寒旱所研究巴丹吉林沙漠地表沉积物粒度特征及区域差异

　　巴丹吉林沙漠是阿拉善荒漠的中心，分布于弱水东岸的古日乃湖以东，宗乃山和雅布赖山以西，拐子湖以南，北大山以北的地区，面积约4.92万km2，是中国第二大流动性沙漠；该沙漠约80％的面积为流动沙丘所覆盖，其中高大沙山约占总面积的61％。从世界范围来看，高大沙山在整个沙漠广泛分布的情形是极少见的，研究人员把巴丹吉林沙漠的高大沙山看作是有别于世界上其他沙漠的显著特征。

　　在沙丘动力系统中，地表沉积物的粒度特征不仅是风力对源区物质搬运和分选作用的反映，也是沙丘形成过程中风力强度的重要记录，同时还体现了地形及其他障碍物对风沙流运移过程的改变。因此，粒度分析是风沙地貌学研究的基本手段之一，沉积物粒度特征可以反映并有助于反演沙丘形成过程中的沉积环境。为分析巴丹吉林沙漠地表沉积物的粒度特征及其区域分异规律，探讨该沙漠与国内外其他沙漠的物质机械组成差异，并为该地区的沙漠形成演变机理、物源探讨、沙丘形成与发育动力过程反演、地表沙尘释放量估算等研究提供基础数据，中国科学院寒区旱区环境与工程研究所沙漠与沙漠化重点实验室科研人员对巴丹吉林沙漠不同区域、不同类型沙丘、不同地貌部位的223个地表沉积物样品进行粒度分析。

　　研究分析表明：巴丹吉林沙漠的流动沙丘主要由细沙组成，其含量可达49.5%～66.1％；沙丘沙的平均粒径介于2.104～2.706 Φ之间，粗于塔克拉玛干沙漠和腾格里沙漠，与世界其他沙海中沙物质粒径相比处于中等粗细。粒径最细者为灌丛沙丘表面沙粒，最粗者为横向沙山迎风坡；分选度好至极好，均为正偏中等峰态。丘间地物质粗于沙丘沙，平均粒径为1.409 Φ，分选较好，正偏窄峰态。从频率曲线来看，沙丘沙为单峰，丘间地多为双峰或三峰。在典型横向沙山剖面上，自迎风坡坡脚至沙丘顶部平均粒径变细而分选性变好，最粗的沙粒出现在靠近迎风坡坡脚的丘间地，而最细和分选最好的沙粒出现在紧邻沙丘顶部的背风坡。尽管横向沙山与新月形沙丘和沙丘链的尺度不同，但二者同属横向沙丘系统，具有相似的沙丘动力机制，因而粒度参数之间关系的表现趋同。从区域上来看，在平行于主导风向的3条NW-SE向断面上，沙漠中北部高大沙山之间低矮“通道”上的沙粒平均粒径存在微弱的变细趋势，而高大沙山区则不存在明显的变化规律；在平行于雅布赖山的3条SW-NE向断面上，粒度参数沿断面方向无明显的变化规律，但断面越靠近雅布赖山平均粒径越粗。一般认为巴丹吉林沙漠是中国重要的沙尘源区之一，然而粒度分析结果表明，沙漠中北部几乎不含粉沙黏土(0.0625 mm）组分，而东南部的横向沙山区含量则相对较高，这就需要进一步推断巴丹吉林沙漠具体的沙尘源区和沙尘释放过程。

　　以上变化规律说明，除了物源和主导风向等宏观因素外，引起局地气流改变进而影响沙粒跃移过程的地形起伏、植被覆盖等微观因素也对沙粒分选过程起着重要的控制作用；宏观和微观因素共同作用，最终形成的粒度参数规律性在沙丘尺度上要好于区域尺度上。该粒度分析结果，对于分析巴丹吉林沙漠沙物质来源和形成演变过程、反演高大沙山形成机理、估算地表沙尘释放量等均具有重要参考意义。

　　本研究项目受到国家自然科学基金项目（40801007）和中国科学院“西部之光”博士项目共同资助；研究成果发表于《中国沙漠》(2011，31(6))。

粒度参数之间散点关系图