第二节 地貌类型
一、基岩山地
1、白于山
白于山位于本区西北部,是一种由厚层黄土覆盖的梁状山地。主要由白垩系沙页岩、上新统三趾马红土和第四系黄土组成。黄土层一般厚50~70米,局部可达百米。主梁沿东西方向断续延伸向西进入宁夏境内,总长约200公里,平均海拔1600~1800米,梁顶起伏和缓,为陕西黄土高原北部海拔最高的地段,是洛河、无定河、延河、清涧河、大理河等河流的发源地,泾河支流东川上源十字河也发源于白于山的西侧。靖边县东南的老虎脑(海拔1730米)、西南的白于山峰(海拔1805米);定边县南的魏梁(海拔1907米)、杨井东南张元峁南梁(海拔1860米)、西南的花凤子梁(海拔1864米)、马鞍山(海拔1875米)等,均为白于山的主要山岭。横山为白于山东段向东北方向延伸的部分,位于横山县西部,亦是黄土覆盖的梁状山地。横山平均海拔1400~1600米,是陕西黄土高原北部的第二高地,主要山岭有万药山(海拔1601米)、双城东面部的梁(海拔1535米)、牛信山(海拔1447米)、庙梁圪塔(海拔1406米)。
白于山梁长沟深,沟坡陡峻,相对切割深度达300~400米。沟谷下部呈V形,谷坡坡度为45~75度;上部开阔,谷坡坡度为25~45度,状似喇叭。由主梁分出的次、一级长梁分别向东、南、北等方向延伸,呈波状梯级式逐渐降低,由海拔1800米下降到1500米左右,成为一些河流上游河段的分水梁地。梁面坡度为10~25度。坡面流水侵蚀,重力侵蚀活跃,水土流失严重。
白于山和区内其它山地相比,形成较晚。大约在上新世时,这里还在下降,低洼处沉积了数十米厚的红色土和砂砾层, 自上新世末之后才开始上升,最后形成海拔1600米以上的山地。
2、崂 山
崂山和黄龙山过去统称为梁山山脉。崂山位于延安以南,大体沿北北西——南南东向伸展。一般在海拔1400米左右。大墩梁海拔1464米,是洛河与延河、云岩河、仕望河等黄河支流的分水岭。崂山和白于山一样,上覆厚层黄土,基岩仅出露在一些沟谷的底部,是典型的“石山土戴帽”式的山地。
3、黄龙山
黄龙山位于崂山东南,与崂山的南端相接, 呈北北东~南南西向,山脊多在海拔1500米上下。主峰大岭海拔1733米,是石堡川、涺水、猴儿川、白水川、大南川、小南川和菜家川等河流的发源地。在这里,水系呈放射状向不同方向流出。地势由主脊向东西两侧缓倾。黄龙山主要由中生界砂页岩类组成。海拔1400米以上,基岩裸露;黄土分布在海拔1400米以下, 只有在海拔1300米以下才分布着厚层黄土。黄龙山属基岩山地,其主体部分是突出于黄土海洋中的基岩岛。黄龙山基岩风化壳厚达1~3米,梢林茂密,现代侵蚀较弱。
4、子午岭
子午岭位于本区西部,为陕甘两省的界山。山体沿北北西——南南东向延伸,构成洛河和泾河的分水岭。子午岭的大部分被不同厚度的黄土所覆盖,其南部一些较高的山梁基岩裸露,是高出黄土高原的基岩山地之一。子午岭过去被称做桥山山脉,北接崂山西段,向南延伸至焦坪附近分为两支。一支伸向东南,为宜君梁;另一支伸向西南,其南端便是子午岭的最高点旬邑石门山(海拔1885米)。子午岭海拔多在1500~1800米之间。主要的山岭有沮源关(海拔1687米)、墩梁(海拔1625米)、五里墩(海拔1625米)、宜君哭泉附近的庙山(海拔1734米)、旬邑境内的洪山寺梁(海拔1846米)等。子午岭山形结构状似牛背,由主脊向东西两侧缓倾,两侧支梁延伸可达30~40公里,成为次一级分水岭,洛河支流——沮水河、葫芦河等奔流其间。此山地现代侵蚀过程比较缓慢,河床较稳定,溪流常年不断。
区内,像黄龙山、子午岭这些基岩山地,一般起伏不大,高出黄土塬、梁300~500米,属于低山丘陵,它们是古剥蚀准平原的残留部分。第四纪以来,间歇性上升显著,坡度较大,侵蚀强烈,不利于黄土堆积,因而成为黄土海洋中的基岩岛。值得注意的是,分布于黄龙山和子午岭的缓坡和沟谷中的黄土,除风积的典型黄土之外,还有不少是坡积、洪积、残积等作用形成的黄土状沉积。
5、渭北山地片段
本区南部, 有一系列北东东向雁行式排列的石灰岩低山,如耀县药王山、将军山等,突出在黄土台塬之上,因位于渭河以北,通常统称渭北山地或渭河北山。这些断续出露的低山丘陵,主要由奥陶系灰岩构成,一般在海拔1500米以下,南坡较陡,北坡平缓, 是关中平原与陕北高原的天然分界线。这些低山丘陵主要是在第三纪最后形成的。第三纪,由于受喜马拉雅运动的影响,形成渭河断陷盆地。此时期,鄂尔多斯台拗的其它部分发生大面积抬升,并使与渭河断陷盆地相邻的边缘部分沿断裂上翘,上覆地层遭到剥蚀,于是便形成一系列由奥陶系灰岩构成的, 起伏舒缓的基岩山地。
二、黄土地貌
黄土地貌是陕西黄土高原区地貌的主体。其面积约占全区总面积的70% 。区内广覆厚层黄土, 黄土地貌十分典型。
(一) 主要类型
陕西黄土高原的黄土地貌类型可逐级划分为3个一级类型和11个二级类型。
表3.1 陕西黄土高原黄土地貌分类简表
一级类型 二级类型
黄 典型黄土塬
土 破碎塬
塬 黄土台塬
黄 黄土梁状丘陵
土 黄土峁梁状丘陵
丘 黄土梁峁状丘陵
陵 黄土梁墹
薄层黄土覆盖的石质丘陵
黄 黄河峡谷
土 阶地与河谷平原
河 谷坡地貌
谷
1.黄土塬
(1)洛川塬—典型黄土塬
分布于洛河中游的富县、洛川、黄陵和宜君地区的黄土塬,统称洛川塬,是陕西黄土高原区比较典型的黄土塬。洛川塬有两个突出特点:一是具有典型的黄土地层剖面,形成完整的黄土—古土壤地层系列;二是部分地区塬面保存比较完整。
下更新统(Q1)
早更新世的堆积,是在第三系上新统红色粘土(三趾马红土)堆积之后,经过侵蚀形成的古地形上开始的,二者之间呈明显的不整合接触。Q1的下部为一套富含钙质成分,薄层理发育,灰白、灰绿、灰黄或灰褐色粘土和亚粘土或亚沙土层组成的湖相沉积,其厚度约20米,仅分布在第三纪古侵蚀盆地的最低洼地带,或盆地的中心地带。上部则是一套浅红黄色黄土状重亚粘土,即胶结较硬的石质黄土,也即所谓的午城黄土。这套石质黄土由3~4层浅红色古土壤及4~5组紧密排列的钙质结核层与浅红色亚粘土相间而成,顶部为一岩性较粗的黄土状亚砂土层,厚约55米。下更新统统称三门组(Q1S)。
图3.1 洛川黑木沟第四纪黄土地层平面图
中更新统(Q2)
中更新统的黄土堆积为一套夹有多层古土壤的棕黄色黄土状亚粘土,或黄土状亚砂土,厚约50米,Q2的顶部是一层由三层古土壤密集而成的、总厚度可达6~7米的厚层棕壤型古土壤,习称“红三条”。中更新统黄土层中除此厚层棕壤型古土壤外,还夹有3~4层成壤程度不同的褐土型古土壤层。一般将中更新世黄土称为离石黄土。但近一些年来,不少学者认为,离石黄土分上下两段,中更新世黄土主要由离石黄土的下段组成。
上更新统(Q3)
上更新统为一套夹有四层褐土型古土壤的黄土堆积,厚约37米,具有风成典型黄土的岩性特征。过去将上更新统统称为马兰黄土,现在看来,马兰黄土只是晚更新世后期形成的黄土堆积。在洛川塬区,第一层褐土型古土壤位于塬面以下9~10米处,其上有一层8~9米的典型黄土,这才是所谓的马兰黄土,它仅是上更新统的上部。上更新统的下部由离石黄土的上段组成。尽管如此,目前,一般将黄土高原区的上更新统仍称为马兰组或萨拉乌苏组。
全新统(Q4)
全新统是广泛分布于黄土塬上的新近堆积,为耕种层下1米左右的黑垆土。在洛河塬区主要为直接出露地表的残余黑垆土。
黄土主要是在干冷的草原环境中堆积的。黄土是冰期产物。黄土形成时期,气候干冷,植被稀疏。而古土壤却是间冰期或间冰阶的产物,古土壤形成时期,气候温湿,植被可能为干性森林或草原森林,黄土层和古土壤层在剖面中多次相间出现,正说明第四纪古气候曾多次发生过干冷与温湿的交替。
自中更新世以来,洛川黄土剖面中迭复出现三种成土级别不同的黄土和五种类型的古土壤层,同时保存不同种类的生物化石。剖面中由上向下,大体从成土弱的黄土到成土中等的黄土、成土强的黄土;古土壤从黑垆土到碳酸盐褐土、褐土、淋溶褐土和棕褐土。可能相应地反映了从严重干冷的荒漠草原到干冷草原、草原,以及从草原到干性草原森林、干性森林和温湿森林这样逐级过渡的生物气候变化系列。反映出黄土高原古气候总的变化趋势是,自中更新世以来到现在,气候由比较温湿逐级变为干旱,而明显的干旱气候是在晚更新世形成。
洛川塬黄土—古土壤地层系列的意义,已远远超出陕西黄土高原的范围。目前,这里正在计划筹建洛川黄土地层剖面自然保护区。
流水的长期侵蚀切割,已将洛川塬分割成一些目前还连接在一起的、面积不等的小塬。其中面积较大的有永乡塬(即狭义的洛川塬)、交道塬、旧县塬、老庙塬等。永乡塬长约30公里,最宽处达13公里;其它塬的塬面宽多在0.5公里至2~3公里;塬面开阔平坦,坡度仅1~2度,塬边坡度增至10度左右,谷缘线以下成为陡坡或梯级状谷坡。洛川塬塬面微向东南颂斜,塬面的局部地方为一些宽浅的湿陷性洼地。就整个黄土高原而言,这里的塬面还算保存较好。
洛川塬内的沟谷,发育历史的长短不一,其切割深度、宽度、纵横剖面结构不同,现代冲沟溯源侵蚀活跃,塬面被分割、蚕食,沟谷向塬内延伸,对头沟间常形成很狭窄的崾崄。塬面水流下泄是沟谷发展的主要动力,塬面上,溅蚀、面蚀、细沟侵蚀、浅沟侵蚀等比较普遍,而切沟、冲沟等主要集中在塬边。冲沟谷壁陡峭,深数十米至120余米,横剖面常呈V形。分割洛川塬的洛河及其部分支流的河沟,深200米以上,具槽形开阔谷底,发育了一、二级阶地。谷坡地带,崩塌、滑坡、泻溜普遍发育。黄土塬坡面冲刷、沟谷侵蚀有愈演愈烈的趋势,塬面随沟壑密度的增大则不断缩小。有关洛川塬黄土冲沟的发育特征见表3.2
表3.2 洛川塬黄土冲沟发育特征
黄土冲沟发育状况
统计面积 总长度 平均密度 占总面积 平均切割深度 平均纵比降
(平方公里) (公里) (公里/平方公里) (%) (米) (‰)
100 165.1 1.65 51 140 9
(据:戴英生 1982)
洛川塬是在古山间盆地的基础之上,经黄土堆积、侵蚀而成的。基底是由中生代砂、页岩和厚度不超过10多米的三趾马红土所构成的一个山间盆地,北起崂山,沿洛河向南可达渭河北山,西边和东边分别是子午岭和黄龙山。中生代,鄂尔多斯台拗为沉降带,洛川塬区当然也不例外,这里构造变动和缓,岩层产状多呈水平。晚第三纪这里又拗陷为湖盆,三趾马红土层的产状亦呈水平。第四纪时,黄土在堆积、侵蚀交互作用下,仍在这个四周高而底部低平的盆地内堆积下来,形成厚约120~150米的黄土地层,在新构造运动的影响下,古基岩盆地不断被黄土充填,且不断被抬升。盆地中心部位堆积的厚层黄土,表面被剥蚀夷平后即成为黄土塬。在黄土堆积过程中,夹杂着流水的侵蚀作用,不同时期的黄土常以剥蚀面相接触。古土壤是在黄土的堆积速度小于成壤速度的情况下,逐步发展起来的,所以古土壤层面可以算作一种特殊的剥蚀面。
(2)破碎塬
把典型黄土塬和黄土台塬以外的所有黄土塬统称破碎塬。这种地貌在本区的西南部、东部和西北部均有分布。各处破碎塬特征并不完全相同,故将本区的破碎塬分为三个区,即渭北西段破碎塬区、宜川破碎塬区和白于山侧破碎塬区。
①渭北西段破碎塬区
此区位于陕西黄土高原的西南端,包括分布在长武、彬县、永寿、旬邑、淳化、耀县、铜川一带的破碎塬。这里的破碎塬大体可分为两类:一类是残塬沟谷,另一类是宽塬沟谷。铜川、耀县及泾河支流—黑河与亭口镇以下的泾河干流以南,主要为残塬沟谷。长武、彬县这两县的南部,还保留着巨家、水口等小块塬,塬面坡度2~6度,海拔1000~1200米,是一种残塬缓坡地带。永寿县境内的破碎塬,塬面破碎,多呈现出梁状丘陵状态。横亘该县北部的永寿梁,是起伏较大的永寿塬的残留部分,海拔1100~1400米。构成该县北部的分水岭。主“梁”西侧,形成比较明显的梁沟并列的地貌特征。其南侧,塬面起伏较小,分布着常宁、马坊、蒿店等小块塬,总体呈宽梁缓谷状态。耀县、铜川一带的破碎塬,地表呈波状起伏,沟谷密度较大且深切,地面支离破碎,塬面海拔900~1250米。黄土下伏古地貌为一山间侵蚀剥蚀盆地,第四纪时,堆积了100~120米厚的黄土,后经流水侵蚀切割,构成今日的残塬深谷状态。宽塬沟谷主 要分布在长武、彬县北部及旬邑、淳化两地基岩山地以外的广大地区。塬面平坦开阔,坡度多为0~2度,海拔900~1400米,塬面与沟壑面积比平均为6:4,相对高差150~300米。以长武北部的长武塬,彬县北部的北极塬和新民塬,旬邑和张洪、太峪、职田、底庙、清原、土桥、淳化的润镇等宽塬面积较大。当地人将这些塬称为大塬。
渭北西段破碎塬区,基底地貌多属底部有一定起伏的山间盆地。基底由中生代砂、页岩和第三纪红土层组成,其上覆盖着厚度可达200米的黄土,在大地构造上这里是鄂尔多斯台拗南部渭河断陷盆地以北的缓倾斜区,自第三纪末以来,这里属于大面积中度隆起区,在黄土堆积作用与流水侵蚀作用的共同塑造下,逐步发展成今日的黄土破碎塬。
②宜川破碎塬区
此区主要包括宜川县云岩河两侧和仕望河流域的破碎塬。这里塬面海拔1000~1400米,由西向东微倾,完整的塬面已遭破坏,被沟谷分割成一些小块塬地,其中牛佃塬、高柏原、阁楼塬面积较大,隔黄河与山西的吉县塬遥相对应。破碎塬的下伏基岩占地貌系古黄河的一个山间盆地,上新世红土和早更新世黄土多被剥蚀,中更新世的厚层黄土堆积奠定了黄土塬的基础。后期又有马兰黄土堆积,在继承性河沟和现代冲沟作用下,逐渐成为破碎塬。塬面不仅破碎,而且由沟缘向塬中心部分,相对高差可达100~120米。如牛佃塬东西宽数公里,南北长达几十公里,呈缓倾的阶状向主谷过渡,坡度由塬中心1~3度,向塬边增至10~15度。由于塬区河流皆汇于侵蚀基准面很低的黄河,因而各种侵蚀作用都比较活跃,
③白于山侧破碎塬区
此破碎塬区位于定边县白于山西南侧,塬面海拔1600~1700米以上;沟谷发育,塬面破碎,塬面面积较大的小块塬有姬塬、刘卯塬、罗庞塬、杨塬等。这些小块塬,长10多公里,宽1~5公里,塬面2~5度,过缘8~15度,沟谷深200~250米,多呈V形,沟坡25~75度。沟壑密度为4~5公里/平方公里。现代沟谷侵蚀活跃。在较大的沟谷上源有宽缓的墹地分布。
另外,在黄土高原区与长城沿线风沙区的过渡地带,分布着一些黄土高平地。这里气候干旱,风蚀作用占优势,流水侵蚀作用轻微,地面上仅有少量切沟、冲沟。这种黄土高平地,可以看作是一种早期破碎塬。例如,定边县城以南,白于山北侧,地面平坦而较完整,主要由风积、坡积黄土组成。海拔1400~1500米,地表以3~8度微向北倾。南北宽数公里至10公里,东西长约40~50公里。这是一种在山前缓坡地带逐步堆积而成、目前尚未遭受强烈分割的早期的破碎塬。
(3)黄土台塬
本区黄土台塬所占面积很小,主要集中在耀县南部的县城和楼村乡一带。这是渭北黄土台塬的北缘部分。台塬下部由新第三纪、早更新世冲积、洪积地层组成;上部为中、晚更新世黄土堆积,厚50~80米,夹有5~6层古土壤层。塬面海拔700~900米,地面宽阔平坦,以3~5度微向东南缓倾。由于沮河、赵氏河、浊峪河等河流分割,黄土台塬已被分为四个小块。沟谷与河谷较为发育,切割深度为100~150米,较大的河谷已切入第四纪以前的基底岩层之中,谷形多呈V形,谷坡多在30度以上,流水侵蚀和重力侵蚀均较活跃,塬面日趋缩小,塬边丘陵化加速,地表愈来愈破碎。
2.黄土丘陵
陕西黄土高原区,黄土丘陵分布的面积最大,主要集中分布在中部和北部。
(1)黄土梁状丘陵
主要分布于白于山南侧洛河上游地区,吴旗的西北、志丹的西南和甘泉县的大部分地区。是白于山、子午岭和崂山等山地的延续部分,以梁状丘陵为主,接近较大河流时出现少量的黄土峁。沟谷密度为3~5公里/平方公里。黄土梁状丘陵一般是在基底地貌为梁状丘陵的基础之上发育起来的。黄土梁的基岩骨架多为梁状。由中生代砂、页岩和上新统红土组成,其延伸、排列方向受水文网制约。河网密度大的地区,梁地变窄,梁坡变大,洛河上源地区与吴旗的西北部,梁面较宽,约100~500米,形如猪背;长度多为三四公里或几十公里;梁面坡度一般为3~5度,谷缘处增至20~30度。切割深度为70~200米。冲沟呈套谷式结构,下部呈V形,上部宽敞,谷坡陡峭。流水侵蚀和重力侵蚀都很活跃。
还有一种梁状丘陵是塬边丘陵化或破碎塬进一步被蚕食的产物。这种梁状丘陵主要分布在延川、延长两县的中部和东部以及洛川塬的东侧。梁顶海拔1000~1300米。梁面呈微穹形,坡度为1~3度,邻近谷缘线坡度增至10~30度;宽500~2000米。这些平顶梁是黄土塬被沟谷长期分割而成的。沟谷切割深度达120~150米。大块梁面上有时分布着一些湿陷性洼地。
(2)黄土梁峁丘陵
黄土梁峁状丘陵是一种以黄土梁为主、黄土峁较小,且沟壑发育的地貌组合形态。主要分布在三个地区:一是子午岭与洛川塬之间地区;二是延安、安塞、志丹等县市的毗连地区;三是横山县中部子洲县西部地区。
黄土梁峁状丘陵,梁、峁顶海拔1200~1600米。这些地区梁多峁少,梁长峁大,一些大型的孤立峁多分布在梁顶间。愈接近主分水岭部位,以宽梁长梁居多;愈向沟谷的下游,切割密度增大,窄梁和短梁居多。在平面地形图上,随着沟壑的纵横交错,梁呈正向的、沟谷作负向的树枝形。宽梁顶平坡缓,顶面多小于5度;窄梁呈鱼脊形,梁顶面坡度达15~30度。黄土梁峁承袭了下伏基岩古地貌的基本特征。梁峁延展的方向和长短的差别,取决于沟谷结构和切割密度。梁的顶面面积较小,坡度多在3~5度,大者8~10度;梁顶以下坡折明显,由坡折线向下到谷缘坡度变动于10~30度。梁峁坡上,面蚀、细沟、浅沟侵蚀相当强烈。梁峁谷缘线以下的冲沟、干沟、河沟深切,切割深度达150~200米。冲沟横剖面呈V形或胡同式的巷沟,黄土壁立,崩塌普遍;干沟、河沟横剖面多呈宽V字形,滑坡、泻溜发育,其纵剖面常具石跌水;有曲流发育的河沟,堆积了一、二级阶地,称沟坪地。
(3)黄土峁梁状丘陵
黄土峁梁状丘陵是一种以峁为主,峁小梁短,沟壑纵横,地表极为破碎的地貌组合型。主要分布在子长、清涧、绥德、米脂等县及延安市东北部与延川县的西部。梁峁顶部海拔1100~1400米。这些地方峁多梁窄:峁梁起伏;有的地方是上峁下梁,峁由梁的上部解体而来。峁多呈馒头状,顶部坡度为2~5度,峁坡呈凸形和凹形,下部坡度增至15~30度。黄土峁梁状丘陵与下伏基岩古地貌有一定程度的承袭性,但目前由梁变峁的过程仍在继续着。两峁之间凹下的鞍部,由于沟头侵蚀和坡面冲刷变得很窄。群众称之墕,墕被切穿,两峁分离。这一地区,沟壑极为发育,峁梁以下的沟壑、河沟多切入基岩,切割深度多在100~200米之间。冲沟横剖面多呈槽形,河流谷地较宽,发育有2~3级阶地。这里,地面切割密度高达6~8公里/平方公里,沟间地与沟谷地面积之比约为1:1。地表破碎,流水侵蚀和重力侵蚀都非常强烈,土壤侵蚀模数在15000吨/平方公里·年以上,是黄土高原地区水土流失最严重的地区之一。
(4)黄土梁墹
黄土梁墹是一种由厚层黄土披覆的缓梁宽谷地貌,多分布在一些河流上源侵蚀作用相对较弱的地区。这种宽谷被群众称做墹地。
黄土梁墹丰要分布在白于山南北两侧,像吴旗的周湾乡、安塞的王家湾乡、子长的李家岔乡以及白于山北侧靖边和定边的一些地方。白于山北侧较大的墹有四十里长墹、席麻湾墹、龙洲墹、杨山墹、膺窝墹等。梁面海拔1400~1500米。切割深度为100~200米。黄土梁墹下伏古地貌是由中生代砂、页岩和上新统红土组成的沟岭地貌。岭部主要为中、上更新统黄土所掩盖,墹地由晚更新世和全新世湖相、河相和坡积次生黄土所淤填,墹底残留有早更新世午城黄土。梁墹地地貌主要是在中更新世黄土堆积之后,经过强烈的剥蚀侵蚀,演变为河湖小盆地,后又为马兰黄土所披覆,全新世时期末受到强烈侵蚀切割,因而保存了缓梁宽谷形态。黄土梁宽缓土厚,多呈凸形坡。墹地平展开阔,与缓梁相间排列。墹地宽度为300~1000米、长度为2000~15000米,地面比降1~5%,多沿谷地向下缓倾。白于山北侧各较大河流或支流均有大小不等的墹地,总面积近200平方公里。如红柳河上的王渠则墹,面积约14平方公里;芦河上的龙洲墹,面积约14.4平方公里;八里河上的杨山墹,面积约23.5平方公里。目前墹地上多被现代沟谷所分割,形成30~40米深的冲沟。冲沟溯源侵蚀强烈的谷段,墹地被分割成零星的坪地,称做破墹。墹地是当地重要的农作区。
(5)薄层黄土覆盖的石质丘陵
在黄河西岸狭长的带状地区,分布着被薄层黄土覆盖的石质丘陵。基岩主要是二叠纪三叠纪的砂、页岩,其上覆盖着薄层的不连续的黄土,黄土厚度为0~40米,各处不一,丘陵顶部多呈梁、峁状,顶面高程一般为海拔1200米左右,高出黄河谷底400~500水。由于这里紧靠黄河峡谷,黄河的强烈下切,使其沿岸支流也随之强烈下切,因而将沿岸地表分割得支离破碎,形成覆盖着薄层黄土的石质丘陵。这里梁、峁起伏,沟谷深切。除梁、峁下部基岩裸露外,有些地段,上覆黄土已遭受剥蚀,基岩直接外露,呈现出一种基岩残丘景象。
3.黄土河谷
(1)黄河峡谷
黄河从内蒙古清水河县喇嘛湾到龙门,河长约700公里,除很少地段较宽外,其余两岸大部崖壁陡立,高出水面数十米至百余米,河道一般宽200~400米,简直是一道雄伟的千里长峡。河水在此长峡中,大部保持南北流向,与河谷沿岸的古生代、中生代地层的走向大致平行。从河曲到府谷,黄河主要是切割于古生代石灰岩和含煤页岩之中;而从府谷到壶口,河道切割于三叠纪砂页岩中。著名的壶口瀑布就在宜川县与山西吉县之间的黄河峡谷中。
壶口一带,黄河两岸下陡上缓,峡谷底部宽约250~300米,由谷底上坡到龙王坡高约150米,龙王坡以上谷形展开,谷坡平缓,河谷横断面呈谷中谷形态。壶口以上,水在宽槽中流行,到了壶口,水流切入深槽,槽宽30~50米,深约30米。在深槽上端,全槽水流汇集,倾泻成瀑。瀑布的高度,枯水期可达15~20米;夏秋之际可达45米;在洪水期,变成一股急流,瀑布形态不明显。壶口瀑布的成因主要由于大致呈水平构造的三叠纪厚层绿色砂岩的存在。这种岩石比较坚硬,且向上游缓倾3~4度。在地质历史时期内,由于黄河的溯源侵蚀,壶口瀑布向上游退却,现在已达龙王山。
(2)阶地与河谷平原
陕西黄土高原区除极少部分属内流区外,绝大部分属黄河流域,黄河的各级支流中较大的有无定河、窟野河、延河、洛河、泾河等。这些河流及其一级支流,普遍发育两级阶地,阶地面积较大的河谷地带即为河谷平原。
无定河沿岸一般有两级阶地。在榆林鱼河峁到绥德四十里铺之间,谷地宽多在1000米以上,其中鱼河峁与党岔一带谷底约2500米,鱼河峁至上盐湾之间谷底宽约2000米,米脂县城附近谷底宽约1300~1500米,形成一些狭长的宽谷平原。在四十里铺到崔家湾之间,谷底宽600~1000米。一级阶地沿两岸呈带状连续分布,往往长达10~20公里,在凸岸宽度多在500~1000米以上。阶地面平坦,前缘高出河水面5~7米,由厚约6~8米的砂砾及黄土状土组成,具二元结构,为堆积阶地,镇川、米脂、缓德及一些主要村镇座落其上。二级阶地呈断续分布,仅在鱼河峁、党岔一带的北岸及上盐湾、四十里铺一带分布广而较完整。阶地面宽50~1000米,变化较大,高出河床20~35米,高出一级阶地15~20米,基岩高出河床10~20米,为基座阶地。由于后期冲沟切割,阶地面多不完整,后缘被坡积、洪积黄土状土及风成沙掩埋。
窟野河中游河谷比较开阔,漫滩及一级阶地发育,一般谷宽300~500米,谷底较平,二级阶地不太发育。
延河、秀延河、云岩河、仕望河、沮水等普遍发育有三级阶地。一级为堆积阶地,至河口转变为基座阶地。一级阶地高出河床5~10米,由沙砾岩、亚砂土、亚粘土组成,分布较广,保存完整,多分布于河流的凸岸,呈微倾的盾状或长条形。二级阶地属基座阶地。子长县城东秀延河的二级阶地实际为一古河道,由砾古层、亚砂土、亚粘土 组成的古河道沉积物为马兰黄土所掩埋,阶地形成时代应为晚更新世早期,高出河床40余米。三级阶地亦为基座阶地。因受后期切割,残缺不全,基座高出河床30~40米,阶地前缘高出河床50~70米。为上部离石黄土和马兰黄土所覆盖。这些河流的形成史,与洛河有许多共同之处。延河在安塞化子坪到延安甘谷驿为中游河段,河谷平均宽约600米,延安市区主要位于延河及其支流的一级阶地上。甘谷驿以下为延河的下游河段,河谷的平均宽度约为1500米。
洛河自西北向东南,纵贯陕西黄土高原。河谷中普遍发育有四级阶地。一级为堆积阶地,高出河床5~10米。阶地堆积物下部为砾石层、砂砾,上部为亚砂土、亚粘土,分布于河陆的凸岸。阶地宽数10米至二三百米,在主、支流交汇处宽达500米,在河流下游段往往变为基座阶地。二级阶地为基座阶地,前缘高出河床25~40米。基座为中生代砂、页岩,高出河床10~20米;上部堆积的河相沉积呈残存状,顶部为马兰黄土所覆盖。在洛河中游富县、甘泉境内的二级阶地河相沉积具清晰的二元结构。三级阶地亦属基座阶地,基座高出河床20~40米。砂、页岩基座之上为河流淤积的灰黄、灰白、浅灰褐色亚砂土或亚粘土,夹有三层0.4~0.8米的透镜状砾石层,砾石大小混杂,分选性差,泥质胶结。亚砂土、亚粘土致密坚实。水平层理清晰,厚16~18米,其上部覆盖着离石黄土和马兰黄土,在志丹高石嘴、孟沟门一带的洛河谷坡上第三级阶地保存完好,大体是中更新世中期形成的。在甘泉附近洛河的三级阶地只见基座不见砾石层。基座直接被上部离石黄土和马兰黄土所掩埋。富县附近洛河的左岸三级阶地基座之上只残留很薄的黄土,而于右岸则见有砾石层、亚砂土和亚粘土沉积;在黄陵交口附近的洛河三级阶地,基座之上覆盖着厚层有古土壤层的黄土。第四级阶地高出河床70~110米,大体形成于中更新世早期。这一级阶地更是支离破碎,且为厚层黄土覆盖。在金鼎至高石嘴的洛河谷坡或干沟沟口四级阶地呈残存状分布,在孟沟门附近洛河左岸谷坡,砂、页岩基座之上保留有1~2.7米厚的砾石层,泥、钙质胶结,密实坚硬,局部为薄层状砂岩;上覆黄绿、灰白、灰绿、蓝灰色亚粘土和粘土,含有白色钙质网纹及黑色有机质斑点,具水平层理,厚0.5~1米。这级阶地的河相沉积层为厚层的离石黄土和马兰黄土所覆盖。据研究,洛河水系是在以三趾马红土构成的准平原面(即上新世晚期夷平面)上,自下游向上游逐渐形成的。早更新世初期,洛河下游段已具河流雏形,中游段则溪流、洼地湖泊居于优势,上游还是一片近200平方公里的湖泊,整个洛河尚未形成统一的完整水系。中更新世初,在地壳运动与气候变化的综合影响下,溯源侵蚀不断进行。使中游湖沼和上游湖盆先后受到切割,贯通而消亡。从而使下游河道与逐次形成的中游河道、上游河道连在一起,形成洛河的完整水系。中更新世中期是洛河的强烈发展阶段,这时洛河水系已基本完善。
泾河流经本区西南部,各大支流都切入基岩,沿岸一、二级阶地发育,多为内迭式阶地。泾河谷地比较开阔,多在1000米以上,从长武亭口到彬县早饭头段,阶地发育,谷地一般宽1000~1200米,在彬县县城附近,宽达2700米。
(3)谷坡地貌
黄土谷坡地貌包括谷坡及沟缘附近的各种中、小地貌,如坡形;重力地貌滑坡、崩塌、泻溜;黄土假喀斯特陷穴、黄土桥、黄土柱等。
①坡形
黄土地区的谷坡地形态复杂多样,一般以坡度沿坡长方向的变化规律把黄土地区的坡地形态概括为以下几类:
直形坡:从分水脊线向下,随着坡长的增加,坡度基本保持不变,坡度与坡长不存在相关关系,纵剖面是顺直的(图3.2a)。一般说来,直形坡上的侵蚀作用主要发生在下部。
凸形坡:从分水脊线向下,随着坡长的增加,坡度单调增大,坡度与坡长存在着正相关关系。纵剖面上为上凸形(图3.2b)。凸形坡上的侵蚀作用主要发生在中、下部。
凹形坡:从分水脊线向下。随着坡长的增加,坡度单调减小,坡度与坡长的关系存在负相关关系,纵剖面为上凹形(图3.2c),凹形坡中部侵蚀最强。
复合形坡:分凸凹形和凹凸形两类。凸凹形坡从分水脊线向下,先凸后凹;而凹凸形坡,却是由上向下,先凹后凸。复合形坡实质上是直形坡、凸形坡和凹形坡复合而成,坡面上凹形部分和凸形部分之间由一段直形坡相连。纵剖面呈上凸下凹(图3.2d)。复合形坡就整个坡面而言,有减弱流速的作用,侵蚀作用没有凸形坡和直形坡强烈;但在坡面上,以连结凸、凹之间的直形坡侵蚀较强。
阶梯形坡:这类坡实质上是复合形坡在坡长方向上的继续扩展,从分水脊线向下,随着坡长的增加,坡度有规律的时而增大,时而减小,纵剖面为正弦波形上下波动(图3.2e)。阶梯形坡和复合形坡一样,有减弱流速的作用,侵蚀作用较凸形坡和直形坡小,坡面上,在凸与凹的过渡段(顺直段)侵蚀较强。
图3.2 黄土地貌坡形图
②滑坡
滑坡是黄土高原地区最严重的灾害性地貌,被群众称之为“地滑”、“地移”、“走山”等。在黄土沟缘地带或塬边,部分黄土地层整体地滑落到沟底的现象叫滑坡。滑坡发生后,在上部形成新的谷坡为弧形黄土陡崖,此称滑坡壁;滑落下来的巨大块体叫滑坡体。黄土滑坡体有时很大,可达数百万立方米以上。由于黄土质地均一,土层巨厚,遇水后具塑性,所以黄土滑坡是最典型的滑坡。滑坡的各种结构形态都很清楚,表现出完整的滑坡地貌特征。滑坡发生后,滑坡体有时会堵塞沟谷,并在滑坡体以上聚水成湖。称为聚湫;滑坡体以下如发生断流现象,则会使常流水沟变为干沟。塬边或河谷两侧的黄土崖壁附近,滑坡常密集成带,形成滑坡带。另外在大滑坡体上还产生次一级的新滑坡,此即为滑坡叠置现象。滑坡是黄土沟谷展宽的重要方式,是河流泥沙的重要来源。一般将滑坡按成因分两大类,即自然因素影响下形成的滑坡,如地震、降雨、河流侧蚀以及地下水作用等均可导致滑坡的发生;人工滑坡主要是由于人类活动而产生滑坡,如灌溉、御荷、加荷、震动等也可以引起滑坡。
影响滑坡的因素是多方面的,新老黄土的分界面、黄土与第三纪红色粘土的分界面、黄土与石灰岩、页岩等下伏基岩的分界面是产生滑坡的重要条件,因为这些分界面以上的黄土地层常由于下伏地层不透水或透水性差,而容易积蓄地下水,并使其面的这些分界面变为润滑面,面上开始下滑。地下水运动活跃也是产生滑坡的重要条件,而地下水活跃与大量降水是分不开的,所以暴雨、连阴雨同样是产生滑坡的重要条件,有时还是产生滑坡的导火线。地震可引起较大规模的滑坡和崩塌;黄土壁崖附近和沟谷走向平行的断裂,往往是产生滑坡的先兆。如果上述地层分界面向着沟底倾斜时,则有利于分界之上黄土块体的下滑。
除黄土滑坡外,在基岩山区常发生一种基岩滑坡。滑动面位于基岩中,滑坡体主要由第四纪以前所形成的基岩组成。
陕西黄土高原地区,滑坡主要分布在延安以南降雨量较多的地区,另外在白于山两侧也常产生大型滑坡。本区滑坡的危害是相当严重的,老滑坡的复活与新滑坡的突然发生,常常给国民经济建设和人民的生命财产造成严重损失。例如铜川川口黄土滑坡,位于王家河右岸,长600米,宽300米,弧形滑坡壁平直、陡立,壁高7~10米,滑坡体厚逾25米,表面呈台阶状缓倾斜,前缘有七处泉水出露。川口滑坡原是一种埋藏式的老滑坡,其形成与演化已有数万年的历史。1970年以前,这一老滑坡基本处于相对稳定阶段,后来由于滑坡体上大量引水灌溉农田,再加上建筑物迅速增多,因而在1976年雨季,在四川松潘地震的轻微影响下,老滑坡复活变形,地面和部分建筑物出现裂缝。1978年以来部分楼房和其它建筑相继遭到破坏,1982年,滑坡整体滑动,局部滑塌推倒学校教室,伤15人,死4人,现滑坡体上80%的建筑物已严重毁坏。其中13幢楼房和一座小学教学楼已成废墟,同时还破坏了3.5万千伏变电站和油房。另外,像由于堆积大量煤矸石产生的加荷作用所引起的黄陵店头酒厂滑坡,于1983年6月和1984年6月,滑坡体前缘发生两次局部滑塌,共损坏砖窑18孔,土窑8孔,瓦房43间,并使酒厂生产用110吨水塔产生裂缝而漏水。还有,像滑坡体破坏公路,中断交通,破坏农田等,更是相当普遍的。
③崩塌
崩塌是黄土地区和基岩山区极为普遍的一种灾害性地貌。陡崖上的块体一旦失去稳定,就会发生崩塌,并在谷坡上形成新的陡崖,在坡脚形成塌积体。连阴雨、暴雨常是崩塌发生的导火线;而人类活动也是一些崩塌发生的主要原因。黄土地区崩塌现象极为普遍,崩塌同样是黄土沟谷展宽的一种重要方式。在陕西黄土高原地区,崩塌的危害比较严最。1984年10月2日凌晨,铜川市南关发生黄土崩塌,塌方量达6000立方米,覆盖面积约2270平方米,塌毁房屋23间,窑洞3孔,死亡50人。这是近年来崩塌死亡人数最多的一次。1985年1月4日,榆林桐条沟乡领湾圪岔发生黄土崩塌,塌方量约3.6万立方米,压毁石窑9孔,死亡21人,财产损失达4万多元。近一些年来,陕西黄土高原区因修路、建房、挖窑等引起的崩塌,数量之多,危害之大,是令人震惊的。
④泻溜
在坡度为35~40度左右的黄土谷坡上,表面因不断受冷热、干湿、冻融的交替影响而频繁胀缩,产生粒状剥落,并堆积在坡脚,形成泻积体。黄土谷坡上泻溜极为普遍,尤其是在粘性较大的黄土和红土坡面上特别容易发生。
⑤陷穴
陷穴是黄土层中由于水流潜蚀作用而使上部土体逐步塌陷而形成的洞穴。陷穴多分布在节理、裂隙比较密集的谷缘线附近,尤其是在切沟和冲沟的沟头附近最为发育。因为这些地方都是地表水易于汇集并快速下渗的地段,故潜蚀作用相当强烈。陷穴是沟头溯源侵蚀与沟谷侵蚀的熏要方式之一。陷穴的形态千差万别。竖井是指口径小而深度在20米以上的垂直陷穴;黄土漏斗是一种口大下小,呈漏斗状的陷穴;此外还有不规则状陷穴及串珠状陷等。
⑥黄土桥
两个相邻的陷穴由于地下水流串通,其通道不断扩大。当通道扩大到一定程度时,其上面未塌陷的土体像桥一样横跨在通道之上,即所谓的黄土桥。
⑦黄土柱与黄土墙
黄土中垂直节理发育,土体常常被纵横交错的节理所分割。黄土陡崖向着沟谷突出的部分,由于周围受雨水冲刷、潜蚀,因而逐步被剥蚀成孤立的柱状或尖塔形土体,形成黄土柱。而由黄土崖分离出的窄而长的墙状土体叫黄土墙。黄土柱和黄土墙都是黄土崖壁后退,沟谷扩涨的产物。
(二)形成与演化
黄土地貌主要是第四纪时期风积黄土作用和流水侵蚀作用共同塑造的。冰期时,风积黄土占优势。风将粉尘不加选择地堆积在各种形态的古地貌之上,将古地貌掩盖起来。黄土地貌发育之初,首先是通过对低地的填平补齐和对迎风坡面及其山麓地带的附贴堆积,而使地表趋于平缓。此时期,大量的黄土物质一次又一次的堆积下来,经过复杂的成黄土作用,才形成黄土这种未充分固结的粘土粉砂岩。而在间冰期,流水等营力侵蚀作用占优势,先成的黄土堆积地貌遭到一次又一次的剥蚀和切割。冰期和间冰期的多次交替,导致了黄土地貌的多期变化。目前,处于冰后期强烈的流水侵蚀阶段,因而使黄土地貌变成目前的复杂状态。
黄土塬、梁、峁的发展过程,不完全是黄土自身的特有过程,而是黄土的理化性质与古地貌形态、外营力作用、内营力作用等多种因素综合作用的产物。现代侵蚀地貌主要是流水侵蚀和重力侵蚀造成的。所以,黄土塬、梁、峁是一定地质时期一定气候条件下的产物。黄土地貌的演化是一种自然历史过程,遵循着一定的客观规律。
黄土地貌的形成和演化是十分复杂的,根据黄土地貌与下伏古地貌的关系以及发展演化的历史,可以分为三种成因类型,即承袭型、改造型和后期演化型。
承袭型是指现代黄土地貌中那些基本承袭了黄土堆积之前古地貌的部分。例如,有的黄土塬,其下伏古地貌就是底部比较平坦的盆地,现代塬面基本承袭了古盆地的底面,像著名的洛川塬。大部分黄土丘陵是在下伏古丘陵的基础上发展起来的。例如,部分黄土梁是在古梁状地形基础之上形成的,部分黄土峁其下伏古地形为丘陵。当然,黄土地貌的承袭性只是一种总体的轮廓性的客观特征。实际上,发生在各古地形之上的堆积与侵蚀,对各种古地貌不能不产生一定程度的改造。不难想象,黄土的填平补齐作用和附贴堆积作用,不断使地表的起伏趋于平缓;而强烈的流水侵蚀,使一些沟谷深深的切入黄土之下的基岩中,其深度和宽度一般都超过黄土堆积前古沟谷的规模。
改造形是指黄土地貌在形成过程中,对下伏古地貌进行了明显的改造,形成与下伏古地貌迥然不同的黄土地貌。例如,有的黄土塬之下的古地貌却是一些起伏不大的丘陵,发育在山间盆地中的部分小型黄土塬,常常属于这种类型。有的黄土梁,是山前洪积扇被后期水流切割而成的。
后期演化型指侵蚀作用使先成的黄土塬、梁、峁逐步分化解体而呈现出的新的地貌类型。黄土塬逐步解体。形成破碎塬以至黄土梁、峁;而黄土梁、峁继续解体,最终使地表呈现高平地景象。黄土塬、梁、峁的这种解体与演化,正是黄土地貌现代演化规律的主要图式。
黄土塬的演化规律是:
在黄土塬的演化过程中,塬边丘陵化与塬内沟谷分割是同时进行的。塬周围被沟谷环绕,边坡较陡。塬边沟谷向原内溯源侵蚀迅速,不断从四周蚕食塬面,使塬边支离破碎,在平面上呈花瓣状。黄土塬由外向内逐渐解体,形成丘陵,这种自然过程叫做塬边丘陵化。由塬解体而来的破碎塬与黄土梁、峁均属后期演化型。在演化过程中,黄土塬面积的缩小是十分惊人的。
黄土梁与黄土峁在分布上有一定的联系。黄土梁、峁的成因主要有三种:一种是塬边丘陵化的产物;一种是破碎塬进一步解体的产物;第三种是下伏古丘陵基础之上发育起来的。前两种成因的黄土梁、峁,其内部古土壤层的产状与塬内相应的古土壤层基本一致。黄土丘陵的演化规律一般表现为:
在黄土丘陵深化过程中,先是使地表更加破碎,起伏变大。黄土丘陵区,地表频频出现200~300米的起伏,沟谷密度大,地面分割度大,这三者在全国其他地方都是罕见的,因而水土流失特别严重。
黄土高原地貌形态的演化受气候等因素的影响,同时与新构造运动有一定关系。据考证,以前黄河河谷不仅比现在狭窄,而且比现在浅。唐时,黄河在潼关的河床比现在高20米;宋时,黄河在府谷的河床比现在高14米。可见1000多年来,黄土高原的地壳运动以稳定的上升为特征。地壳上升加剧了流水的侵蚀下切,加快了黄土高原地表形态的分化。促进了塬、梁、峁的演化过程。另外,黄土下伏基岩中断裂构造的复活,也直接破坏着上覆黄土地层,有助于黄土地貌的解体。
黄土地貌的演化系列正是如此,其现代演化的过程主要受气候因素的控制。
三、风沙地貌
在陕西境内,风沙地貌主要分布在黄土高原北边的鄂尔多斯高原南部,大体在长城沿线及其以北地区,属毛乌素沙漠的东南部。
1.主要类型
这里的风沙地貌主要有4种类型。即流动沙地及沙丘、固定沙地及沙丘、半固定沙地及沙丘和沙间滩地、湖沼与河谷。
(1)流动砂地及沙丘
这种风积地貌的最大特点是地表沙层和沙丘在一年内有明显移动。在陕北风沙区,这种地貌类型以流动沙丘为主,很少见到大片平坦的沙地。流动沙丘主要分布在长城以北的毛乌素沙漠主干沙带上,尤其是在榆林的牛家梁、马合、靖边的黄蒿界、杨桥畔和梁镇北部最为集中。流动沙丘的形状有新月形沙丘、新月形沙丘链、长条形沙垄和沙滩,另外,在流动沙丘密集区的内部,往往形成格子状或蜂窝状沙丘交错排列。新月形沙丘最为常见,一般长100米,宽70~80米;迎风坡4~12度,背风坡25~32度;高度一般为10~30米,个别可达40~60米。流沙粒径多在0.05~1.5毫米之间,其中以0.05~0.5毫米的细沙和中沙占优势。由于受风向、风力、地形等因素的影响,定边、靖边一带多向东北或东移动。流动沙丘多属于慢速类型,年平均前移值小于5米,但也有一些年平均前移值为5~10米或超过10米,属于中速类型或快速类型。自杨桥畔高墩沙向东北一直到神木县之间的长城沿线地区,流动沙丘主要集中在河流两岸,并有一部分流沙向东南入侵,覆盖在黄土丘陵之上。流动沙丘在移动过程之中,常常掩埋农田、道路、堵塞河道,危害性最大,是治理的主要对象。
(2)固定沙地及沙丘
主要分布在沙区的东部,如神木的孙家岔、尔林兔及西沟,榆林的刀兔、巴拉素及红石桥的东部,靖边的海则滩、红墩界、定边的白泥井及盐场堡等地。这种地貌出现在地形条件、水热条件、生物条件相对较好的地区。由于有一定的植被保护,因而风力作用还不足以使沙丘发生明显的移动和变化。固定沙丘下伏物质多为黄土或第四纪松散湖积层,能聚集一定的潜流。沙丘迎风坡及背风坡起伏平缓,地面有少量风蚀槽洼,相对高度为1~2米。地表物质松散,降水一般不产生径流。植被覆盖度一般可达40%以上,主要由固沙植物沙蒿、红柳、白茨、臭柏及牛心朴等组成。
(3)半固定沙地及沙丘
这是主要分布在流动沙地及沙丘与固定沙地及沙丘之间的一种过渡性地貌类型。也有一部分分布在流动沙地与沙丘和黄土接壤地带,在A牛川西岸,榆林西部五十里翳沙、刀兔、牛家梁北部、马合农场北部、金鸡滩等地,这类地貌比较典型。
这类沙地沙丘,在刮风时尚有砂粒移动,但因有一些植被覆盖,可以减低风速,同时阻挡一部分砂粒前移,沙丘移动非常缓慢。沙丘形态一般改变不大,脊部较浑圆,少数仍保持着清楚新月形等形态。地面多风蚀槽洼,其延长方向与主风向一致,多为东—西向或西北—东南向,相对高度1~5米,一般背风坡脚、迎风坡脚与丘间洼地上植被较好,主要由沙蒿、柳条、沙柳等组成;上部植被很少。
(4)沙间滩地、湖沼与河谷
沙间滩地主要分布在长城以北,分属于外流区和内流区,是一种多为固定或半固定沙地及沙丘所包围的小型湖盆低地。有的滩地原系古河道的谷地,分布在现代水系的上游,后被沙地包围,流水线被堵塞切断而成滩地;有的则是古湖泊,因气候变化,湖泊水面缩小或干涸而变为滩地。滩地中央地势平坦,低洼处常集水成湖,当地称为“海子”。部分海子系古河道、古湖泊的残余。另一部分则是沙丘之间的洼地到达潜水面以下而形成的。滩地面积大小不一,多逶迤相连,面积从0.04到100平方公里不等。如神木县的石板太、大保当、榆林的马合、巴拉素、园大滩、定边的彭滩、砖井、郝滩,以及靖边杨桥畔、海则滩等,面积都在50平方公里以上。这些滩地,夏季草茂盛,是点缀在沙区中的绿洲,为农牧业重要基地。滩地的自然条件差异很大。有的滩地因排水不良,盐碱化严重,成为下湿盐碱草滩。根据水分条件的优劣,还可以将滩地分为湿滩地和干滩地两类,轻度盐碱化的湿滩地,条件较好,适于发展农业;干滩地和大部分湿滩地宜于发展畜牧业;盐碱滩地条件较差,仅能放牧牲畜。
沙区湖沼众多,星罗棋布,大小不等,常水面在5亩以上者就有100多个。就水质而言,这些湖沼大体可分为两类:盐湖,如苟池、红碱淖等;淡水湖,如刀兔海子等。大多数海子水质较好,矿化度在1克/升以下。定边西北盐场堡一带,由于受早第三纪含石膏地层和残积古盐层的影响,湖水含盐量很高,为陕西省产盐基地。
沙区河谷地带多是水土条件较好的地方。榆溪河在鱼河堡以上河段,无定河、芦河等分布在风沙区的河段上均有一些较大的河谷。这些河谷受风沙侵袭显著。无定河在鱼河堡到巴图湾之间,宽谷与峡谷相间出现,宽谷段谷宽700~1500米。谷底宽平,一、二级阶地分布广泛,由冲积、风积沙土组成。河宽水浅,多河汊或沙滩,河床不稳。高阶地为风沙覆盖或为沙覆黄土丘陵。榆溪河鱼河堡到榆林之间保存有三级阶地。一级阶地高出河床2~5米,最宽处可达800~1000米;二级阶地高出河床7~1 5米,多分布在左岸,最宽可达300~500米;三级阶地高出河床25~40米,多为古冲积沙层组成,其下为中生代砂岩,其上为现代风积沙所覆盖,阶面宽阔,以右岸最为突出,宽者可达1~2公里。发育一、二级阶地的河谷,宽窄不一,在榆林县城、刘官寨、许家湾三处较宽,可达1公里以上。秃尾河在公草湾至马家滩之间,河谷平直宽阔,谷底宽300~700米,个别地段达1000米以上,河谷横剖面呈明显的U形,一级阶地发育,高出河床1~3米,由冲积、风积沙土组成。
2.风沙地貌的形成与演化
气候变迁以及地质、地貌等因素的影响是陕北风沙地貌产生和发展演化的根本原因,而后来人类对水土资源、生物资源的不合理开发利用又加速了沙漠地貌的发展演化过程。
长城沿线及其以北的大片沙漠并不是在人类开始农耕后才出现的,而是从早更新世后期至今就已继续存在。现代的沙丘、沙层直接覆盖在晚更新世早期的湖相沉积之上,湖泊干涸后,因受风力吹扬,就地起沙而形成了沙漠。后来由于自然因素和人为因素的综合影响,沙丘流动频繁,沙漠南侵,覆盖了黄土高原北缘的部分地段。
陕北沙区是就地起沙而形成的,其理由是:①该区广泛分布着非常松散的以细粉砂为主的第四纪河湖相沉层(如萨拉乌苏层)以及易风化破碎的中生代砂页岩。这些松散堆积物为流沙的形成提供了丰富的物质基础。②风沙区分布着许多风蚀遗留下来的残墩、墩台、丘间低地、风蚀槽洼等,它们由第四纪河湖相沉积物组成。这在靖边北部、榆林西部等地均可见到,说明河湖相冲积沙层确有被风蚀的事实。③流沙颜色各地不同,多与第四纪河湖相沉积物或基岩颜色相近。如果流沙是由风力由较远地方吹来的,那么沙子颜色应是混杂的,且不应该在局部较短距离内有明显的变化。④本区沙丘的矿物成分以石英、长石为主,重矿物有石榴子石、角闪石,而西北边和北边的阿拉善沙漠、库布齐沙漠则有较多的绿帘石。显然毛乌素沙漠的流沙不是来自西北边和北边沙漠区的。⑤本区沙子的机械成分各地不同,看不出自西向东,自北而南砂粒由粗变细的规律,但砂粒的粒径与当地河湖相冲积物中沙层的砂粒粒径相近。⑥砂带的分布延长方向大体与原始湖盆的走向一致,多呈东西向,说明砂带与原始湖盆之间存在着一定的联系。⑦本区至少从早更新世中期以来便处于蒙古高压和海洋季风边缘区的过渡带位置。风力作用占优势,有就地起沙的外动力条件。
陕北沙区以至整个毛乌素沙漠,并非最初形成时期就是目前的这种景象。第四纪以来,该区经历了数次冰期、间冰期的交替影响。冰期时,该区在干冷的冰缘气候影响下,就地起沙,成为以流动沙丘为主的沙漠;而在间冰期温湿气候条件下,该区河湖相沉积发育,并使沙丘半固定或固定下来。所以,这一沙漠的演变图式,不是单一往流沙方向发展,而是中间经历了一系列流沙、半固定沙地、固定沙地的正逆演变过程。人类历史时期的土地沙化,是该区沙漠长期演化的最新一幕。
根据考古资料及历史记载,陕北沙区许多地方曾经是水草丰茂之地。从无定河上游红柳河畔的大沟湾发现的萨拉乌苏人文化遗址及神木、榆林、横山等县长城沿线发现的文化遗址看,在旧石器时代到新石器时代这里是一片广阔的草原。在草原的洼地和河谷地带的坡地上曾经分布着相当数量的“沼泽丛林”。公元前200年前的秦汉时期,这里还是“卧马草地”。公元5世纪初,匈奴首领赫连勃勃建立大夏政权,曾动员10万劳工在红柳河北岸(今靖边白城子)营建都城—统万城。当时赫连勃勃曾登高远望,叹曰:“美哉斯阜!临广泽而带清流。吾行地多矣,未有若斯之美。”说明当时这里仍是水草丰茂的草原地带,而不是森林地带,也不是流动沙丘带。榆林城北古城滩是汉代龟兹县城古址,以“水草丰美,土宜畜牧”见诸于史。长期以来,由于战争和人类活动对植被的破坏,使植被的面貌和生态环境发生显著变化。长城沿线在唐代始有积沙,公元9世纪唐“长庆二年十月夏州(统万城)大风,堆沙高及城堞”。可见在统万城筑城400多年后,这座古城已受到流沙威胁。此后,又过了一百多年,也就是在10世纪末叶,当宋朝的统治者为了防止鄂尔多斯高原上少数民族的反抗而令废毁夏州城时,这里已是深在沙漠中的地方了,从此统万城沦为废墟了。明朝以后,特别是清道光以后,随着长城以南屯驻人马的迅速增长,过牧、滥垦、轮垦、滥伐,农牧线的南侵北移,交替的农牧业经济,使固定沙区流沙化,草原沙漠化,并使沙漠南侵,沙区及沙生植物范围扩大。“沼泽丛林”遭到严重破坏,现在除柠条、臭柏、黑格兰和沙柳林还免强维持着“草原地区沼泽丛林”的外貌之外,其它都是零星分布。由于植被的严重破坏,风蚀越来越强烈,流沙不断扩大,沙漠南延的速度加快。近150年来,沙漠已越过长城,向南推移了70多公里,吞没了大片草地和农田。
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