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文章来源: 文章作者: 发布时间:2008-01-16 字体: [大 中 小]
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地中部丘陵和缓起伏,面积几乎占盆地一半以上,形成一个丘陵性盆地。 成都平原位于盆地的西部,它是一个由于地壳不断下沉和河流夹带的泥 沙长期堆积而成的扇形冲积平原。平原上河渠交错,灌溉便利,是四川盆地 的精华所在。 2200 多年前,中国古代劳动人民为了防洪和灌溉,在成都平 原、岷江上游利用地形特点,因势利导修建了著名的都江堰水利工程。 都江堰是建筑在灌县附近,岷江中心的一条大堤,它把岷江分成内江和 外江。都江堰前端的堰顶尖如鱼嘴,叫做都江鱼嘴。外江的水滚滚而下,汇 注长江。内江的水经过人工切开的山岬,通过渠道被引入成都平原。这个引 水口叫做“宝瓶口”,被切开后与岸隔离的石堆叫做“离堆”。为了控制灌 溉用水,在都江堰下游的内、外两江之间修了一道飞沙堰,使内江水在平水 时可以全部流入渠道,大水时过多的水量可越过飞沙堰泄入外江(图 32)。 这一工程建成以后,灌溉了几百万亩农田,有力地促进了成都平原的农业生 产。劳动人民还在宝瓶口的石壁上刻了水格,观测水位变化,并积累了许多 水利工程方面的宝贵经验。 四川盆地除了成都平原的冲积土以外,在广大丘陵地区,满山遍野都是 一片紫红色的土壤。这种土壤是从紫红色的砂页岩风化而来的,含有植物所 需要的磷、钾等矿物养料,是中国南方最肥沃的土壤之一。但因这种土壤质 地比较疏松,而盆地中的降水又十分丰沛,再加上多丘陵地形,在缺乏植被 保护的地方,容易造成水土流失。长期以来,四川人民为了保持水土修筑了 许多梯田。 四川盆地由于经历过由陆地到海盆、由海盆到湖盆、然后又由湖盆转变 成为陆盆的历史,所以在盆地中沉积了丰富的煤、铁、盐、天然气和石油等 矿藏,再加上盆地内温暖湿润的气候,精耕细作的肥沃土壤,使得被誉为“天 府之国”的四川盆地不仅是中国重要的稻、麦、玉米等粮食丰产区,还盛产 甘蔗、棉花、蚕丝、茶叶、油菜、药材和水果。新中国成立后,这里的钢铁、 机器制造、化工等重工业和许多轻工业也得到了迅速发展。如今,四川盆地 正在建设成为中国内地的一个重要的现代化的工、农业生产基地。 五、黄土地形的特征与改造
黄土主要分布于世界大陆比较干燥的中纬度地带。据估计,全世界黄土 分布的总面积有 1300 万平方公里,约占全球大陆面积的 10%,岩层的平均 厚度约为 10 米。在整个欧洲的 7%,北美洲的 5%,南美洲的 10%,亚洲的 3%的面积上都覆盖着黄土。此外,在澳大利亚、新西兰以及其他地区也都有 零星分布。全人类有好几亿人口居住在黄土区域,他们的生产和生活都与黄 土有着密切的关系,所以对于黄土的研究早就为人们所重视。
(一)中国黄土的分布和特性
中国黄土的分布面积,比世界上任何一个国家都大,而且黄土地形在中 国发育得最为完善,规模也最为宏大。中国西北的黄土高原是世界上规模最 大的黄土高原;华北的黄土平原也是世界上规模最大的黄土平原。中国黄土 总面积达 63.1 万平方公里,占全国土地面积的 6%。 从地理位置来看,中国的黄土主要分布在北纬 40°以南的地区,位于大 陆的内部、西北戈壁荒漠以及半荒漠地区的外缘。从区域来看,中国的黄土 主要分布于广大西北地区的黄土高原以及华北平原和东北的南部。黄土高原 的面积约占全国黄土分布总面积的 70%以上,黄土层的厚度一般都达 100 米 以上,其中陕北和陇东的局部地区达 150 米,在陇西地区可超过 200 米。具 体地说,黄土主要分布于甘肃的中部和东部,陕西的中部和北部,内蒙古伊 克昭盟的南部和西部,山西的大部分,河南的北部、西部及西北部,山东西 部以及辽宁山地一带。华北平原的黄土则多被埋藏在较深的冲积层的下部。 总之,在长城以南,秦岭以北,西迄青海东部,东至海边的整个黄河流 域都有黄土分布。在长城以北,黄土就逐渐消失。此外值得注意的是,天山 北麓、昆仑山麓、祁连山麓也有黄土分布。一般认为中国黄土的分布南止秦 岭,但事实上在宝鸡以南,秦岭中的凤县、双石铺一带,再南至柴关岭也都 有黄土分布。即使在汉中盆地或向东到大别山北坡、江苏北部,甚至南京附 近以及长江流域的某些地区也有零星的黄土分布(图 33)。 黄土是最新的地质时期(距今约 200 万年左右的第四纪时期)形成的土 状堆积物,所以其性质比较疏松、特殊。典型的黄土为黄灰色或棕黄色的尘 土和粉沙细粒组成,质地均一,以手搓之易成粉末,含多量钙质或黄土结核, 多孔隙,有显著的垂直节理,无层理,在干燥时较坚硬,一被流水浸湿,通 常容易剥落和遭受侵蚀,甚至发生坍陷。所以在黄土地区进行各种工程建设 时,如果对黄土的特性不了解,往往会给工程带来严重的损失和破坏。因此, 黄土的特性很早就引起了科学工作者和工程技术人员的注意,并在长期的实 践和研究中,已经把黄土的主要特性归结为 5 个方面。
1.多孔性
由于黄土主要是由极小的粉状颗粒所组成,而在干燥、半干燥的气候条 件下,它们相互之间结合得很不紧密,一般只要用肉眼就可以看到颗粒间具 有各种大小不同和形状不同的孔隙和孔洞,所以通常有人将黄土称为大孔 土。一般认为黄土的多孔性与成岩作用、植物根系腐烂和水对黄土的作用等 有关,更重要的是与特殊的气候条件有关。典型的黄土孔隙度较高,而黄土 状岩石的孔隙度较低。
2.垂直节理发育
当深厚的黄土层沿垂直节理劈开后,所形成的陡峻而壮观的黄土崖壁是 黄土地区特有的景观。垂直节理发育,就是典型黄土和黄土状岩石所具有的 普遍而特殊的性质。 关于黄土垂直节理的成因,曾引起许多学者的兴趣。目前较多的人认为, 垂直节理的形成主要是由于黄土在堆积加厚的过程中受重力的影响,土粒间 的上下间距变得愈来愈紧密,而土粒间的左右间距却保持原状不变。这样水 和空气即沿着抵抗力最小的上下方向移动,也就是说沿着黄土的垂直管状孔 隙不断地作升降运动并反复进行,这就造成了黄土垂直节理发育的倾向。
3.层理不明显
凡是沉积岩一般都应该具有层理,因为任何成因的沉积岩的形成都必须 经过沉积物逐步堆积的过程。黄土既然也属于沉积岩的范畴,为什么层理却 不明显或不清楚呢? 很多学者把黄土无层理或层理不明显,作为黄土风成的标志,而有层理 的黄土则认为是水成的依据。如今,有人提出黄土无论是风成的,还是水成 的都应具有层理,其层理之所以不明显,主要是由于在观察过程中,人们的 注意力主要集中在黄土的孔隙性和垂直节理的显著特征上,忽视了对层理的 研究;其次,黄土的组成物质主要是尘土质物质,它在渐次堆积过程中,形 成非常薄的层理,用肉眼观察是很不明显的;另外,黄土崖壁经过不断的雨 水淋洗后,常常使表层黄土成泥浆糊状物涂于整个崖壁表面,因而从外观来 看,就再也看不清层理了,就像砖砌的墙壁经过泥浆的粉刷再也看不到砖缝 一样。这种说法是有一定道理的。
4.透水性较强
一般典型的黄土透水性较强,而黄土状岩石透水性较弱;未沉陷的黄土 透水性较强,沉陷过的黄土透水性较弱。黄土之所以具有透水性,这是和它 具有多孔性以及垂直节理发育等结构特点分不开的。黄土的多孔性及垂直节 理愈发育,黄土层在垂直方向上的透水性愈高,而在水平方向上的透水性则 愈微弱。此外,当黄土层中具有土壤层或黄土结核层时,就会导致黄土层的 透水性不良,甚至产生不透水层。
5.沉陷性
黄土经常具有独特的沉陷性质,这是任何其他岩石较少有的。黄土沉陷 的原因多种多样,只有把黄土本身的性质与外在环境的条件结合起来考虑 时,才能真正了解黄土沉陷的原因。 粉末性是黄土颗粒组成的最大特征之一。粉末性表明黄土粉末颗粒间的
相互结合是不够紧密的,所以每当土层浸湿时或在重力作用的影响下,黄土 层本身就失去了它的固结的性能,因而也就常常引起强烈的沉陷和变形。 此外,黄土的多孔性,大气降水和温度的变化以及人为的影响,对黄土 中可溶性盐类的溶解和黄土沉陷的数量与速度都有着极大的影响。 黄土的上述五种特性并不是互不相干的,而是相互影响,互为作用的, 所以对黄土的特性必须全面综合地加以研究。
(二)黄土的成因
关于黄土成因问题的争论,已经有百余年的历史了,过去大量文献中有 关黄土成因的学说有 20 余种之多,而其中比较流行的说法主要是风成说、水 成说和风化残积说等,而风成说的影响尤为广泛。 从世界范围来看,黄土主要分布在中纬度气候温暖的地区,并呈不连续 的带状。特别是在干燥和半干燥气候地带,温暖少雨,蒸发强烈,寒暖季节 变化鲜明,黄土最为发育。而在低纬度和高纬度地区很少见到黄土分布。这 说明黄土的发生、发育与中纬度气候上的微弱差异有着十分密切的联系。 由于黄土主要分布在温带荒漠和半荒漠地区的外缘,或是古代冰川区域 的前缘,因此,我们有理由推测,这些温带荒漠和半荒漠地区以及古代冰川 前缘可能就是黄土物质的重要来源地。同样,我们也有理由认为,除了当地 的风化产物外,搬运和堆积黄土物质的动力,无疑是与这种气候条件下所特 有的风以及各种形式的地面流水作用分不开的。 黄土风成说也有两种说法。一种认为荒漠地区是黄土物质的源地,在荒 漠地区常有强大的风力从中部呈辐射状吹向荒漠的边缘,风好像在荒漠中进 行大扫除一样,把大量的黄土物质送到生长灌木的草原地带逐渐堆积下来, 长年累月就形成了厚层的黄土(图 34)。另一种认为,在冰期时,大陆冰盖 区的反气旋将冰水沉积中的细颗粒吹送到外围的草原地带堆积而成黄土。后 来就有人提出了“暖黄土”和“冷黄土”的理论,把从荒漠中吹送而来的黄 土称为暖黄土,而冷黄土则是指从冰水沉积物中吹送而来的黄土。一般认为 欧洲和北美洲的黄土主要属于冷黄土,而中国黄河中游地区的黄土多属暖黄 土类型。 新中国成立后,中国的科学工作者通过对黄河中游黄土地区的大量调
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