黑龙江省沙尘天气沉降物记录的沙尘初始源/加强源/本地源信息研究

长期以来，黑龙江省西部地区由于人口压力及生产方式改变导致的土地盐碱化和沙漠化日趋严重，每年春季为下风向的哈尔滨提供大量的沙尘物质。本研究选择哈-大-齐工业走廊南端的哈尔滨沙尘天气沉降物为研究对象，借助沙尘天气发生时的卫星监测图，对沙尘初始源/加强源/本地源松散地表土以及沙尘沉降物各粒级组分进行分离，分别研究各自的物理指标、化学指标和生物指标测试分析，建立全面详细的包括全岩和各粒级组分在内的沙尘初始源/加强源/本地源物质组成背景资料。在此基础上，基于"从沙尘沉降物中分离出沙尘初始源/加强源/本地源信息是沙尘源区追踪研究中的关键问题"这一理论思想，研究沙尘搬运过程中的加强源对沙尘天气的物质补充，并对沙尘沉降物记录的源区混合信息进行了沙尘初始源/加强源/本地源信息分离。不仅为沙尘研究提供基础的地质资料，也对确定沙尘源区并科学地控制沙尘天气提供了一定的科学依据，更为沙尘源区追踪提供了新的研究方法。

根据风尘物质及其可能源区的地球化学特征研究了粉尘的初始源\加强源\本地源信息。先后在科尔沁、松嫩沙地和科尔沁沙地获取地表土（沙）样品各16、71和13组，基本上为河流沉积物、湖积物和风成沙等。另外还获取了2001—2013年期间的沙尘天气沉降物以及哈尔滨周边风尘黄土样品。分别建立了它们的地球化学特征，包括常量、微量和稀土元素，碳酸盐及其碳氧同位素，Sr—Nd同位素比值等。根据表土分粒级组分（<63 μm、63-30 μm、30-11μm和<11 μm）的地球化学特征，发现常量元素Fe、Mg、Ca、Mn、Ti和P随粒度变细含量逐渐增加，而Si、Na和K元素则相反，Al元素与粒度的关系不清晰。化学蚀变指数CIA基本不受粒级的影响。REE趋向于在细颗粒物质中富集，δEu随粒度变细从正异常向负异常演化，δCe受粒度的影响较小。地表土（沙）碳酸盐含量随粒径变细而增高并不是一种普遍规律，不同粒级组分的碳酸盐δ13C值变化范围较小（<1.8‰），并表现出随粒度变细而趋于偏正的特征。可能源区地表土（沙）碳酸盐含量的地区差异性极不明显，且各粒级组分碳酸盐含量的变化幅度大大超过了可能源区的碳酸盐差异值；而碳酸盐δ13C组成存在明显差异，且不同粒级组分碳酸盐δ13C值差别较小，说明它是一个比碳酸盐含量更好的风尘源区示踪指标。这些研究为地球化学指标指示风尘物质的化学风化程度和亚洲风尘物源追踪研究提供了科学理论依据。.沙尘天气沉降物碳酸盐碳同位素组成显示近源而非远源（如西北粉尘源区）对沙尘的主要贡献。针对哈尔滨风成黄土的来源问题，根据重矿物特征显示哈尔滨地区沿松花江干流河谷分布的风尘黄土沉积物物源主要来自于近源的松花江流域内的大小兴安岭及东部山地广泛分布的花岗岩类的风化碎屑；而吉林地区的长春、德惠及松原黄土沉积物的物源主要来源于科尔沁沙地。.对哈尔滨沙尘天气沉降物的来源一直存在争议，且这些争议都没有提供自己相应的地球化学数据支持。根据REE特征，哈尔滨沙尘沉降物起源于科尔沁沙地而非松嫩沙地，科尔沁沙地对哈尔滨沙尘的物质贡献主要体现在11-30μm粒级组分。哈尔滨风尘的科尔沁沙地起源的研究结果得到气象资料和气象记录的支持。这项研究为探讨沙尘沉降物的物质来源提供REE地球化学证据。.对风尘物质传输过程中加强源的物质贡献以及初始源/加强源/本地源信息的识别和提取等科学问题进行了初步性质的探讨