摩洛哥干旱沙丘系统人为增湿下的微结构模式：地貌与成土作用的响应档案

本综述通过扫描电镜能谱分析（SEM-EDS）揭示了摩洛哥Elfeija沙丘系统中石英颗粒表面微结构的多期次演化，建立了风成搬运（机械刻蚀）与成土作用（化学溶蚀/自生矿物沉淀）的叠加序列，为解析人为增湿（灌溉农业）对干旱区地貌—土壤系统的实时影响提供了“罗塞塔石碑”式的地质档案。

　　

Highlight

Geomorphological and climatic setting

Elfeija沙丘场位于摩洛哥东部一个广阔的内陆盆地，坐落在Anti-Atlas山脉的南麓（图1，图2）。研究区是一个长约12公里、宽约2.5公里的 elongated plateau，总面积约30平方公里，呈WSW-ENE走向（N65-70°E），呈现约2.5%的 gentle regular slope，特征为一个大型的 consolidated glacis，连接着山麓和Oued Elfeija冲积平原（Amiha et al., 未发表数据）。

Field sampling and preparation

共采集了55个沉积物样品，采用分层采样策略，旨在捕捉Elfeija盆地内完整的地貌和土壤多样性。采样点并非随机选择，而是特意代表了主要景观单元：活跃的 barchan 沙丘脊、丘间洼地以及邻近的稳定土壤（Cambisols, Fluvisols等）。这个样品数量被认为足以确保对系统沉积物特性的 vigorous characterization。

General sediment characteristics

Elfeija沙丘场的沉积物展现出独特的粒度组成和形态特征，这些特征在主要景观单元中有系统地变化（表1）。

粒度分析表明，活跃沙丘的沉积物最粗、分选最好，这与风成过程的有效簸选一致。丘间沉积物稍细、分选较差，表明风成沙与更细的冲积或残留物质混合。土壤最细、分选最差，反映了更强烈的原地风化和细粒物质的积累。

Discussion

上述结果提供了对Elfeija沙丘场沉积动力学的一份详细、多指标（multi-proxy）的记录。粒度、形态、矿物学和表面微结构数据的结合，使得对石英颗粒所记录的多期次历史进行稳健解释成为可能。

Conclusion

这项对Elfeija沙丘场的多指标研究旨在刻画其石英颗粒的微结构历史，证明其与环境周期的联系，并确立该地点作为古环境档案的重要意义。我们的主要结论直接回应了这些目标。

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  1. 1.

     识别出了一个清晰明确的过程序列。表面微结构分析揭示了一个主要的、占主导地位的 prolonged mechanical abrasion（风成搬运） signature，该 signature 被随后的化学风化过程系统地 overprinted。

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  1. 2.

     化学 overprinting 的特征，包括 chemical dissolution etching、adhering particles 和 authigenic precipitates，与 incipient pedogenesis 的诊断特征完全一致。这些特征的空间分布与景观稳定性密切相关，在活跃沙丘上最弱，在稳定土壤中最强。

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  1. 3.

     人为诱导的季节性增湿（通过灌溉农业）为这些化学过程创造了精确的条件，提供了一个强大的现代类比（modern analogue），用以理解驱动该地区第四纪 arid-humid cycles 的自然过程。

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  1. 4.

     Elfeija 地点因此成为一个关键的 reference site（Rosetta Stone），其清晰的序列为解读其他更复杂、更模糊的沉积环境中叠加的微结构 signature 提供了钥匙。