火星和地球雅丹形态学类比分析——以埃律西昂平原和柴达木盆地为例

作为一种风蚀地貌,雅丹地貌是对环境长期适应的一种表现,其形态特征可以反映所受内外营力的作用。对火星埃律西昂平原和地球柴达木盆地雅丹体的形态参数进行对比分析。结果显示：（1）埃律西昂平原雅丹体的长宽比（3.49）与柴达木盆地雅丹体的长宽比（3.57）较为接近,同时也与理想状态下的长宽比（4）接近,它们都具有流线型的形态,且处于雅丹体发育的成熟期。（2）柴达木盆地雅丹体是鲸背状,埃律西昂平原雅丹体是椭圆状,原因是柴达木盆地雅丹体常年受盛行风的影响,埃律西昂平原雅丹体受两种反向风的影响。柴达木盆地雅丹体表面崩裂的痕迹不明显,埃律西昂平原雅丹体表面崩裂的痕迹比较明显,原因是形成雅丹体的物质基础和温差环境不同：柴达木盆地雅丹体的物质基础是湖相沉积物,雅丹体表面有减弱风化的盐壳;埃律西昂平原雅丹体的物质基础是火山熔岩流,而且火星的昼夜温差大于地球。     

雅丹共基座现象对雅丹形态测量的影响

雅丹形态特征吸引人们的长期关注,对其形态的定量描述至今仍讨论热烈且众说纷纭。通过对罗布泊地区风蚀地貌的野外调查和无人机测量,发现普遍存在雅丹共基座现象。分布在同一个基座体上的风蚀残丘称之为共基座雅丹,属于雅丹与基座体的复合。对共基座雅丹和基座体开展雅丹形态参数的测量及分析,结果表明：共基座雅丹长宽比比值集中分布于3∶1~5∶1区间,与鲸背状等流线型雅丹形态表现相似,显示单一风向侵蚀残留特征;雅丹共基座现象是风蚀切穿深一层抗风蚀相对较强的地层形成的风蚀垄岗现象,厚度不等的不同抗风蚀强度地层在垂向上交替出现和受单一风向的风蚀作用是形成该现象的重要因素;通过对雅丹共基座现象的阐释和定量分析,对完善雅丹形态测量、深化雅丹形态变化的理解以及认识差异性风蚀过程具有重要意义。     

新疆罗布泊地区白龙堆雅丹地貌形态特征及成因研究

雅丹地貌是风沙地貌研究的薄弱环节,目前从形态描述到定量研究还未出现较大突破,亟待结合新的技术手段开展创新性研究.新疆罗布泊地区极端干旱,风蚀作用强烈,广泛分布着不同时期发育的雅丹,是研究雅丹地貌形态的理想区域.在Google Earth上沿着新疆罗布泊地区盛行风向测量并分析了白龙堆雅丹4个子区域共1000个雅丹个体的长...     

柴达木盆地西部湖相地层风力侵蚀对黄土高原物源贡献的研究进展

柴达木盆地是我国西北地区最干旱的盆地之一,常年盛行强劲的西北风,尤其在冬春季更甚。柴达木盆地西部地区自新生代以来沉积了巨厚的河湖相沉积。自上新世晚期以来,随着气候的逐步干化和盆地内部构造变形的加剧,该地区风力侵蚀地貌开始出现。早更新世出现的古盐壳和古雅丹地貌说明当时侵蚀已经相当剧烈。晚更新世以来,气候的极端干旱化和冰期的出现,更加促进了风蚀地貌的发育,在强劲的低空风力的雕刻下,形成了盆地西部几万平方千米的"百万雅丹"地貌,十分壮观。柴达木盆地不同地区地层的厚度和风蚀速率都不同,最大分别可达3 000 m和1.1 mm/yr,如此巨量的物质搬运必然为下风向的地区(都兰、青海湖地区、西宁盆地、黄土高原)的粉尘堆积提供可观的物源物质。研究表明,柴达木盆地西部被侵蚀的古湖相地层是上述地区,尤其是黄土高原重要的物源物质。随着研究的深入,其盆地内侵蚀物质输送到黄土高原的机制,已得到学界越来越清晰的认识。     

柴达木盆地西部地层的风力侵蚀对黄土高原物源贡献的研究进展

柴达木盆地是我国西北地区最干旱的盆地之一,常年盛行强劲的西北风,尤其在冬春季更甚。柴达木盆地西部地区自新生代以来沉积了巨厚的河湖相沉积。自上新世晚期以来,随着气候的逐步干化和盆地内部构造变形的加剧,该地区风力侵蚀地貌开始出现。早更新时出现的古盐壳和古雅丹地貌说明当时侵蚀已经相当剧烈。晚更新时以来,气候的极端干旱化和冰期的出现,更加促进了风蚀地貌的发育,在强劲的低空风力的雕刻下,形成了盆地西部几万平方千米的“百万雅丹”地貌,十分壮观。柴达木盆地不同地区风蚀地层的厚度和速率都不同,最大可达3 km和1.1 mm/yr,如此巨量的物质搬运必然为下风向的地区(都兰、青海湖地区、西宁盆地、黄土高原)的粉尘堆积提供可观的物源物质。研究表明,柴达木盆地西部被侵蚀的古湖相地层是上述地区,尤其是黄土高原重要的物源物质。随着研究的深入,其盆地内侵蚀物质输送到黄土高原的机制,已被学界越来越清晰的认识。     

罗布泊地区雅丹形态特征及演化过程

雅丹地貌因其多样形态类型长期以来吸引人们的关注,对其形态特征描述也成为研究热点。作为雅丹地貌形态最早命名地,罗布泊地区雅丹因其形态的独特性和复杂性闻名,然而对该地区雅丹形态特征和发育演化过程的深入研究较为缺乏。本文结合野外实测数据和UAV（小型无人机）所摄地景影像,采用地形数字化方法提取地貌原始数据,选定形态参数后识别测量得到雅丹形态参数数据,基于以上数据和前人研究成果尝试描述罗布泊地区雅丹形态特征并对该地区雅丹演化过程进行讨论。主要结论有：① 罗布泊地区雅丹长度集中分布在20 m以下,少有长度> 160 m,宽度集中分布在8 m以下,高度多2 m以下,表明区内雅丹个体规模总体较小,低矮雅丹在数量上占绝对优势;雅丹长宽比值呈现连续增加的变化过程,伴随高度的增加长宽比值迅速增大,由2∶1逐步增大到4∶1,并持续升至10∶1以上,走向分布集中于22.5°~67.5°,与主风向相类似,雅丹个体平面形态呈现连续变化过程;雅丹的相邻雅丹数值集中分布在3~4个,平均顶间距分布在< 20 m和40~80 m区间,显示罗布泊地区雅丹空间特征的多样性。在个体雅丹形态以外,初成雅丹和雅丹共基座现象是罗布泊地区主要存在的2种复杂化雅丹形态表现。② 罗布泊地区雅丹理想演化模式经历初成期、青年期、成熟期和衰亡期4个阶段,由于存在地层岩性、风力剥蚀、流水作用等控制因素影响,造就了类型复杂、变化多样的罗布泊地区雅丹形态现状。③ 罗布泊地区雅丹发育具有多期性,第四纪以来主要存在晚更新世、早全新世、晚全新世和小冰期等4个发育期,结合形态特征和环境演化情况推测龙城和白龙堆雅丹形成于晚更新世,楼兰北部高大雅丹形成于早全新世,楼兰中北部雅丹多数形成于晚全新世,而楼兰地区的低矮雅丹形成于小冰期;依据地层年代和雅丹高度数据,计算得到0.5 ka B.P.后楼兰遗址附近平均风蚀速率为6.2 mm a^-1。精确描述罗布泊地区雅丹形态特征并探讨其演化过程,对于了解雅丹形态控制因素影响程度,深入分析区域风蚀过程具有重要意义。     

柴达木盆地风能环境特征北大核心CSCD

通过对柴达木盆地不同风沙地貌区风速与风向的长期观测,探讨了盆地内的风能环境特征及其对风沙地貌发育的影响。结果表明:(1)盆地内各区域年平均风速、起沙风平均风速和起沙风频率的变化趋势较一致。在风蚀地貌中,长垄状雅丹区年平均风速、起沙风平均风速和起沙风频率均为最高;而沙丘地貌区中,察尔汗线形沙丘区最高。(2)长垄状雅丹区为单峰型起沙风,主要来自NNW和NW方向;而其他雅丹区起沙风均为双峰型,均存在一个主风向和一个次风向。祁曼塔格山前沙丘区起沙风以WNW和NW方向为主,线形沙丘区偏W方向起沙风占比较高。(3)除犬牙状/圆锥状雅丹区是锐双峰风况外,其余雅丹区均为单峰风况。长垄状雅丹区属高风能环境,方山状雅丹区为中等风能环境,其余雅丹区为低风能环境。线形沙丘区皆为宽单峰风况,而祁曼塔格山前沙丘区为钝双峰风况。除察尔汗线形沙丘区为中等风能环境外,其余沙丘区为低风能环境。(4)自盆地西北部向东南部,输沙势、合成输沙势逐渐降低,合成输沙方向由NNW向WNW方向转变,风向变率由低向中等转变。     

地表风化作用对楼兰地区雅丹地貌发育的影响

风蚀是雅丹地貌发育的主要控制因素,但在特定环境中,其他环境因素也可能起重要作用。通过对楼兰地区雅丹地貌野外调查、测试及室内实验分析,探讨风化作用对雅丹发育的影响。结果发现：新疆罗布泊地区广泛发育雅丹地貌,其中楼兰地区雅丹相对较为矮小,主要发育于全新世沉积岩上,地表没有植被或松散沉积物等覆盖,地层裸露。楼兰雅丹体为黏土质粉砂岩,干燥条件下较为坚硬（硬度>20 kg·cm^-2）,抗风蚀能力较强,但是雅丹体表层岩性发生明显软化（硬度<10 kg·cm^-2）。这主要是由于罗布泊地区少量且集中的降水、显著的昼夜温差以及强烈太阳辐射等相互作用造成的。从这些广泛存在的松软层表明,雅丹体表层风化作用速度快于风蚀作用,而表层首先进行的风化作用,对雅丹风蚀作用起很大的促进作用,明显加速了楼兰地区雅丹地貌的发育。因此,受少量降水、昼夜温差和强烈的太阳辐射等影响的风化作用对楼兰地区雅丹地貌发育具有重要的影响。     

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。     

甘肃敦煌雅丹地质公园区风蚀气候侵蚀力特征

风蚀气候侵蚀力是潜在风力侵蚀强度的重要表征。基于2013年和2014年风速、降水和空气温度、湿度等气象要素的实地观测数据,对甘肃敦煌雅丹地质公园区的风蚀气候因子指数进行了逐月的计算和分析。结果表明：（1）研究区风蚀气候因子指数为151.98±0.13,是全国的三大极大值区之一;（2）研究区风蚀气候因子指数不同于全国干旱半干旱区基本季节变化特征,夏季最大,春夏季明显高于秋冬季,与新疆和田地区的季节变化特征相似;（3）研究区风蚀气候因子指数具有4—8月持续高值、9月至翌年3月持续低值的月变化特征;（4）风蚀气候因子指数的决定性气象因子是风速,而降水的减弱作用甚微;（5）一般来说,雅丹地貌分布区风蚀气候因子指数≥150。     

柴达木盆地西南缘山前沙丘区沙丘地貌形态特征

沙丘形态特征是风沙地貌研究的重要内容.通过野外实地考察及Google Earth高分辨率影像,对柴达木盆地西南缘山前沙丘区风沙地貌的空间分布格局进行分析和描述,并探究主要沙丘的形态参数特征.结果 表明:(1)基于沙丘的形态-动力学分类原则,研究区沙丘共划分为12类;从发育规模来看,简单型沙丘占比大,复合型、复杂型沙丘占...     

柴达木盆地西南缘山前沙丘区沉积物地球化学特征及其指示意义

以柴达木盆地西南缘山前沙丘区为研究区,采用地球化学元素分析方法,阐明了研究区不同类型地表沉积物的地球化学元素特征,并探讨其风化特征、物质来源及输移过程。结果表明：(1)研究区沉积物常量元素组成以SiO₂、Al₂O₃和CaO为主,三者的平均含量总和超过83%。微量元素以Cl、Ba、Sr和Zr含量较高。与上陆壳(UCC)平均化学元素组成相比,常量元素CaO轻微富集,微量元素As高度富集,Co轻微富集。(2)研究区化学蚀变指数(CIA)变化较小,为40.90～53.05,平均47.51,化学风化程度较弱,均处于风化的初期阶段。(3)特征元素比值表明,研究区沉积物具有相同的物质来源。柴达木盆地西南缘东昆仑山中的岩石经过风化剥蚀产生的碎屑物质在季节性流水作用下被搬运至山前堆积,形成广布的山前冲-洪积平原,后经风力吹蚀改造形成现在的地表景观。本研究不仅可以丰富区域风沙地貌研究内容,而且也可为区域风沙灾害的防治提供理论基础。     

柴达木盆地西北部长垄状雅丹沉积物粒度特征

雅丹是干旱区常见的风蚀地貌,也是风沙地貌学界关注和争论的焦点。以柴达木盆地西北部冷湖地区的典型长垄状雅丹为对象,对其出露剖面的沉积物粒度特征进行了研究。结果表明:长垄状雅丹沉积物中粉沙组分含量最高,平均为44.03%;沙粒组分含量次之,平均为35.99%;黏粒组含量最低,平均为19.98%。沉积物频率曲线既有主次峰明确的双峰分布曲线,也有主次峰不明确的双峰和单峰分布曲线;前者可能为风力搬运堆积形成的沉积物,后两种曲线宽平,沉积物分选性差,可能为湖相沉积形成。沉积粒度参数在垂直剖面呈现出一定的变化规律,但是粒度参数之间没有显著的相关关系。长垄状雅丹沉积物呈明显的软硬岩层(即沙质亚砂土与粉质黏土或沙质亚黏土与粉质亚黏土)互层的现象,这为风力的吹蚀和磨蚀作用创造了有利条件。     

Origin and characteristics of yardangs in the Um Al-Rimam depressions (N Kuwait)

Although Arabia hosts one of the largest deserts in the world, studies regarding aeolian erosional features in general and yardangs in particular are rare. The principal aim of this study is to delineate and investigate the various forms of yardangs in the Um Al-Rimam depressions in the northern part of Kuwait. The study area consists of two main depressions connected by neck area made up of continental sediments. Both depressions are surrounded by a dissected escarpment and their floors host muddy playas. On lithological bases, three main types of yardang have been identified: 7 yardangs are sculptured in sandstones of Lower Fars Formation (Lower to Middle Miocene), 23 are carved in calcretic rocks of Ghar Formation (Oligocene to Lower Miocene), and 11 yardangs are developed in Quaternary sediments. Their mean orientation NW (297°) coincides with the prevailing direction of the strong local northwesterly wind called the shamal. The average length/width ratio is 1.5:1. The wide geographic distribution of yardangs around the margins of the northern depression is due to sand blasting. This is explained by the annual sand accumulation measured in the study area where the northern depression shows 143 times higher accumulation than the southern depression, the neck area and the platform above the depressions. Also, the field measurements for annual erosional rates show that the sides of the yardangs are more affected by erosion compared to their middle parts. Remarkably slight mineralogical variations were detected within the surface sediments of Um Al-Rimam depressions and the Quaternary muddy yardangs which indicate a common origin. The age of yardangs is unknown but annual erosional rates on a small Quaternary muddy yardang suggest that they range in age between 44 and 1500 years depending on yardang size. It is believed, as indicated from field observation and interpretation of aerial photos, that the majority of yardangs are pre-existing bedrock forms. These forms were developed by paleo-surface hydrological processes which were modified by wind action in latter phase.     

柴达木盆地风况及输沙势特征

利用柴达木盆地13个气象站的风资料,分析了盆地风况和输沙势的变化特征。结果表明：（1）盆地年平均风速2.0~4.4 m·s^-1,自盆地南、北边缘山地到盆地中部逐渐降低。盆地西部主风向为偏西风,风向较集中;东部主风向为偏东风,风向较分散。（2）盆地年平均起沙风速7.0~8.2 m·s^-1,起沙风频率5.1%~26.1%,主要发生在冬、春季,风向以WNW和W为主。（3）盆地输沙势34.0~462.3 VU,盆地西北部属于高风能环境,中部及东南部属于低-中风能环境,方向变率0.45~0.91,风况为窄单峰或宽单峰风况,盆地西北部和东南部差异较大,东部德令哈站与其他地区的合成输沙势方向相反。     

柴达木盆地西北部长垄状雅丹沉积物地球化学元素组成及指示意义

雅丹沉积物蕴含丰富的区域环境变化和物源演变信息.以柴达木盆地西北部的长垄状雅丹为研究对象,通过对地球化学元素的研究,探讨沉积物的化学风化特征及其对物质输移的指示意义.结果表明:(1)雅丹沉积物的常量元素以SiO2、CaO、Al2O3、MgO和Na2O为主,微量元素Cl、Sr、Ba和Zr含量较高.相较于上陆壳平均化学元素...