寒旱所研究巴丹吉林沙漠地表沉積物粒度特征及區域差異

　　巴丹吉林沙漠是阿拉善荒漠的中心，分布于弱水東岸的古日乃湖以東，宗乃山和雅布賴山以西，拐子湖以南，北大山以北的地區，面積約4.92萬km2，是中國第二大流動性沙漠；該沙漠約80％的面積為流動沙丘所覆蓋，其中高大沙山約占總面積的61％。從世界范圍來看，高大沙山在整個沙漠廣泛分布的情形是極少見的，研究人員把巴丹吉林沙漠的高大沙山看作是有別于世界上其他沙漠的顯著特征。

　　在沙丘動力系統中，地表沉積物的粒度特征不僅是風力對源區物質搬運和分選作用的反映，也是沙丘形成過程中風力強度的重要記錄，同時還體現了地形及其他障礙物對風沙流運移過程的改變。因此，粒度分析是風沙地貌學研究的基本手段之一，沉積物粒度特征可以反映并有助于反演沙丘形成過程中的沉積環境。為分析巴丹吉林沙漠地表沉積物的粒度特征及其區域分異規律，探討該沙漠與國內外其他沙漠的物質機械組成差異，并為該地區的沙漠形成演變機理、物源探討、沙丘形成與發育動力過程反演、地表沙塵釋放量估算等研究提供基礎數據，中國科學院寒區旱區環境與工程研究所沙漠與沙漠化重點實驗室科研人員對巴丹吉林沙漠不同區域、不同類型沙丘、不同地貌部位的223個地表沉積物樣品進行粒度分析。

　　研究分析表明：巴丹吉林沙漠的流動沙丘主要由細沙組成，其含量可達49.5%～66.1％；沙丘沙的平均粒徑介于2.104～2.706 Φ之間，粗于塔克拉瑪干沙漠和騰格里沙漠，與世界其他沙海中沙物質粒徑相比處于中等粗細。粒徑最細者為灌叢沙丘表面沙粒，最粗者為橫向沙山迎風坡；分選度好至極好，均為正偏中等峰態。丘間地物質粗于沙丘沙，平均粒徑為1.409 Φ，分選較好，正偏窄峰態。從頻率曲線來看，沙丘沙為單峰，丘間地多為雙峰或三峰。在典型橫向沙山剖面上，自迎風坡坡腳至沙丘頂部平均粒徑變細而分選性變好，最粗的沙粒出現在靠近迎風坡坡腳的丘間地，而最細和分選最好的沙粒出現在緊鄰沙丘頂部的背風坡。盡管橫向沙山與新月形沙丘和沙丘鏈的尺度不同，但二者同屬橫向沙丘系統，具有相似的沙丘動力機制，因而粒度參數之間關系的表現趨同。從區域上來看，在平行于主導風向的3條NW-SE向斷面上，沙漠中北部高大沙山之間低矮“通道”上的沙粒平均粒徑存在微弱的變細趨勢，而高大沙山區則不存在明顯的變化規律；在平行于雅布賴山的3條SW-NE向斷面上，粒度參數沿斷面方向無明顯的變化規律，但斷面越靠近雅布賴山平均粒徑越粗。一般認為巴丹吉林沙漠是中國重要的沙塵源區之一，然而粒度分析結果表明，沙漠中北部幾乎不含粉沙黏土(0.0625 mm）組分，而東南部的橫向沙山區含量則相對較高，這就需要進一步推斷巴丹吉林沙漠具體的沙塵源區和沙塵釋放過程。

　　以上變化規律說明，除了物源和主導風向等宏觀因素外，引起局地氣流改變進而影響沙粒躍移過程的地形起伏、植被覆蓋等微觀因素也對沙粒分選過程起著重要的控制作用；宏觀和微觀因素共同作用，最終形成的粒度參數規律性在沙丘尺度上要好于區域尺度上。該粒度分析結果，對于分析巴丹吉林沙漠沙物質來源和形成演變過程、反演高大沙山形成機理、估算地表沙塵釋放量等均具有重要參考意義。

　　本研究項目受到國家自然科學基金項目（40801007）和中國科學院“西部之光”博士項目共同資助；研究成果發表于《中國沙漠》(2011，31(6))。

粒度參數之間散點關系圖