)>覆沙黄土残积物(88.29%)>风化残积物(77.58%);风成沙土壤表层以细砂(53.85%)和中砂(26.13%)为主。(2)平均粒径由小到大依次为沙黄土(4.78Φ)、覆沙黄土残积物(4.62Φ)、风化残积物(3.80Φ)、风成沙(2.46Φ);分选性由差到好依次为风化残积物、覆沙黄土残积物、沙黄土、风成沙;偏度呈现为正偏或极正偏;峰值表明风成沙(2.30)粒径分布最为集中。(3)同一地表沉积物中,砾石和极粗砂等粗颗粒在农田较多,粉粒在草地较多,极细砂在林地较多;风成沙中,粉粒在固定沙丘略多,细砂在半固定沙丘较多,砾石、极粗砂等粗颗粒仅在流动沙丘地中分布。(4)土壤颗粒分形维数表现为沙黄土(2.5242)>覆沙黄土残积物(2.4373)>风化残积物(2.3554)>风成沙(2.2815);地表沉积物类型不同,表层土壤分形维数与粒级含量相关性有着明显差异。     

呼伦贝尔沙地末次冰盛期晚期至全新世风成沙表面矿物特征及环境意义

运用扫描电镜与能谱分析,研究呼伦贝尔沙地末次冰盛期晚期以来全样风成沙的微区形态和粘土矿物成分。呼伦贝尔沙地的沙粒磨圆度较好,在扫描电镜观察下保存了水成沙粒的特征,意味着沙地物源曾经流水作用到达该区域。颗粒表面同时留有风力搬运的碟型坑等撞击痕迹,为干枯河床沙丘活化、风力搬运流动扩张的过程提供证据。末次冰盛期晚期风成沙颗粒大且表面光滑洁净,未见次生粘土矿物,反映出冰期地表无植被发育,区域沙漠活化、流动性加强。而全新世适宜期的褐色沙质土壤砂粒表面同时发育鳞片状自生粘土矿物和同沉积粘土颗粒及团块。能谱分析表明：全新世适宜期,风化自生粘土矿物有蒙脱石和伊利石,在相对温湿气候条件下,发育干旱碱性土壤,反映出冰后期植被发育、土壤化作用增强。     

乌兰布和沙漠不同土地覆被类型粒度特征及空间分异

对中国沙尘暴源区之一的乌兰布和沙漠进行系统采样,分析不同土地覆被类型的地表沉积物粒度特征及其空间分异规律。结果表明：乌兰布和沙漠地表沉积物以中沙和细沙为主,平均粒径为2.84 φ。沙漠地表沉积物的粒度特征在不同土地覆被类型和不同空间存在明显的分异规律,表明该沙漠的地表沉积物粒度分布是由物源、地形和搬运营力共同作用的结果。乌兰布和沙漠内部最可能成为沙尘暴尘源的有沙漠中部的盐碱地、东北部的耕地和广泛存在于沙漠中的沙丘。根据不同区域的土地覆被类型因地制宜地选取先锋植物种群改善区域地表覆盖状况和地表沉积物粒度组分,是该区域尘源治理的主要手段。     

克里雅河中下游流域地表沉积物的粒度与化学元素空间分布

通过对克里雅河流域的实地考察、地形测量、取样,分析其流经沙漠过渡带地表沉积物的粒度、化学元素的空间分布,得出以下结论：河流—沙漠过渡带地表沉积物的粒度组成以>2 φ的粒径为主,粒度特征明显表现出风成特点;化学组成上以Si、Al为主,和上陆壳平均化学组成相比,除Ca、Co、As外都有一定的亏损;不同河段自上游至下游,在不同动力条件下,地表物质粒度特征表现出河漫滩砂与阶地风成砂呈相反的递变趋势;不同河段A-CN-K图解及CIA揭示了克里雅河不同河段地表物质化学风化程度均很低,处于较弱的去Na、Ca阶段,其他元素未发生明显的化学风化或迁移,不同河段化学风化程度差异与物源及地貌格局息息相关;同一河段不同地貌单元,随距河道远近不同,粒度特征与化学风化程度呈现出一定的递变规律;克里雅河平均粒径与一些元素的相关性,说明粒径大小与表征化学风化程度数值的大小有一定关系。总之,在不同空间尺度上,克里雅河地表沉积物理化学特征的分异实质上反映风动力和水动力的差异性分选。     

花海湖泊全新世古风成砂的发现及其古环境解释

通过野外调查和室内分析,发现在花海剖面全新世出现了三次风成沙沉积,并对其原因进行了初步分析。初步认为风成沙的细粒组分可能主要为近源湖相,而粗粒组分则为沙漠戈壁区吹来。前两次风成沙在形成时代上可能与第一新冰期相对应,反映了沙漠的扩张状态。而且分析表明第一风沙形成期的冬季风强度和沙漠化过程似要比第二风沙期强,持续时间长。本区在全新世人类大规模活动之前就曾存在两次明显的沙漠化扩张过程,这为研究区域土地退化、荒漠化等问题提供了自然背景,特别是对西部大开发战略重点之一的生态环境保护与建设具有特殊的意义。     

萨拉乌苏河地区粘土矿物组合分析与古气候的关系

萨拉乌苏河嘀哨沟湾剖面中晚更新统下部萨拉乌苏组,晚更新统上部的城川组中部,全新统中下部河湖沉积或黑垆土中的粘土矿物组合以伊利石为主,但伴有少量的高岭石类矿物;而晚更新统上部的城川组上下部,全新统上部嘀哨沟湾组以风成沙为主的粘土矿物组合均以伊利石-绿泥石为主,并有少量的蒙脱石。萨拉乌苏河雷家咀子、马达渠以北西北部梁地的第四纪地层中的粘土矿物组合与萨拉乌苏河嘀哨沟湾剖面的结果基本吻合。这表明本区第四纪风成沙与黄土是在相对干冷气候下沉积的,而河湖相、湖沼相及古土壤是在相对暖湿的气候下形成的。由本区第四纪地层中的粘土矿物组合,反映自晚更新世以来,本区气候曾经历暖湿→干冷→温湿→干冷→暖湿→干冷的多次更替,大体与北半球的玉木——里斯间冰期、前玉木冰期、玉木间冰阶、玉木主冰期、冰后转暖期和新冰期气候变化趋势一致。     

海岸风沙流中不同粒径组沙粒的垂向分布模式

通过对河北昌黎黄金海岸沙丘风沙流的野外实地观测与室内风洞模拟实验数据的数值模拟,探讨了我国典型海岸沙丘风沙流中不同粒径组沙粒输沙量的垂向分布模式。结果表明,河北昌黎黄金海岸沙丘表面风沙流中不同粒径组沙粒输沙量的垂向分布特征并不一致,其中细沙和中沙符合典型的指数递减分布规律,但粗沙则为负幂函数分布。究其原因,主要与不同粒径组沙粒输沙量的分布高度及运动方式差异有关。在实际非均匀沙床面上,粗沙主要集中分布于沙丘表面4cm高度内湍流发育的近地表层,运动方式以蠕移为主,沙丘表面湍流的主导作用使其输沙量随高度的变化满足负幂律关系,但中沙和细沙则以跃移运动为主,跃移沙粒输沙量的垂向分布呈现指数递减特征。     

滦河以北海岸风成砂沉积的初步研究

本文根据1977-1982,1985年滦河以北沿岸的钻探和天然剖面调查资料,分析研究该区沙丘的类型和特征,风沙沉积的地层层位、沉积特征及沉积过程,认为海岸主沙丘是由陆向海和由岸向海运动的两组沙丘相遇而成,其上又生成新的沙丘。根据¹⁴C测年资料,初步确定该区风成沙丘开始形成的时代,并研究风成沙与河流沙、海滩沙的主要区别及海岸和内陆风成沙沉积的辨认依据。     

阿拉善高原沙漠地区植物钙质根管的矿物组成特征

在阿拉善高原地区,植物钙质根管的成因及其是否具有一定的环境指示意义,目前尚存在较大争论。分析该区域植物钙质根管的矿物组成,可以为植物钙质根管的成因提供新的证据解释。本文通过近5年的野外考察,先后采集了巴丹吉林沙漠、腾格里沙漠及乌兰布和沙漠腹地33组植物钙质根管和33个地表风积砂样品,通过X衍射的方法,分析了上述样品的矿物组成。结果显示:上述沙漠地区植物钙质根管和地表风积砂中矿物组成以硅酸盐矿物、氧化物和氢氧化物矿物、碳酸盐类矿物为主,没有明显的区域差异。其中碳酸盐类矿物均以方解石为主,较少含有其他盐类矿物,并且植物钙质根管中碳酸盐类矿物百分含量明显高于地表风积砂中碳酸盐类矿物的百分含量。因此,单纯的地下水重结晶作用无法解释本研究区内植物钙质根管中盐类矿物的组成以及碳酸盐类矿物的来源,并且在研究区内现代气候条件不利于植物根系的钙化和钙质根管的形成。植物钙质根管应是地质历史时期的产物,指示了相对湿润的气候条件。     

应用人工神经网络识别闽南粤东沿海老红沙沉积

闽南、粤东沿海,断续分布着一种俗称"老红砂"的红色、棕红色半胶结的中细砂沉积物。近十多年来,对其成因和时代进行了较多研究。然而,关于它的成因,目前仍有争议,有的认为是属于一种近源的滨海相沉积,也有人认为是风成的。本文用经过华南沿海现代海岸风成沙和海滩沙样品训练的神经网络来识别闽南粤东沿海的老红砂。由这些海岸风沙和海滩沙的粒度参数、沉积物的各个粒级含量等作为输入,构成不同的神经网络的识别结果表明,大部分老红砂被神经网络判别为风沙沉积,同时也表明,粉沙/粘土的含量是判别沉积物是否为风沙搬运的有效指标。而单纯以沉积物各个粒级含量作为输入构成的网络无法用于沉积物的识别。     

雅鲁藏布江米林宽谷段爬升沙丘粒度分异特征研究

雅鲁藏布江米林宽谷段爬升沙丘分布广泛。选择卧龙镇西侧雅鲁藏布江右岸典型爬升沙丘,根据沙丘爬升高度和叠置沙丘地貌部位对其表面沉积物进行了系统采样。作为河谷风沙地貌的重要组成部分,相应采集了河漫滩、阶地沙丘沙样品。粒度分析表明,爬升沙丘对河漫滩沙丘、阶地沙丘在物源和形成过程方面具有继承性,其表面沉积物以细沙和极细沙为主(2.07～3.71Φ),分选中等或较好(0.20～1.41Φ),细偏,多峰。由坡脚向丘顶的沉积物粒径变细,分选变好,偏度和峰度降低。爬升沙丘表面叠置沙丘的粒度向丘顶变粗、分选变好。细沙、极细沙等粒级组分与高度相关,反映颗粒爬升能力不同。叠置条带状沙丘脊部和槽部的粒度存在分异。     

风砂土基本性质及其与土工格栅作用试验

对库布齐沙地、毛乌素沙地和腾格里沙地的调查和现场采取土样,试验测试了风砂土的物理力学性质指标和矿物化学成分,研究并提出了库布齐和腾格里风砂土粒度成分、化学成分的同一性,以及与毛乌素风砂土的差异性,这是由于土的成因与环境条件所至。对比分析了天然重度与干重度相差很小,最疏松状态下和最密实状态下干重度的也较接近,可用于控制填土密实度。在直剪摩擦和拉拔摩擦试验基础上,研究了土工格栅加筋风砂土产生的φ值和具有类似内聚力的c值,土工格栅与土摩擦形成的复合材料改善和增强了力学与工程性能的原因以及土工格栅所起的作用。     

莫高窟窟顶戈壁防护带阻截和输导功能研究

多风信条件下, 沙砾质戈壁与鸣沙山进行着往复式的能量交换及物质运动。部分沙物质在砾石的保护下, 形成阻沙。部分沙物质在跃移沙粒的激化下形成戈壁风沙流并对洞窟产生危害。戈壁风沙流是造成沙砾质戈壁从稳定向不稳定状态演化的主要动力因素; 而上风向沙源的供给状况又是决定砾石床面阻沙和导沙的主要因素。基于此, 戈壁防护带应首先控制来自鸣沙山的沙源, 采取以阻断或减少外来沙源, 通过固定和覆盖沙砾质戈壁地表以及增加下垫面粗糙度等, 来造成一种既利于沙子堆积的条件, 又能促进形成天然戈壁输沙场, 从而为偏东风反向搬运创造一个适宜场。因此, 如何因势利导, 使窟顶流场与风沙地貌达到一种动力平衡, 是莫高窟综合防护体系成功与否的关键之一。这与以往单风向或双风向条件下所探讨的防护体系效应有着本质的区别。