毛乌素沙地和库布齐沙漠风成沙粒度参数的空间变化及其成因

doi:10.7522/j.issn.1000-694X.2020.00088

摘要/Abstract

摘要：

分析了毛乌素沙地东部、西部和库布齐沙漠现代风成沙样品的粒度组成。结果显示：毛乌素沙地东部和西部风成沙粒度特征具有显著差异，西部风成沙粒度较小、分选较好；库布齐沙漠风成沙粒度特征与毛乌素沙地西部相似；沙源碎屑物质的机械组成应是影响毛乌素沙地和库布齐沙漠风成沙粒度特征的主要因素；就地起沙是毛乌素沙地和库布齐沙漠风成沙的重要来源，且其贡献比例具有区域差异性；受复杂沙源和风力-河流混合搬运方式的影响，平均粒径（M_z）和分选系数（σ）并没有呈现出显著的与盛行风向一致的空间变化规律。

关键词: 地貌学, 沙丘, 粒度参数, 空间分析

Abstract:

We collected and measured aeolian sand samples from the Mu Us Sandy Land and the Hobq Sand Sea of northern China. The data of grain sizes show that aeolian sands in the eastern and western Mu Us Sandy Land are quite different. The aeolian sands in the western Mu Us Sandy Land are much finer and better sorted compared with those in the eastern Mu Us Sandy Land. Aeolian sands in the Hobq Sand Sea show similar grain size characteristics to those of the western Mu Us Sandy Land. We conclude that the initial grain sizes of source materials could be the main factors for the regional variations across these aeolian environments. Local detritus act as an important provenance for aoelian sands of Mu Us Sandy Land and Hobq Sand Sea， and its contribution varies regionally. Influenced by complicated provenances and mixed transportation by winds and rivers， the values of mean grain size （M_z） and sorting coefficient （σ） do not show obviously spatial variations which would be associated with the prevailing wind directions in the study areas.

Key words: geomorphology, dune, grain size parameter, spatial analysis

中图分类号:

P931.3

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图/表 7

图1 毛乌素沙地、库布齐沙漠概貌及样品位置图(气象站点风况数据来源于1973—2016年的美国国家气候数据中心数据，采样时间间隔为3 h，计算方法引自文献[31])

Fig.1 Location and sampling sites of the Mu Us Sandy Land and the Hobq Sand Sea. Sand roses are calculated following Fryberger et al[31] with data from the U.S. National Climatic Data Center (NCDC) from 1973 to 2016, and the measurement interval is 3 h

表1 毛乌素沙地和库布齐沙漠风成沙粒度组成

Table 1 Grain size composition of aeolian sands in the Mu Us Sandy Land and the Hobq Sand Sea

采样区域	沙丘类型	样品数量		各粒级沙百分含量/%
采样区域	沙丘类型	样品数量		极粗沙 (-1~0 Φ)	粗沙 (0~1 Φ)	中沙 (1~2 Φ)	细沙 (2~3 Φ)	极细沙 (3~4 Φ)	粉沙及黏土（4~5 Φ）
毛乌素沙地东部	固定-半固定沙丘	6	最大值	0.33	12.73	69.55	50.96	4.83	0.19
			最小值	0.00	0.15	47.06	26.23	0.73	0.03
			平均值	0.05	2.65	57.72	36.52	2.93	0.12
	流动沙丘	5	最大值	0.00	5.89	64.36	72.98	25.72	0.91
			最小值	0.00	0.01	15.35	26.86	2.79	0.05
			平均值	0.00	1.54	42.78	45.69	9.56	0.42
毛乌素沙地西部	固定-半固定沙丘	3	最大值	0.23	2.56	12.00	86.03	25.19	6.40
			最小值	0.00	0.00	0.40	53.62	8.48	0.39
			平均值	0.08	0.89	6.99	74.03	15.22	2.79
	流动沙丘	10	最大值	0.06	0.07	38.00	95.85	8.98	0.25
			最小值	0.00	0.00	0.17	54.90	2.33	0.00
			平均值	0.01	0.01	10.34	84.85	4.71	0.08
库布齐沙漠	流动沙丘	13	最大值	0.00	1.46	27.73	93.51	42.34	3.55
			最小值	0.00	0.00	0.20	50.85	3.63	0.02
			平均值	0.00	0.12	5.09	76.83	17.50	0.46
	河漫滩	1		0.00	0.00	0.65	38.11	54.64	6.60

图2 毛乌素沙地和库布齐沙漠风成沙粒度频率分布曲线

Fig.2 Grain size frequency curves of aeolian sands in the Mu Us Sandy Land and the Hobq Sand Sea

图3 毛乌素沙地和库布齐沙漠风成沙粒度概率累计曲线

Fig.3 The log-probability cumulative curves of the grain-size distribution of aeolian sands in the Mu Us Sandy Land and the Hobq Sand Sea

图4 毛乌素沙地和库布齐沙漠风成沙粒度参数

Fig.4 Grain size parameters of aeolian sands in the Mu Us Sandy Land and the Hobq Sand Sea

图5 毛乌素沙地和库布齐沙漠风成沙粒度参数双变量图解

Fig.5 Bivariate diagram of grain size parameters of aeolian sands in the Mu Us Sandy Land and Hobq Sand Sea

图6 毛乌素沙地和库布齐沙漠风成沙平均粒径（Mz）和分选系数（σ）与经度和纬度线性关系图解

Fig.6 Variation of the mean grain size (Mz) and sorting coefficient (σ) of aeolian sands in the Mu Us Sandy Land and the Hobq Sand Sea with longitudes and latitudes.

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