毛烏素沙漠東南邊緣流域地貌與晚第四紀地質(zhì)考察報告

）通過對烏蘇河流域的楊樹溝灣、范家溝灣、楊四溝灣、劉家溝灣、龍脖子溝灣等地點的地貌與晚第四紀地層的，得出以下初步成果（1烏蘇河流域地表主要地貌除半固定－固定沙丘和流到外，還有河流階地、深切曲流、離堆山等；(2)在烏蘇河流域可以找到多處活動斷））（3烏蘇河流的晚第四紀地層保存相當完好，地層厚度大，以龍脖子溝灣記錄了20多個由20來次顯）：毛烏素沙漠 烏蘇河流域、沉積相、地貌與晚第四紀地質(zhì)、新構(gòu)造運“毛烏素”在中意為“壞水”其于陜北靖邊縣海則灘鄉(xiāng)毛烏素村以此命名的毛烏素沙漠跨內(nèi)的鄂爾多斯南部西省榆林市的北部風(fēng)沙區(qū)和鹽池縣東北部總面3.98其生態(tài)環(huán)境對氣候變化相當敏感脆弱特是毛烏素沙漠的南部一稱之為“烏蘇河20世紀2030代德日進和開始涉足該地，并發(fā)現(xiàn)了聞名世界的我國第一顆人類化石即“河套人小孩牙齒”以來1-]以此命名“烏蘇組”一直代表著我國北方晚第四紀標準河湖相地層而為后人熟知，不少研究學(xué)者也相繼做了許多研究工作[510]。因此，烏蘇河流域的晚第四紀地層可以說是行四人組成組，在為期近半個月的中主要對烏蘇河流域地貌與晚第四紀地層進行重點考察，并撰寫成此報告。一、毛烏素沙漠烏蘇河流域的自然環(huán)境概圖1毛烏素沙漠東南邊緣烏蘇河流域示意。毛烏素沙漠的區(qū)域范圍為106o20'~110o30'E、3230'~3930'N，北與鄂爾多斯高原西北部海拔較高的梁灘地－干燥剝蝕高地相接向東則與黃土丘陵區(qū)過渡并止于黃土高原之西北邊緣烏河地處Tamarixhinensis一直以來以紅柳河稱謂，地理位置108o10′~10858′E、3710′379′N，海拔高度多在1100~1300m黃土過渡帶。在行政區(qū)劃上，該河流經(jīng)地區(qū)隸屬于陜西省吳旗縣、定邊縣、靖邊縣和內(nèi)蒙古鄂托克旗烏審旗管轄區(qū)烏蘇河發(fā)源于陜西西北部黃土高原之白于山北麓的吳旗縣境內(nèi)，自此向北穿越流經(jīng)定邊縣和靖邊縣黃土丘陵區(qū)至靖邊縣寧條梁東南的新橋一帶進入鄂爾多斯高原東南洼地之后蜿蜒曲折在二層河灘附近進入內(nèi)鄂托克前旗清水溝灣一帶再沿0。程110多公里到達巴圖灣，繼續(xù)東流注入支流－無定河（圖1）[11]1800~1200m6.0~8.5oC，1月平均溫度-9.5~-12oC,722～24oC。年平均降水量東南部為440mm，向西遞減至250mm；全區(qū)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、研究路線和開展的工時間為2009年7月15日-2009年的7月29日，主要對烏蘇河流域中下游約80多千米進行了，并用GPS、羅盤等測定典型地貌的相關(guān)要素(如階地的海拔高度、拔河高度、斷層的產(chǎn)2、對烏蘇河流域的現(xiàn)代構(gòu)造運動的遺存現(xiàn)象進行，如斷層、階地、深切曲流、河流縱3、初步了烏蘇河的沉積相的類型，并以其中的龍脖子溝灣地層剖面為重點，進行三、烏蘇河流域基本地貌及現(xiàn)代運動構(gòu)造說(一)烏蘇河流域主要地貌類1、風(fēng)沙地風(fēng)沙地貌是烏蘇河流域地表的主要地貌類型之一包括現(xiàn)代流動半固定固定。其中，現(xiàn)代流動表面幾乎不生長植物，顆粒以黃色或灰黃色細沙為主，幾乎不含粉沙和粘土等細粒顆粒，高度多在2-10m左右，有時可見較大規(guī)模的風(fēng)成斜層理，傾角不超過34°。半固定表面植被覆蓋度大致在30%~40%,物質(zhì)組成除以灰黃色細砂外，還有少量的粉砂和粘土。固定表面的植被覆蓋度普遍達50%以上，表面可見明顯的鈣質(zhì)、沙粒與腐殖質(zhì)等組成的結(jié)皮層，顆粒較前兩圖2流動、半固定與固定的示意定下來，發(fā)育土壤，在表面可見到結(jié)皮現(xiàn)象。 圖3駱駝 圖4沙圖5苦豆 圖6紅20m。沙蒿他生長在固定半固定上抗旱性強高50100具有發(fā)達根系便于吸收水分1~20~50m左右的范圍。半固定和固定的低濕處，水位較高的低濕地、湖盆沙地、綠洲邊緣及農(nóng)區(qū)的溝旁和田邊地頭可生長于沙區(qū)的水位較高的沙地或?？稍谒?m左右的地方生長。0.5～0.含鹽量2～3％的鹽土上生長不良。對流沙適應(yīng)能力差，在高大流上栽植，亦生長不良。紅柳主要生長在干旱地區(qū)的湖盆邊緣和河流沿岸，成為鹽化低地及其上群上的一種建群植物，群落覆蓋2、黃土地

圖7毛烏素沙漠烏蘇河流域沙漠化的標志——流動較為清晰的微棕紅色古土壤條帶(8)。8黃土剖面及古土壤（左）與黃土（右）圖9黃土 圖10黃土邊緣的黃土溝113、河流形60~80m.括降水和水該河流由于新構(gòu)造運動和其間氣候變化的影響河流河道經(jīng)常擺動形成蜿蜒曲折形態(tài)12。圖12烏蘇河的曲

圖13烏蘇河曲流的邊灘、淺灘和深槽示意烏蘇河上游到下游的直線距離不足60公里，而烏蘇河全長達110多公里，平均曲率超1415關(guān)于離堆山的成因，有一例。烏蘇河的三岔河附近發(fā)現(xiàn)了這樣一處地層剖面（N37°47′38.4"高度：1227m16171618，除此地點以外隊在楊四溝灣還發(fā)現(xiàn)了一個階地裂縫。由這個階地裂縫可以更加有力的說明離，1919可以發(fā)現(xiàn)，A2處隆起相對于兩邊的高地，這樣一種地貌可能是對離堆山形成過程的一種解A2B地處的地層因為當?shù)噩F(xiàn)代運動構(gòu)造活躍，而比兩側(cè)6、階GPS定位自下到上為：海拔精度21)20212223圖23中，清晰可見沙礫狀沉積物和軟弱性粘土間隔沉積，從此可見烏蘇河在該地段不同時期對穩(wěn)定或是地殼緩慢下沉?xí)r期。我們發(fā)現(xiàn)，該地區(qū)河湖相沉積物的出現(xiàn)最高海拔可以達到1300m（±4.824252526(二)、烏蘇河流域的現(xiàn)代構(gòu)造運1、斷，構(gòu)造在烏蘇河流域表現(xiàn)得十分突出隊在的過程當中發(fā)現(xiàn)多處斷層現(xiàn)象，包括正斷層，逆，1—2m厚的黃土層。而且黃土的覆蓋層呈現(xiàn)為牽引褶曲。牽引褶曲是27正斷層及牽引褶曲黃土覆蓋層（手繪圖

28在米浪溝灣附近（N37°4543"E108°3258"，隊發(fā)現(xiàn)了有線狀泉眼的出現(xiàn)。由于受河2—m1007面高出2—可確定這不是河水同時由于泉水為水含硫量較高水質(zhì)散發(fā)硫化氫氣味及在流出的水面上出現(xiàn)了黃白色物體，推測其為硫的沉積物。水溫約為10稍低，給人冰涼的感覺。種種跡象表明，該處為一系列的泉眼的線狀分布。圖29烏蘇河谷泉眼的線狀分。。，處了泉眼外烏蘇河流域沿岸的植物也可看出其明顯的醉臥姿態(tài)與線狀發(fā)布，這就很可能預(yù)示著烏蘇河谷底是斷裂破碎帶，該地存在著一定規(guī)模的新構(gòu)造運動。，圖30烏蘇河谷“醉柳”的線狀分(三)、烏蘇河流域的主要沉積相類型和典型晚第四紀地層剖正如前述烏蘇河流域地處我國季東亞風(fēng)邊緣區(qū)冬季與夏季風(fēng)在此頻繁交替造成風(fēng)力作用各類沉積相。就烏蘇河流域而言，主要包括三大類沉積相：第一類是以風(fēng)力作用主導(dǎo)的風(fēng)成砂古流動砂丘砂、古半固定－固定砂丘砂)；第二類以流水作用為主導(dǎo)沉積的河流相、湖沼相和湖積黃土；第三類以風(fēng)成砂或湖沼相或黃土為母質(zhì)而發(fā)育的古土壤黑壚土和褐色土1、沉積相的判流到沙，細砂占絕對優(yōu)勢，粉砂含量甚至，幾乎不含粘土；古半固定－固定砂丘砂則如地表現(xiàn)代半湖相或湖沼相動物化石如腹足類的貝殼或螺類犀?；热羝渲械母迟|(zhì)而呈現(xiàn)灰黑色者往往稱為湖沼相沉積，代表了一種沼澤化環(huán)境。古土壤15%~20％,20%~30%,緊實，膠結(jié)，可見圖31過程中發(fā)現(xiàn)的幾種沉積2、烏蘇河晚第四紀典型剖面--龍脖子溝灣地層及其反映的古氣候變1、龍脖子溝灣地層剖界，從龍脖子溝灣頂部的現(xiàn)代風(fēng)成沙開始記錄，并從出露的1S黑壚土開始間隔80cm有梯度地進行地層縱向挖掘并記錄其沉積厚度其相關(guān)特性，總共記錄了20層風(fēng)成砂、8層古土壤、15層湖沼相、8層河流相和1層離石黃土沉積相。其中，2D含有鴕鳥蛋片，5LS含軟體動物化石，21S、48S中有蟲孔。龍0MD現(xiàn)代流動：灰黃色細砂，松散，分選均勻；見風(fēng)成斜層理，厚2～15 2D古流動：灰黃色細砂,松散,含鐵銹斑,見駝鳥蛋片,厚3FL4D古流動：灰黃色細砂，松散，分選均勻；見風(fēng)成斜層理，厚6D古流動：灰黃色細砂,松散,厚7FL8D古流動：灰黃色細砂,松散,厚9LS湖相：青灰—灰白色含黏土粉砂質(zhì)細砂,10D古流動：灰黃色細砂,松散,厚11LS50cm10～20cm；水平層理，時130cm..12S13D古流動：灰黃色細砂,松散,厚14S4015LS16D古流動：灰黃色細砂,松散,厚17S18D古流動：灰黃色細砂,松散,厚19LS20D古流動：灰黃色細砂,松散,厚100-300cm.22D古流動：灰黃色細砂,松散,厚23LS24D古流動：灰黃色細砂,松散,厚25FL—LS26FL27D古流動：灰黃色細砂,松散,厚28LS2029D古流動：灰黃色細砂,松散,厚30FL31D古流動：灰黃色細砂,松散,厚32S古土壤：褐黃色至灰黃色粉砂，鱗片狀結(jié)構(gòu)（古土壤的標記33LS34S35LS36D古流動：灰黃色細砂,松散,有斜層理,厚37LS38D古流動：灰黃色細砂,松散,厚39LS40D古流動：灰黃色細砂,松散,厚41LS42D古流動：灰黃色細砂,松散,厚43FL44D古流動：灰黃色細砂,松散,厚45FL46D古流動：灰黃色細砂,松散,厚20—3047FL48D49LS50L51LS圖32烏蘇河流域龍脖子溝灣地層剖面示意2沉積相反映的古氣候變化根據(jù)前人的研究成果[21-24]，已知風(fēng)成砂主要冬季來自的西伯利亞冷高壓導(dǎo)致的寒冷、干燥的軟體動物和鴕鳥等動物化石指示的氣候變2D5LS發(fā)現(xiàn)軟體動物化石，39LS發(fā)現(xiàn)象化石，在城川組在湖沼相中的貝殼和螺類等軟體動物化石，它們的現(xiàn)生種分布在暖和的水域中[25-26]。出現(xiàn)王氏水牛化石，而現(xiàn)代的水牛，主要分布在緯度36度以下的熱帶、帶地區(qū)，中國主要分布在東經(jīng)97度的廣大凍土南界往南最多不超過6～7個緯度，凍土南界是47°，披毛犀分布不低于40°，而龍脖子溝灣大概373300多公里。安氏鴕圖33湖球 圖34安氏鴕鳥蛋圖35諾氏象化 圖36披毛犀化上的地方才有，那么烏蘇河流域的龍脖子溝是在北緯37度左右，為何融凍褶皺也會出現(xiàn)，唯一可能是這里曾經(jīng)相當?shù)睦?，當時氣候比現(xiàn)在至少向南推進了10個緯度，氣候變得干冷圖37烏蘇河的凍融褶皺現(xiàn)，面垂直方面上的變化，說明在過去13萬年來(即末次間冰期以來)烏蘇河流域經(jīng)歷了多次氣候的暖濕與冷干的氣候波動。那么烏蘇河這些沉積相在地層中的交替波動反映的氣候變化與過去全20，待以后進行的研究。圖32烏蘇河流域龍脖子溝灣剖面和格陵蘭冰芯氧同位素的可能關(guān)系四總通過此次對烏蘇河流域的野外，可以初步得出如下幾個方面的看法(1)烏蘇河流域地表地貌類型以風(fēng)成砂丘，黃土地貌為主。其中風(fēng)成砂丘包括：固定，半固定和流動；黃土地貌則包括靠近該地高原處的原生黃土和覆蓋在各級河流階地上的次生黃化石認為烏蘇河流域龍脖子溝灣晚第四紀沉積物所反映的古氣候變化趨勢和全球氣候變化趨勢具參考文獻TeilharddeChardin,FLicent.OntheGeologyoftheNorthern,WesternandSouthernBordersoftheOrdos,China.BulletinoftheGeologicalSocietyofChina,1924a,3(1):37-44.TeilharddeChardinP,LicentE.OntheDiscoveryofaPaleolithicIndustryinNorthernBulletinoftheGeologicalSocietyofChina,1924b,3:45-TeilharddeChardinP.FossilmaninChinaandMongolia.NaturalHistory,1926,26:238-賈蘭坡.河套人.:龍門聯(lián)合書局,1950,德日進,.陜西北部黃土地帶與河套東西南之理想剖面,中國地質(zhì)學(xué)會志,1924,3(1):45-蘇志珠,董光榮.內(nèi)烏蘇河地區(qū)第四紀研究的新進展.干旱區(qū)地理,1994,17(4):1-蘇志珠,董光榮.烏蘇地層研究新進展.地理科學(xué)英文版，1996,16(3):266-蘇志珠,董光榮,靳鶴齡.烏蘇組地層年代學(xué)研究.地質(zhì)力學(xué)學(xué)報,1997,3(4):90-[9],剪知髻,袁寶印,等.氣候變化為標志的中國第四紀地層對比表.第四紀研究,2000,20(20):108-128.靳鶴齡,,蘇志珠,等.烏蘇河流域地層沉積時代及其反映的氣候變化.地質(zhì)學(xué)報,2007,81(3):307-315.董光榮,靳鶴齡,陳惠忠.末次間冰期以來沙漠-黃土邊界帶移動與氣候變化.第四紀研究,1997,(2):158-167.中國治沙隊.內(nèi)蒙西部及河西走廊的土壤—沙漠區(qū)的綜合.：科學(xué)出版社,1958.文振旺等.內(nèi)土壤地理區(qū)劃.土壤專報,汪安球.內(nèi)荒漠草原棕鈣土的形成及其特性.土壤學(xué)報,1962,10(4):341-中國《中國自然地理》編輯.中國自然地理——土壤地理.：科學(xué),馬宗晉,聶高眾,張培震.地球構(gòu)造變動對土壤分帶格局和古氣候事件的影響.第四紀研究,1995,2(1):1-3.丁仲禮,孫繼敏,,等.聯(lián)系沙漠－黃土演變過程中耦合關(guān)系的沉積學(xué)指標.中國科(D輯1999,29(1):82-