罗布泊是塔里木盆地以及欧亚或中亚地区著名的干旱中心,湖泊遥感影像中环状分布的"耳轮"状盐壳所记载的湖水消长和气候演变信息,是塔里木盆地及中亚地区环境演变的缩影。本研究拟利用该区域多时段航空照片、遥感影像数据及近期高光谱遥感数据,结合地面土壤水平采样和垂直剖面观察、盐壳矿物理化分析,14C、137Cs、孢粉等测年分析结果,从干盐湖盐壳矿物组成特征角度出发,对"大耳朵"干盐湖地表盐壳横向上的沉积序列进行全面系统研究,并结合纵向沉积特征(盐度、矿物组合特征、地球化学特征),探索"大耳朵"盐湖演化过程及在区域古气候和古环境演变中的意义,为揭示罗布泊历史时期湖水消长与湖泊演化过程提供科学依据。
Lop Nur;Great Ear;Salt crust;Mineral characteristics;Environmental means
罗布泊遥感影像中环状分布的“耳轮”状盐壳所记载的湖水消长和气候演变信息,是塔里木盆地及中亚地区环境演变的缩影。本研究利用该区域遥感数据,结合地面土壤水平采样和垂直剖面观察、盐壳矿物理化分析等方法,研究了不同条纹盐壳的类型、矿物组成及盐壳的地球化学特征,基于土壤含水量与光谱特征的关系,进行野外定位监测与室内试验分析了温度、湿度、地下水位等因素对黑白条纹含水量的影响,尝试从一个新的角度解释罗布泊的“大耳朵”现象的形成,并综合前期实测地面数据及化学矿物分析数据,建立了罗布泊地区盐壳矿物组成特征及环境条件数据库管理系统,为揭示罗布泊历史时期湖水消长与湖泊演化过程提供科学依据。结果如下(1)描述了“大耳朵”湖区典型的盐壳的龟裂结构、沉积特征和矿物类型,并分析得出黑白条纹盐壳剖面均以Na+、Cl-含量占绝对优势,黑纹理观测区域比白纹理区域更容易形成石膏和钾盐矿物,更具有吸湿水特征,从而导致对高光谱的吸收特征比白纹观测区明显,在卫星遥感图上显较深色调。同时测定了“大耳朵”湖区盐壳层55种地球化学元素背景值,对重金属As、Cd、Pb、Cu和Ni进行了全量与赋形形态特征研究。(2)对罗布泊干盐湖蒸发盐矿物光谱特征及遥感监测的研究,得出在波长650 nm 及760 nm 处有明显反射峰,可用于区分干盐湖和其它地表物质,整个湖区盐壳反射率变化于0.05~0.4,幅度较大,这和干盐湖地面粗糙度、龟裂结构及地表含水量密切相关。(3)盐壳黑白纹表层土样化学成分具有差异,与土样的自由水、吸湿水含量差异无显著性,与结晶水含量差异呈极其显著关系;白纹表层土样含水率与大气湿度、日蒸散量和地下20cm剖面土壤空气湿度有显著关系,黑纹表层含水率与大气湿度、日蒸散量有显著关系,说明表层土样含水的变化其主导因素是大气湿度;罗布泊表层土样含水率的高低几乎不受地下水位的影响。在表层盐壳对大气的吸水能力测试中,黑纹的土壤表现出比白纹土样较强的从大气中吸水的能力。(4)“干盐湖盐壳”与“土壤盐壳”是不同的盐壳类型。通过对剖面14C的测定可知罗布泊“大耳朵”地区盐壳盐土的形成是全新世中期以来的事件。通过定义“干盐湖盐壳”层的判定指标,对中国土壤分类进行修订,建议将“干盐湖盐壳盐土”作为一个新增亚类置于盐土土类之下;按照系统分类,“干盐湖盐壳干旱正常盐成土” 可作为一个新增亚类置于干旱正常盐成土土类之下。