第4章(4)黃土地貌

2023/2/21主講：鄭永宏E-mail:zhengyh@武漢大學(xué)資源與環(huán)境科學(xué)學(xué)院第4章(4)黃土地貌2023/2/22黃土地貌是一種特殊的地貌類型。過去通常把黃土地貌與風(fēng)沙地貌放在一起闡述與討論，或者把它作為干旱區(qū)地貌的一種，但實(shí)際上黃土地貌的成因與發(fā)育過程，與風(fēng)沙地貌有著本質(zhì)的不同，并且典型的黃土地貌不是發(fā)育在干旱區(qū)，而是發(fā)育在半干旱和半濕潤(rùn)地區(qū)。風(fēng)沙地貌主要是風(fēng)力侵蝕和堆積的結(jié)果，而黃土地貌則是水流與風(fēng)力共同作用于由黃土這一特殊的物質(zhì)組成的地面的結(jié)果。如果說風(fēng)沙地貌是大氣圈與巖石圈相互作用的結(jié)果，那么黃土地貌是水圈、大氣圈與巖石圈相互作用的產(chǎn)物。2023/2/23黃土是灰黃色質(zhì)地均一的土體物質(zhì)，是一種廣義的巖石。黃土在世界分布廣泛，主要位于比較干燥的中緯度地帶，特別是在歐亞大陸區(qū)，從大西洋西岸到太平洋西岸斷續(xù)帶狀分布世界上其他地區(qū)，黃土厚度小，分布呈面片狀。歐洲中部的黃土一般只有數(shù)米厚；萊茵河谷的黃土厚度也只有20-30米；前蘇聯(lián)境內(nèi)的黃土相對(duì)較厚，局部地區(qū)達(dá)到40-50米；北美和南美的黃土厚度一般約為數(shù)米至數(shù)十米。2023/2/24在中國，主要分布在我國的北方地區(qū)，分布的面積達(dá)63.1×104平方千米，占全國國土面積的6.6%。其中，太行山以西、日月山以東、秦嶺以北、長(zhǎng)城以南，地理位置為東經(jīng)103°-114°，北緯34°-40°,跨陜、甘、青、晉、寧、豫、內(nèi)蒙古7個(gè)省(區(qū))，地勢(shì)較高，起伏不大，成為世界上黃土分布面積最廣、厚度最大且連續(xù)的黃土高原。黃土高原的黃土覆蓋面積近40×104平方千米，大部分地區(qū)的黃土厚度50-100米之間，六盤山以西的部分地區(qū)黃土厚度甚至有超過200米的，這一地區(qū)發(fā)育了特殊的黃土地貌，成為世界上黃土分布和黃土地貌發(fā)育最具代表性的地區(qū)。2023/2/25黃土高原的黃土自240萬年以來，持續(xù)不斷的堆積，總體上黃土堆積量大于黃土侵蝕量。黃土高原的構(gòu)造格局控制了黃土地貌形體空間分布和組合模式黃土的空間分布多位于干旱沙漠區(qū)的外圍。因此，國內(nèi)外許多學(xué)者傾向于認(rèn)為大片存在的黃土是第四紀(jì)風(fēng)揚(yáng)塵沙沉降產(chǎn)生的落積物，現(xiàn)代的“塵暴”、“土雨”就是歷史上黃土形成的寫照。坡面和谷底經(jīng)受的剝蝕速度小于塵沙的沉降量時(shí)，此區(qū)域有不同厚度黃土的產(chǎn)生2023/2/262023/2/27一.黃土特性

化學(xué)成分：SiO2、Al2O3、CaO、Na2O、K2O

為主，易溶巖類較多（CaCO3--->3-10%）.礦物成分：高度混雜，有較多的易風(fēng)化不穩(wěn)定礦物.

粒度：集中在0.005-0.05mm，其中以粉沙占優(yōu)勢(shì).結(jié)構(gòu)：松散，孔隙多而且大（可達(dá)1mm,大者5mm)，無層理，干時(shí)堅(jiān)硬成塊體，垂直節(jié)理發(fā)育，有濕陷性，遇水容易水解和水化，隨水流失.沉積巖碎屑粒級(jí)分類（據(jù)宋春青）2023/2/28黃土的性狀與成因黃土是一種特殊的物質(zhì)，具有以下特征。（1）質(zhì)地均一，以粉沙為主；（2）結(jié)構(gòu)松散，孔隙比較發(fā)育，孔隙度一般在40%-50%之間；多孔性是黃土區(qū)別于其他土體堆積物的主要特征之一；（3）富含碳酸鈣，碳酸鈣含量一般在10%-16%之間；（4）無沉積層理，但垂直節(jié)理很發(fā)育，直立性特強(qiáng)，厚層黃土常形成陡峻的土崖壁、土柱，并且可以維持多年甚至百年而不崩墜倒塌；（5）具有濕陷性（遇水后碳酸鈣等可溶鹽被淋溶、流失而沉陷）。2023/2/29黃土的性狀與成因盡管存在著不同成因類型的黃土，但大部分黃土是由風(fēng)力堆積而成的。這是因?yàn)椋海?）黃土主要分布在沙漠、戈壁外圍，并且三者逐漸過渡，成帶狀排列；（2）黃土顆粒由沙漠邊緣向外圍逐漸變細(xì)；（3）黃土披蓋在不同成因的、高低起伏的各種地貌部位上，并且保持相似的厚度；（4）黃土的礦物組成及元素組成在很大區(qū)域范圍內(nèi)具有高度的一致性，而與當(dāng)?shù)貛r石的礦物及元素組成有所不同；（5）黃土中含有隨地形起伏的多層重疊的埋藏古土壤層（6）黃土中發(fā)現(xiàn)旱生和中生植物和陸生動(dòng)物化石。2023/2/210

黃土垂直節(jié)理2023/2/211

滑坡垂直節(jié)理2023/2/212

黃土濕陷2023/2/213

黃土塌穴2023/2/214二、黃土地貌發(fā)育

（一）黃土堆積前的古地貌特征

1.古丘陵地貌（1）以緊密相間的丘陵與谷地為基礎(chǔ)，地形起伏較大的古丘陵以石灰?guī)r巖溶丘陵地貌為主體.構(gòu)成以六盤山以東廣大黃土粱峁丘陵的基座。（2）以和緩丘陵和寬闊谷地為基礎(chǔ)的波狀起伏的古丘陵地形.為黃土高原主體，主要在六盤山以西。（3）殘丘狀基巖古地貌，形成殘丘狀黃土峁?fàn)钋鹆?（4）平頂狀古丘陵，構(gòu)成現(xiàn)今黃土平頂墚丘陵的基座.

2023/2/2152．盆地或者傾斜平原賀蘭山與六盤山以東地區(qū)有許多斷陷盆地或者地塹谷地，山前堆積或剝蝕平原，由于前期地貌形體影響的原因，堆積了厚層的黃土，對(duì)于發(fā)育廣闊面積的平緩的黃土坪地貌起了基礎(chǔ)作用。3．大河流谷地在黃土堆積以前發(fā)育的河谷，已經(jīng)切入地表以下較深處，河流侵蝕搬運(yùn)能力較強(qiáng)，河床部分未保留原始堆積的黃土。2023/2/216（二）黃土地貌發(fā)育動(dòng)力流水作用

地表無植被尤其是草叢時(shí)，土層侵蝕嚴(yán)重，降水集中期容易形成泥流，形成千谷萬壑的景觀.人類作用

由于易于耕種，開發(fā)較早，人口眾多，人類對(duì)自然地理的改造和破壞明顯.2023/2/217黃土地貌發(fā)育的動(dòng)力黃土高原地處半干旱氣候地區(qū),年降水量雖然較少,但降水很集中，全年降水多集中在夏季（約占全年降雨量的50%），是發(fā)生大暴雨頻率較高的地區(qū)之一。因此暴雨是黃土地區(qū)地貌發(fā)育的主要外動(dòng)力。此外風(fēng)和地下水也是改造黃土高原地貌的兩種力量。翻松的黃土，只要3～4級(jí)風(fēng)就能把塵土揚(yáng)起，黃土高原的風(fēng)力一般都在3～5級(jí)。地下水的作用在黃土地區(qū)主要表現(xiàn)為機(jī)械潛蝕和化學(xué)溶蝕，引起滑坡和地面塌陷，形成黃土潛蝕地貌。2023/2/218三.黃土正向地貌黃土塬：大面積的黃土（高原）平臺(tái).（殘塬）黃土墚：長(zhǎng)條形向某一方向延伸的黃土山嶺.

（平頂墚，園頂墚；斜墚，起伏墚）黃土峁：孤立的黃土山丘.

（平頂峁，圓頂峁）黃土坪：黃土區(qū)谷地底部黃土覆蓋的階地或平臺(tái).2023/2/219董志塬世界上現(xiàn)存的面積最大最典型的黃土塬是我國甘肅省東部的董志塬，其次是陜西省北部的洛川塬。黃土塬地面傾斜一般不到1°，邊緣部分向外傾斜可增大到5°，四周有眾多溝谷及其溝頭向源內(nèi)侵入，平面呈不規(guī)則多邊形。如果兩溝源頭十分接近，它們之間狹窄部分稱“崾險(xiǎn)”。形成黃土塬的下伏基巖地形有：①寬廣的緩傾斜平原；②頂面寬緩的丘陵；③河流高階地；④段陷盆地兩側(cè)抬升的臺(tái)地；⑤準(zhǔn)平原。2023/2/220黃土塬航片2023/2/221黃土塬等高線2023/2/222平頂墚平頂墚橫向略呈穹形，由中心向兩側(cè)邊緣坡度為1-5°，向下轉(zhuǎn)為較陡（>10°），梁頂縱向坡度1-3°；2023/2/223平頂墚2023/2/224平頂墚2023/2/2252023/2/2262023/2/2272023/2/228平頂墚航片2023/2/229

圓頂墚圓頂墚橫向呈向上凸起圓弧形，有明顯墚坡，坡度可達(dá)15°，甚至達(dá)35°，墚坡以下急轉(zhuǎn)為50°以上溝坡。分起伏墚和斜墚。2023/2/230

斜墚2023/2/231斜墚航片2023/2/232斜墚等高線2023/2/2332023/2/234

起伏墚2023/2/2352023/2/236

墚狀丘陵2023/2/237

平頂峁等高線黃土峁是孤立的黃土山丘，排列呈線形具有黃土墚的某些特征。分平頂黃土峁和圓頂黃土峁。2023/2/238

圓頂峁2023/2/239★黃土坪是黃土區(qū)谷地底部黃土覆蓋的階地或平臺(tái)，地貌上稱臺(tái)塬。★塬面上，梁、峁坡的邊緣有時(shí)出現(xiàn)碟形凹地，是地表水下滲地面沉陷形成的，稱黃土堞.★地表水下滲在地面以下發(fā)生潛蝕作用，將導(dǎo)致黃土塌陷，形成豎井狀陷穴和漏斗狀陷穴，甚至陳列為串珠狀陷穴，陷穴之間殘留為黃土橋.★塬邊、墚側(cè)的溝谷中有時(shí)還有高十?dāng)?shù)米的黃土柱.2023/2/240黃土陷穴黃土柱黃土橋2023/2/241四.黃土負(fù)向地貌切溝：坡面水流的匯聚和徑流的加強(qiáng)使流水的深切作用逐漸加大，當(dāng)溝身切入黃土中達(dá)1-2米以上時(shí)，形成切溝.溝長(zhǎng)一般達(dá)幾十米以上.沖溝：溝壁陡崖顯著，谷底縱剖面線呈上凹曲線，與凸形斜坡構(gòu)成反差；長(zhǎng)可達(dá)數(shù)十千米，深可達(dá)百米.（流水地貌已述及）.干溝：沖溝發(fā)育到后期的產(chǎn)物，平面形態(tài)平直，縱剖面坡度較陡，過谷底的相鄰等高線彼此距離較小，橫剖面較窄，無河漫灘和曲流階地.2023/2/242河溝：是一種大型的侵蝕溝，通常已經(jīng)是河谷的支谷.河溝一般都已經(jīng)切穿黃土層，并已切入基巖內(nèi)，也有較穩(wěn)定的短期的水流，河床曲折.橫剖面呈倒梯形，溝底較寬分布有河漫灘，發(fā)育有沖擊物和洪積物組成的曲流階地.黃土墹：分布于河源地區(qū)，這里現(xiàn)代溝谷尚未發(fā)育,

基本保留了黃土掩覆古河谷后形成的長(zhǎng)條狀凹地.黃土墹的橫斷面呈寬淺的凹地形態(tài)，直至分水嶺頂也無明顯的坡折變化而呈圓滑形曲線寬可達(dá)數(shù)百米至數(shù)千米，長(zhǎng)達(dá)數(shù)千米至數(shù)十千米，而且組合成樹枝狀格局.2023/2/2432023/2/244

黃土河溝等高線2023/2/245黃土溝谷等高線2023/2/246

沖溝組合與斜墚2023/2/247黃土墹地2023/2/248

墹與梯田2023/2/249

墹航片2023/2/250

墹等高線2023/2/251此外，黃土谷坡地貌：1.瀉溜:黃土谷坡表面的土體受干濕和冷熱等變化影響而引起物體的脹縮,形成碎土和巖屑的剝裂,在重力作用下,順坡而下形成瀉溜。2.崩塌:在黃土的谷坡上，由于雨水或徑流沿黃土的垂直節(jié)理下滲，水流在地下進(jìn)行機(jī)械侵蝕和化學(xué)溶蝕，并把一些不溶的細(xì)小顆粒帶走，使節(jié)理不斷擴(kuò)大，谷坡土體失去穩(wěn)定而發(fā)生崩塌。3.滑坡:黃土溝谷的滑坡常在不同時(shí)代的黃土接觸面之間或黃土與基巖之間產(chǎn)生滑動(dòng)。2023/2/252黃土潛蝕地貌：黃土遇水浸濕后，發(fā)生可溶性巖類（主要是碳酸鈣）溶解和部分黏土及其他細(xì)小顆粒物質(zhì)的流失，由于這種流失土體的過程主要沿著大孔隙或垂直節(jié)理進(jìn)行，故稱為黃土潛蝕作用。潛蝕作用可使黃土的強(qiáng)度顯著降低，在受到上部土體或者建筑的重壓時(shí)，會(huì)發(fā)生強(qiáng)烈的變形甚至沉陷。2023/2/2531.黃土碟:是一種由流水下滲浸濕黃土后,在重力的影響下,土層逐漸壓實(shí),使地面沉陷而形成的碟狀小洼地.形狀為圓形或橢圓形,深數(shù)米,直徑10～20m.它常常形成在平緩的地面上.2.黃土陷穴:是一種濕陷的溶洞.陷穴多分布在地表水容易匯集的溝間地邊緣地帶和谷坡的上部,特別是沖溝的溝頭附近最發(fā)育。根據(jù)陷穴的形態(tài)可分三種：2023/2/254①漏斗狀陷穴——呈漏斗狀，深度不超過10m,主要分布在谷坡上部和墚、峁的邊緣地帶；②豎井狀陷穴——呈井狀，口徑小而深度大，深度可超過20～30m，主要分布在塬的邊緣地帶；③串珠狀陷穴——幾個(gè)陷穴連續(xù)分布成串珠狀，陷穴的底部常有孔道相通，它常見于沖溝溝床上或坡面長(zhǎng)，坡度大的墚、峁斜坡上。2023/2/2553.黃土橋:兩個(gè)或幾個(gè)陷穴不斷擴(kuò)大，下部由地下水流串通不斷擴(kuò)大其間孔道，則在陷穴之間未崩塌的殘留土體上形成黃土橋。4.黃土柱:是分布在溝邊的柱狀殘留土體。它的形成是由于流水不斷地沿黃土垂直節(jié)理進(jìn)行侵蝕和潛蝕，以及黃土的崩塌作用，殘留的土體就形成黃土柱。黃土柱有柱狀和尖塔形，其高度一般為幾米到