中国北方沙漠位于中纬度干旱区,作为北半球沙尘的主要源区,在地球表生作用过程中起到重要作用,确定风成沉积物来源对研究地球系统的沉积旋回是至关重要的。此外,风成沉积物是风沙地貌形成和发育的物质基础,其特征记录了沙漠形成和发育过程中的重要信息,确定沙漠的物质来源对于沙漠化防治和生态保护具有重要意义。阿拉善沙漠是中国北方沙漠的重要组成部分,该地区具有剧烈的风沙活动,是典型干旱区沙漠的代表,沙漠内部沉积环境和地貌类型极其复杂,沉积物类型多样。此外,阿拉善沙漠周围分布着大量的基岩山地、戈壁和河湖相沉积物,同时,沉积物受到流水和风力两种搬运作用的双重影响。因此阿拉善沙漠的物源非常复杂,导致了其物源到目前为止还没有统一的认识。研究其风积砂的来源和传输过程,不仅可以为区域和全球土地沙漠化与风沙地貌的形成过程提供进一步的认识和理解,而且对土地沙漠化控制与防沙治沙有重要的指导意义,还可以为地表各圈层的相互作用过程和机制提供新证据。本研究采集阿拉善沙漠风积砂、沙漠内部古湖相沉积物、沙漠外围戈壁与基岩风化碎屑样品以及沙漠周围河流沉积物样品共433个,通过鉴定重矿物类型、统计重矿物特征指数并结合风向数据与区域地质背景,对阿拉善沙漠风积砂的物源进行了研究。结果显示:(1)阿拉善沙漠风积砂样品的重矿物类型主要有不透明矿物、石榴石、角闪石、锆石、电气石、金红石、白钛石、磷灰石、辉石、绿帘石、榍石和独居石。不同的沙漠以及同一沙漠不同的位置重矿物的相对含量不同。稳定重矿物相对含量整体上从沙漠外围向腹地逐渐增加,弱稳定性重矿物具有相反的变化趋势,但是不同的沙漠其空间变化存在差异。并且风积砂的重矿物组成与沙漠周围基岩、沙漠外围荒漠、河湖相沉积物的重矿物组成具有很强的相似性。(2)ZTR指数(锆石-电气石-金红石指数)与稳定系数在不同的沙漠具有不同的变化规律。巴丹吉林沙漠风积砂的稳定系数与ZTR指数的空间变率相对较小,整体上呈现出从沙漠西北向沙漠东南逐渐增加的趋势,但是在沙漠西南部与沙漠南部靠近基岩及沙漠北部靠近戈壁的沙漠区域,稳定系数均具减小的趋势。腾格里沙漠风积砂稳定系数和ZTR指数的空间变率很小,呈现出从沙漠西北向沙漠东南逐渐增加的特点,沙漠西南部的稳定系数和ZTR指数比沙漠东北部的大,在沙漠东部靠近贺兰山与沙漠南部荒漠的地方,二者呈现出低值区。乌兰布和沙漠风积砂的ZTR指数与稳定系数从沙漠周边向沙漠腹地逐渐增大,但不同区域的空间变率存在差异。(3)阿拉善沙漠风积砂的GZi指数(石榴石-锆石比值)都很高,巴丹吉林沙漠风积砂与腾格里沙漠风积砂的GZi指数在沙漠范围内变化不大,但是乌兰布和沙漠风积砂的GZi指数由西北部和西部向东部逐渐减小和局部高值的分布特征。三个沙漠风积砂的ATi指数(磷灰石-锆石比值)都在沙漠边缘增大,沙漠腹地减小,表明沙漠边缘风积砂的风化程度较低,越深入腹地,风积砂风化程度越高。通过对上述结果系统和详细的分析,得出了以下结论:(1)阿拉善沙漠丰富的重矿物组成表明风积砂的物源不唯一。巴丹吉林沙漠风积砂的物源主要包括西部与西北方向的基岩、荒漠和河湖相沉积物,东南部基岩贡献较小;腾格里沙漠的风积砂主要来源于西部-北部-东北沿线的基岩与荒漠、巴丹吉林沙漠的流沙以及沙漠内部的古湖相沉积物,而南部的荒漠则对风积砂贡献微弱;乌兰布和沙漠的风积砂主要来源于沙漠西部与西北的基岩和荒漠及沙漠内部的古湖相沉积物,东部黄河河相沉积和南部贺兰山基岩对其贡献较小。(2)通过对比分析发现沙漠周围的基岩和河湖相沉积物、沙漠外围的荒漠、沙漠内部的古湖相沉积物都是风积砂的重要物源,但是上述源区分布在沙漠不同的位置,使不同的物源对风积砂的贡献存在差异。(3)阿拉善沙漠风积砂特征指数的分布表明,三个沙漠风积砂受到的搬运距离均相对较短,物源主要以近源物质为主。此外,风积砂物源除了具有来自沙漠周围近距离荒漠和基岩等物源外,还有可能富含石榴石母岩的共同的源区。