论文部分内容阅读
由于长期构造地质作用，我国西北部地区变得气候持续干旱，生态极为脆弱。生态系统的不断恶化，加上人为因素的影响，塔克拉玛干、腾格里、毛乌素、巴丹吉林沙漠等沙漠化形势越来越严峻，尤其每年冬春季节将频发沙尘暴活动，严重影响了人民群众的正常生活。而巴丹吉林沙漠正好地处我国东、西部沙区之间的过渡敏感地带，以发育有复杂高大沙山，分布着星罗棋布的湖泊而闻名于世，具有较高的学术研究价值，一直以来倍受中外学者的高度重视和关注。 迄今为止，学术研究主要关注点在沙漠物源、成因机理、侵蚀过程和治理方法等方面，大部分的研究工作集中在单一要素的成因机理分析和风沙启动原理分析上，并且侧重在沙漠表生沉积环境研究方面，忽略了地球内动力作用对沙漠形成发育的重要影响作用，而这种以构造运动为主要表现形式的深部地球内动力释放过程对沙漠形成的影响却又是根本和长期深远的。本论文以构造运动为纲，大气环流格局和水环境特征为目，以室内沉积物粒度、矿物、元素分析为抓手，对巴丹吉林沙漠成因机理和物质来源进行了深入探讨。获得了以下主要认识: (1)研究区下部地层可分为以变质岩和岩浆岩为主的基底建造（太古界-古元古界）和以碎屑岩沉积为主的盖层建造（中新元古代-新生代）。其中，基底主要历经三阶段构造运动变化:加里东期-印支期阿拉善微陆块拼合形成完整的陆块，燕山期构造运动控制形成发育了巴丹吉林沙漠主要的沉积盆地，喜山期以青藏高原为代表的新生代构造变形继承了燕山期构造特征，盆地得以进一步发育。 (2)经过上述三阶段构造地质演化，研究区形成了现今三坳两隆的地质构造格局，即额济纳盆地、务桃核盆地、达古坳陷和绿园隆起、特罗西隆起。由于盆地基底所属板块的差异，当深大断裂再次复活时，盆地基底仍将会承袭元基底断裂而发育变形。 (3)第三纪以来，受到燕山运动和喜马拉雅运动的强烈挤压应力作用，研究区及周边地区隆升明显，不断遭受风化剥蚀，继而发生夷平作用，加上古近纪-新近纪河湖相沉积扩展，形成大规模的基底覆盖以致形成研究区沙漠的雏形。 (4)青藏高原构造隆升控制了研究区上部大气环流格局，改变了西风环流、东亚季风、南亚季风、西伯利亚冬季风的影响范围和强度，进而形成了中西部东西方向分异、南北热力差异明显的气候特征，是导致研究区干旱荒漠化的根本原因。 (5)青藏高原的高位湖泊通过日喀则-狼山断裂渗漏地下水流到雅布赖山东北，然后通过巴丹吉林沙漠NE-SW向的断裂补给到巴丹吉林沙漠地下水系统。构造运动过程释放出巨大的能量，地下水吸收能量后就会以水蒸气的形式向上蒸发流入沙丘内部，从而起到固定沙丘的作用。地下水所携带的地热能量和本身水量的大小决定了地层之上沙山的高大程度和规模范围。但是最终，沙漠东南部高大沙山的成长动力却是由地球深部构造运动所释放出来的能量所决定的。 (6)研究区粒度组成主要是中砂、细砂和粗砂，不同地貌特征区的差异组成受控于局部微观气流变化。在区域分布特征上，顺沿主导风向自西北到东南，沉积物颗粒大致呈现由粗变细的趋势特征，尤以沙漠中部和中北部规律明显，而沙漠南部规律不明显，说明研究区西北部的弱水冲-洪积物碎屑物质和南部的北大山-雅布赖风化剥蚀产物可能是沙漠形成的潜在沉积物源。 (7)研究区典型的重矿物组合为角闪石+绿帘石+铁矿物+石榴子石，这表明母岩主要是岩浆岩和变质岩，通过与周边岩体的对比分析，认为沙漠沉积物可能主要来源于就地起沙和祁连山、北大山和雅布赖山等山体的风化剥蚀。 (8)研究区主要常量元素为SiO2、Al2O3和CaO，除了CaO区域差异较大外，其它常量元素区域分布均衡性较好。微量元素与UCC（上陆壳）相比，研究区富集Cr和Co，而亏损Zr、Sr和Cu，说明沙漠沉积物在源汇迁移过程中，经历充分的物质变化和混合，元素间表现出差异的地球化学行为。