第4章(4)黄土地貌

2023/2/21主讲：郑永宏E-mail:zhengyh@武汉大学资源与环境科学学院第4章(4)黄土地貌2023/2/22黄土地貌是一种特殊的地貌类型。过去通常把黄土地貌与风沙地貌放在一起阐述与讨论，或者把它作为干旱区地貌的一种，但实际上黄土地貌的成因与发育过程，与风沙地貌有着本质的不同，并且典型的黄土地貌不是发育在干旱区，而是发育在半干旱和半湿润地区。风沙地貌主要是风力侵蚀和堆积的结果，而黄土地貌则是水流与风力共同作用于由黄土这一特殊的物质组成的地面的结果。如果说风沙地貌是大气圈与岩石圈相互作用的结果，那么黄土地貌是水圈、大气圈与岩石圈相互作用的产物。2023/2/23黄土是灰黄色质地均一的土体物质，是一种广义的岩石。黄土在世界分布广泛，主要位于比较干燥的中纬度地带，特别是在欧亚大陆区，从大西洋西岸到太平洋西岸断续带状分布世界上其他地区，黄土厚度小，分布呈面片状。欧洲中部的黄土一般只有数米厚；莱茵河谷的黄土厚度也只有20-30米；前苏联境内的黄土相对较厚，局部地区达到40-50米；北美和南美的黄土厚度一般约为数米至数十米。2023/2/24在中国，主要分布在我国的北方地区，分布的面积达63.1×104平方千米，占全国国土面积的6.6%。其中，太行山以西、日月山以东、秦岭以北、长城以南，地理位置为东经103°-114°，北纬34°-40°,跨陕、甘、青、晋、宁、豫、内蒙古7个省(区)，地势较高，起伏不大，成为世界上黄土分布面积最广、厚度最大且连续的黄土高原。黄土高原的黄土覆盖面积近40×104平方千米，大部分地区的黄土厚度50-100米之间，六盘山以西的部分地区黄土厚度甚至有超过200米的，这一地区发育了特殊的黄土地貌，成为世界上黄土分布和黄土地貌发育最具代表性的地区。2023/2/25黄土高原的黄土自240万年以来，持续不断的堆积，总体上黄土堆积量大于黄土侵蚀量。黄土高原的构造格局控制了黄土地貌形体空间分布和组合模式黄土的空间分布多位于干旱沙漠区的外围。因此，国内外许多学者倾向于认为大片存在的黄土是第四纪风扬尘沙沉降产生的落积物，现代的“尘暴”、“土雨”就是历史上黄土形成的写照。坡面和谷底经受的剥蚀速度小于尘沙的沉降量时，此区域有不同厚度黄土的产生2023/2/262023/2/27一.黄土特性

化学成分：SiO2、Al2O3、CaO、Na2O、K2O

为主，易溶岩类较多（CaCO3--->3-10%）.矿物成分：高度混杂，有较多的易风化不稳定矿物.

粒度：集中在0.005-0.05mm，其中以粉沙占优势.结构：松散，孔隙多而且大（可达1mm,大者5mm)，无层理，干时坚硬成块体，垂直节理发育，有湿陷性，遇水容易水解和水化，随水流失.沉积岩碎屑粒级分类（据宋春青）2023/2/28黄土的性状与成因黄土是一种特殊的物质，具有以下特征。（1）质地均一，以粉沙为主；（2）结构松散，孔隙比较发育，孔隙度一般在40%-50%之间；多孔性是黄土区别于其他土体堆积物的主要特征之一；（3）富含碳酸钙，碳酸钙含量一般在10%-16%之间；（4）无沉积层理，但垂直节理很发育，直立性特强，厚层黄土常形成陡峻的土崖壁、土柱，并且可以维持多年甚至百年而不崩坠倒塌；（5）具有湿陷性（遇水后碳酸钙等可溶盐被淋溶、流失而沉陷）。2023/2/29黄土的性状与成因尽管存在着不同成因类型的黄土，但大部分黄土是由风力堆积而成的。这是因为：（1）黄土主要分布在沙漠、戈壁外围，并且三者逐渐过渡，成带状排列；（2）黄土颗粒由沙漠边缘向外围逐渐变细；（3）黄土披盖在不同成因的、高低起伏的各种地貌部位上，并且保持相似的厚度；（4）黄土的矿物组成及元素组成在很大区域范围内具有高度的一致性，而与当地岩石的矿物及元素组成有所不同；（5）黄土中含有随地形起伏的多层重叠的埋藏古土壤层（6）黄土中发现旱生和中生植物和陆生动物化石。2023/2/210

黄土垂直节理2023/2/211

滑坡垂直节理2023/2/212

黄土湿陷2023/2/213

黄土塌穴2023/2/214二、黄土地貌发育

（一）黄土堆积前的古地貌特征

1.古丘陵地貌（1）以紧密相间的丘陵与谷地为基础，地形起伏较大的古丘陵以石灰岩岩溶丘陵地貌为主体.构成以六盘山以东广大黄土粱峁丘陵的基座。（2）以和缓丘陵和宽阔谷地为基础的波状起伏的古丘陵地形.为黄土高原主体，主要在六盘山以西。（3）残丘状基岩古地貌，形成残丘状黄土峁状丘陵.（4）平顶状古丘陵，构成现今黄土平顶墚丘陵的基座.

2023/2/2152．盆地或者倾斜平原贺兰山与六盘山以东地区有许多断陷盆地或者地堑谷地，山前堆积或剥蚀平原，由于前期地貌形体影响的原因，堆积了厚层的黄土，对于发育广阔面积的平缓的黄土坪地貌起了基础作用。3．大河流谷地在黄土堆积以前发育的河谷，已经切入地表以下较深处，河流侵蚀搬运能力较强，河床部分未保留原始堆积的黄土。2023/2/216（二）黄土地貌发育动力流水作用

地表无植被尤其是草丛时，土层侵蚀严重，降水集中期容易形成泥流，形成千谷万壑的景观.人类作用

由于易于耕种，开发较早，人口众多，人类对自然地理的改造和破坏明显.2023/2/217黄土地貌发育的动力黄土高原地处半干旱气候地区,年降水量虽然较少,但降水很集中，全年降水多集中在夏季（约占全年降雨量的50%），是发生大暴雨频率较高的地区之一。因此暴雨是黄土地区地貌发育的主要外动力。此外风和地下水也是改造黄土高原地貌的两种力量。翻松的黄土，只要3～4级风就能把尘土扬起，黄土高原的风力一般都在3～5级。地下水的作用在黄土地区主要表现为机械潜蚀和化学溶蚀，引起滑坡和地面塌陷，形成黄土潜蚀地貌。2023/2/218三.黄土正向地貌黄土塬：大面积的黄土（高原）平台.（残塬）黄土墚：长条形向某一方向延伸的黄土山岭.

（平顶墚，园顶墚；斜墚，起伏墚）黄土峁：孤立的黄土山丘.

（平顶峁，圆顶峁）黄土坪：黄土区谷地底部黄土覆盖的阶地或平台.2023/2/219董志塬世界上现存的面积最大最典型的黄土塬是我国甘肃省东部的董志塬，其次是陕西省北部的洛川塬。黄土塬地面倾斜一般不到1°，边缘部分向外倾斜可增大到5°，四周有众多沟谷及其沟头向源内侵入，平面呈不规则多边形。如果两沟源头十分接近，它们之间狭窄部分称“崾险”。形成黄土塬的下伏基岩地形有：①宽广的缓倾斜平原；②顶面宽缓的丘陵；③河流高阶地；④段陷盆地两侧抬升的台地；⑤准平原。2023/2/220黄土塬航片2023/2/221黄土塬等高线2023/2/222平顶墚平顶墚横向略呈穹形，由中心向两侧边缘坡度为1-5°，向下转为较陡（>10°），梁顶纵向坡度1-3°；2023/2/223平顶墚2023/2/224平顶墚2023/2/2252023/2/2262023/2/2272023/2/228平顶墚航片2023/2/229

圆顶墚圆顶墚横向呈向上凸起圆弧形，有明显墚坡，坡度可达15°，甚至达35°，墚坡以下急转为50°以上沟坡。分起伏墚和斜墚。2023/2/230

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

起伏墚2023/2/2352023/2/236

墚状丘陵2023/2/237

平顶峁等高线黄土峁是孤立的黄土山丘，排列呈线形具有黄土墚的某些特征。分平顶黄土峁和圆顶黄土峁。2023/2/238

圆顶峁2023/2/239★黄土坪是黄土区谷地底部黄土覆盖的阶地或平台，地貌上称台塬。★塬面上，梁、峁坡的边缘有时出现碟形凹地，是地表水下渗地面沉陷形成的，称黄土堞.★地表水下渗在地面以下发生潜蚀作用，将导致黄土塌陷，形成竖井状陷穴和漏斗状陷穴，甚至陈列为串珠状陷穴，陷穴之间残留为黄土桥.★塬边、墚侧的沟谷中有时还有高十数米的黄土柱.2023/2/240黄土陷穴黄土柱黄土桥2023/2/241四.黄土负向地貌切沟：坡面水流的汇聚和径流的加强使流水的深切作用逐渐加大，当沟身切入黄土中达1-2米以上时，形成切沟.沟长一般达几十米以上.冲沟：沟壁陡崖显著，谷底纵剖面线呈上凹曲线，与凸形斜坡构成反差；长可达数十千米，深可达百米.（流水地貌已述及）.干沟：冲沟发育到后期的产物，平面形态平直，纵剖面坡度较陡，过谷底的相邻等高线彼此距离较小，横剖面较窄，无河漫滩和曲流阶地.2023/2/242河沟：是一种大型的侵蚀沟，通常已经是河谷的支谷.河沟一般都已经切穿黄土层，并已切入基岩内，也有较稳定的短期的水流，河床曲折.横剖面呈倒梯形，沟底较宽分布有河漫滩，发育有冲击物和洪积物组成的曲流阶地.黄土墹：分布于河源地区，这里现代沟谷尚未发育,

基本保留了黄土掩覆古河谷后形成的长条状凹地.黄土墹的横断面呈宽浅的凹地形态，直至分水岭顶也无明显的坡折变化而呈圆滑形曲线宽可达数百米至数千米，长达数千米至数十千米，而且组合成树枝状格局.2023/2/2432023/2/244

黄土河沟等高线2023/2/245黄土沟谷等高线2023/2/246

冲沟组合与斜墚2023/2/247黄土墹地2023/2/248

墹与梯田2023/2/249

墹航片2023/2/250

墹等高线2023/2/251此外，黄土谷坡地貌：1.泻溜:黄土谷坡表面的土体受干湿和冷热等变化影响而引起物体的胀缩,形成碎土和岩屑的剥裂,在重力作用下,顺坡而下形成泻溜。2.崩塌:在黄土的谷坡上，由于雨水或径流沿黄土的垂直节理下渗，水流在地下进行机械侵蚀和化学溶蚀，并把一些不溶的细小颗粒带走，使节理不断扩大，谷坡土体失去稳定而发生崩塌。3.滑坡:黄土沟谷的滑坡常在不同时代的黄土接触面之间或黄土与基岩之间产生滑动。2023/2/252黄土潜蚀地貌：黄土遇水浸湿后，发生可溶性岩类（主要是碳酸钙）溶解和部分黏土及其他细小颗粒物质的流失，由于这种流失土体的过程主要沿着大孔隙或垂直节理进行，故称为黄土潜蚀作用。潜蚀作用可使黄土的强度显著降低，在受到上部土体或者建筑的重压时，会发生强烈的变形甚至沉陷。2023/2/2531.黄土碟:是一种由流水下渗浸湿黄土后,在重力的影响下,土层逐渐压实,使地面沉陷而形成的碟状小洼地.形状为圆形或椭圆形,深数米,直径10～20m.它常常形成在平缓的地面上.2.黄土陷穴:是一种湿陷的溶洞.陷穴多分布在地表水容易汇集的沟间地边缘地带和谷坡的上部,特别是冲沟的沟头附近最发育。根据陷穴的形态可分三种：2023/2/254①漏斗状陷穴——呈漏斗状，深度不超过10m,主要分布在谷坡上部和墚、峁的边缘地带；②竖井状陷穴——呈井状，口径小而深度大，深度可超过20～30m，主要分布在塬的边缘地带；③串珠状陷穴——几个陷穴连续分布成串珠状，陷穴的底部常有孔道相通，它常见于冲沟沟床上或坡面长，坡度大的墚、峁斜坡上。2023/2/2553.黄土桥:两个或几个陷穴不断扩大，下部由地下水流串通不断扩大其间孔道，则在陷穴之间未崩塌的残留土体上形成黄土桥。4.黄土柱:是分布在沟边的柱状残留土体。它的形成是由于流水不断地沿黄土垂直节理进行侵蚀和潜蚀，以及黄土的崩塌作用，残留的土体就形成黄土柱。黄土柱有柱状和尖塔形，其高度一般为几米到