付旭東 王巖松

(河南大學(xué)環(huán)境與規(guī)劃學(xué)院 河南開封 475004)

世界干旱半干旱區(qū)約占地球陸地表面的1/3［1］，主要分布于副熱帶高壓帶控制下的低緯度地區(qū)［2］。中國(guó)的干旱半干旱區(qū)分布于中緯度的溫帶內(nèi)陸，它西與中亞干旱區(qū)相接，北與蒙古干旱區(qū)毗鄰，區(qū)域內(nèi)戈壁、沙漠、黃土呈有規(guī)律的空間分異［3］，是全球粉塵排放的重要源區(qū)之一［4-5］。戈壁、沙漠帶的粉塵在大氣環(huán)流的控制下經(jīng)風(fēng)力吹揚(yáng)，被搬運(yùn)至下風(fēng)向處的山前盆地、山麓、河谷、平原等地形區(qū)堆積，形成沉積連續(xù)的黃土和黃土狀沉積物，成為記錄陸地環(huán)境變遷的良好信息載體［6-9］。冰期時(shí)，氣候冷干，強(qiáng)勁的風(fēng)力使被搬運(yùn)的粉塵顆粒變粗、排放通量增大;間冰期時(shí)，氣候變得暖濕，風(fēng)力的減弱使得搬運(yùn)的粉塵顆粒變細(xì)、排放通量減少［10-12］。基于該假說，在過去幾十年里，研究人員利用沉積在黃土高原、天山、昆侖山、盆地邊緣、河谷等地貌單元內(nèi)的黃土—古土壤沉積序列，結(jié)合年代學(xué)和各種物理化學(xué)生物指標(biāo)，反演了中國(guó)黃土的形成過程與機(jī)制、古大氣環(huán)流、古全球變化、亞洲內(nèi)陸干旱化和中國(guó)沙漠的形成時(shí)間，取得一系列重要的研究進(jìn)展［6-9，13-30］。然而，相對(duì)于成果豐碩的中國(guó)黃土研究，作為黃土和亞洲粉塵重要物源地的中國(guó)沙漠自身的物源研究則非常有限［3，31-38］。沙漠物源研究不僅在風(fēng)沙地貌學(xué)上有重大理論和實(shí)踐意義［39-41］，而且對(duì)認(rèn)識(shí)大氣粉塵排放、黃土堆積、氣候系統(tǒng)和海洋生物地球化學(xué)循環(huán)也有重要的理論價(jià)值［4，42-47］。

本文的目的是:①總結(jié)中國(guó)沙漠物源研究的理論、方法和已有成果;②評(píng)述目前國(guó)際上沉積物物源分析的主要趨向;③指出中國(guó)沙漠物源研究存在的問題和未來發(fā)展趨勢(shì)。

1 中國(guó)沙漠的自然概況

中國(guó)沙漠主要分布于 35°～50°N，75°～125°E的范圍內(nèi)，它呈一條弧形綿亙于中國(guó)的西北、內(nèi)蒙和東北西部，東西長(zhǎng)4 000 km，南北寬600 km，面積達(dá)80．89×104km2，約占整個(gè)國(guó)土總面積的 8．4%［31，39，41］。中國(guó)主要的沙漠有14個(gè)，其中5個(gè)分布于沙漠帶東部，分別是呼倫貝爾沙地、松嫩沙地、科爾沁沙地、渾善達(dá)克沙地和毛烏素沙地，它們的年降水量介于200～400 mm，干燥度為 1．2～2．0，植被覆蓋度較高，以固定半固定沙丘為主;其余分布在沙漠帶西部，分別是庫(kù)布齊、烏蘭布和、騰格里、巴丹吉林、河西走廊的沙漠、柴達(dá)木盆地的沙漠、庫(kù)姆塔格、古爾班通古特和塔克拉瑪干沙漠，它們的年降水量為100～200 mm，有的甚至不足 50 mm，干燥度為 4．0～60．0，植被覆蓋稀疏，除古爾班通古特沙漠外，主要以流動(dòng)沙丘占優(yōu)勢(shì)［31，41］。

2 中國(guó)沙漠物源研究的理論、方法與主要成果

2．1 中國(guó)沙漠研究的簡(jiǎn)要回顧

新中國(guó)成立初期，根據(jù)局部地區(qū)營(yíng)造防風(fēng)固沙林帶的需要，開展了一些小規(guī)模的沙漠研究，如毛烏素沙地南緣流動(dòng)沙丘的研究、科爾沁沙地東南緣章古臺(tái)和騰格里沙漠東南緣鐵路沿線流沙的固定試驗(yàn)［48］。1959年中國(guó)科學(xué)院成立了860多人的治沙隊(duì)，采用航空相片判讀與野外考察的方法，對(duì)中國(guó)沙漠和戈壁進(jìn)行了大規(guī)模綜合考察，基本摸清了中國(guó)沙漠的自然條件與資源、沙丘特征與風(fēng)沙運(yùn)動(dòng)規(guī)律［49-51］，并建立了20多個(gè)沙漠試驗(yàn)站，為此后中國(guó)沙漠的研究奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)［51-53］。1966—1976年間，中國(guó)沙漠研究受到影響，轉(zhuǎn)入以治理沙害為中心的專題研究，如沙區(qū)的鐵路修建、水土資源開發(fā)利用等［49，53-54］。1977年聯(lián)合國(guó)荒漠化會(huì)議的召開，引起了全球?qū)ν恋鼗哪瘑栴}的關(guān)注，為順應(yīng)新形勢(shì)，中國(guó)沙漠研究的重點(diǎn)轉(zhuǎn)入了以土地沙漠化問題為中心的綜合研究，開展了干旱半干旱區(qū)土地沙漠化與半濕潤(rùn)地帶風(fēng)沙化問題的成因、過程、預(yù)測(cè)、整治研究［53-55］，進(jìn)行了土壤風(fēng)蝕的風(fēng)洞模擬實(shí)驗(yàn)，加強(qiáng)了風(fēng)沙物理與風(fēng)沙工程的理論與實(shí)驗(yàn)研究，同時(shí)也開拓了沙漠地區(qū)的第四紀(jì)研究工作［56］。近10多年以來，隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)和科技投入的不斷增加，中國(guó)沙漠研究開始以沙區(qū)長(zhǎng)期野外試驗(yàn)站為平臺(tái)，在不同時(shí)空尺度上對(duì)沙漠環(huán)境與風(fēng)沙物理、沙漠形成演變與全球變化、沙漠化過程及其防治、沙漠化監(jiān)測(cè)與信息系統(tǒng)等方面進(jìn)行多學(xué)科的交叉集成研究［57-60］。

2．2 中國(guó)沙漠物源研究的理論與方法

沙漠地表最基本的特征是堆積了形態(tài)各異、大小不同的沙丘，它們是松散沉積物經(jīng)風(fēng)力搬運(yùn)在一定條件下堆積形成的［40，61］。這些沙丘沉積物的粒度、礦物組成、形態(tài)、顏色、地球化學(xué)、地質(zhì)年齡等屬性特征記錄了母巖風(fēng)化剝蝕、搬運(yùn)和后期改造過程的信息，受區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造、氣候等因素控制。因此，沙漠物源研究的范疇屬于地質(zhì)學(xué)，它的理論基礎(chǔ)是沉積學(xué)理論［62-63］。在中國(guó)沙漠物源研究中，傳統(tǒng)的方法是沙丘沉積物的粒度分析和重礦物分析，結(jié)合野外地貌調(diào)查、古地理與地質(zhì)資料來推斷沙漠的物源［31，40］。近10多年來，為跟蹤國(guó)外沉積物物源研究方法，開始嘗試地球化學(xué)、環(huán)境磁學(xué)和單顆粒鋯石定年的方法來探討沙漠物源。如石英的氧同位素［32-33］、電子自旋共振信號(hào)強(qiáng)度和結(jié)晶度［38］、釋光靈敏度［3］，沉積物的磁化 率［64-65］、Pb 同 位 素［66］、Nd-Sr 同 位 素 和REE［36，67-68］，單顆粒碎屑鋯石的形態(tài)［69］、U-Pb 年齡和Hf同位素［70］的研究。

2．3 中國(guó)沙漠物源研究的主要成果

中國(guó)沙漠物源研究一直存在“就地起沙”和“外地來沙”的爭(zhēng)論。20世紀(jì)50年代初，嚴(yán)欽尚［71］和羅來興［72］對(duì)毛烏素沙地南緣陜北榆林、靖邊、定邊一帶流動(dòng)沙丘的考察和分析，提出了該地區(qū)沙源是由于人類不合理使用土地，破壞地表植被，使古沙翻新而成的，屬“就地起沙”。20世紀(jì)60年代至80年代，在對(duì)中國(guó)沙漠大規(guī)模野外調(diào)查的基礎(chǔ)上，結(jié)合地質(zhì)地貌和古地理資料分析，朱震達(dá)等［31］確定中國(guó)沙漠物源具有近源性，并按成因?qū)⑺鼈兊奈镌礆w為4種類型，即河流沖積物、沖積—湖積物、洪積—沖積物和基巖風(fēng)化的殘積、坡積物，否定了沙漠物源的“外地來沙”。此后，對(duì)塔克拉瑪干［73-76］、古爾班通古特［77］、庫(kù)姆塔格［78-79］、柴達(dá)木［80］、巴丹吉林［81-82］、騰格里［83-84］、庫(kù)布齊［85］、烏蘭布和沙漠［86-87］、毛烏素［88-89］、渾善達(dá)克［90］、科爾沁［91］、松嫩［92］、呼倫貝爾沙地［93］的粒度或重礦物分析也支持這一觀點(diǎn)。然而，近年來對(duì)中國(guó)沙漠帶東部4大沙地邊緣多個(gè)地層剖面的光釋光(OSL)測(cè)年表明:末次冰盛期(LGM)時(shí)，這些沙地的東界和南界相對(duì)于全新世適宜期(HO)分別向東向南擴(kuò)張了幾百甚至上千公里［94］，而中國(guó)沙漠帶西部的沙漠在LGM和HO時(shí)一直存在活動(dòng)沙丘［94-96］?？紤]到戈壁、沙漠和黃土的同心圓狀分布格局，可以推測(cè)冰期時(shí)中國(guó)沙漠帶東部沙地有可能是其西部和北部沙漠不斷擴(kuò)展的產(chǎn)物［34］，即這些沙地的沙源有可能是“外地來沙”。但隨后對(duì)渾善達(dá)克、科爾沁和呼倫貝爾沙地的重礦物分析［34］、碎屑鋯石U-Pb年齡和Hf同位素［70，97］分析顯示，西部沙漠對(duì)東部沙地沙源的貢獻(xiàn)很小，從而否定了東部沙地“外地來沙”的推斷。

近10多年來，隨著沉積物和單顆粒礦物的元素地球化學(xué)、同位素地球化學(xué)和定年分析技術(shù)的日臻成熟，同時(shí)借鑒國(guó)外沉積物物源分析方法，對(duì)中國(guó)沙漠物源展開了有益的探索。如付旭東等［32-33］利用沙丘沉積物中最常見的輕礦物―石英在表生過程中氧同位素基本保持不變的特性，對(duì)中國(guó)沙漠2個(gè)粗粒級(jí)的石英研究顯示，沙漠石英δ18O值存在“粒級(jí)依賴”(Grain-size dependence)且區(qū)域差異顯著。石英的電子自旋共振(ESR)信號(hào)強(qiáng)度和結(jié)晶度(CI)也可以用來示蹤物源［98-102］，Sun 等［38，101］對(duì)中國(guó)西部沙漠和蒙古戈壁石英的ESR信號(hào)強(qiáng)度和CI研究表明，細(xì)顆粒石英比粗顆粒石英更能顯示它們的區(qū)域差異。基于石英晶體缺陷與其母巖的成巖條件有關(guān)［103］，石英的釋光靈敏度被證明可以示蹤物源［104-106］。Lu等［3］對(duì)中國(guó)沙漠3個(gè)粒級(jí)的石英研究顯示，沙漠石英釋光靈敏度也存在“粒級(jí)依賴”和顯著區(qū)域差異，并且沙漠物源與其周圍的造山帶密切相關(guān)。盡管沉積物的磁學(xué)特征對(duì)戈壁、沙漠的物源有一定的指示意義［64-65］，但是對(duì)中國(guó)沙漠沉積物磁化率的系統(tǒng)報(bào)道還很少。Pb同位素的物源示蹤研究主要用于風(fēng)塵沉積物［107-108］，李鋒［66］對(duì)中國(guó)沙漠沉積物的全巖測(cè)定顯示，它們的Pb同位素比值區(qū)域差異明顯，但值得注意的是Pb同位素容易受沉積循環(huán)改造和人類排放Pb的影響［109］。Nd-Sr同位素(143Nd/144Nd 和87Sr/86Sr比值)在風(fēng)化、搬運(yùn)、沉積和成巖過程中相對(duì)穩(wěn)定［110］，它是近幾年沙漠和黃土沉積物物源示蹤常用的方法［36，67-68，111-112］。中國(guó)沙漠表層沉積物 Nd-Sr 同位素測(cè)定顯示，它們具有顯著的區(qū)域差異且受地質(zhì)構(gòu)造背景控制，推斷其沙源主要來自鄰近的山脈和基底巖石［67，111］。盡管稀土元素(REE)也被用于沉積物的物源示蹤［36，68，113］，但由于 REE 在陸殼中本身的變異不大，加之測(cè)試誤差較大，使REE很難區(qū)分地表沉積物之間的細(xì)微差別［37］。沉積物物源定量研究是今后主要的發(fā)展方向［114-115］，重礦物鋯石在表生循環(huán)中非常穩(wěn)定且 U-Pb 同位素體系較為封閉［70，97，116］，單顆粒鋯石U-Pb定年技術(shù)成為當(dāng)前定量厘定沉積物源區(qū)的熱點(diǎn)［35，117-119］。張瀚之等［69］對(duì)單顆粒碎屑鋯石的形態(tài)特征研究顯示中國(guó)沙漠鋯石形態(tài)具有明顯的區(qū)域差異，沙漠物源搬運(yùn)距離較短，具有近源性。最近對(duì)中國(guó)幾個(gè)沙漠單顆粒鋯石U-Pb年齡的測(cè)定顯示它們的鋯石年齡譜差異明顯［35，70，97，118-119］，其物源來自周圍的造山帶。盡管單顆粒鋯石U-Pb年齡示蹤物源有很大優(yōu)勢(shì)，但在實(shí)用上還存在局限性［37］。

總之，目前對(duì)中國(guó)沙漠的石英氧同位素、電子自旋共振信號(hào)強(qiáng)度和結(jié)晶度、釋光靈敏度以及沙丘沉積物的磁化率、元素地球化學(xué)、同位素地球化學(xué)和單顆粒鋯石U-Pb年齡的研究表明，各個(gè)沙漠的物源有顯著的區(qū)域差異且具有近源性。這與以往傳統(tǒng)的粒度分析、重礦物分析結(jié)合地質(zhì)地貌資料推斷的中國(guó)沙漠物源來自近源的觀點(diǎn)基本一致。然而，各種成因的近源物質(zhì)對(duì)各沙漠的供給比例有多大，為大氣粉塵、中國(guó)黃土和海洋沉積物提供多少物源，仍缺乏定量的數(shù)據(jù)。此外，中國(guó)各沙漠中細(xì)顆粒物質(zhì)的形成機(jī)制，是否具有近源性，是否存在“外地來沙”，以及它們對(duì)沙漠物源的貢獻(xiàn)比例仍是一個(gè)尚未解答的問題。

3 沙漠物源定量分析存在的問題及發(fā)展趨向

沙丘是沙漠地表最顯著的特征，它們是由松散沉積物堆積而成的［40］。這些沉積物與其源區(qū)母巖并不是一對(duì)一的對(duì)應(yīng)關(guān)系［114，120］，它們現(xiàn)今的屬性特征反映的是母巖巖性及其被風(fēng)化、再旋回、搬運(yùn)、混合、沉積、成巖改造的全部歷史［114］。沉積物與其源區(qū)之間復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)關(guān)系很難被完全揭示，因?yàn)閺摹霸础钡健皡R”的過程中，各種各樣的因素都會(huì)改變母巖碎屑的成分和結(jié)構(gòu)［121-127］，造成源區(qū)母巖信息的大量丟失，這也是沉積物物源定量分析一直存在的主要障礙［114］。最近 Weltje［115］提出的沉積物生成與物源定量研究的總體結(jié)構(gòu)框架(圖1)，代表了當(dāng)前沉積物物源定量研究的最高水平和今后的發(fā)展方向?！霸础迸c“匯”可通過正演模型和反演模型刻畫，但正反演模型中的化學(xué)(C)、礦物(M)和巖石學(xué)(P)數(shù)據(jù)須通過CMP toolbox變換后才能輸入模型中，圖中的每個(gè)箭號(hào)代表了一系列的方法和過程。

圖1 沉積物生成與物源定量研究的總體結(jié)構(gòu)框架圖［115］Fig．1 Schematic view of the overarching strategy in quantitative sediment-generation and provenance studies［115］

在當(dāng)前的沉積物物源分析中，絕大多數(shù)研究都屬于反演模型(Inverse models)，即通過三種主要方法(全巖組份的化學(xué)、巖礦分析，重礦物的選擇性分析，單顆粒礦物的形態(tài)、化學(xué)和同位素分析)獲取沉積物的各種屬性數(shù)據(jù)，然后統(tǒng)計(jì)各種指標(biāo)并制作圖表，再依據(jù)先驗(yàn)知識(shí)推斷物源［114］。這種研究范式在世界沙漠物源研究中得到廣泛應(yīng)用，如非洲的 Sahara［128-129］、Namib［130-133］、Kalahari desert［134-135］，北美洲的 Great basin［136-137］、Mojave［138-139］、Sonoran desert［140-141］、Chihuahua desert［142］，南 美 洲 的 Atacama［143-144］、Patagonia desert［145-146］，大洋洲的澳大利亞沙 漠［147-149］，亞 洲 的 Arabian desert［124］、Thar desert［150-151］和中國(guó)沙漠［3，31-38，64-70］。然而，目前這些基于沉積物組份屬性統(tǒng)計(jì)的反演模型在數(shù)據(jù)獲取與統(tǒng)計(jì)分析中，仍然存在幾方面明顯的問題:①沉積物取樣與實(shí)驗(yàn)樣品的代表性，如沉積物的隨機(jī)取樣是否能代表研究區(qū)域的整體水平，用量微少的化學(xué)、巖礦和同位素分析測(cè)試結(jié)果是否能代表每個(gè)實(shí)驗(yàn)樣品的整體，單顆粒礦物的統(tǒng)計(jì)與分析需計(jì)數(shù)多少顆粒才能代表一個(gè)沉積物樣品的整體［114］，仍需要進(jìn)一步的深入研究;②消除“粒級(jí)依賴”對(duì)沉積物組份的影響，由于母巖風(fēng)化后的產(chǎn)物在搬運(yùn)和沉積過程中的分選作用會(huì)造成某些粒級(jí)的物質(zhì)優(yōu)先富集，沉積物成分與粒級(jí)存在一定的函數(shù)關(guān)系［114］。例如，在細(xì)粒物質(zhì)中SiO2/Al2O3的比值會(huì)隨著粒級(jí)或結(jié)構(gòu)成熟度的減小而減小;中國(guó)北方沙漠石英δ18O值隨著粒級(jí)的減小有增大的趨勢(shì)［32］。因此，選擇恰當(dāng)?shù)某练e物粒級(jí)進(jìn)行化學(xué)、巖礦和同位素分析對(duì)沉積物物源研究至關(guān)重要。盡管一些學(xué)者對(duì)沉積物的成分與粒級(jí)之間的關(guān)系進(jìn)行了有益的探討［125-127］，但目前仍沒有任何方法能消除粒級(jí)效應(yīng)對(duì)成分的影響;③組份數(shù)據(jù)分析中的對(duì)數(shù)變換，組份數(shù)據(jù)常用百分比和含量來表示［115］，但是為了消除數(shù)據(jù)間的“假相關(guān)”和“負(fù)偏置”問題，應(yīng)該對(duì)組份數(shù)據(jù)進(jìn)行等度量的對(duì)數(shù)變換處理［127］;④Dickinson圖解適用的前提和存在的問題［114-115］，目前某些沉積物物源研究只是簡(jiǎn)單的套用Dickinson圖解，并未考慮其正確使用需滿足的很多前提條件和問題。

基于沉積物生成過程的正演模型(Forward models)可預(yù)測(cè)屬性明確的源區(qū)能生成沉積物的數(shù)量、成分和結(jié)構(gòu)，然而這種實(shí)用的定量正演模型目前還不存在［115］。構(gòu)建正演模型的最大障礙是缺乏母巖物理化學(xué)風(fēng)化的機(jī)理和速率方面的定量數(shù)據(jù)，這些問題的解決既需要將母巖定量過程描述和強(qiáng)大的統(tǒng)計(jì)技術(shù)整合，還需要有充足的高質(zhì)量數(shù)據(jù)校正和驗(yàn)證模型。恰當(dāng)?shù)臄?shù)值方法和統(tǒng)計(jì)方法是未來定量正演模型發(fā)展的堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)［115］。

目前沉積物物源研究的案例主要集中于沉積物成分屬性統(tǒng)計(jì)的反演模型，而對(duì)基于過程的沉積物生成模型的研究較少。正反演模型都不是完美無缺的，未來沉積物定量物源分析需要改進(jìn)沉積物數(shù)據(jù)獲取與處理方法，加快構(gòu)建沉積物生成的正演模型研究。

4 中國(guó)沙漠物源研究的問題和未來展望

中國(guó)沙漠物源研究基本上都是基于沉積物組份屬性統(tǒng)計(jì)的反演模型，然而此類模型在屬性數(shù)據(jù)的獲取與處理方面仍然存在缺陷:①沙丘沉積物的取樣設(shè)計(jì)并沒有嚴(yán)格的統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，沉積物組份的粒度、化學(xué)、礦物、同位素測(cè)試分析僅僅取用了采樣樣品的微小部分，這樣的測(cè)試結(jié)果能否代表該樣品的整體狀況，其可靠性需要評(píng)估，用激光粒度儀分析沙丘沉積物的粒度存在很大誤差，重礦物分析需要多少樣品以及統(tǒng)計(jì)多少顆粒才能代表一個(gè)樣品;②消除“粒級(jí)依賴”對(duì)沉積物成分的影響，對(duì)沉積物組份的化學(xué)、礦物、同位素分析時(shí)應(yīng)該選用恰當(dāng)?shù)牧＜?jí)，而不是使用全巖分析;③處理組份數(shù)據(jù)時(shí)，應(yīng)進(jìn)行對(duì)數(shù)變換，而不是直接使用含量或百分比。此外，在解釋組份數(shù)據(jù)時(shí)，未能整合源區(qū)已有的地質(zhì)構(gòu)造、母巖、氣候、地貌等數(shù)據(jù)資料，多數(shù)研究仍是定性的推斷，缺乏定量物源研究的案例。

沉積物物源的研究需要沉積學(xué)、巖石學(xué)、礦物學(xué)、地球化學(xué)、構(gòu)造地質(zhì)學(xué)、地層學(xué)、數(shù)學(xué)地質(zhì)和地貌學(xué)等學(xué)科的交叉研究。今后中國(guó)沙漠物源研究應(yīng)做好以下幾方面的工作:①采用大面積網(wǎng)格隨機(jī)取樣法對(duì)中國(guó)各個(gè)沙漠的沙丘沉積物進(jìn)行系統(tǒng)采樣;用篩析法分析每個(gè)沙漠的粒度組成，然后對(duì)不同粒級(jí)的沉積物顆粒分別進(jìn)行礦物組成、地球化學(xué)、單顆粒鋯石年代學(xué)屬性的系統(tǒng)測(cè)試分析，建立每個(gè)沙漠沉積物組份的屬性數(shù)據(jù)庫(kù);依據(jù)沉積物在搬運(yùn)、沉積過程中遵守等效沉降原理，使用源巖平均密度指數(shù)(SRD)校正不同粒級(jí)沉積物組份的粒度、礦物和地球化學(xué)數(shù)據(jù)，消除“粒級(jí)依賴”對(duì)沉積物成分的影響;基于沉積物組份屬性數(shù)據(jù)的等級(jí)結(jié)構(gòu)(巖石→礦物→化學(xué)成分)，建立化學(xué)成分—礦物—巖石之間定量的數(shù)學(xué)關(guān)系(CMP toolbox)，將沉積物組份的巖石、礦物、地球化學(xué)屬性間的關(guān)系用數(shù)學(xué)公式表達(dá)，從而定量地反演沙漠的物源。②選擇若干典型沙漠，通過全球的地形、巖性、溫度、降水和植被蓋度圖獲取其沉積物源區(qū)的屬性特征;通過室內(nèi)實(shí)驗(yàn)和野外研究解決母巖和礦物的物理化學(xué)風(fēng)化機(jī)制及其速率，建立母巖物理風(fēng)化形成的礦物顆粒粒度分布模型;用CMP toolbox定量表達(dá)巖石—礦物—地球化學(xué)屬性間的關(guān)系，定量模擬源區(qū)生成沉積物的數(shù)量、成分和結(jié)構(gòu)，構(gòu)建源區(qū)沉積物生成的正演模型，并用建成的沉積物組份屬性數(shù)據(jù)庫(kù)驗(yàn)證和校正模型;具體方法案例可參考文獻(xiàn)［152-155］。③研究中國(guó)各沙漠中細(xì)顆粒物質(zhì)的形成機(jī)制，是否具有近源性以及它們對(duì)沙漠物源的貢獻(xiàn)比例，對(duì)比研究中國(guó)沙漠與低緯度沙漠物源的形成機(jī)制，定量評(píng)估河流沖積物、沖積—湖積物、洪積—沖積物和基巖風(fēng)化的殘積、坡積物對(duì)中國(guó)各沙漠物源的貢獻(xiàn)率以及它們的遷移路徑，建立中國(guó)沙漠物源區(qū)劃圖，應(yīng)用到防沙治沙的工程實(shí)踐中。④基于山地構(gòu)造抬升—?dú)夂颉L(fēng)化剝蝕的相互作用以及沉積物從陸地—大氣—海洋遷移的內(nèi)在聯(lián)系，定量研究歷史和地質(zhì)時(shí)間尺度沙漠—黃土—深海沉積物物源的傳輸途徑及其驅(qū)動(dòng)因素，建立陸地—大氣—海洋物質(zhì)循環(huán)的機(jī)理模型，為深刻理解地球各圈層間物質(zhì)交換與地表過程提供依據(jù)。

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