Dust storms in China: a case study of dust storm variation and dust characteristics

Abstract.

The paper discusses the nature of dust storms, which have inherent environmental implications. The physical, chemical and mineralogical properties of dust sediments collected in Kashi, Taklimakan desert, Kunlun mountains, Donghuang, Lanzhou, Ningxia, Xi'an, Inner Mongolia and Beijing from 1990 to 1994 were studied. The texture of most aeolian deposits ranges from silty clay to clay loam with median particle diameters (Mds) generally between 5 and 63 µm; similar to the loess of central China and the silt/fine sand in western and northern China. The dust sediments were characterized by a predominance of SiO₂ and Al₂O₃ and a high amount of K₂O with molar ratios for SiO₂/Al₂O₃ and K₂O/SiO₂ from 5.17 to 8.43 and 0.009 to 0.0368 respectively. The triple peak spectrum is the main form of mass concentration in a clear sky. In a dust storm it shows as a single peak, with quartz, feldspar, chlorite, illite, calcite and dolomite being the dominant minerals. The physical, chemical and mineralogical properties of the present atmospheric dust are similar to those of wind-blown soils in western and central China. The results suggest that aeolian deposits and the fine-grained fractions of dust sediments collected in northern China are mainly soils transported from the arid and semi-arid regions of China and Mongolia by the prevailing winds.

Résumé.

L'article discute de la nature des tempêtes de poussières, aux conséquences importantes sur l'environnement. Les caractéristiques physiques, chimiques et minéralogiques des sédiments de tempêtes de poussières prélevés à Kashi, dans le désert de Taklimakan, les montagnes de Kunlun, à Donghuang, Lanzhou, Ningxia, Xi'an, en Mongolie intérieure et à Pékin de 1990 à 1994 ont été étudiées. La texture de la plupart des dépôts éoliens varie des argiles silteuses aux limons argileux. La courbe granulométrique présente une valeur médiane généralement comprise entre 5 et 63 µm argileux. Les caractéristiques physiques, chimiques etrisés par une prédominance de SiO₂ et de Al₂O₃ et une forte teneur en K₂O avec des rapports SiO₂/Al₂O₃ de 5,17 à 8,43 et des rapports K₂O/SiO₂ de 0,009 à 0,0368. Un spectre à trois pics est caractéristique d'un ciel clair. Dans une tempête de poussières le spectre présente un seul pic avec quartz, feldspath, chlorite, illite, calcite et dolomite comme minéraux prépondérants. Les caractéristiques physiques, chimiques et minéralogiques de la poussière atmosphérique sont semblables à celles des sols soufflés par le vent dans la Chine de l'ouest et du centre. Les résultats de l'étude suggèrent que les dépôts éoliens et les fractions fines des sédiments prélevés dans la Chine du nord sont principalement des sols transportés de régions arides et semi-arides de Chine et Mongolie par les vents dominants.