毛烏素沙漠東南邊緣流域地貌與晚第四紀(jì)地質(zhì)考察報(bào)告

）通過(guò)對(duì)烏蘇河流域的楊樹(shù)溝灣、范家溝灣、楊四溝灣、劉家溝灣、龍脖子溝灣等地點(diǎn)的地貌與晚第四紀(jì)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(dòng)斷））（3烏蘇河流的晚第四紀(jì)地層保存相當(dāng)完好，地層厚度大，以龍脖子溝灣記錄了20多個(gè)由20來(lái)次顯）：毛烏素沙漠 烏蘇河流域、沉積相、地貌與晚第四紀(jì)地質(zhì)、新構(gòu)造運(yùn)“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(duì)氣候變化相當(dāng)敏感脆弱特是毛烏素沙漠的南部一稱之為“烏蘇河20世紀(jì)2030代德日進(jìn)和開(kāi)始涉足該地，并發(fā)現(xiàn)了聞名世界的我國(guó)第一顆人類化石即“河套人小孩牙齒”以來(lái)1-]以此命名“烏蘇組”一直代表著我國(guó)北方晚第四紀(jì)標(biāo)準(zhǔn)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(jì)地層可以說(shuō)是行四人組成組，在為期近半個(gè)月的中主要對(duì)烏蘇河流域地貌與晚第四紀(jì)地層進(jìn)行重點(diǎn)考察，并撰寫(xiě)成此報(bào)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(guò)渡并止于黃土高原之西北邊緣烏河地處Tamarixhinensis一直以來(lái)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(guò)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(jìn)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(jìn)入內(nèi)鄂托克前旗清水溝灣一帶再沿0。程110多公里到達(dá)巴圖灣，繼續(xù)東流注入支流－無(wú)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(kāi)展的工時(shí)間為2009年7月15日-2009年的7月29日，主要對(duì)烏蘇河流域中下游約80多千米進(jìn)行了，并用GPS、羅盤(pán)等測(cè)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(duì)烏蘇河流域的現(xiàn)代構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的遺存現(xiàn)象進(jìn)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(diǎn)，進(jìn)行三、烏蘇河流域基本地貌及現(xiàn)代運(yùn)動(dòng)構(gòu)造說(shuō)(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(dòng)半固定固定。其中，現(xiàn)代流動(dòng)表面幾乎不生長(zhǎng)植物，顆粒以黃色或灰黃色細(xì)沙為主，幾乎不含粉沙和粘土等細(xì)粒顆粒，高度多在2-10m左右，有時(shí)可見(jiàn)較大規(guī)模的風(fēng)成斜層理，傾角不超過(guò)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(xì)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(dá)50%以上，表面可見(jiàn)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(dòng)、半固定與固定的示意定下來(lái)，發(fā)育土壤，在表面可見(jiàn)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(zhǎng)在固定半固定上抗旱性強(qiáng)高50100具有發(fā)達(dá)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(zhǎng)于沙區(qū)的水位較高的沙地或?？稍谒?m左右的地方生長(zhǎng)。0.5～0.含鹽量2～3％的鹽土上生長(zhǎng)不良。對(duì)流沙適應(yīng)能力差，在高大流上栽植，亦生長(zhǎng)不良。紅柳主要生長(zhǎng)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(biāo)志——流動(dòng)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(yùn)動(dòng)和其間氣候變化的影響河流河道經(jīng)常擺動(dòng)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(zhǎng)達(dá)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(diǎn)以外隊(duì)在楊四溝灣還發(fā)現(xiàn)了一個(gè)階地裂縫。由這個(gè)階地裂縫可以更加有力的說(shuō)明離，1919可以發(fā)現(xiàn)，A2處隆起相對(duì)于兩邊的高地，這樣一種地貌可能是對(duì)離堆山形成過(guò)程的一種解A2B地處的地層因?yàn)楫?dāng)?shù)噩F(xiàn)代運(yùn)動(dòng)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(jiàn)沙礫狀沉積物和軟弱性粘土間隔沉積，從此可見(jiàn)烏蘇河在該地段不同時(shí)期對(duì)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(dá)到1300m（±4.824252526(二)、烏蘇河流域的現(xiàn)代構(gòu)造運(yùn)1、斷，構(gòu)造在烏蘇河流域表現(xiàn)得十分突出隊(duì)在的過(guò)程當(dāng)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(duì)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(shí)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(cè)其為硫的沉積物。水溫約為10稍低，給人冰涼的感覺(jué)。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(yùn)動(dòng)。，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(jì)地層剖正如前述烏蘇河流域地處我國(guó)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(dòng)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(xì)砂占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，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(dòng)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(shí)，膠結(jié)，可見(jiàn)圖31過(guò)程中發(fā)現(xiàn)的幾種沉積2、烏蘇河晚第四紀(jì)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(kāi)始記錄，并從出露的1S黑壚土開(kāi)始間隔80cm有梯度地進(jìn)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(niǎo)蛋片，5LS含軟體動(dòng)物化石，21S、48S中有蟲(chóng)孔。龍0MD現(xiàn)代流動(dòng)：灰黃色細(xì)砂，松散，分選均勻；見(jiàn)風(fēng)成斜層理，厚2～15 2D古流動(dòng)：灰黃色細(xì)砂,松散,含鐵銹斑,見(jiàn)駝鳥(niǎo)蛋片,厚3FL4D古流動(dòng)：灰黃色細(xì)砂，松散，分選均勻；見(jiàn)風(fēng)成斜層理，厚6D古流動(dòng)：灰黃色細(xì)砂,松散,厚7FL8D古流動(dòng)：灰黃色細(xì)砂,松散,厚9LS湖相：青灰—灰白色含黏土粉砂質(zhì)細(xì)砂,10D古流動(dòng)：灰黃色細(xì)砂,松散,厚11LS50cm10～20cm；水平層理，時(shí)130cm..12S13D古流動(dòng)：灰黃色細(xì)砂,松散,厚14S4015LS16D古流動(dòng)：灰黃色細(xì)砂,松散,厚17S18D古流動(dòng)：灰黃色細(xì)砂,松散,厚19LS20D古流動(dòng)：灰黃色細(xì)砂,松散,厚100-300cm.22D古流動(dòng)：灰黃色細(xì)砂,松散,厚23LS24D古流動(dòng)：灰黃色細(xì)砂,松散,厚25FL—LS26FL27D古流動(dòng)：灰黃色細(xì)砂,松散,厚28LS2029D古流動(dòng)：灰黃色細(xì)砂,松散,厚30FL31D古流動(dòng)：灰黃色細(xì)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(biāo)記33LS34S35LS36D古流動(dòng)：灰黃色細(xì)砂,松散,有斜層理,厚37LS38D古流動(dòng)：灰黃色細(xì)砂,松散,厚39LS40D古流動(dòng)：灰黃色細(xì)砂,松散,厚41LS42D古流動(dòng)：灰黃色細(xì)砂,松散,厚43FL44D古流動(dòng)：灰黃色細(xì)砂,松散,厚45FL46D古流動(dòng)：灰黃色細(xì)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(lái)自的西伯利亞冷高壓導(dǎo)致的寒冷、干燥的軟體動(dòng)物和鴕鳥(niǎo)等動(dòng)物化石指示的氣候變2D5LS發(fā)現(xiàn)軟體動(dòng)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(dòng)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?；F(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(guó)主要分布在東經(jīng)97度的廣大凍土南界往南最多不超過(guò)6～7個(gè)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(niǎo)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(huì)出現(xiàn)，唯一可能是這里曾經(jīng)相當(dāng)?shù)睦洌?dāng)時(shí)氣候比現(xiàn)在至少向南推進(jìn)了10個(gè)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(shuō)明在過(guò)去13萬(wàn)年來(lái)(即末次間冰期以來(lái))烏蘇河流域經(jīng)歷了多次氣候的暖濕與冷干的氣候波動(dòng)。那么烏蘇河這些沉積相在地層中的交替波動(dòng)反映的氣候變化與過(guò)去全20，待以后進(jìn)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(guò)此次對(duì)烏蘇河流域的野外，可以初步得出如下幾個(gè)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(dòng)；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(jí)河流階地上的次生黃化石認(rèn)為烏蘇河流域龍脖子溝灣晚第四紀(jì)沉積物所反映的古氣候變化趨勢(shì)和全球氣候變化趨勢(shì)具參考文獻(xiàn)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(mén)聯(lián)合書(shū)局,1950,德日進(jìn),.陜西北部黃土地帶與河套東西南之理想剖面,中國(guó)地質(zhì)學(xué)會(huì)志,1924,3(1):45-蘇志珠,董光榮.內(nèi)烏蘇河地區(qū)第四紀(jì)研究的新進(jìn)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(jìn)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(bào),1997,3(4):90-[9],剪知髻,袁寶印,等.氣候變化為標(biāo)志的中國(guó)第四紀(jì)地層對(duì)比表.第四紀(jì)研究,2000,20(20):108-128.靳鶴齡,,蘇志珠,等.烏蘇河流域地層沉積時(shí)代及其反映的氣候變化.地質(zhì)學(xué)報(bào),2007,81(3):307-315.董光榮,靳鶴齡,陳惠忠.末次間冰期以來(lái)沙漠-黃土邊界帶移動(dòng)與氣候變化.第四紀(jì)研究,1997,(2):158-167.中國(guó)治沙隊(duì).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(bào),汪安球.內(nèi)荒漠草原棕鈣土的形成及其特性.土壤學(xué)報(bào),1962,10(4):341-中國(guó)《中國(guó)自然地理》編輯.中國(guó)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(dòng)對(duì)土壤分帶格局和古氣候事件的影響.第四紀(jì)研究,1995,2(1):1-3.丁仲禮,孫繼敏,,等.聯(lián)系沙漠－黃土演變過(guò)程中耦合關(guān)系的沉積學(xué)指標(biāo).中國(guó)科(D輯1999,29(1):82-