巴丹吉林沙漠沙丘形态与风动力关系的初步研究

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1、第３０卷第６期中国沙漠Ｖｏｌ．３０Ｎｏ．６２０１０年１１月ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＤＥＳＥＲＴＲＥＳＥＡＲＣＨＮｏｖ．２０１０文章编号：１０００－６９４Ｘ（２０１０）０６－１２８５－０７巴丹吉林沙漠沙丘形态与风动力关系的初步研究刘陶１，２，杨小平１，董巨峰１，范兴燕１，李鸿威１，２，朱秉启１（１．中国科学院地质与地球物理研究所新生代地质与环境重点实验室，北京１０００２９；２．中国科学院研究生院，北京１０００４９）摘要：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

2、４０ａ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。关键词：沙丘形态；风动力；粒度；巴丹吉林沙漠中图分类号：Ｐ

3、９３１．３文献标识码：Ａ地处内蒙古西部阿拉善高原的巴丹吉林沙漠，主导作用下的固定－加积循环演化模式。陈建生［２１］位于东亚季风系统中东南季风的末端，特殊的地理等指出远源地下水是高大沙丘存在的主要原因。位置决定了该沙漠有别于世界上受副热带高压或冷为了能进一步认识巴丹吉林沙漠高大沙山的形成和洋流控制的热带－亚热带沙漠和海岸带沙漠。巴丹演化，笔者拟通过气象资料、地形测量、遥感影像判吉林沙漠受东南季风和蒙古－西伯利亚内陆高压季读和沉积学分析，从宏观和微观尺度来探讨巴丹吉节性交替控制，沙漠的内部发育着众多的内陆湖泊林沙漠复合沙山的形态和动力形成机制，试图基于［１－２］和世界上最为高大的复

4、合型沙山群。这种湿地现代过程的地貌研究为解释沙丘发育与区域沉积环与沙丘并存的地貌景观是多重气候系统综合作用下境和风场演变历史提供依据。的产物。因此，它可能成为气候变化信号的良好载１区域概况体。现代沙丘的固定－活化与古沙丘证据所反映的沙漠范围变化可能是区域性季风气候变化和全球气巴丹吉林沙漠面积约５万ｋｍ２，是我国第二大［３－４］候波动的重要标志。风沙沉积过程中沙颗粒会流动沙漠。其西部、北部分别毗邻古日乃湖和拐子在各方向上运移，沉积过程与侵蚀过程相伴，因此，湖两大古湖盆，东部和南部分别与雅布赖山和北大对沙漠沙丘的形成演化研究应该结合沙丘形态、沉山接界（图１）。海拔自西北向东南由１０

5、００ｍ左右［５－６］积结构、动力机制三方面来考虑。升至１５００ｍ左右，年均降水量由约４０ｍｍ增加至［１－２］过去，国内外学者通过多种方法对亚洲内陆干１２０ｍｍ。沙漠东南部发育着众多高大沙山和旱区的沙丘形态和风沙运移进行了一定的描述和统丘间地湖泊，最大沙山与湖面的相对高度超过４００［７－１５］计分析研究。自２０世纪６０年代中国科学院ｍ。在地质构造上，巴丹吉林沙漠主体位于华北板治沙队对巴丹吉林沙漠地貌、湖泊景观进行综合考块、塔里木板块和蒙兴造山带接壤处的阿拉善微地［２２］［２３］察以来，众多学者深入沙漠腹地开展工作，探究高大块的南部。勘察及钻井资料表明，阿拉善微地［５，１６－２１］

6、［５］沙山的形成、演化机制。其中，王涛强调指块有明显的基底及盖层；晚古生代岩浆活动强烈，区出了基岩或下伏地形对沙漠正地形（沙山）形成的重域内有侵入岩形成，分布面积广；新生代以来，受到［１６］要作用。杨小平认为沙山是多期古风成沙叠加剥蚀、夷平作用，盖层上部新生界厚度的区域差异明［１８］形成的。张伟民等提出了高大沙山在气候波动显，但总体较薄，新近纪以来多为湖相和风沙沉积。收稿日期：２０１０－０１－１８；改回日期：２０１０－０４－２９基金项目：中国科学院知识创新重要方向项目（ＫＺＣＸ２－ＹＷ－１１９）和国家自然科学基金重点项目（４０９３０１０５）资助作者简介：刘陶（１９８４—），男（

7、汉族），辽宁锦州人，硕士研究生，主要从事沙漠环境地质研究。Ｅｍａｉｌ：ｍａｒｉｎｅ＿ｉｓｏｔｏｐｅ＠１６３．ｃｏｍ１２８６中国沙漠第３０卷图１巴丹吉林沙漠区域图Ｆｉｇ．１ＯｖｅｒｖｉｅｗｏｆｔｈｅＢａｄａｉｎＪａｒａｎＤｅｓｅｒｔ除样品中的植物根须、残骸、种子等杂质；②以稀盐２野外工作及实验方法酸去除样品中的钙质胶结或其他胶结物，并用去离在多次对巴丹吉林沙漠地貌考察的基础上，应子水多次冲洗后烘干；③称取处理样品６０ｇ，在电动用电子全站仪在野外对典型沙丘形态进行了测量。机械振筛仪（Ｒｅｔｓｃｈ