發(fā)布時(shí)間：2020-10-31 16:17

　　 巴丹吉林沙漠除具有世界上高差最大的沙山外,還擁有沙山與湖泊呈交替排列分布的特殊景觀,所以巴丹吉林沙漠地貌一直都是沙漠地理學(xué)者高度關(guān)注的對(duì)象。該區(qū)沙山與湖泊密切相關(guān),把兩者聯(lián)系在一起進(jìn)行研究有助于深刻認(rèn)識(shí)它們的形成和內(nèi)在關(guān)系。沙山風(fēng)沙物質(zhì)組成、地貌分帶、湖水及地下水化學(xué)特性、沙層水分含量和水分運(yùn)移等對(duì)沙山和湖泊的形成具有重要的作用,但因自然環(huán)境條件惡劣、深入沙漠腹地困難等原因,對(duì)巴丹吉林沙漠的物質(zhì)組成、地貌分帶、沙山發(fā)育模式、沙層水分與沙山形成及湖泊形成的關(guān)系等研究總體較少。過(guò)去對(duì)巴丹吉林沙漠地貌的研究,大多集中在較大尺度范圍的沙丘地貌與沙漠地表物質(zhì)組成的分布特征方面,目前還沒(méi)有見到單個(gè)沙山的物質(zhì)組成與地貌分帶相結(jié)合的系統(tǒng)、定量研究成果的發(fā)表,也沒(méi)有見到將深部沙層含水量與沙山形成及湖泊形成相聯(lián)系的研究成果發(fā)表。本文研究了該區(qū)沙山與湖泊形成的主要環(huán)節(jié),為最終解決沙山與湖泊的形成提供了依據(jù)。 巴丹吉林沙漠區(qū)沙山、湖泊地貌與沙層水分的研究,對(duì)揭示沙山與湖泊形成機(jī)制及動(dòng)力變化、沙層水分對(duì)湖水的補(bǔ)給和對(duì)沙山形成的作用有重要科學(xué)意義,對(duì)維護(hù)當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境平衡、保護(hù)生物多樣性、控制沙漠化和科學(xué)開發(fā)利用沙漠水資源等具有重要實(shí)際意義。 為了查明巴丹吉林沙漠東南部沙山與湖泊的形成、沙漠湖水的補(bǔ)給來(lái)源,揭示極端干旱的荒漠沙山區(qū)沙層水分對(duì)沙山形成的作用,選擇巴丹吉林沙漠東南部沙山與湖泊密集分布的中心地區(qū),通過(guò)野外觀測(cè)、粒度分析、元素測(cè)定、水化學(xué)分析、掃描電鏡鑒定與能譜分析等方法,獲得了沙山迎風(fēng)坡地貌分帶、沙山不同部位沉積物的粒度組成和各粒級(jí)含量的變化、沙山不同部位沉積物中常量元素和微量元素的含量、沙漠湖泊及地下水化學(xué)成分、沙層水分含量、沙層中次生鹽類晶體形態(tài)和化學(xué)成分等數(shù)據(jù)。根據(jù)野外觀察資料和實(shí)驗(yàn)分析數(shù)據(jù),研究了巴丹吉林沙漠東南部沙山迎風(fēng)坡的地貌分帶特征、沙山不同部位沉積物的粒度組成和含量變化與沙山形成風(fēng)動(dòng)力條件之間的關(guān)系、沙山常量元素和微量元素的含量變化對(duì)地貌分帶的指示作用、水化學(xué)成分空間變化規(guī)律對(duì)湖泊及地下水補(bǔ)給來(lái)源的指示作用、高含量薄膜水與次生石膏對(duì)沙山水分運(yùn)移及對(duì)湖水和地下水補(bǔ)給的重要指示作用,獲得了以下主要結(jié)論： (1)根據(jù)沙山迎風(fēng)坡次級(jí)地貌類型的分布和變化的觀測(cè)數(shù)據(jù),將沙山迎風(fēng)坡地貌從下向上劃分為四個(gè)地貌帶。第l地貌帶是風(fēng)蝕粗化的低平沙地洼地帶,第2地貌帶是中下部的稀疏簡(jiǎn)單的新月形沙丘或沙丘鏈帶,第3帶是密集疊置的新月形沙丘和沙丘鏈帶,第4帶是陡峭的沙山主峰帶。 (2)提出了全球高差最大沙山形成的模式,即組成該區(qū)沙山的風(fēng)沙物質(zhì)不是一次搬運(yùn)到達(dá)沙山中上部的,而是經(jīng)過(guò)了多次的風(fēng)力搬運(yùn)階段才達(dá)到沙山上部。首先是沙山下部的中細(xì)沙物質(zhì)由風(fēng)力搬運(yùn)達(dá)到沙山的中部,并形成沙山中部新月形沙丘和新月形沙丘鏈。然后沙山中部新月形沙丘和新月形沙丘鏈在風(fēng)力作用下不斷向沙山上部移動(dòng),相對(duì)靠下部的新月形沙丘為靠上部的新月形沙丘提供風(fēng)沙物質(zhì),經(jīng)多次搬運(yùn),最后達(dá)到沙山上部并形成沙山主峰。 (3)在呼和吉林湖東沙山等沙山斜坡上首次發(fā)現(xiàn)了對(duì)大氣降水通過(guò)入滲進(jìn)入沙山深處和水循環(huán)有重要指示作用的次生石膏的存在,并發(fā)現(xiàn)次生石膏與沙層中緩慢滲出的重力水相伴出現(xiàn),指示大氣降水通過(guò)沙層入滲已經(jīng)到達(dá)了沙山的深部,并在沙山斜坡出露于地表,表明大氣降水能夠通過(guò)入滲補(bǔ)給湖水和地下水。水分進(jìn)入沙層增加了沙層濕度和沙粒間的粘結(jié),對(duì)沙山的形成起到了促進(jìn)作用。 (4)根據(jù)4m深度鉆孔剖面含水量測(cè)定,首次確定了巴丹吉林沙漠地表之下1～2m深度的沙層中存在高含量薄膜水,表明大氣降水在經(jīng)過(guò)蒸發(fā)、植物蒸騰之后,仍有一些剩余的水分通過(guò)沙層向下運(yùn)移,至少可成為湖水和地下水的補(bǔ)給來(lái)源,這與沙山區(qū)植被的帶狀分布、沙山次生石膏的形成和斜坡水分的滲出指示的湖水和地下水補(bǔ)給來(lái)源一致。同時(shí)充分證明該區(qū)沙層水分具有正常循環(huán)和沙層水分具有正平衡的特點(diǎn)。該區(qū)沙層水分的正平衡對(duì)沙山形成也起到了重要作用。 (5)巴丹吉林沙漠沙山風(fēng)沙物質(zhì)具有雙層結(jié)構(gòu),表層10cm粒度較10cm之下明顯粗,表層風(fēng)沙物質(zhì)的粗化指示沙山仍然存在一定的活動(dòng)性。不同部位沉積物粒度組成存在明顯的差異性,從沙山坡腳到坡頂粒度組成呈現(xiàn)由粗變細(xì)的趨勢(shì),這是它們的形成過(guò)程和受到的動(dòng)力作用存在差異造成的。迎風(fēng)坡坡腳粒度成分較粗,這是在風(fēng)力侵蝕作用下細(xì)小砂粒被風(fēng)力搬運(yùn)帶走、剩下了較粗粒的成分決定的。迎風(fēng)坡中上部粒度成分較細(xì)是由中上部坡度和高度較大,對(duì)風(fēng)力搬運(yùn)產(chǎn)生阻礙作用,導(dǎo)致風(fēng)力搬運(yùn)能力降低并產(chǎn)生沉積的結(jié)果。 (6)巴丹吉林沙漠沙山表層中Si元素含量從迎風(fēng)坡下部到頂部呈逐漸減少的趨勢(shì),這是穩(wěn)定性強(qiáng)含Si的石英礦物在粗顆粒中的含量較高的結(jié)果。Al、K、Nb、 Rb、Ni等元素的含量從迎風(fēng)坡下部到頂部呈增加趨勢(shì),這是這些元素含量在細(xì)顆粒沉積物中含量較高造成的。Si、Al、K、Nb、Rb、Ni等元素的含量變化對(duì)沙山地貌分帶具有重要的指示作用。 (7)巴丹吉林沙漠湖泊水化學(xué)特征空間差異明顯,由南到北沙漠湖泊的化學(xué)類型逐漸由指示鹽度較低的Na-(Mg)-(Ca)-Cl-(SO4)-(HCO3)型微咸湖泊過(guò)渡為指示鹽度較高的Na-(K)-Cl-(SO4)型鹽水湖泊。沙漠南部湖泊靠近山地接受來(lái)自山區(qū)降水入滲的補(bǔ)給要多于北部湖泊,這是南部湖泊中的離子濃度低于北部湖泊的原因。南部湖泊水面高度普遍高于北部湖泊,北部湖泊在接受南部湖泊水分補(bǔ)給的同時(shí)會(huì)帶入南部湖泊中的可溶鹽離子,導(dǎo)致北部湖水的鹽度變大。在一般情況下,離子濃度低的方向代表補(bǔ)給水的來(lái)源方向,離子濃度高的方向代表水流前進(jìn)和匯聚方向,因此該區(qū)的湖水由南向北流動(dòng)。 (8)沙漠湖泊水化學(xué)特征和湖面水位分布高度的調(diào)查資料表明,湖泊主要來(lái)自當(dāng)?shù)亟邓�補(bǔ)給及沙漠東南緣雅布賴山和南緣的黑山頭地區(qū)的降水入滲遷移補(bǔ)給。此外,巴丹吉林沙漠湖泊及大氣降水離子聚類特征也指示巴丹吉林沙漠東南部的湖水與大氣降水具有同源性。巴丹吉林沙漠東南部湖水位高于其南部河西走廊的地下水位,表明該區(qū)眾多沙漠湖泊的湖水不可能來(lái)自南部的祁連山區(qū)。
【學(xué)位單位】：陜西師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位年份】：2012
【中圖分類】：P941.73;P941.78
【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景和意義
        1.1.1 研究背景
        1.1.2 研究意義
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展
        1.2.1 國(guó)內(nèi)研究進(jìn)展
        1.2.2 國(guó)外研究進(jìn)展
    1.3 研究?jī)?nèi)容和技術(shù)路線
        1.3.1 研究?jī)?nèi)容與研究方法
        1.3.2 技術(shù)路線
第2章 研究區(qū)地質(zhì)與地理概況
    2.1 地理位置
    2.2 地質(zhì)與地貌特征
    2.3 氣候與水文
    2.4 資源狀況
第3章 巴丹吉林沙漠沙山地貌類型分帶與形成模式
    3.1 復(fù)合型沙山地貌分帶
        3.1.1 沙漠主體區(qū)沙山高度與分布范圍
        3.1.2 沙山地貌分帶劃分
    3.2 沙山地貌分帶與沙山活動(dòng)
        3.2.1 風(fēng)蝕粗化的平沙洼地帶
        3.2.2 稀疏簡(jiǎn)單的新月形沙丘或沙丘鏈帶
        3.2.3 密集疊置的新月形沙丘及沙丘鏈帶
        3.2.4 陡峭的主峰帶
        3.2.5 沙山形成與沙山活動(dòng)模式
第4章 巴丹吉林沙漠沙山粒度組成與沙山地貌分帶
    4.1 巴丹吉林沙漠沙山粒度樣品采集與測(cè)定
        4.1.1 沙山粒度樣品采集
        4.1.2 沙山粒度樣品測(cè)定
    4.2 丹吉林沙漠沙山粒度分布特征
        4.2.1 呼和吉林湖東沙山粒度分布特征
        4.2.2 音德爾圖湖東沙山粒度分布特征
        4.2.3 蘇木巴潤(rùn)吉林湖東沙山粒度分布特征
        4.2.4 廟海子湖東沙山粒度分布特征
        4.2.5 諾爾圖湖東沙山粒徑分布特征
    4.3 巴丹吉林沙漠沉積物粒度參數(shù)分布特征
        4.3.1 常用粒度參數(shù)
        4.3.2 呼和吉林湖東沙山粒度參數(shù)分布特征
        4.3.3 音德爾圖湖東沙山粒度參數(shù)分布特征
        4.3.4 蘇木巴潤(rùn)吉林湖東沙山粒度參數(shù)分布特征
        4.3.5 廟海子湖東沙山粒度參數(shù)分布特征
        4.3.6 諾爾圖湖東沙山粒度參數(shù)分布特征
    4.4 巴丹吉林沙漠沙山沉積物粒度差異及其指示意義
        4.4.1 沙山不同剖面沉積物粒度差異指示的沙山地貌分帶意義
        4.4.2 沙山不同部位沉積物粒度差異與沙山形成的動(dòng)力變化
        4.4.3 沙山各地貌帶沉積物粒度含量與差異
        4.4.4 沙山沉積物粒度與其它沙漠對(duì)比及對(duì)應(yīng)風(fēng)動(dòng)力條件
第5章 巴丹吉林沙漠沙山元素含量與沙山地貌分帶
    5.1 化學(xué)元素樣品采集與測(cè)定
        5.1.1 化學(xué)元素樣品的采集
        5.1.2 化學(xué)元素樣品的測(cè)定方法
    5.2 沙山常量元素含量
        5.2.1 不同剖面常量元素含量
        5.2.2 不同剖面常量元素變化
        5.2.3 沙山各地貌帶沉積物中常量元素含量與差異
    5.3 Si、Al、K等常量元素指示的沙山地貌分帶與動(dòng)力變化
    5.4 沙山微量元素含量
        5.4.1 不同剖面微量元素含量
        5.4.2 不同剖面微量元素變化
        5.4.3 沙山各地貌帶沉積物中微量元素含量與差異
    5.5 Nb、Rb、Ni等微量元素指示的沙山地貌分帶與動(dòng)力變化
第6章 巴丹吉林沙漠湖泊及地下水化學(xué)特征與補(bǔ)給來(lái)源
    6.1 湖泊及地下水的離子含量與分布特征
        6.1.1 湖水離子含量與分布特征
        6.1.2 井水、泉水及降水的離子含量與分布特征
    6.2 湖泊及地下水的離子化學(xué)特征與補(bǔ)給來(lái)源
        6.2.1 離子化學(xué)特征指示的湖水化學(xué)類型
        6.2.2 湖水理化參數(shù)和離子濃度空間變化特征
        6.2.3 近9年來(lái)湖水離子濃度變化與湖水補(bǔ)給來(lái)源分析
        6.2.4 湖水離子濃度的南北差異與湖水補(bǔ)給來(lái)源
        6.2.5 地下水化學(xué)類型、分布高度與湖水補(bǔ)給來(lái)源
        6.2.6 湖泊及大氣降水離子聚類特征指示的湖水補(bǔ)給來(lái)源
第7章 巴丹吉林沙漠沙山高含量薄膜水與沙山-湖泊形成
    7.1 沙山植被帶分布與沙層水分含量
        7.1.1 沙山植被的帶狀分布
        7.1.2 呼和吉林湖東沙山背風(fēng)坡植被帶沙層含水量
        7.1.3 呼和吉林湖西沙山背風(fēng)坡植被帶沙層含水量
        7.1.4 伊克力敖包沙山背風(fēng)坡植被帶沙層含水量
        7.1.5 諾爾圖湖東沙山迎風(fēng)坡旱季沙層含水量
    7.2 沙山高含量薄膜水的發(fā)現(xiàn)與沙山—湖水形成
        7.2.1 沙山高含水量薄膜水的形成
        7.2.2 高含量薄膜水運(yùn)移和對(duì)湖水的補(bǔ)給動(dòng)力
        7.2.3 高含量薄膜水對(duì)沙山形成的作用
        7.2.4 沙山區(qū)大氣降水當(dāng)年入滲的深度
        7.2.5 干沙層在水分轉(zhuǎn)化中的作用
    7.3 沙山區(qū)次生鹽的發(fā)現(xiàn)及其意義
        7.3.1 沙層中白色次生鹽類特點(diǎn)
        7.3.2 次生鹽的電鏡觀察和能譜分析
        7.3.3 沙山斜坡表層石膏的形成與水分循環(huán)
        7.3.4 高含量薄膜水與石膏指示的水分平衡及湖水來(lái)源
第8章 結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀學(xué)位期間科研成果

【參考文獻(xiàn)】

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