巴丹吉林沙漠东南部鸣沙的分布发育特征及成因机制研究

发布时间：2020-10-23 16:14

　　 鸣沙现象仍是一个科学之谜,综合运用第四纪地质学和交叉学科的研究方法研究鸣沙是一种新的尝试。巴丹吉林沙漠是世界上最大的鸣沙分布区,发育在高大沙山上的鸣沙不仅数量众多,而且自鸣现象时有发生,是研究鸣沙的理想场所。 本文选取巴丹吉林沙漠东南部,39°31′-59′N ,102°15′-35′E,约1000km2的沙丘区域作为研究区。 通过野外观测和现场试验,确查清了巴丹吉林沙漠东南部鸣沙的分布范围和特征。主要分布在宝日陶盖、巴丹湖和苏敏吉林3个区域,新发现9座鸣沙山,并据实测资料编绘了鸣沙分布图。 通过对采自沙漠东南部300余件鸣沙样品进行全矿物分析、粒度分析和扫描电镜实验实验,确定了鸣沙的物质特征和主要机械参数。鸣沙的主要矿物为石英,含量超过50%。粒度以细沙和中沙为主,粒径范围1-3φ,分选较好,偏度不稳定,峰度属窄——很窄。单峰式正态概率分布,有4类差异性的分布状态。扁圆体颗粒占绝大多数,平均球度0.51,磨圆度为次圆——圆的过度,平均圆度0.41。 通过野外和室内鸣沙声波采集和分析,认为自然鸣沙同实验室鸣沙响度存在空间关联。主要声学特征表现为:自然鸣沙和实验室鸣沙响度范围都在-30 - -20dB(标准化电平)内,自然鸣沙主频集中在190Hz,有两个近频,实验室鸣沙主频在1000Hz左右。 野外观测和室内模拟分析研究,认为鸣沙主要发育在反向复合新月型沙丘的末端和综合新月形沙垄的中上部背风侧的滑落面上,休止角为27°-32°,傍湖而生,呈不连续的条带状分布,并具近对称性,沙脊线处不发育鸣沙,滑落面上的微地貌形态多样。影响鸣沙发育的主要因素包括宏微观地貌形态及组合、机械参数、表面特征以及湿度和重量,其中沙粒的形状和圆度对响度影响微小,而粒级组合与表面特征对鸣沙响度影响显著。鸣沙表面有2-3μm的SiO2沉积物薄膜,其上密集发育的裂纹可能是决定鸣响的关键因素。 通过鸣沙再造实验和对比分析,认为鸣沙是一种特殊的沙,其形成发育和分布与沙漠湖泊、水汽循环以及沙丘运移有很大的关系。而鸣沙自鸣现象可能是局地的气压的垂直变化所诱发沙丘滑塌形成,在滑塌过程中具有粗糙表面沙粒在剪切运动过程中相互撞击,由于沙丘底部的刚性,形成了滑塌层;沙粒的协同振动被放大形成了鸣沙的轰鸣。
【学位单位】：中国地质大学（北京）
【学位级别】：博士
【学位年份】：2010
【中图分类】：P931.3
【部分图文】：

第 2 章 研究区概况2.1 研究区地理位置巴丹吉林沙漠位于中国内蒙古自治区阿拉善盟的西部，行政区划属阿拉善右旗和额济纳旗（图 2-1），地理坐标范围 N39°20′-42°，E99°48′-104°14′，面积约 50,510 km2，是我国第 3 大沙漠，约占中国沙漠总面积的 6.2%（钟德才，1998），流动沙丘占整个沙漠面积的 83%，其中 68 %属复合形沙丘链及垄状沙山（李保生 等，2005）。沙漠主要分布在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（吴正，2009）。

南高北低，海拔自东南向东北由 1500m 递降至 1000m 以下，海拔最高约 1700m。区内绝大部分为茫茫沙漠所覆盖，形成了巴丹吉林沙海（Sand Sea）。上世纪 50 年代，中科院治沙队，在对巴丹吉林及周围地貌调查后，将这一带地貌总体特征总结为：高大沙丘、剥蚀残丘、沙漠湖泊湖盆交错分布（孙培善 等，1964）。杨小平（2000）将巴丹吉林沙漠及其毗邻地区的主要地貌景观归纳为：风营力地形、荒漠平原、准平原、古湖盆及山地上的荒漠沟谷（图 2-2）。其中风营力地形，主要是指流动沙丘和风蚀地形。随着对沙漠考察和研究的深入，越来越认为末次冰期以来本地区的气候波动对高大沙丘的发育起了关键作用。特别是 30 ka B. P.时，气候比现在湿润得多，

丘体系与沙漠湖泊要沙丘类型和分布林沙漠沙丘类型复杂多样，主要类型有新月形沙丘、新月形沙丘链、新新月形沙丘（Compound Crescentic Dunes）和反向新月形沙垄（RRidges）（McKee，1993）和星状沙丘。巴丹吉林沙漠中的沙丘，最为显高大，且分布密集，约占沙漠总面积的 55.3%（陆锦华等，1995）。大沙山布于沙漠中部和东南部。沙丘高度通常为 300 m 左右，个别可高达 40的沙峰甚至接近 500 m，是世界上最高大的沙丘（杨小平，2000），王涛区的 120 个沙丘形态进行了测量，发现高大沙山区域特征有所差异，见
【参考文献】

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本文编号：2853254