概述内容
黄土是干旱、半干旱地区一种特殊的第四纪沉积物,其形成与风的作用有关[1]。风如同河流、地下水、冰川一样,是另一种重要的地质作用力,具有剥蚀、搬运以及沉积的能力。在干旱气候地区,风的地质作用十分突出。黄土是第四纪时期形成的一种特殊的土状堆积物。 其颗粒大小介于黏土与细砂之间,呈浅黄色或黄褐色,多孔隙、肉眼不见层理,垂直节理发育,富含碳酸盐,有湿陷性。
黄土在世界上分布相当广泛,特别在欧亚大陆上,几乎从大西洋东岸到太平洋西岸成断续带状分布。亚洲黄土分布最广,北界在北纬74°左右,南界在北纬29.5°左右(江西九江一带)。欧洲黄土分布最北界为北纬62°,南界在北纬40°左右,而且,由原苏联欧洲部分开始,向西逐渐变窄。
沉积岩的风化现象黄土的一般特征
黄士主要由粉砂组成,含一定数量的细砂与黏士。颜色为黄灰色或棕黄色。质地均一,未固结(以手搓之易成粉末),稍具黏性,含有较多钙质与其他矿物质养分,利于耕作。钙质常以不规则的钙质结核形式出现[3]。常发育垂直节理。颗粒结合不紧密,孔隙度大,质轻,松软。黄士无明显层理,干燥时较坚固,遇水易于剥落,易受侵蚀,黄士区地表支离破碎,形成黄土区特有的地形。
黄土的物质成分
黄土的化学成分中SiO2含量为 50%~60%, Al2O3含量为 9%~12%,CaO含量 7%~10%,MgO 1%~3%,Fe2O3含量 4%~5%,K2O含量 2%。矿物成分以石英、长石和碳酸盐矿物为主。石英和长石一般为粉砂级,碳酸盐矿物呈微粒状态,偶尔可见到重结晶的细粒方解石。此外,还有少量粉砂状磁铁矿、角闪石、辉石和黑云母等。这些在水中不稳定的矿物有时晶形完整,表面新鲜。黄土中的矿物成分与大陆岩石的平均成分相似,而与黄士分布地区的下伏基岩中的矿物成分无关[4]。
黄土的分布
黄士主要分布于中纬度气候温暖的地带,特别是在半干旱气候的地带[2]。世界上黄土分布面积占整个陆地面积的十分之一。广见于中国、乌克兰、阿根廷、美国中部、捷克、苏丹。
世界各大陆的干地比例我国是多黄土的国家,黄土面积达631000平方千米,约占我国陆地总面积的6.6%。主要分布在昆仑山一祁连山一秦岭一鲁东山区和辽东半岛一线以北的干旱和半干旱地带,即位于北纬 34°~35° 以北地区,包括东北地区,以及山东、河北、河南、山西、陕西、甘肃、青海、新疆等省(区),主要围绕沙漠由西北到华北直到东北呈弧形带状展布,中国黄土分布见下图。
中国黄土分布图在黄河中游,黄土展布面积约 400000 平方千米,形成海拔在 1000~1500m之间的黄土高原(loess plateau)。黄土厚度多为 50~80m,在陕西、甘肃一带,最大可达 150~180m。其分布面积和厚度均居世界之冠。
黄河在以流水侵蚀为主导的外力作用下,形成具有特征性的各种黄土地貌,主要有塬(table land)、梁(ridge)、峁(shouder)[4]。塬是流水下切形成的四边陡、顶上平的高地。梁是一种长条状的黄土高地。峁是具浑圆顶部的黄土小山包,俗称黄土高坡,是下伏地形的反映。
黄土高坡黄土的成因
典型的黄土是风成的。其标志是:
(1)黄土的矿物成分与其下伏的基岩成分无关,而且含有在水中不稳定的矿物;
(2)它不仅分布在低平地区,也能见于 2000~3000m 的高山之顶;
(3)黄土的厚度从沙漠边缘向外逐渐减薄;
(4)组成黄土的颗粒向外逐渐变细。
现在认为,沙漠是黄土物质(粉砂和尘土)的源地,强大的反旋风把它们从沙漠的腹地吹到边缘和内陆,堆积而成黄土[5]。
此外,有一些类似于黄土的沉积物,称黄土状沉积物,其成因可能是原生黄土经过流水冲刷、搬运后再堆积而成的。如我国长江中下游地区有许多黄土状沉积物堆积在河流的二、三级阶地上,它们很可能是通过河流再沉积而成的。有一些黄土状沉积物中含有残积物、洪积物以及其他外力作用的产物,因而其堆积的过程比较复杂[6]。
参考资料
[1] 杜恒俭,地貌学及第四纪地质学,地质出版社,1995
[2] 高抒,现代地貌学,高等教育出版社,2006
[3] Ding Z L, Sun J M, Yang S L, et al. Preliminary magnetostratigraphy of a thick eolian red clay‐loess sequence at Lingtai, the Chinese Loess Plateau[J]. Quaternaryences, 1998, 25(8):1225-1228.
[4] 舒良树,普通地质学,地质出版社,2010
[5] Wang H B, Chen F H, Zhang J W. Environmental Significance of Grain Size of Loess-paleosol Sequence in Western Part of Chinese Loess Plateau[J]. Journal of Desert Research, 2002, 22(1):21-26.
[6] 王飞燕,地貌学与第四纪地质学,高等教育出版社,1991