黄土高原的形成

1　黄土高原的形成

青藏高原不仅以其独特的现今地势高度、地质、地貌和自然环境等特征而闻名于世，而且，其隆升还强烈地影响到亚洲大陆乃至全球的气候环境。由于青藏高原的强烈隆升，其自身的气候特征发生了巨大变化。高原区岩石圈构造变形十分强烈，以至于在高原内部及其周缘，活动构造发育，地震活动强烈，滑坡以及泥石流等地质灾害频发。由于青藏高原的隆升，北部干冷的冬季风气候盛行，亚洲内陆干旱化，戈壁沙漠扩展，鄂尔多斯地块及其周缘特殊的地貌格局条件、荒漠条件和亚洲大陆强季风气候效应的耦合，最终导致了黄土高原的形成。在青藏高原隆升晚期，尤其是在第四纪以来的隆升过程中，构造变形效应以及高原东北缘对鄂尔多斯盆地的推挤作用，使黄土高原发生了阶段性隆升与构造变形，并引起多种黄土地质灾害与土壤侵蚀。以六盘山为界，可将黄土高原分为东、西两部分。六盘山既是一条重要的地理分界线，又是青藏高原和鄂尔多斯盆地两大地块的构造分区界线。六盘山以东部分，以吕梁山为东界，由鄂尔多斯台向斜构成，以西部分属青藏高原板块的祁连山褶皱带。早期的陕北、陇东、晋西的鄂尔多斯台向斜在中生代发展成为一个大型的内陆盆地，向西一直延伸到现今的六盘山脉以西的祁连山脉东南段。古鄂尔多斯盆地在晚三叠——中侏罗世相对稳定，并曾接受大范围沉积。在晚侏罗世，盆地西部发生较大规模的逆冲活动，东部隆起持续抬升扩大，导致盆地沉积范围发生较大的收缩，并出现盆地的西倾单斜结构。在其后的早白垩纪地壳活动处于相对稳定期，盆地再次接受沉积，同时在冲断块上也接受沉积，这说明古鄂尔多斯盆地此时总的西倾单斜结构尚未改变。古新世初发生的燕山运动，使盆地西部再次被冲断而构成六盘山、贺兰山脉雏形，东部出现吕梁山隆起。燕山运动使鄂尔多斯台向斜抬升的同时，边缘发生断陷和山脉的差异隆升，形成汾渭谷地、银川谷地等一系列地堑谷地，而边缘的六盘山、贺兰山、吕梁山、阴山、渭河北岸山地及秦岭继续隆升，到第三纪的中新世末，鄂尔多斯台向斜成为准河平原。至此，初步形成了黄土高原风尘堆积与构造抬升的基本构造地质背景。在中新世晚期，伴随青藏高原的阶段性隆升过程与气候环境效应，黄土高原区形成了巨厚的风尘红土、黄土——古土壤堆积。第四纪以来，伴随青藏高原的隆升及其对鄂尔多斯盆地的推挤作用，黄土高原内不同区域发生了不同程度的抬升与构造变形。从红土的分布和厚度看，上新世时的长城以南、秦岭以北、六盘山与吕梁山之间是一个浅凹形的巨大盆地。地势西北高，东南低，其特征已与现在相同。上新世晚期起，受青藏高原东北缘的推挤和华北地块运动影响，出现鄂尔多斯高原边缘地堑谷地的进一步发展与高原的掀斜运动，使地面总体向东南倾斜并控制着河流的流向，伴随亚洲干旱化与季风效应的持续增强、沙漠化的扩展，黄土高原风尘堆积物转为黄土——古土壤序列。

新构造运动以来，在青藏高原东北缘推挤作用力不断加强、黄土高原整体隆升速度加快的同时，其内部也发生了不同程度的抬升、构造变形与断裂活动。而此时黄河上游已出现最高阶地，表明了黄土高原一方面还在继续接受黄土——古土壤堆积，同时，构造侵蚀的作用在不断增强。在地质、地貌与气候三因素的耦合作用下，构造侵蚀作用主要表现在以下三个方面：(1)新构造运动对黄土高原的抬升，导致其侵蚀基准面下降，为重力侵蚀(滑坡、崩塌和泻溜等)、沟谷溯源侵蚀和流水侵蚀提供了前提条件，并成为控制地形演化的重要因素。如渭河地堑的持续发育，六盘山、子午岭、白于山、桥山、渭河北山等的持续隆起，渭河、无定河、洛河等两岸发育的阶地以及众多的次级水系，不仅反映了黄土高原的抬升以及与其对应的负地形的组合，同时反映了强烈的重力侵蚀、沟谷溯源侵蚀和流水侵蚀作用。流水地貌的地势增加是由上升的地质构造体通过由河流构造引起的下蚀作用过程造成的，局部和区域的隆起速度是影响构造引起的下蚀作用量的主要因素。(2)黄土高原在受到周边块体或地壳内动力作用时产生的构造变形，会造成地表土体变形、构造裂隙和节理甚至破坏。构造裂隙、节理的存在，增大了黄土的侵蚀速率，促进了黄土的坍塌和滑坡等侵蚀灾害的发生。黄土高原在受到周边块体掀斜、推挤、扭拉或地壳深部内动力作用时，必然会造成地表土体的变形乃至破环、破碎，使土体抗风化和抗侵蚀的能力大大降低。土体变形造成的构造裂隙、节理，还会成为良好的渗水、导水通道，使黄土更易被冲刷，特别是水流沿黄土垂直裂隙下渗时，减少了摩擦系数，增大了黄土的侵蚀速率，促进了黄土的坍塌和滑坡，增大了土壤侵蚀量。黄土高原地区发育的大量的各类暗穴与直线状侵蚀沟系无不与此有关。(3)新构造运动差异升降交汇处的地形突变带、活动断裂带、地震活动带等稳定性条件差的黄土分布区域，是土壤侵蚀最剧烈的地区。新构造运动上升与沉降交汇处的地形突变带，往往是山地、高原和平原接触部位，接触部位两侧的新构造运动方向不同，一侧是上升，另一侧下降。明显的地貌差异为黄土侵蚀提供了条件，不仅有利于下蚀，而且还往往是黄土滑坡的易发带。例如渭河盆地北缘断裂、吕梁山和六盘山两侧、靖边的白于山前东西向断裂等，由断裂活动引发的地震对土壤侵蚀具有特殊的影响，频繁而强烈的地震活动，不仅会导致地表产生明显的形变(土岩体位移、破碎、产生裂缝等)，还为黄土的重力和流水侵蚀提供了良好边界条件。此外，地震发生时，巨大的能量随地震波向四周传播，直接导致黄土塬、梁、峁边坡，山地两侧滑坡、崩塌、滑塌及黄土泥沙的产生，同时也往往使古滑坡复活，从而加速地表的侵蚀。如海原活动断裂上，1920年发生的海原8.5级大地震，导致断裂沿线大范围的滑坡群产生，加上气候降水等因素，使其成为黄土高原水土流失最严重的地区之一。^［1］

黄土高原资深专家朱显谟经过对黄土和黄土区土壤性征的对比研究，进而提出了“风成沉积”的新理论。认为我国黄土高原发育风尘堆积的各种环境条件在2200万年前就已形成，并持续发展至今。逐渐隆起的青藏高原以它那“伟岸”的身躯改变了大气环流，从而导致了亚洲内陆的荒漠化。250万年以来，黄土高原的黄土一直主要是从天而降，西来尘暴和东来湿气在黄土高原上空相遇交锋，通过高空泥拦水、水截泥过程，自动坠落从而形成得天独厚的黄土沉积。正是由于黄尘不断空降、增厚以及植被尤其草本植物的不断蘖生，才使得黄土地区的土壤具有高度的透水性和巨大的水库作用，使得深厚土层得以迭加堆积，最终在中国北方形成了总面积约64万km²的黄土堆积，并在黄河中游一带形成了蔚为壮观的黄土高原。据此，朱显谟大胆提出了“没有季风就没有黄土沉积，没有植被的繁生就没有黄土高原”的论断。