典型剖面揭示的长江中游砂山风成因素.docx

1、第28卷第5期2009年9月许昌学院学报JOURNALOFXUCHANGUNIVERSITY文童编号：1671-9824（2009）05-0137-04典型剖面揭示的长江中游砂山风成因素胡思辉二王慧婉2（1.信阳师范学院学生处，河南信阳464000；2.许昌学院文学院，河南许昌461000）摘要：在综合考察了长江中游砂山分布区、鄱阳湖周边地区的典型剖面的基础上，发现砂山粒度特征显示出典型的风成特点：砂丘的分布呈明显的带状，由北向南略为展宽，与风力路径吻合；在不同区域，砂丘发育的高度与风力大小大致相关，从而确定风力应为长江中游砂山形成的主要外营力.关键词：砂山；长江中游；风成；气候变化中图分类号

2、：P532文献标识码：A长江中游的砂山沉积序列具有分布范围广、时间肾度K（晚更新世至全新世）、沉积连续、层理变化明显和保存完好等特点，是记录古环境变迁的重要载体.砂山的成因主要有两种倾向：一是“水成说2-幻，认为砂山的两个沉积旋回是占长江河床相、河漫滩相沉积，被后期构造抬升所致,而风力只是改变了砂山的外部形态，主要的水成证据有砂层中出现的淤泥央层、水平层理、接触关系、构造变动以及软体动物贝壳化石等.二是“风成说，（6-8认为砂山砂层系由古长江及其支流赣江的河床砂，经强风吹扬短距离搬运，在近岸地带堆积而成，其地貌上的高差和泥炭层分布的高度，并非新构造运动抬升所致，而是由风积地区特有的沉积地貌格局

3、，淤泥层由风积地区砂丘间湖沼沉积形成，其主要证据是砂山沉积中出现的大型板状斜层理、风成交错层理，以及同一年龄的砂层出露于不同高度、不同年代地层中等.这两种观点对砂山形成机理的解释差别明显,风成说主要是从层位间的接触关系来研究砂山的成因；而水成说则主要是从沉积结构方面来探讨沉积环境风成说能够说明砂山形成时F部卜蜀土地层不受破坏的原因，但不能解释不同层位的软体动物化石的来源及出宵高度的间题;而水成说则无法解释强烈的风吹蚀作用.本文旨在通过对武汉青山及鄱阳湖周边的典型剖面分析,确定风力应为长江中游砂山形成的主要外营力.1青山镇砂山的风成证据青山依砂山散布于武汉市育山镇江滨,呈条带状近平行排列，近垂直

4、于长江河岸分布.K度分别为10-30m不等，下伏为褐黄色黄土.青山镣剖面（N3039.259,EI1425.280）为青山镇凤凰山西端的一新鲜露头，位于长江河道河曲的凸岸，隔江与天兴洲对望.剖面位于长江河道的二级阶地上，高达20余米，砂层、古土壤层及渐变层呈相间分布.1.1层理构造青山镇剖面上显示的虽然只有角度不大（10。左右）的斜层理，但经取样挖掘发现，沉积而有一个15。左右的向SE方向倾斜的角度（图1）.这恰好与比加雷统计的“在平行主风方向的削面上，交错层理组之间的界面是向着下风倾斜的，而与风向垂直的剖面则大致水平”砂丘沉积特征相吻合.但是砂丘内部构造的最终特征,将取决于砂丘的形状、大小和

5、特性，气候及风况.详细研究了青山剖面的沉积构造后认为，昏山剖面兼备典型抛物线型砂丘和横向砂丘堆积的一般特征：在沿砂丘走向（垂直于风向）的剖面中，层理和界面近于水平（10。）;前积纹层（或背风坡）倾角中等（1115。），并根据实际情况确定育山剖面在砂丘堆积中的切入位置（图1）.青山砂层的沉积面斜层理有倾角比较平缓的现象，而且越向上倾角越平缓，但倾角多为30。32。左右的平行页状斜层理,其做角接近于从空气介质中卜.落中细砂粒自然堆积的最大休止角（表1）.从层理构造上看，青山镣砂山露头形似河流沉积中的大型水平层理（10左右），但是结合发掘沉积面的斜层理,露头展现的大型水平层理及沉积面的大型斜层理是典

6、型砂丘沉积形态中的垂直于主风向的水平层理和平行于主风向沿下风方向的斜大型层理，其倾角接近从空气介质中下落中细砂粒白然堆积的最大休止角，具备典型风成砂丘堆积的-般特征.收稿日期：2008-10-22基金项目：国家H然科学哀金（40372079）作者简介：胡思婢（1979）,男，河南信阳人，讲师，砂士，研克方的：第四纪气侏与全球变化.泥砂种类干很湿水分恤和泥402515松软砂质粘土402720洁净的细砂402722紧密的细砂453025紧密的中粒砂453327松散的细砂373022松散的中粒砂373325砾石土373327表I几种含水不同混砂的休止角（度）1.2粒度特征青山镇剖面的粘砂层分选良好,

7、标准差多小于1,偏度大于1;概率累积曲统上的粗尾端明显缺失或者含最极少；同一层位粒度的纵向变化很小;粒级为粉砂一砂，砂层粘土含量极少，甚至缺失;频率曲线多为双众数，偶见单众数,Kgl.其综合特征与典型的风成砂丘一黄土沉积特征一致.青山砂山沉积砂层粒度的各个参数具备典型的风成砂丘沉积特征，分析结果都表明具有明显的河流-风力混合作用的特征,因此认为在沉积过程或者在沉积之前受过河流的改造作用，而第四和第六两个砂层又明显附加有风力的改造作用，因此结合实际的沉积环境,推断砂山沉积为近源的河流砂经过风力的吹扬搬运到长江南岸，受到一定条件的阻挡堆积而成.以砂、粉砂、粘土粒级为坐标轴生成的三角图来比较青山镇剖

8、面沉积与江汉平原河间洼地泥砂沉积的粒度分布情况.青山镇砂山的颗粒分布非常集中，主要集中在砂和粉砂两个区域，而这两个区域也分别是砂和黄土（包括粘土质砂和砂质粘土）在三角图上的分布区（图2）.分布区的集中情况表明整个剖面的颗粒粒径均一，缺失粘土粒级.而江汉平原河间洼地沉积三角图中的投点并不集中,基本分布在粉砂粒级，属于粘土质粉砂，与青山镇的砂山沉积有明显的界线.江汉平原河间洼地沉积是典型的河流相水成沉积物，而分布于相同地区的青山镇砂山沉积与其有很大区别，表明了两者沉积的动力条件的显著差异.而这种显著的差异在粒度象分析图中也有明确体现（图3）,砂山沉积与河流沉积有很大差别，分别对应着不同的区域，江汉

9、平原河流沉积分布在PQ和QR段，属于悬浮和滚动及递变悬浮混合的区间，缺失滚动和悬浮区间;青山砂山沉积分布在QR和RS段，RS段又分为RS，和SS两段，因此不能简单的套用典型的河流沉积曲线经验而把它叫做均匀悬浮，只能把它叫做非均匀悬浮,其形成原因可能是由于沉积的动力条件变化或者非单一动力条件改造的结果.通过对青山砂山的沉积环境分析，均匀悬浮段发生的扰动变化是沉积过程中风速的变化引起的.青山砂山沉积和典型的江汉平原区河流沉积在粒度象上的差异表明，砂山沉积绝非简单的河流沉积，而是加枳了风动力条件的典型特征.图2青山镇砂山和江汉平原沉韧颗粒粒度分布比较图3砂山沉积与河流沉枳粒度象对比2不同地区砂山的风

10、成信息2.1同期异地砂山的平面分布野外勘察发现长江中游砂山在平面上的分布具有其一定的特殊性:均分布在现代的江滨湖边地带（图4）,条带状近平行排列，味垂直于长江河岸河曲或者湖滨分布；多个砂山以带状、丛状聚集形成砂山带或者砂山丛，多数的砂山带或砂山丛分布的地貌部位为-边临水，一边靠山，夹于山、水之间呈条带状展布,并有向山爬高之势；整个K江中游的砂山均分布在狭口或者有障碍物阻挡的K江南岸，如鄱阳湖砂山、岳阳砂山分别处于鄱阳湖和东洞庭的狭口位置，而肯山镇砂山也处于汉水的出风狭口，并且其后有山的阻挡.这些特征均显示出砂山沉积风成的可能性.2.2砂山的披盖分布砂山的出露部位普遍较高，砂层往往覆盖在不同时代

11、、不同成因的基岩、堆积物或各种澧受过侵蚀切割的古地面上.其中，都昌老爷庙附近、鄱阳湖中松门山岛与矶岛的砂山砂层，均披覆在倾斜的白垩系-老第三系红色砂岩与砾岩层上;老爷庙附近的一些砂山的顶端高度，自湖边向东逐渐升高，最高达到海拔40m左右；星子砂岭一，带的砂山沉积,超覆在由网纹状红砂粘土与微网纹化红砂粘土组成的起伏不平的古地面上，有的地方为微网纹化红砂粘我j网纹状红砂粘土组成的丘岗，与周围砂山齐高，可达海拔50多米.彭泽县红光附近与武汉青山镇江边，砂山砂层掩盖在起伏不平、呈隐伏“孤丘”的黄色亚粘土（即下蜀黄土）之上.考察中发现砂山具有披盖分布（超覆性分布）的特征，尤其是在鄱阳湖区砂山和九江新港梅

12、家洲附近，砂山沉积均经过多次超覆披盖分布在基岩上，具有典型的风积地貌特征（图5）.图4长江中游干流与砂山的沉祝位置E红色砂岩曰网纹红土皿黄色亚粘土曰砂山堆积图5砂山的坡盖分布示意图图6砂山石英砂衰面形态的扫描电镜照片2.3未受流水侵蚀的下垫面整个K江中游的砂山，尤其是彭泽红光、老爷庙以及星子砂岭等地砂山，砂山下垫面为起伏不平的黄色亚粘土，即下蜀黄土和一些红色砂粘土或者网纹状红砂粘土.砂山带、砂山丛之间的横剖面呈孤形的谷地,有明显的后期侵蚀改造产物.黄色亚粘土组成的古地面起伏不平，只能说明在砂山砂层披覆之间，遭受过流水的侵蚀切割，而没有被淹没.砂层和下垫面为非同期沉积物，其间存在沉积间断，从下垫

13、面遭受过侵蚀切割的情况来看，如果说砂山沉积的动力条件为水流，能运移粗中砂的水动力条件,那就不可能在它床底保存有起伏不平的结构疏松的亚粘上：2.4颗粒表面微观特征经过扫描电镜分析发现，砂山沉积颗粒的表面形态存在典型的河流沉积特征上加枳风界成因的形态特件.，如颗粒星不规则的圆-次虬介于河浦形态与风积的圆度之间，其上加积典型的毛玻瑞面和碟形坑（图6A、B）；典型的河流成因的三角形蚀刻（V形坑）图案上加积典型的风积成因溶蚀和硅沉淀形态（图6C、D）.种种迹象表明，砂山沉积是先经过河流的改造作用之后乂经过风力的搬运堆积而成，其在典型的河流沉积形态上加积典型风积特征就是最有力的证据.2.5动植物化石九江新

14、港梅家洲附近的砂山顶部发现大魅的软体动物蜗牛和螺类化石.水生动物化石以及蜗牛化石等集中分布的现象主要出现在砂山沉积的顶部,而在砂层中遇见的动物化石，并没有象新港砂山顶那样完整、集中.根据这些不同时代不同生活环境的动物化石集中分布于砂山顶部的现象，并结合其成堆而非成平行线性排列的分布情况，认为这是在一个砂质地貌发育的阶段，风的一种旋积作用的结果.育山砂山沉积的抱粉鉴定结果表明:布粉贫乏单调.优势种蒿含址的相对偏高反映了沉积时期干旱少雨的气候类型,而乔木花粉松、桦含最次之，并旦这两个种属花粉能做几十至儿千公里的远距离飞翔，判断松、桦粉是远源搬运沉积，能说明砂山沉积时期季风发育的敏况.3结语*研究显

15、示青山镇砂山沉积具有典型的风成特点，其物源是长江河漫滩相砂质沉积，并表现出一定的河流沉积特征，说明在经风改造堆积之前受到流水的改造作用.砂层和粘土层的接触关系揭示了沉积时期粘土层是在冬季风盛行的的砂层堆积气候末期，弋候逐渐转暖转湿，湖沼发育，在砂层顶部积水沉积而成，而这个时期主要受夏季风影响.下伏黄土堆积，同样是风力搬运形成的，既不同于南方广泛分布的网纹红土，又不具备长江中下游下蜀土的典型沉积特征，所以，下伏黄土和北方黄土更可能为同期黄土沉积，这也进一步验证了黄土堆积到达长江以南北纬30。以南这-说法.参考文献：1 安芷生.关于全球变化研究的几个问题J.第四纪研完，1990(1)：64-67.

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