毛乌素沙漠东南边缘流域地貌与晚第四纪地质考察报告

）通过对乌苏河流域的杨树沟湾、范家沟湾、杨四沟湾、刘家沟湾、龙脖子沟湾等地点的地貌与晚第四纪地层的，得出以下初步成果（1乌苏河流域地表主要地貌除半固定－固定沙丘和流到外，还有河流阶地、深切曲流、离堆山等；(2)在乌苏河流域可以找到多处活动断））（3乌苏河流的晚第四纪地层保存相当完好，地层厚度大，以龙脖子沟湾记录了20多个由20来次显）：毛乌素沙漠 乌苏河流域、沉积相、地貌与晚第四纪地质、新构造运“毛乌素”在中意为“坏水”其于陕北靖边县海则滩乡毛乌素村以此命名的毛乌素沙漠跨内的鄂尔多斯南部西省榆林市的北部风沙区和盐池县东北部总面3.98其生态环境对气候变化相当敏感脆弱特是毛乌素沙漠的南部一称之为“乌苏河20世纪2030代德日进和开始涉足该地，并发现了闻名世界的我国第一颗人类化石即“河套人小孩牙齿”以来1-]以此命名“乌苏组”一直代表着我国北方晚第四纪标准河湖相地层而为后人熟知，不少研究学者也相继做了许多研究工作[510]。因此，乌苏河流域的晚第四纪地层可以说是行四人组成组，在为期近半个月的中主要对乌苏河流域地貌与晚第四纪地层进行重点考察，并撰写成此报告。一、毛乌素沙漠乌苏河流域的自然环境概图1毛乌素沙漠东南边缘乌苏河流域示意。毛乌素沙漠的区域范围为106º20'~110º30'E、3230'~3930'N，北与鄂尔多斯高原西北部海拔较高的梁滩地－干燥剥蚀高地相接向东则与黄土丘陵区过渡并止于黄土高原之西北边缘乌河地处Tamarixhinensis一直以来以红柳河称谓，地理位置108º10′~10858′E、3710′379′N，海拔高度多在1100~1300m黄土过渡带。在行政区划上，该河流经地区隶属于陕西省吴旗县、定边县、靖边县和内蒙古鄂托克旗乌审旗管辖区乌苏河发源于陕西西北部黄土高原之白于山北麓的吴旗县境内，自此向北穿越流经定边县和靖边县黄土丘陵区至靖边县宁条梁东南的新桥一带进入鄂尔多斯高原东南洼地之后蜿蜒曲折在二层河滩附近进入内鄂托克前旗清水沟湾一带再沿0。程110多公里到达巴图湾，继续东流注入支流－无定河（图1）[11]1800~1200m6.0~8.5ºC，1月平均温度-9.5~-12ºC,722～24ºC。年平均降水量东南部为440mm，向西递减至250mm；全区最大降水量集中于7-9占全年降水量的60~70%,往1800~2500mm4-10倍。二、研究路线和开展的工时间为2009年7月15日-2009年的7月29日，主要对乌苏河流域中下游约80多千米进行了，并用GPS、罗盘等测定典型地貌的相关要素(如阶地的海拔高度、拔河高度、断层的产2、对乌苏河流域的现代构造运动的遗存现象进行，如断层、阶地、深切曲流、河流纵3、初步了乌苏河的沉积相的类型，并以其中的龙脖子沟湾地层剖面为重点，进行三、乌苏河流域基本地貌及现代运动构造说(一)乌苏河流域主要地貌类1、风沙地风沙地貌是乌苏河流域地表的主要地貌类型之一包括现代流动半固定固定。其中，现代流动表面几乎不生长植物，颗粒以黄色或灰黄色细沙为主，几乎不含粉沙和粘土等细粒颗粒，高度多在2-10m左右，有时可见较大规模的风成斜层理，倾角不超过34°。半固定表面植被覆盖度大致在30%~40%,物质组成除以灰黄色细砂外，还有少量的粉砂和粘土。固定表面的植被覆盖度普遍达50%以上，表面可见明显的钙质、沙粒与腐殖质等组成的结皮层，颗粒较前两图2流动、半固定与固定的示意定下来，发育土壤，在表面可见到结皮现象。 图3骆驼 图4沙图5苦豆 图6红20m。沙蒿他生长在固定半固定上抗旱性强高50100具有发达根系便于吸收水分1~20~50m左右的范围。半固定和固定的低湿处，水位较高的低湿地、湖盆沙地、绿洲边缘及农区的沟旁和田边地头可生长于沙区的水位较高的沙地或。可在水位6m左右的地方生长。0.5～0.含盐量2～3％的盐土上生长不良。对流沙适应能力差，在高大流上栽植，亦生长不良。红柳主要生长在干旱地区的湖盆边缘和河流沿岸，成为盐化低地及其上群上的一种建群植物，群落覆盖2、黄土地

图7毛乌素沙漠乌苏河流域沙漠化的标志——流动较为清晰的微棕红色古土壤条带(8)。8黄土剖面及古土壤（左）与黄土（右）图9黄土 图10黄土边缘的黄土沟113、河流形60~80m.括降水和水该河流由于新构造运动和其间气候变化的影响河流河道经常摆动形成蜿蜒曲折形态12。图12乌苏河的曲

图13乌苏河曲流的边滩、浅滩和深槽示意乌苏河上游到下游的直线距离不足60公里，而乌苏河全长达110多公里，平均曲率超1415关于离堆山的成因，有一例。乌苏河的三岔河附近发现了这样一处地层剖面（N37°47´38.4"高度：1227m16171618，除此地点以外队在杨四沟湾还发现了一个阶地裂缝。由这个阶地裂缝可以更加有力的说明离，1919可以发现，A2处隆起相对于两边的高地，这样一种地貌可能是对离堆山形成过程的一种解A2B地处的地层因为当地现代运动构造活跃，而比两侧6、阶GPS定位自下到上为：海拔精度21)20212223图23中，清晰可见沙砾状沉积物和软弱性粘土间隔沉积，从此可见乌苏河在该地段不同时期对稳定或是地壳缓慢下沉时期。我们发现，该地区河湖相沉积物的出现最高海拔可以达到1300m（±4.824252526(二)、乌苏河流域的现代构造运1、断，构造在乌苏河流域表现得十分突出队在的过程当中发现多处断层现象，包括正断层，逆，1—2m厚的黄土层。而且黄土的覆盖层呈现为牵引褶曲。牵引褶曲是27正断层及牵引褶曲黄土覆盖层（手绘图

28在米浪沟湾附近（N37°4543"E108°3258"，队发现了有线状泉眼的出现。由于受河2—m1007面高出2—可确定这不是河水同时由于泉水为水含硫量较高水质散发硫化氢气味及在流出的水面上出现了黄白色物体，推测其为硫的沉积物。水温约为10稍低，给人冰凉的感觉。种种迹象表明，该处为一系列的泉眼的线状分布。图29乌苏河谷泉眼的线状分。。，处了泉眼外乌苏河流域沿岸的植物也可看出其明显的醉卧姿态与线状发布，这就很可能预示着乌苏河谷底是断裂破碎带，该地存在着一定规模的新构造运动。，图30乌苏河谷“醉柳”的线状分(三)、乌苏河流域的主要沉积相类型和典型晚第四纪地层剖正如前述乌苏河流域地处我国季东亚风边缘区冬季与夏季风在此频繁交替造成风力作用各类沉积相。就乌苏河流域而言，主要包括三大类沉积相：第一类是以风力作用主导的风成砂古流动砂丘砂、古半固定－固定砂丘砂)；第二类以流水作用为主导沉积的河流相、湖沼相和湖积黄土；第三类以风成砂或湖沼相或黄土为母质而发育的古土壤黑垆土和褐色土1、沉积相的判流到沙，细砂占绝对优势，粉砂含量甚至，几乎不含粘土；古半固定－固定砂丘砂则如地表现代半湖相或湖沼相动物化石如腹足类的贝壳或螺类犀牛化石等若其中的腐殖质而呈现灰黑色者往往称为湖沼相沉积，代表了一种沼泽化环境。古土壤15%~20％,20%~30%,紧实，胶结，可见图31过程中发现的几种沉积2、乌苏河晚第四纪典型剖面--龙脖子沟湾地层及其反映的古气候变1、龙脖子沟湾地层剖界，从龙脖子沟湾顶部的现代风成沙开始记录，并从出露的1S黑垆土开始间隔80cm有梯度地进行地层纵向挖掘并记录其沉积厚度其相关特性，总共记录了20层风成砂、8层古土壤、15层湖沼相、8层河流相和1层离石黄土沉积相。其中，2D含有鸵鸟蛋片，5LS含软体动物化石，21S、48S中有虫孔。龙0MD现代流动：灰黄色细砂，松散，分选均匀；见风成斜层理，厚2～15 2D古流动：灰黄色细砂,松散,含铁锈斑,见驼鸟蛋片,厚3FL4D古流动：灰黄色细砂，松散，分选均匀；见风成斜层理，厚6D古流动：灰黄色细砂,松散,厚7FL8D古流动：灰黄色细砂,松散,厚9LS湖相：青灰—灰白色含黏土粉砂质细砂,10D古流动：灰黄色细砂,松散,厚11LS50cm10～20cm；水平层理，时130cm..12S13D古流动：灰黄色细砂,松散,厚14S4015LS16D古流动：灰黄色细砂,松散,厚17S18D古流动：灰黄色细砂,松散,厚19LS20D古流动：灰黄色细砂,松散,厚100-300cm.22D古流动：灰黄色细砂,松散,厚23LS24D古流动：灰黄色细砂,松散,厚25FL—LS26FL27D古流动：灰黄色细砂,松散,厚28LS2029D古流动：灰黄色细砂,松散,厚30FL31D古流动：灰黄色细砂,松散,厚32S古土壤：褐黄色至灰黄色粉砂，鳞片状结构（古土壤的标记33LS34S35LS36D古流动：灰黄色细砂,松散,有斜层理,厚37LS38D古流动：灰黄色细砂,松散,厚39LS40D古流动：灰黄色细砂,松散,厚41LS42D古流动：灰黄色细砂,松散,厚43FL44D古流动：灰黄色细砂,松散,厚45FL46D古流动：灰黄色细砂,松散,厚20—3047FL48D49LS50L51LS图32乌苏河流域龙脖子沟湾地层剖面示意2沉积相反映的古气候变化根据前人的研究成果[21-24]，已知风成砂主要冬季来自的西伯利亚冷高压导致的寒冷、干燥的软体动物和鸵鸟等动物化石指示的气候变2D5LS发现软体动物化石，39LS发现象化石，在城川组在湖沼相中的贝壳和螺类等软体动物化石，它们的现生种分布在暖和的水域中[25-26]。出现王氏水牛化石，而现代的水牛，主要分布在纬度36度以下的热带、带地区，中国主要分布在东经97度的广大冻土南界往南最多不超过6～7个纬度，冻土南界是47°，披毛犀分布不低于40°，而龙脖子沟湾大概373300多公里。安氏鸵图33湖球 图34安氏鸵鸟蛋图35诺氏象化 图36披毛犀化上的地方才有，那么乌苏河流域的龙脖子沟是在北纬37度左右，为何融冻褶皱也会出现，唯一可能是这里曾经相当的冷，当时气候比现在至少向南推进了10个纬度，气候变得干冷图37乌苏河的冻融褶皱现，面垂直方面上的变化，说明在过去13万年来(即末次间冰期以来)乌苏河流域经历了多次气候的暖湿与冷干的气候波动。那么乌苏河这些沉积相在地层中的交替波动反映的气候变化与过去全20，待以后进行的研究。图32乌苏河流域龙脖子沟湾剖面和格陵兰冰芯氧同位素的可能关系四总通过此次对乌苏河流域的野外，可以初步得出如下几个方面的看法(1)乌苏河流域地表地貌类型以风成砂丘，黄土地貌为主。其中风成砂丘包括：固定，半固定和流动；黄土地貌则包括靠近该地高原处的原生黄土和覆盖在各级河流阶地上的次生黄化石认为乌苏河流域龙脖子沟湾晚第四纪沉积物所反映的古气候变化趋势和全球气候变化趋势具参考文献TeilharddeChardin,FLicent.OntheGeologyoftheNorthern,WesternandSouthernBordersoftheOrdos,China.BulletinoftheGeologicalSocietyofChina,1924a,3(1):37-44.TeilharddeChardinP,LicentE.OntheDiscoveryofaPaleolithicIndustryinNorthernBulletinoftheGeologicalSocietyofChina,1924b,3:45-TeilharddeChardinP.FossilmaninChinaandMongolia.NaturalHistory,1926,26:238-贾兰坡.河套人.:龙门联合书局,1950,德日进,.陕西北部黄土地带与河套东西南之理想剖面,中国地质学会志,1924,3(1):45-苏志珠,董光荣.内乌苏河地区第四纪研究的新进展.干旱区地理,1994,17(4):1-苏志珠,董光荣.乌苏地层研究新进展.地理科学英文版，1996,16(3):266-苏志珠,董光荣,靳鹤龄.乌苏组地层年代学研究.地质力学学报,1997,3(4):90-[9],剪知髻,袁宝印,等.气候变化为标志的中国第四纪地层对比表.第四纪研究,2000,20(20):108-128.靳鹤龄,,苏志珠,等.乌苏河流域地层沉积时代及其反映的气候变化.地质学报,2007,81(3):307-315.董光荣,靳鹤龄,陈惠忠.末次间冰期以来沙漠-黄土边界带移动与气候变化.第四纪研究,1997,(2):158-167.中国治沙队.内蒙西部及河西走廊的土壤—沙漠区的综合.：科学出版社,1958.文振旺等.内土壤地理区划.土壤专报,汪安球.内荒漠草原棕钙土的形成及其特性.土壤学报,1962,10(4):341-中国《中国自然地理》编辑.中国自然地理——土壤地理.：科学,马宗晋,聂高众,张培震.地球构造变动对土壤分带格局和古气候事件的影响.第四纪研究,1995,2(1):1-3.丁仲礼,孙继敏,,等.联系沙漠－黄土演变过程中耦合关系的沉积学指标.中国科(D辑1999,29(1):82-