黄土地貌.pdf

黄黄 土土 地地 貌貌  黄土是第四纪时期形成的广泛分布的松散土 状堆积物，其主要特征是呈浅灰色或棕黄 色，主要由粉沙组成，富含钙质，疏松多孔， 不显宏观层理，垂直节理发育，具有很强的 湿陷性。 第一节第一节黄土分布及其特性黄土分布及其特性 一、黄土分布一、黄土分布  从全球看，黄土主要分布在中纬度干旱或半干旱的 大陆性气候地区，即现代的温带森林草原、草原及 荒漠草原地区。另外，中欧和北美的一些地区也有 黄土分布，这些黄土位于冰缘地区。面积约1300万 km2，占全球陆地面积的10。因此，人们把荒漠 黄土称为暖黄土，冰缘黄土称为冷黄土。  我国黄土主要分布在北方干旱区和半干旱区，位于 北纬34-45之间，呈东西向带状分布。黄土区的西 面和北面与沙漠相连，从西北向东南依次为戈壁、 沙漠、黄土，逐渐过渡，西北部靠近沙漠的，粒度 较粗，愈往东南距离沙漠愈远，黄土粒度逐渐变细。  我国黄土总面积约63.5104km2，其中黄河中下游 的陕西北部，甘肃中部和东部、宁夏南部和山西西 部，是我国黄土分布最集中的地区，不仅分布面积 广，而且厚度达（最大可达200m）。由于这个地区 地势高，形成有名的黄土高原。 在中国北方, 黄 土 高 原 东 起 太 行 山 ， 西至乌鞘岭， 南 连 秦 岭 ， 北抵长城,主 要包括山西、 陕 西 、 以 及 甘肃、青海、 宁 夏 、 河 南 等 省 部 分 地 区,面积44万 平方公里,为 世 界 最 大 的 黄土堆积区。 二、黄土的特性二、黄土的特性  1．黄土的粒度成分  2．黄土的矿物成分  3.黄土的化学成分  4.结构、构造  5.埋藏土 1．黄土的粒度成分  黄土主要由0.050.005㎜粒径颗粒组成，其中以0.050.1㎜ 的粗→中粒粉砂为主，其平均含量可达4660。此外， 还含少量细砂和粘土，是一种第四纪特有的松散砂岩。刘东 生等根据黄土中粉砂、细砂和粘粒的含量，分为砂黄土、黄 土和粘黄土。中国黄土在水平方向和垂直方向上粒度组成有 明显变化。以晚更新世马兰黄土为例，水平方向上，从山峡 黄土高原西北部至东南部，黄土的粒度呈现区域性递变，围 绕沙漠可分为沙荒土带、黄土带与黏土带。在垂直方向上， 黄土从老→新，粘粒含量呈降低趋势，细砂含量呈增高趋势 （有时也出现风沙夹层），马兰黄土普遍比离石和午城黄土 粒度要粗。黄土中古土壤层粘粒含量普遍高于黄土母质层。 2．黄土的矿物成分 中国黄土的矿物组成见表7-2。碎屑矿物中以轻矿物（比 重2.9）仅占4-7，主要有不透明金属矿 物（如磁铁矿、赤铁矿等）、绿帘石类、角闪  石类、辉石类和其他硅酸盐矿物。重矿物主要集中在0.05- 0.01mm级的颗粒中。在不同时代的黄土中重矿物含量变化 比较明显。如不稳定矿物）（角闪石、辉石类）含量依次为 离石黄土上部离石黄土下部马兰黄土和午城黄土。离石- 午城黄土比马兰黄土喊有更多的稳定矿物。   3. 黄土的化学成分  黄土的化学成分已SiO2占优势，其次为Al2O3、 CaO，再次为FeO3，MgO、K2O、Na2O、 FeO、TiO2和MnO。由于黄土中易溶的化学 成分含量很高，对黄土地貌发育有很重要的 影响。 4. 结构、构造  外观均一  无明显层理  空隙度大  垂直节理发育 5. 埋藏土 典型黄土的主要特征  1.多呈灰黄色和棕黄色，有些呈棕红色。  2.以粉沙为主（粒径为0.05-0.005mm），占总重量的50％ 以上，而且比较均一。  3.疏松多孔，抗蚀性弱。 黄土的孔隙较多而且较大，用肉眼即可看出。孔隙度约 50％，用手极易揉碎，在地表缺乏植物覆盖时，可造成严重 的水土流失。  4.富含CaCO3，大约10％左右，有时CaCO3呈块状砂姜成层 出现，用HCl（稀）滴在黄土上有大量的CO2放出，可听到 泡沫放出的声音。   5.无原理，但垂直节理比较发育。 其他的沉积物都有比较明显的沉积层理，但黄土见不到 层理，但垂直方向上裂隙较多，黄土沿裂隙劈开后常陡崖， 角度大于70。  6.湿陷性明显 黄土遇水后，强度显著降低，体积缩小，裂隙加大，出现 空间，在土体自重或上部承压的作用下，会造成地面坍陷或 沉陷，黄土的这种性状叫湿陷性。 湿陷性对于工程建设都是不利的，它们可以使房屋倒塌， 道路中断等。  7.常有古土壤发育 第二节第二节黄土的成因及其地层黄土的成因及其地层 一、黄土的成因一、黄土的成因  黄土的成因，有残积说、水成说和风成说等多种学 说，但以风成说为主。以我国西北黄土为例，证据  1黄土颗粒由西北向东南变细，厚度逐渐减薄  2黄土的矿物成分具有高度的一致性，与当地的下 伏基岩成分无  3黄土披覆在高度不一的各种地貌之上  4黄土中含陆生草原动物和植物化石，并埋藏着古 土壤层，表示非水成产物。 黄土粉尘搬运、堆积示意图 返返 回回 二、黄土地层二、黄土地层 总的来说黄土地层不太厚，就我国黄土高原来看， 一般厚度为50-150米，最大厚度达300米。从下 到上属于不同年代的黄土沉积物，下部较老，上 部较新。根据黄土的物理化学性质可对黄土地层 进行划分，通常分为三种黄土午城黄土、离 石黄土和马兰黄土，现简述之。 1.午城黄土 生成于早更新世（Q1），在山西隰县 午城镇附近发育较好，故将其称为午城黄土。 特点颜色呈暗红色，质地粘重，含有 古土壤层，但较少，厚度较小，一般不超过 100米，地层中发现了大型哺乳类动物化石 （如三趾马化石），一般称之为红土。 2.离石黄土  生成于中更新世（Q2），在山西省离石县陈 家崖附近发育较好，故定名为离石黄土。  特点颜色呈红黄色，质地较粘重，含有大 量古土壤层，可达十几层，钙结核多而大， 厚度较大，最大达150米，一般在100米左右， 是黄土中最厚的层次，地层中出现小型动物 化石，如啮齿类中的鼠类、兔子等等。一般 称之为老黄土。 3.马兰黄土 形成于晚更新世（Q3），在北京西山斋堂的 马兰阶地处发育较好，故名马兰黄土。 特点颜色呈灰黄色，质地疏松，厚度较小， 一般小于40米，古土壤层和砂姜层较少见，内含大 型动物化石，如象、犀牛等。因它处于黄土的最上 部，故名新黄土。一般我们所说的黄土即马兰黄土， 所以马兰黄土叫典型黄土。 第三节第三节黄土地貌黄土地貌 黄土地貌可分为 黄土沟谷地貌、 黄土沟（谷）间地貌 黄土潜蚀地貌等类型。 一、黄土沟谷地貌  1.纹沟 在黄土剖面上，降雨时常形成片状水流。 由于受到地面微小起伏、石块和植物根系等 的阻挡，水流逐渐分异，汇成许多细小的股 流，侵蚀土层，从而形成纵横交错的很细的 小沟，即为纹沟。纹沟的重要标志是没有边 缘线，经耕犁，可立即消失。  2.细沟  当黄土坡面上片流逐渐增大，可形成较大的 集成股流，侵蚀成大致平行的细沟。细沟的 宽度不超过0.5米，深度约0.10.4米，长数 米到数十米。细沟的谷底纵剖面呈上凸形， 下游开始出现跌水，横剖面呈宽浅的“V”字 形，沟坡有明显的转折。  3.切沟  细沟进一步发展，下切加深，切过耕作土层， 形成切沟。其宽度和深度均可达12米，长 度可超过几十米 ，河床多陡坎，横剖面有明 显的谷缘。  4.冲沟  切沟进一步下切，其纵剖面呈一下凹的曲线，与斜坡凸形纵 剖面完全不同，形成冲沟。冲沟长度可达数公里或数十公里， 深度达数十米至百米。并出现串珠状陷穴。分为早期、中期 和晚期三种情况。早期平面图形大致成等宽的长条形，沟床 纵剖面与其所在的剖面大致平行，横剖面呈V字形；中期冲 沟的平面图形，上游窄而下游宽，上游保持早期冲沟的特点， 而下游段沟谷展宽，而河床纵降比要比其所在的坡面缓；晚 期由于下蚀和旁蚀引起沟谷陡崖发生滑坡，使沟壁两侧向后 后退，横剖面上可以划分出沟坡和平坦的沟床，呈梯形，纵 剖面呈凹弧曲线。 二、黄土沟（谷）间地貌  黄土沟（谷）间地貌可分为塬、墚、峁三种类型。 它们是黄土高原上的黄土堆积的原始地貌经流水切 割侵蚀后的残留部分。它们的形成和黄土堆积前的 地形起伏及黄土堆积后的流水侵蚀都有关。黄土堆 积过程中可继承古地貌形态而发育各种黄土地貌。 如古地貌是平缓的盆地或微倾斜的平原，在此基础 上堆积的黄土就有可能成为黄土塬；在波状起伏的 丘陵上堆积的黄土，由于受基底古地形的影响，形 成长条形的墚或峁。 1.黄土塬 黄土堆积的高原面，四周为沟谷的沟头向塬侵蚀，从平面 上看，呈花瓣状；塬的顶面部分地势极平坦，坡度不到1 塬的边缘地带可增至5。有些黄土塬的面积可达2000- 3000km2，在泾河支流蒲河和马莲河之间的董志源，长达 80km，宽为40km。 黄土塬 黄土塬  2.黄土梁  黄土区长条形的黄土高地。梁主要是黄土覆盖在梁 状古地貌上，又受到近代流水等作用的侵蚀而形成 的。依据黄土梁的形态，可分为平梁和斜梁两种类 型。前者顶部平坦，宽度有限，长可达几公里。 黄土梁  3.黄土峁  黄土地区一种孤立的丘陵。在平面图上呈圆形或椭 圆形，其顶部浑圆；面积不大，坡度约310。 四周坡均为凸斜形坡，坡度变化于1035，整个 峁的外形极似馒头状。两峁之间有地势显著凹下的 分水鞍，称为墕。如有数个峁相互连接时称为峁梁， 有时峁还可成为黄土梁顶的局部组成体，称为梁峁。 峁的成因要做具体分析，有的是继承古地貌而成， 有的则是由于近代沟谷切割黄土梁而成。中国陕北、 晋西一带，峁发育典型 梁峁 三、黄土潜蚀地貌  地表水沿黄土中的裂隙或孔隙下渗，对黄土 进行溶蚀和侵蚀，称为潜蚀。潜蚀后，黄土 中形成大的孔隙和空洞引起黄土的陷落而形 成的各种地貌 ，主要有黄土碟 、陷穴 、黄 土桥和黄土柱等。  1.黄土碟黄土碟  黄土碟是指直径数米到数十米的碟形凹地。 它是由于地表水下渗浸湿黄土后，在重力作 用下，黄土逐渐压密，使地面沉陷而成，即 由湿陷作用造成的。黄土碟多出现在平缓的 地面上。  2.陷穴 在地表水容易汇集的沟间地或谷坡上部，由于地 表水下渗进行潜蚀而形成的。可分为竖井状陷穴和 漏斗状陷穴，它们深达1020米，常分布在谷坡上 部和墚峁的边缘地带。有些陷穴成串珠状分布，下 部有通道相连，它们多分布在坡面长或坡度大的墚 峁斜坡上。串珠状陷穴的穴间孔道，孔径增大，可 使陷穴最后遭到破坏，使沟床深切而伸长。  黄土碟和黄土陷穴可造成建筑物地基失稳而遭破坏 或使道路、桥梁。地下水管线等被毁坏。造成严重 的安全隐患和经济损失  3.黄土桥 两个陷穴之间或从沟顶陷穴到沟壁之间由 于地下水作用使它们沟通，并不断扩大其间 的地下孔道，在陷穴间或陷穴到沟床间残留 在顶部的土体就形成黄土桥。  4.黄土柱 分布在沟边的柱状黄土体。它是由流水沿 黄土垂直节理潜蚀作用和崩塌作用残留的黄 土部分。黄土柱有时可高达十几米。 黄土林