地质环境

基岩构造

黄土高原

黄土高原基岩构造以六盘山为界分为东西两部分，西部属西域陆块，东部属华北陆块。六盘山以西黄土高原以新生代断陷盆地为构造特征，陇中盆地黄土下伏基岩为直接堆积在古老岩层之上的中新世到上新世早期的甘肃群。甘肃群堆积后，上新世晚期地面抬升，黄河及其支流挑河、祖历河、葫芦河随抬升而下切，基岩地面成为起伏较大的丘陵状。甘肃群为一套含有石膏的紫红色粘土，砂质粘土，砂岩和砂砾岩。其成岩性差，抗蚀力较弱，在地下水浸泡和润滑作用下极易发生重力侵蚀，常形成大型滑坡。六盘山以东的华北陆台由鄂尔多斯台向斜和山西台背斜构成，中间夹以黄河凹陷。鄂尔多斯台向斜和山西台背斜是未经褶皱变动的前震旦纪陆台。

陕北、陇东和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，当时地势东南高西北低，与今况刚好相反。西北部堆积了厚达1500米完整的中生代地层序列。其中神木，准格尔旗一带广泛出露的中生代灰绿色、黄绿色长石砂岩，当地叫砒砂岩，极易风化侵蚀，是当地及黄河中粗砂的主要来源。燕山运动使鄂尔多斯台向斜抬升，边缘发生断陷，形成汾渭谷地等一系列地堑谷地，到第三纪的中新世末鄂尔多斯台向斜成为准平原。上新世鄂尔多斯高原长城以南的准平原面上广泛堆积了三趾马红土，从三趾马红土的分布和厚度看，上新世时长城以南，渭北北山以北，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，己与今相同。三趾马红土透水性极差，是黄土下覆的主要不透水层，而且三趾马红土容易吸水膨胀，是黄土高原大型滑坡的主要滑移层。上新世晚期到更新世，鄂尔多斯高原边缘如汾渭地堑谷地进一步发展，同时高原整体发生掀斜运动，使地面形成自西北向东南倾斜的斜面，控制着河流的流向。在地貌演变过程中沟谷的发展，谷间地有些形成面积不大的平台，有些成为长条状或椭圆状丘陵，它们是鄂尔多斯高原塬、梁、峁地形的基础。

山西台背斜包括太行山以西、吕梁山以东。五台山是山西台背斜最古老的部分，并以此为顶点向南沿伸，东部为太行山，西部为吕梁山，两山之间为凹陷部分。古生代以来，凹陷部分堆积了巨厚的陆相碎屑物。燕山运动后山西台背斜中部受断裂作用晋中大断谷开始形成。中新世末晋中南的漳沁地区形成准平原，其后接受了上新世的三趾马红土堆积。喜马拉雅运动使山西台背斜进一步上升，晋中断谷不断发育，河流下切，到更新世黄土堆积时地面形成起伏较大的丘陵、成为山地与断谷、盆地相间分布的地形特征。

黄土高原

黄土覆盖

●黄土地层与黄土分布

黄土高原原生黄土是第四纪冰期干冷气候条件下的风尘堆积物，次生黄土是原生黄土经洪积、冲积改造而成的。在第四纪黄土堆积时期，随着冰期、间冰期的气候旋迥，黄土地层呈现黄土与古土壤的更替变化。根据黄土中的古土壤，黄土地层自下而上可以分为午城黄土、离石黄上、马兰黄土和全新世黄土。按洛川黑木沟黄土剖面，第十五层黄土下界面之下为早更新世午城黄土。第一古土壤上界面之下至第十五层黄土下界面之间为中更新离石黄土。第一黄土层是形成于晚更新世的马兰黄土。马兰黄土之上的黑沪土为形成于全新世的古土壤层。黄土高原黄土地层的分布厚度在六盘山与吕梁山之间一般为150-250米，六盘山以西一般在100米以内。不同地层黄土厚度也不相同：午城黄土厚度不大，洛川黑木沟为58米，山西午城为17.5米。离石黄土是黄土高原黄土地层的主体，一般厚度100-150米，最大厚度分布在径河与洛河的中游地区。马兰黄土分布极为广泛，一般厚度10-30米，天水附近小于10米，董志源9.6米，洛川源10米左右。全新世黄土厚度-般为2-3米，其中的黑沪土层厚度1-2米。

●黄土粒度与黄土性质

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黄土是在风力吹扬搬运下，在干旱半干旱环境堆积的风成堆积物，经过长距离的搬运和分选，其物质组成具有高度的均一性。黄土粒度以粒径0.05-0.005毫米的粉砂为主，所占比例58-75%。其次为粒径>0.05毫米的细砂，占15-32%。粒径0<0.005毫米的粘土占10%左右。黄土粒径存在着自西北向东南逐渐变细的特点，这一特点以砂粒和粘粒的变化最为明显。北部榆林附近砂粒的重量比在30%以上，向南到清涧、延安附近降为20%左右，咸阳、宝鸡一带降至10%上下。相反，榆林粘粒仅占10%左右，延安、清涧一带增至13-18%，咸阳、宝鸡为23-26%。这样自西北向东南根据黄土粒径可以把黄土高原黄土分为砂黄土、典型黄土和粘黄土三个带：静乐北-绥德-子长-环县-海原一线以北为砂黄上带。阳泉-沁县-浮山北-淳化-秦安-渭源以北，砂黄土带以南为典型黄土带。典型黄土带以南为粘黄土带。黄土在南北方向上的粒度分异对黄土地貌及土壤侵蚀具有深刻的影响。

黄土含有60多种矿物，其中石英占重量的50%左右，长石占20%左右，碳酸钙占10%左右。就化学组成而言，以二氧化硅占优势（50%），其次为三氧化二氯（8-15%），氧化钙（10%左右），以及三氧化二铁，氧化镁，氧化钾，氧化钠等，黄土中易溶性化学成份含量较高。

黄土结构为“点、棱接触支架式多孔结构”，土体疏松，垂直节理发育，极易渗水。黄土中细粒物质如粘土、易溶性盐类、石膏、碳酸盐等在干燥时固结成聚积体，使黄土具有较强的强度，而遇水后随着矿物溶解与分散，土体会迅速分散、崩解。黄土的抗侵蚀能力很弱。黄土中孔隙度-般可达45-50%，尤其大孔隙特别突出，当受水浸润后上体在自重和上部压力作用下，易发生湿陷。同时大孔隙也成为土体中水体和细粒物质迁移的通道，使黄土易发生潜蚀。

黄土高原

构造运动

黄土高原是新构造运动比较活跃的区域，新构造运动的主要表现是高原内部间歇性的大面积整体抬升，同时周围的拗陷区域不断地沉降。从黄土高原广大地区河谷多发育有3-4级阶地等判断，第四纪以来黄上高原以抬升为主，抬升幅度在150-30米，地壳抬升有利河流下切和侵蚀地貌发育，也有利于土壤侵蚀过程的加强。黄土高原内部六盘山是新构造运动的抬升中心，据现代水准测量，目前的抬升速度为20毫米/年。六盘山以西地区抬升量大于以东地区，抬升最快在华家岭一带，据1934-1955年陇海铁路水准测量，陇西、渭源等地现代抬升速度为31.4毫米/年，隆德、庄浪一带沟床下切速率达45-240毫米/100年。

华家岭以南地区河谷狭窄，一般有3-4级阶地，华家岭以北河谷较宽阔，只有2-3级阶地发育，所以华家岭以南抬升幅度更大。六盘山以东地区白于山至东胜一带是新构造运动抬升的中心。保德附近现代抬升速度在3毫米/年左右。山西台背斜新构造运动抬升幅度较大在五台山-恒山一带，这从五台山、恒山山前发育的串珠状洪积扇可以得到证明。第四纪黄土高原在抬升的同时，边缘拗陷区如银川平原、汾渭谷地在大幅度下沉，渭河平原固始凹陷第四纪沉积物厚度接近1000米。据地形变形资料，汾渭地堑的下沈速度为3毫米/年。黄河自140万年前后冲出三门峡后，汾渭谷地是黄河中游众多支流的侵蚀基准面，一方面黄土高原不断抬升，另一方面汾渭谷地持续下沉，必然对黄土高原土壤侵蚀起促进作用。地震是黄土高原新构造运动的强烈表现形式，对历史时期黄土高原地震记载进行统计，可以反映出黄土高原历史时期新构造运动的强弱变化过程。