利用光释光测年研究柴达木盆地抛物线形沙丘的形成演化

The origin process is a key topic for aeolian geomorphology study, however, the studies of origin and evolution of parabolic dune are much less than those of other dune forms. The parabolic dunes are widely distributed in the eastern part and southern margin of the Qaidam Basin. The extreme severe environment of the Qaidam Basin, e.g. high altitude, high salinity, low temperature, severe drought, and strong wind, makes it irreplaceable for desert studies. Associated with the stabilization of mobile dunes by vegetation and/or formation of blowouts, the evolution of parabolic dunes is crucial for the condition studies of the stabilization and reactivity of the desert, and consequently could offer references for the desertification control and ecological environment protection. With our former studies on the desert evolution history, this programme aims to reconstruct the origin and evolution processes of the parabolic dunes; to compare the differences on evolution processes and conditions between two main parabolic types (i.e., stabilized type originated from the stabilization of barchan dunes, and reactive type associated with the formation of blowouts); to analyze the control of wind regime, ground water level, sand supply, vegetation, and other factors on dune morphology; and to offer scientific evidences for the enrichment and perfection of theories on origin of aeolian geomorphology. This study will mainly base on Luminescence dating, together with observations on dune morphology, sedimentary structures, sediments composition, and sedimentary environment.

沙丘形成过程是风沙地貌学的主要研究内容之一，与其它沙丘类型相比抛物线形沙丘的形成和演化过程研究还不够深入。柴达木盆地的东侧和南缘有大面积抛物线形沙丘分布。柴达木盆地极端的沉积环境（海拔高、盐度高、极寒、极旱、风力极强等）使其有其它沙漠不可替代的研究意义。抛物线形沙丘的形成与植被固定沙丘、风蚀坑的形成都有联系，因此其演化过程对极端条件下沙漠的固定与活化条件的研究具有重要意义，可为沙漠治理和生态环境保护提供参考。本项目拟在以往沙漠演化历史研究的基础上，以释光年代学为主要研究手段，结合沙丘形态学、沉积结构和物质组成、沉积环境等方面的观测来重建沙丘的形成演化过程；比较两种类型抛物线形沙丘（固定型：因新月形沙丘固定而形成、活化型：固定沙丘吹蚀出风蚀坑同时形成）演化过程和条件的差异；分析风况、地下水、砂源、植被等因素对沙丘形态演化的影响，为丰富和完善相关风沙地貌形成理论提供科学证据。

柴达木盆地的抛物线形沙丘在形态和沉积环境上有较强的特殊性，其基本特征、成因和演化过程对于风沙地貌的研究具有重要意义，但相关研究处于空白状态。在本项目的支持下首次对柴达木盆地抛物线形沙丘的类型、形态特征、分布、物质组成（粒度、含水量、含盐量、元素含量）、砂源供应、植被覆盖度等情况，对柴达木盆地抛物线形沙丘的基本情况形成系统的认识，填补了这一研究区的空白。提出了新的适用于柴达木盆地年轻风成沉积的钾长石测年方法和条件，并对柴达木盆地不同区域、不同类型的抛物线形沙丘进行了系统的释光和碳十四年代学测试，解决了沙丘起始年代、沙丘发育年代范围、沙丘发育过程等一系列关键科学问题。发现柴达木盆地不同区域、不同类型的抛物线形沙丘（含风蚀坑活化）均形成于3 ka以来的晚全新世，尚未发现更古老的抛物线形沙丘，这可能与气候背景的变化、地表过程与地貌演化、冲积扇发育的侵蚀和掩埋、沙丘形态的保存等因素有关。通过系统年代学研究，证实了抛物线形沙丘存在向下风向移动、延伸的现象，据此可估算部分沙丘晚全新世以来的移动速率。比如JS5沙丘在2.95 ka（303 米）的平均速率为0.1米/年。最后，在沙丘的物质组成、发育环境、年代学和演化过程的基础上，提出了柴达木盆地抛物线形沙丘的三种成因：由新月形沙丘转化而来的W-U-V形沙丘、受风蚀和植被控制的V形沙丘、风蚀坑型抛物线沙丘。这些新的认识丰富了风沙地貌研究的相关理论。此外，研究发现不同类型和成因的抛物线形沙丘所发育的条件（风况、物源、地下水、植被）差异较大，因此其环境意义也是不同的，不能将其简单的视为环境干旱的代表。这对今后的与风沙地貌相关的古环境重建工作有重要的启示作用。