新疆地区沙漠形成与演化的古环境证据

通过回顾新疆沙漠形成演化过程的研究与进展,指出新疆构造地貌特征使塔里木和准噶尔两大盆地区域受行星系西风、海陆季风或地形山谷风等的焚风效应的影响,第四纪以来的气候环境格局总体表现为持续的干旱化过程并伴随次级规模的波动过程;盆地及其边缘风成沉积的形成,是对青藏高原隆升引起的全球气候环境变化尤其是亚洲内陆干旱化的响应。在塔克拉玛干沙漠的形成时代上,由于研究方法、对象和信息载体的不同,目前存在较多争议;来自沙漠边缘及腹地的古风成沉积及其年代学证据指示塔里木盆地边缘或腹地在第三纪时即已存在干旱性的气候和地表的风营力过程;但在沉积规模和连续性上,它们的存在是否代表大范围沙丘地乃至古塔克拉玛干沙漠的出现以及其后是否与现今规模的塔克拉玛干沙漠有继承关系,需要进一步的研究来解释。来自沙漠外围昆仑山北坡和天山北坡的风成黄土沉积表明现代规模的塔克拉玛干和古尔班通古特沙漠都是在中更新世以后形成的,并在末次冰期时经历了显著的气候变化,但不同区域有不同的干湿波动过程。     

巴丹吉林沙漠沙丘形态与风动力关系的初步研究

通过气象资料分析、遥感解译、野外地貌调查、沙丘形态测量和沙丘表沙粒度沉积学分析,对巴丹吉林沙漠不同沙丘的形态特征及其动力机制进行了系统研究。研究结果显示,巴丹吉林沙漠近40 a来的输沙势有高频变率、多向变化的特点,并在沙漠东南缘更为显著。宏观尺度上,在特征输沙场作用下,绝大部分沙山的走向很规则,且在沙丘形态上既表现出横向沙丘的部分特征,也有高大沙山独有的特点。不同走向沙丘的表沙粒度沉积学对比分析表明,表沙的平均粒径和分选系数与规则走向沙山的沙丘形态具有较好的相关性,这种相关性与沙漠东南缘的气流场总体对应。不规则走向沙山的表沙粒度分布特征较为复杂,可能是沙丘发育过程中受下伏地形起伏影响,其形态反作用局部气流场所致。沙山尾部和丘间带表沙常有多峰态的粒度分布特征,各峰指示了不同的风沙运移方式。     

北疆地区的水化学组成特征及其影响因素

流域尺度上的水化学组成特征和来源会受到何种因素的影响和限制,是研究区乃至全球环境变化的焦点问题,需要综合考虑不同地表要素和环境下的天然水体来揭示其答案。本文选择北疆地区的三大水系（伊犁水系、准噶尔水系、额尔齐斯水系）开展水化学组成研究,以期认识中亚造山带中部干旱环境下典型水系的水化学组成特征、成因及其影响因素。本研究利用已采集的北疆三大水系天然水样品及其水化学组成分析数据,同时系统收集了北疆及其周边地区文献资料,并与其他中纬度地区和国际典型气候带地区进行了综合对比。综合数据分析结果表明,北疆水系的河流溶解性固体总浓度（TDS值）普遍高于中国季风区和湿润地区河流,也高于世界平均水平;水体的主要阴阳离子分别以Ca²⁺和HCO₃^-占主导地位;主量离子间相对浓度与中国东部季风区河流类似,也与世界大部分以碳酸盐岩风化为主导的河流相似。岩石风化作用在水化学成因上对北疆大部分地区都占据主导地位;进一步定量的结果发现,不同来源对天然水溶质贡献量大小的顺序为：蒸发岩溶解>碳酸盐岩风化>硅酸盐岩风化>大气降水,证明了蒸发岩溶解和碳酸盐岩风化的主导地位。对比硅酸盐岩风化与碳酸盐岩风化,北疆水系的中低地形区硅酸盐岩影响更大,海拔较高的山地地区则碳酸盐岩影响更大。区域降水、水热组合、径流、岩性等因素都对水化学过程产生重要的影响,但与温度的关系不明显,与流域物理侵蚀过程及其季节变化等的关系尚不明确,需要开展进一步的研究工作。     

新疆地区沙漠的形成与演化——I.沙漠沙的物源（英文）

Abstract:Sandy desert landscape is a geological product of arid climate and abundant sand materials supply in natural conditions,therefore the formation of sandy desert is an ideal studying object for understanding the interaction between various stratigraphic/epigenetic spheres of the earth system.However,until now,the knowledge about the provenance and formation of these deserts in Xinjiang,Central Asia is diverse and inconsistent,a systematic review is necessary.Ancient aeolian sand sediments in the internal areas of these deserts and their twin dust deposits in the Cenozoic strata surrounding the Xinjiang deserts are direct and indirect clues reflecting the provenance of sand materials and the formation and evolution of deserts.Based on the geochemical,mineralogical and isotopic evidences of desert sands and relevant deposits in the peripheral regions,this paper reviews the research progress on the development of the sandy deserts in Xinjiang,Northwest China.Many proofs proposed that desert sands in Xinjiang were mainly sourced from the ancient pluvial,alluvial and fluvial sediments and were eventually achieved because of the local sand supply.It pointed out that the settings of tectonic structure in Xinjiang had made sediments both in the Tarim Basin and the Junggar Basin being influenced greatly by regional hydrological system and aeolian processes originated from the planetary wind system of westerly,the East Asian winter monsoon and the topographical mountain-valley winds.However,the directions of transportation paths are different between the hydrological dynamics and the aeolian dynamics,which are decided by the slantwise structures of the basins tectonics and the regional atmospheric circulation routes,respectively,and have determined anisotropies of the transport pathway of these sediments delivered by different agents.This results in a geological cycle of detrital sediment transportation in the two large basins and thus largely increases the degree of sediment mixing,alternation and recycle between younger and older sediment sources,as wellas the complexity and diversity of sand provenances.     

巴丹吉林沙漠全新世环境记录的年代校正与古气候重建

巴丹吉林沙漠地处东亚夏季风区的西北缘,是认识东亚季风演变及其区域响应的窗口.文章在系统研究前人工作的基础上,对环境记录的年代进行了新的校正,并重建了全新世环境演变的历史.分析结果显示,巴丹吉林沙漠在早全新世开始出现高湖面,早中全新世在湖区广泛出现高湖面和淡水环境并在沙漠东北缘发育了古土壤,晚全新世时湖泊水位下降,沉积地层以风成砂为主.巴丹吉林沙漠全新世环境变化总体上可分为3个阶段:晚更新世末至早全新世初气候干旱;在10.0cal.kaB.P.左右气候由干向湿快速变化,并在8.5～4.0cal.kaB.P.期间气候最为湿润,但同时存在短期的十湿波动;4.0cal.kaB.P.以来气候总体干旱,但在2.2cal.kaB.P.左右出现短期的湿润.巴丹吉林沙漠全新世气候变化反映了该地区在早全新世东亚夏季风降水明显增强,中全新世季风降水较强,晚全新世季风降水减弱,同时具有短时期的不稳定性.10.0cal.kaB.P.以来巴丹吉林沙漠气候总体由湿润向干旱变化,应与北半球全新世以来太阳辐射的持续减弱有关.