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。     

内蒙古额济纳盆地沉积物粒度特征及沉积环境

沉积物的粒度特征对于分析区域沉积动力环境有着重要意义。本文以额济纳盆地为研究区,以戈壁、河床和沙丘3个主要地貌单元采集的表层沉积物样本的粒度测量结果为数据源,基于粒度参数分析和端元建模分析,研究了沉积物的粒度特征、端元构成和反映的沉积动力环境。结果表明：（1）额济纳盆地表层沉积物粒度曲线具有单峰和多峰分布,其中戈壁和沙丘沉积物组成上以砂质为主,河床沉积物组成上以砂质和粉砂质为主。（2）表层沉积物可分解出4个主要端元,端元1到端元4的主要物质依次为粗粉砂、细砂、中砂和细砂混合物以及粗砂和中砂混合物。（3）区域环境特点分析表明,表层沉积物端元1主要代表了以流水为主的动力过程,端元2主要代表了风力作用和局部地形环境复合的过程,端元3和端元4主要是风力主导下的多外营力复合以及局部环境共同作用的结果。     

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。     

阿拉善高原东南部干涸湖盆沉积物粒度特征

干涸湖盆是西北干旱区广泛分布的地貌类型,也被认为是重要的沙尘源区,但目前对该类地表的土壤风蚀过程与特征研究较少。干涸湖盆沉积物和植被盖度的空间差异性导致沙尘释放过程和风蚀过程具有时空差异性。为了探讨干涸湖盆的土壤风蚀特征,选择阿拉善高原东南部的干涸湖盆为研究区域,沿主风向（西北-东南）方向,选择4个区域,野外实地收集湖相沉积物和灌丛沙丘样品,进行粒度特征分析。结果表明：（1）干涸湖盆地表沉积物粒度存在明显的空间差异性,一方面反映了物源的差异性,另一方面反映了风蚀过程的差异性。（2）受植被和风程长度的影响,上风向和下风向风蚀较弱,而中部地区风蚀最大。     

美国西部红层地貌发育及与中国东南部丹霞地貌的对比

美国西部和中国东南部都是世界上中生代红层的主要分布区,形成了以赤壁丹崖为特征的地貌景观,具有很高的对比研究价值。通过地质资料分析和野外考察,对美国西部红层的分布和形成年代,地质构造背景,岩性和地貌特征等进行梳理,并和中国东南部丹霞地貌进行对比。结果表明：美国西部红层地貌和中国东南部丹霞地貌都是发育在红层基础上的侵蚀地貌,都有显著的红色陡崖坡,但受控于区域地质构造、物质基础、及主导外营力等因素的差异,两地具体的地貌特征并不完全一致。美国西部红层主要形成于三叠纪和侏罗纪,红层堆积的构造环境为大型弧后盆地,沉积环境复杂多变,以陆相为主,尤以风沙沉积最为典型,岩性以细砂—粉砂岩和泥岩为主,砾岩很少,主导外营力为流水下切,红层发育的地貌类型相对单一,总体以高原—峡谷景观为主。中国东南部丹霞地貌区的红层多形成于白垩纪,构造环境为内陆中小型断陷/拗陷盆地,沉积环境全部为陆相,以粗碎屑混杂堆积为主,主导外营力以流水冲刷侧蚀为主,发育的地貌类型较为多样,整体以簇群式峰丛—峰林景观为主。     

川东褶皱山系“Ω形地貌”特征、成因和演化——以拟建华蓥山大峡谷地质公园为例

以华蓥山中段华蓥山大峡谷地质公园内的"Ω形地貌"为例,在野外调查和资料分析的基础上,借助DEM,运用地貌学相关理论,对川东褶皱山系"Ω形地貌"特征、成因和演化进行了探讨。研究表明:该地貌在平面上呈"Ω"字形,发育于特殊的地质背景下,特点是内腔宽大,隘口窄小;华蓥山老龙洞背斜、李子沿向斜,近北东向和北西向两组节理以及走向断层——涂家院子2#逆断层是"Ω形地貌"形成的构造背景;风化作用、流水侵蚀和溶蚀作用,是"Ω形地貌"主要外营力;"Ω形地貌"的形成过程分为6个阶段:前期(构造隆起为主的阶段)、幼年期(自由沟渠阶段)、青年期(断层发育后顺坡向形成横向断层谷)、壮年初期(形成"Ω形地貌"雏形)、壮年期("Ω形地貌"最终形成)、老年期。     

美国西部丹霞地貌特征及演化过程研究——以犹他州Zion国家公园为例

丹霞地貌是一种重要的风景地貌,研究其地貌特征和演化过程可以为保护与利用这一地质遗迹提供科学支持。中生代红层是我国丹霞地貌发育的物质基础,在美国西部的科罗拉多高原亦有大量分布。为增进国内同行对美国西部红层与丹霞地貌的了解,以犹他州Zion国家公园为例,通过实地考察,岩样理化性质测试,并结合GIS和DEM分析,对其地貌特征和演化过程进行探讨。结果表明:区域构造方面,Zion公园红层沉积于大型的弧后盆地——西部内陆盆地,盆地抬升时形成的节理群对丹霞地貌发育具有控制作用;红层岩性方面,Zion公园发育丹霞地貌的红层以风沙沉积为主,岩性为细砂—粉砂岩,但不同段的风成砂岩在胶结特性和岩石强度上存在较大差异;地貌特征方面,Zion公园整体为高原—深切峡谷景观,其中高程为1800～2000 m的部分占比最大,公园南部比北部切割侵蚀程度更高,形成的单体地貌以块状山崖—沟谷组合为主,同时还因地下水的基部渗流侵蚀和风蚀作用在崖壁上发育有各种洞穴景观;演化过程方面,Zion公园丹霞地貌发育经历了构造盆地形成—红层堆积—地壳隆升—外力塑造四个阶段,三叠纪末期形成的西部内陆盆地为红层堆积提供了相对稳定的沉积环境,侏罗纪期间干旱的气候环境下形成了大规模的风沙沉积,白垩纪末期科罗拉多高原的抬升及形成的节理裂隙为外力侵蚀提供了条件。其中,强烈的流水下切是该地区丹霞地貌发育的主导外营力,并一直持续至今。     

风-水两相作用区内河床沉积粒度对地貌过程的响应:以内蒙古黑赖沟流域为例（英文）

黑赖沟流域位于内蒙古风-水两相交互侵蚀区域,主河道的泥沙输移特征较为复杂。为了分析河道沉积粒度与地貌过程的关系,文中主要通过探讨粒度参数与外营力特征的关系对沉积粒度的成因机制进行了研究。在分析过程中首先对河床沉积粒度参数、风成颗粒的最大粒径、河流功率和面积-高程积分值沿河道方向的连续变化值进行了计算,分别对不同河段的外营力活动特征进行分析,并以此为基础,将粒度参数作为因变量,其余三者作为自变量,建立了多元回归函数。分析结果显示不同河段外营力对河床沉积物的影响特征不同,其中上游河段河床沉积物主要受径流和风力作用影响;中游河段主要受河流作用影响,沉积颗粒的分选性最差,沉积颗粒的大小与河流功率关系密切,粗质颗粒难以被搬运到下游河段;下游河段受库布齐沙漠影响的可能性较大。就河道整体特征来讲,河道两侧地貌的侵蚀演化特征对河道内的沉积颗粒影响不显著,河床沉积物特征主要受河流和风力作用,其中沉积颗粒的平均粒径主要反映了河流功率的大小,风力作用对沉积颗粒的分选性具有一定影响。河道内的风成颗粒主要来自流域西部,粒径值不会大于0.88Φ,其中下游河段内的风成颗粒比上游河段略粗。总而言之,河流作用对河道沉积粒度特征的影响起主要作用,风力作用次之。     

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。     

柴达木盆地雅丹形态特征及成因

雅丹是沟槽和垄脊相间排列的典型风蚀地貌，雅丹研究是风沙地貌学科的薄弱环节。结合遥感影像和气象数据，对柴达木盆地雅丹地貌的分布、形态特征和发育环境进行了研究。结果表明：柴达木盆地雅丹体形态参数长（l）与宽（w）之间具有良好的正相关关系，即l=3.8685w+7.7109；雅丹地貌的形态受地形、地层性质、气候条件和外力等因素影响；柴达木盆地主风向为WNW和NW，与该区域雅丹的长轴走向吻合，说明研究区雅丹的形成主要靠风蚀作用。     

中国干旱区不同成因碎屑沉积物的吹蚀速率研究

1 Introduction The sand deserts in China are the product of long-term wind erosion from clastic sediments and remodified by wind in the arid environments (Wu, 1987; Gao et al., 1993). The origin of aeolian sand is an elementary issue in studying morpholog…     

中国干旱区不同成因沉积物吹蚀速率的实验研究

通过对中国干旱区8种不同成因沉积物吹蚀速率的风洞实验,从风蚀动力机制上讨论沙漠的物质来源及其与沙丘发育和沙漠形成的关系。对比风洞实验测定结果发现,在我国西北干旱区及其周围分布最广的8种沉积物中,吹蚀速率从大到小依次是：湖相沙 > 河流沙 > 砂页岩风化物 > 洪积物 > 冰水沙 > 花岗岩风化物 > 坡积物 > 冰碛物。吹蚀速率与沉积物组成中0.063~2 mm的易蚀性颗粒含量和分选性成显著线性正相关,与 < 0.063 mm的粉粘粒和 > 2 mm的砾石含量成显著线性负相关。根据不同沉积物吹蚀速率的差异性,可以将这8种沉积物划分为4类：(1) 湖相沙和河流沙在干燥条件下极易遭受风蚀,是最主要的沙源物质;(2) 砂页岩风化物、洪积物和冰水沙吹蚀速率较强,为次要的沙源物质;(3) 花岗岩风化物和坡积物吹蚀速率较差,仅能提供少量沙物质;(4) 冰碛物对风力有较强的抗蚀性,所能提供的沙物质数量甚微。我国沙漠的形成除了强盛的风力条件以外,内陆湖盆的干涸导致大范围湖相沙层的暴露以及流水对碎屑物质的前期分选起到了关键作用,这可能是我国沙漠一般分布在内陆湖盆周围或河流沿岸的主要物质原因。     

库鲁克沙漠风沙地貌与沙丘移动

库鲁克沙漠位于塔里木河下游以东，是塔克拉玛干沙漠的重要组成部分。利用风况资料和Google Earth卫星影像，对该沙漠的风沙地貌及其移动特征进行分析。结果表明：库鲁克沙漠风能环境属于低至中等；合成输沙势方向为西南至西南偏西方向；方向变率属于中等。具有风积和风蚀两种地貌类型，风积地貌类型主要包括平沙地、灌丛沙丘、新月形沙垄、新月形沙丘及沙丘链、复合新月形沙丘和复合型沙丘链，风蚀地貌类型主要为雅丹。沙漠西部新月形沙丘的移动方向为西南偏西方向，与当地合成风向大体一致。沙丘移动速率为9.5~37.8 m·a^-1，呈现明显的空间差异，主要取决于当地风况、沙丘高度和沙丘密度等因素，与沙丘高度和沙丘密度呈指数负相关关系。沙丘的形成发育及其移动是由多种因素相互作用的复杂过程，而这种复杂性塑造了丰富的风沙地貌类型及其区域差异性。     

Deflation rates of different clastic sediments in the arid regions of China

By wind tunnel experiment, we studied the deflation rates of 8 different clastic sediments in the arid regions of China, discussed the sources of aeolian sand and their influence on the development of sand dunes and formation of sand deserts from the view of dynamics of wind erosion. The average deflation rates of 8 typical clastic sediments in the arid regions of China can be arranged in the order of lacustrine sand > alluvial sand > weathered sandstone and shale > pluvial sediments > fluvioglacial sand > weathered granite > slope deposit > glacial sediments. The deflation rates exhibited strong positive correlations with the erodible particle (0.063–2mm) content and sorting features. In contrast, the deflation rates had obvious negative correlations with the contents of silt clay (<0.063 mm) and gravel (>2 mm). According to the deflation rates, the 8 typical clastic sediments can be divided into four categories: (1) lacustrine and alluvial sand, which are readily prone to wind erosion, assumed to be the main source of aeolian sand; (2) weathered sandstone and shale, pluvial sediments and fluvioglacial sand with considerable deflation rates, might be the secondary source of aeolian sand; (3) weathered granite and slope deposit having the lower deflation rates, could supply a little aeolian sand; and (4) glacial sediments with a strong anti-erodibility, could hardly offer any aeolian sand. In addition to the strong wind conditions, the exposure of extensive lacustrine sand induced by the desiccation of inland lake basin, as well as the pre-sorting of clastic sediments by flowing water should be the key factors influencing the development of sand deserts in China. The possible reason the sand deserts in China being mostly distributed around the inland lake basins and along riverbanks could be better understood through sand source analysis.     

塔克拉玛干沙漠腹地垄间沙粒胶结体的基本特性及研究价值

在塔克拉玛干沙漠腹地的部分垄间平沙地中,天然分布有一种特殊物质——沙粒胶结体,其与地表的粗沙和极粗沙呈复区分布,共同构成了覆盖沙面的大颗粒层。实地调查和取样分析表明:沙粒胶结体直径不一,能达到粗沙级、极粗沙级和砾石级(细粒和中砾),最大可达23.5 mm;颗粒形状不规则,质地较硬,手捏不碎;密度为2.51 g·cm^-3,略小于砾石和当地沙丘沙;可溶物的pH值呈中性,电导率2.56 mS·cm^-1,主要成分为CaSO₄。砾石尺度的沙粒胶结体在地表的分布密度可达807粒·m^-2,覆盖度2%~3%,由于其尺度和密度与砾石接近,它也应具有与砾石类似的风沙效应。沙粒胶结体也是一种天然固沙材料,研究其形成机制有助于开发新型固沙技术和固沙产品;沙粒胶结体可以抑制沙面风蚀、调节风沙流输沙强度、影响沙丘形态演变,探讨其风沙效应有助于深入认识塔克拉玛干沙漠垄间地的沙面稳定机制。沙粒胶结体的形成应与特殊的地质历史环境背景有关,可以作为沙漠地区历史时期气候变化的一个证据。因此,沙粒胶结体在防沙治沙技术开发、沙漠地区特殊下垫面风沙运动过程、沙漠环境形成演变等方面具有重要的研究价值,值得今后进行深入研究。     

库姆塔格沙漠地表物质组成、来源和风化过程(英文)

Kumtagh Desert is one of the eight biggest deserts in China, but poorly investigated before our interdisciplinary study because of the difficulty of access. In this paper, 33 representative surface sediment samples were collected from the Kumtagh Desert and analyzed in the laboratory to obtain heavy mineral components and geochemical element contents. Results show that various kinds of heavy minerals are present in these samples, with high levels of epidote and hornblende. Si and Al take up a large part of chemical composition. Compared with the average composition of geochemical elements of the upper continental crust (UCC), except Si and Ca, all elements are depleted to a certain degree; Fe, Mg, Ca, P, Ti and Mn have high correlation coefficients in their contents. The mineral and geochemical composition of the Kumtagh Desert sediments have a similarity with that of rocks of Altyn Tagh Mountains, and the surface sediments of the alluvial/diluvial fans around the Altyn Tagh Mountains and that of the Taklamakan Desert, indicating that one major source of the Kumtagh Desert sediments is located in the Altyn Tagh Mountains. Alluvial deposits and lake sediments in Aqik valley and lower reaches of Shule River are prone to be eroded and transported by the strong northeasterly wind into the Kumtagh Desert, forming another source of the desert deposits. An A-CN-K ternary diagram shows that a weak degree chemical weathering by the loss of Na and K occurred in these sediments, whereas A-CNK-FM ternary diagram suggests that Fe and Mg have undergone a significant chemical differentiation. Physical weathering processes cause easy erosion and enrichment in fine particles for mafic minerals, thus coarse desert sand particles can be relatively depleted in Fe and Mg. The mineral and geochemical composition of sediments in arid regions experiencing less chemical weathering are mostly affected by physical weathering.     

东部沙区表土有机质和速效养分与风沙环境关系初探

东部沙区表土有机质、速效养分含量普遍较低。按照库布齐沙漠、毛乌素沙地、浑善达克沙地、科尔沁沙地和呼伦贝尔沙地的次序,有机质和速效K含量逐渐增大,这种分布格局与区域风沙环境性质、风沙活动方式密切相关;各沙漠/沙地内部,表土有机质和速效K含量分别与植被盖度、颗粒平均粒径、分选系数之间存在较好的相关性。速效N和速效P含量未表现出上述变化规律。可见有机质和速效K含量对风沙环境的变化较为敏感,因而其在表土中的再分配可以在一定程度上反映局地风沙环境的变化,而速效N和速效P对风沙环境的指示意义不明显。东部沙区表土有机质、速效N及速效P含量普遍高于西部沙区,而速效K含量明显偏低。     

中国东部沙区表层沉积物粒度特征

通过分析中国东部沙区表层沉积物粒度特征及其与风力、植被覆盖的相关性,探讨了东部沙区现代风沙沉积环境及其区域差异性。结果显示:东部沙区各沙漠/沙地粒径级配相对一致,均以细沙、中沙为主,粒度分布整体呈单峰形态,中等分选,粒度分布和分选性均与西部沙区有较大不同。风力和植被覆盖状况的差异决定了各沙地所处的风沙环境性质和风沙活动强度不同,导致东部沙区表层沉积物粒度特征存在明显的区域差异性。其中,库布齐沙漠粒度特征与该区风蚀、搬运、堆积过程频繁交替的风沙活动方式密切关联;呼伦贝尔沙地粒度特征反映了风蚀主导的风沙环境;科尔沁沙地、浑善达克沙地,毛乌素沙地粒度特征和风沙活动方式相对复杂,与这3个沙地内部风蚀主导区和沙尘沉降主导区镶嵌分布的格局有关。东部沙区表层沉积物平均粒径和分选系数均与沙地年均风速和植被总盖度双因素之间具有显著的非线性相关性。     

苏宏图戈壁沉积物分形空间变异性及其成因

戈壁沉积物组分结构具有分形特征,能否利用分形特征及其变异性指示戈壁地表沉积物形成过程中的风沙作用目前认识不足。通过计算内蒙古苏宏图戈壁地表表层沉积物的分形维数值并分析了其空间变异性。结果表明:沉积物分形维数值随0.050~0.179 mm跃移组分含量的增大而增大,随0.179~20.919 mm蠕移及风蚀残余组分含量的增大而减小。风为塑造戈壁地貌的主导因素,戈壁沉积物分形值小于冲积、洪积作用下的泥石流沉积物(2.630~2.738),大于风力作用为主的沙漠、黄土沉积物(2.122、1.930)。风力使戈壁形成“均质面”,空间变异程度为中等空间相关性(32.8%):主导上风向裸露戈壁地表,沉积物以蠕移及风蚀残余组分为主(平均含量59.88%),分形维数均值为2.39;下风向半荒漠戈壁地表,沉积物以跃移组分为主(平均含量46.96%),分形维数均值分别为2.45、2.48,受主导风影响较弱的山间砂砾质地表,蠕移及风蚀残余组分含量较多(平均含量58.22%),分形维数均值为2.46。分形及其变异性指标可反映戈壁沉积物组分变化中的风沙作用过程。     

塔克拉玛干沙漠腹地高大复杂纵向沙垄区沙丘分形特征

为了探讨塔克拉玛干沙漠小尺度风沙地貌形态特征,对沙漠腹地复杂纵向沙垄横断面的上覆沙丘的分形特征进行了研究。沙丘形态野外测量采用RTK(real-time kinematic)技术,并通过南方测绘软件(South Survey)量算形态特征参数。研究结果表明:(1)沙丘形态具有分形特征,饼状沙堆和沙片的分维数是1.292 2,新月形沙丘的分维数是1.286 6,简单线性沙丘的分维数是1.102 5,新月形沙丘链的分维数是1.085;(2)在不同地貌部位之间,分维数差异不大(1.0~1.3),变异系数为0.06,表明复杂纵向沙垄上覆沙丘形态有自相似性;(3)沙丘的各形态特征参数变异系数的空间变化趋势一致,且与分形维数呈显著的线性正相关(P<0.05),表明沙丘形态分形维数能客观反映沙丘形态特征。在塔克拉玛干沙漠腹地纵向沙垄区,沙丘形态分形维数可以作为反映风沙环境特征的定量指标。