近日，中国科学院地球环境研究所在中亚乌兹别克斯坦克孜勒库姆沙漠的物质来源研究中取得了重要进展。中亚干旱区是北半球重要的粉尘源区，对中亚本地以及下风向的中国西北干旱区和东亚季风区的生态环境和社会经济产生了重大影响。然而，以往的研究主要依赖于现代遥感和大气观测数据，对沙漠本身的物质来源研究较少，限制了对沙尘源区起沙过程的理解。克孜勒库姆沙漠是中亚的主要沙漠之一，突厥语中意为“红色的沙子”，面积达30万平方公里，是世界第十一大沙漠。它位于锡尔河和阿姆河之间，靠近咸海南部，主体处于乌兹别克斯坦境内，与土库曼斯坦的卡拉库姆沙漠和哈萨克斯坦的莫因库姆沙漠相邻（图1），但其红色沙子的来源鲜有研究。研究克孜勒库姆沙漠的物质来源和运输途径对于理解中亚沙尘对东亚乃至全球气候和环境变化的影响至关重要。

地球环境研究所黄土与气候变化研究团队中亚黄土研究组联合乌兹别克斯坦科学家，采集了乌兹别克斯坦沙漠、两河流域（锡尔河和阿姆河）和西天山等多个区域的表土样品，并利用激光剥蚀-多接收等离子体质谱（LA-ICP-MS）技术对碎屑锆石进行了U-Pb定年分析，获得了1278组年龄数据。结合研究区潜在源区的锆石U-Pb年龄数据，通过多元回归算法，建立了克孜勒库姆沙漠的物质混合模型（图2）。

研究认为，克孜勒库姆沙漠的主要物质来源于西南天山，而由锡尔河主导的河流系统（包括阿姆河和泽拉夫尚河）是这些物质的主要运输通道。风力搬运和循环作用较弱，是造成沙漠物质成分不均匀的原因之一。同时，克孜勒库姆沙漠的沙尘物质可以通过风力搬运至山麓地区，其搬运和沉积过程主要受到地形因素的影响。这项研究为理解克孜勒库姆沙漠的沙尘物质起源和运输过程提供了重要证据，也是首篇利用LA-ICP-MS技术研究克孜勒库姆沙漠物质来源的论文，对于解析中亚古环境变化和地貌演化过程具有重要意义。这一结果不仅深化了我们对中亚沙尘源区和沙尘运输路径的认识，还为应对中亚干旱区环境问题提供了科学依据。

该研究成果近期发表于国际著名地学期刊Geophysical Research Letters，张明玉副研究员为第一作者，宋友桂研究员为通讯作者，合作者包括来自国家地质实验测试中心、乌兹别克斯坦地质与地球物理研究所的多位研究人员。该研究得到了国家自然科学基金项目、第二次青藏高原综合科学考察研究、黄土与第四纪地质国家重点实验室项目以及中国科学院特别交流计划的联合支持。

Zhang, M., Song, Y., Shukurov, S., Zhao,L., Shukurov, N., & Zong, X. (2024). Provenance and fluvial-aeolian process of Kyzylkum Desert: Constrained by detritalzircon U–Pb dating. Geophysical ResearchLetters, 51, e2024GL108951. https://doi.org/10.1029/2024GL108951

图1研究区位置及采样点图

图2 乌兹别克斯坦表土样品碎屑锆石多维标度分析(MDS，a和b）及混合模型结果(c-f)