中国六大沙漠（沙地）表层沉积物的稳定同位素和常量元素特征研究

发布时间：2020-04-19 02:10

【摘要】：每年冬春季,沙尘暴都会在我国的北方地区肆虐,都会造成区域空气质量下降和一定的经济损失。目前,对沙尘暴的监测、溯源、评价以及健康管理都有较为深入的研究。已基本厘清了沙尘暴的源区、传输路径等问题。许多学者采用了放射同位素、锆石、矿物组成、稀土元素以及常量元素的方法从不同的角度对沙尘暴源区地表沉积物的数量、配级、组合特征开展了研究,但是,采用稳定同位素方法研究沙尘暴源区地表沉积物特征还鲜有研究。而且,以往研究往往局限于较小尺度,缺乏重点区域的大尺度综合对比研究。为此,采用稳定同位素和常量元素两种方法,对比分析地表沉积物的稳定同位素差异和常量元素含量变化,探讨沙漠(沙地)地表沉积物演化、风化规律,为厘清沙漠(沙地)地表沉积物物物源提供依据。本文选取我国主要沙尘暴源区的六大沙漠(沙地)(毛乌素沙地、库姆塔格沙漠、乌兰布和沙漠、腾格里沙漠、塔克拉玛干沙漠和柴达木沙漠)为研究区域,分别在流动沙丘或沙岗迎风面无植被区域上部多次取样,采用同位素质谱分析仪分析~(18)O和~(30)Si两种稳定同位素δ值,采用离子发射光谱仪分析Na、K、Ca、Mg、Al、Fe含量,采用容量法测定Si含量,然后经过统计分析,其主要研究结果如下:稳定同位素的22个样品中~(18)O和~(30)Si的δ值变化范围为9.6~14.8和-1.7~0.3,其中~(18)Oδ值来自库姆塔格沙漠的样品最大,柴达木盆地沙漠的~(18)Oδ值最小,~(30)Si的δ值来自毛乌素沙地的样品最大,柴达木盆地沙漠的~(30)Siδ值最小。样品中~(30)Siδ值的变异系数要比~(18)Oδ的变异系数大。影响石英中~(18)O和~(30)Si的δ值最主要的是岩石的母岩特征,毛乌素沙地地表沉积物的稳定同位素与其他的沙漠有显著差异,柴达木沙漠和塔克拉玛干沙漠差异较小,库姆塔格沙漠、乌兰布和沙漠和腾格里沙漠基本无差异。根据相邻的沙漠(沙地)呈现出~(30)Si的δ值相近的趋势,初步推断相邻的沙漠(沙地)地表沉积物可能来自同一地区或区域。7种常量元素(Na、K、Ca、Mg、Al、Fe、Si)含量,测定结果表明,在所测41个样品中Mg和Ca变异系数最大。风化特征分析发现以上区域均处于风化的初级的脱Ca、Na阶段,按照风化程度可以划分为风化特征依次增大分为三个区域:(1)毛乌素沙地;(2)柴达木沙漠和塔克拉玛干沙漠;(3)库姆塔格沙漠、乌兰布和沙漠和腾格里沙漠。综合以上稳定同位素和常量元素的分析结果,六大沙漠(沙地)地表沉积物特征有较大差异,呈现出梯级递变的过程。总体而言,根据六大沙漠(沙地)的地表沉积物的稳定同位素和常量元素特征可分为三个区域,一是毛乌素沙地;二是柴达木沙漠和塔克拉玛干沙漠;三是库姆塔格沙漠、乌兰布和沙漠和腾格里沙漠。初步推断决定形成这种不同层次的根本原因是母岩或者原始岩石的差异所致。
【图文】：

概况,毛乌素沙地

研究区概况图

分布图,分布图,采样点

采样点分布图
【学位授予单位】：中国林业科学研究院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：P425.55

【参考文献】