陕西
矿物沙尘是大气中含量最丰富的气溶胶类型之一，对辐射平衡、云微物理过程、空气质量和大气化学具有重要影响。现有观测和大气模式通常将沙尘中的硫酸盐和氯盐视为长距离输送过程中大气老化形成的次生产物。然而，在盐湖、干涸湖床和内流盆地等蒸发岩富集区，地表积累的大量可溶性盐可能随风蚀直接进入大气。由于缺乏源区单颗粒尺度的直接证据，这些原生盐分的含量、粒径分布和混合状态，以及它们对沙尘大气过程的影响仍不清楚。
近期，中国科学院地球环境研究所“空气净化新技术（AirPNT）”团队联合中国科学院大气物理研究所和日本熊本县立大学在青藏高原北缘柴达木盆地采集戈壁和沙丘表土（图1），利用实验装置模拟自然风蚀沙尘释放过程，并借助计算机控制扫描电子显微镜˗能谱技术，对超过10万个源区沙尘气溶胶单颗粒的粒径、形貌、矿物组成和混合状态进行了分析。
研究发现，柴达木盆地源区沙尘的矿物组成具有显著空间差异。盆地西北部沙尘中含盐矿物的颗粒数占比达到59.5%，其中石膏类颗粒占52.6%；西南部和东部含盐矿物占比分别为18.4%和11.1%；中部地区则以黏土矿物为主，含盐矿物占比仅为3.1%（图2）。这一由西北部“盐类主导”向中部和东部“黏土主导”的变化，应与盆地内部降水、蒸发、地下水盐度及蒸发盐积累程度的区域差异相关。单颗粒混合状态观测结果显示，柴达木盆地沙尘中的硫酸盐和氯盐并非主要以独立盐晶体存在，而是在源区排放阶段就已广泛与硅酸盐矿物形成混合颗粒（图3）。大多数含盐颗粒粒径<5 µm，具备进入大气并参与远距离输送的潜力。西北部新鲜排放沙尘的硫铝质量比达到约1.1˗2.2，与经历长距离输送的高度老化亚洲沙尘相当，部分甚至更高。这说明，沙尘中较高的硫酸盐含量并不一定意味着其经历了强烈的大气老化，也可能直接源自蒸发岩富集源区。
与我国其他典型沙源区相比，柴达木盆地沙尘中的含盐矿物平均颗粒数占比约为18%，显著高于塔克拉玛干沙漠的不足5%以及腾格里沙漠、乌兰布和沙漠的不足1%（图4）。此类盐—硅酸盐内混合颗粒可能改变矿物沙尘的非均相化学反应、云凝结活化和辐射特性，并可能促进内陆地区夜间氯活化等大气化学过程。未来沙尘观测和模式研究应区分蒸发盐富集型与传统硅酸盐型沙源，并将原生硫酸盐、氯盐及其混合状态纳入沙尘排放、大气老化和气候效应评估。
该研究成果近日发表于国际学术期刊Journal of Geophysical Research: Atmospheres上。张龙博士后为论文第一作者，中国科学院地球环境研究所胡塔峰副研究员和大气物理研究所曹军骥研究员为共同通讯作者。研究得到国家自然科学基金项目（42030511）资助。
Long Zhang, Tafeng Hu*, Feng Wu, Yingpan Song, Jing Duan, Yuqing Zhu, Na Song, Yu Huang, Junji Cao*, Daizhou Zhang. Evaporite-Derived Salts in Dust Generated by Saltation-Sandblasting From the Qaidam Basin: Implications for Dust Aging and Atmospheric Chemistry. Journal of Geophysical Research: Atmospheres,2026, 131(18), e2026JD047746.
https://doi.org/10.1029/2026JD047746.
图1. 柴达木盆地表层土壤采样点的位置。
图2. 柴达木盆地不同区域的矿物类型及其主要亚类的颗粒数占比。
图3. 两类典型含盐沙尘颗粒的SEM及相应的元素mapping图：（a）含石膏矿物颗粒；（b）含石盐（Na-Cl）矿物颗粒。SEM图的比例尺为1 µm。
图4.塔克拉玛干沙漠（TKD）、腾格里沙漠/乌兰布和沙漠（TGD/UBD）和柴达木盆地（QB）沙尘颗粒中主要矿物类型的平均颗粒数占比。
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