【摘要】本文簡述了黃河中游主要巖土侵蝕區(qū)的基礎(chǔ)地質(zhì)條件，地形地貌特征，闡明了黃河中游巖土侵蝕的主要類型有重力侵蝕、水力侵蝕、風(fēng)力侵蝕、凍融侵蝕、化學(xué)侵蝕、復(fù)合侵蝕和人力侵蝕等形式，并對不同侵蝕類型的侵蝕規(guī)律進(jìn)行了研究，重點(diǎn)剖析了巖土侵蝕類型及發(fā)展規(guī)律及其地質(zhì)環(huán)境背景。

【關(guān)鍵詞】黃河；地質(zhì)環(huán)境；巖土侵蝕

1.地形地貌及背景

地形地貌與巖土侵蝕的方式有著非常密切的聯(lián)系。調(diào)查區(qū)內(nèi)的總體地勢從西北向東南逐漸降低，溝谷面積占30%～40%，溝網(wǎng)密度達(dá)3～6km/km。北部地勢較平坦，波狀起伏，由于靠近沙漠，地表大部覆蓋淺層沙，巖土侵蝕類型主要是風(fēng)力侵蝕，水力侵蝕現(xiàn)象相對較弱。中部地區(qū)以劈砂巖分布為主，如圪秋溝、干察板溝、布爾洞溝和爾架麻溝小流域，地形破碎切割強(qiáng)烈，溝谷發(fā)育，相對高差較大，巖土侵蝕方式以重力侵蝕為主要的表現(xiàn)形式，水力侵蝕相對處于次要的地位，在納林川以東、十里長川以西和庫布齊沙漠以南地區(qū)為砂質(zhì)黃土劈砂巖丘陵區(qū)，在地形低凹處，因風(fēng)蝕較輕，尚殘留有部分黃土，但厚度不大，地形總的特點(diǎn)是較平緩，呈波狀起伏，溝道較淺，巖土侵蝕類型以水力侵蝕為主，巖土侵蝕現(xiàn)象相對較輕。研究區(qū)西南部，雖以基巖為主、地勢較高，但地形相對平緩，巖土侵蝕方式以水力侵蝕為主、風(fēng)力侵蝕，重力侵蝕次之。

2.主要地層及分布

調(diào)查區(qū)內(nèi)出露的地層有：三疊系下統(tǒng)劉家溝組（T.1l）和尚溝組（T.1h），中統(tǒng)二馬營組（T.2e），上統(tǒng)延長組（T.3y）；侏羅系下統(tǒng)延安組（J.1y）；白堊系下統(tǒng)的東勝組（K.1d）；第三系（N.2）和第四系的黃土、砂黃土、沖洪積物及風(fēng)積沙。其余地層由于構(gòu)造運(yùn)動被侵蝕或沉積間斷而缺失。以下選取1種下三疊統(tǒng)劉家溝組為代表的地層分析如下：

本組呈條帶狀分布，走向北西-南東。分布于干察板溝、西爾加馬村、束機(jī)溝、拉麻敖包、沙圪堵東、西五色浪溝、孫二家廟溝等地，出露面積約為1000K。上部主要為淺粉紅色、灰白色長石石英砂巖與含礫中粗粒紫紅色砂巖互層，夾紫紅色泥巖及粉砂質(zhì)泥巖，具有交錯層構(gòu)造；下部為灰白色、紫紅色砂巖夾紫紅色泥質(zhì)砂巖、砂質(zhì)粉砂質(zhì)泥巖，交錯層構(gòu)造特別發(fā)育。本組巖相和厚度總的說來變化不大，厚度大于140.97m，與上覆和尚溝組為連續(xù)沉積。

對研究區(qū)內(nèi)出露的地層及其巖性和分布進(jìn)行了簡單的描述，從野外的巖土侵蝕現(xiàn)象上來看，不同的地層巖性，在同等的氣候和自然條件下，其巖土侵蝕的方式和被侵蝕量是不同的。如三疊系的劈砂巖和侏羅系延安組的砂巖，它們的侵蝕量和方式存在著差異，而且不同時期沉積的劈砂巖的相對侵蝕強(qiáng)度也有差異。巖石的層理、垂直節(jié)理的發(fā)育程度對侵蝕的類型影響較大，垂直節(jié)理發(fā)育好的地方重力侵蝕越強(qiáng)烈，凍融侵蝕的作用越突出。出露地表地層的風(fēng)化程度直接影響風(fēng)力侵蝕和水力侵蝕的強(qiáng)度，風(fēng)化程度與風(fēng)力侵蝕和水力侵蝕的強(qiáng)度均呈正比，巖石的結(jié)構(gòu)和成分主導(dǎo)著其抗侵蝕的能力。

3.巖土侵蝕的外動力類型

影響巖土侵蝕的外動力條件很多，根據(jù)外動力類型，綜合起來不外乎以下幾種：①風(fēng)力侵蝕；②水力侵蝕；③重力侵蝕；④凍融侵蝕；⑤化學(xué)侵蝕；⑥復(fù)合侵蝕；⑦人為侵蝕以及植被的發(fā)育和覆蓋程度等。外動力的強(qiáng)弱直接影響到巖土的侵蝕程度。

3.1風(fēng)力侵蝕

在調(diào)查區(qū)內(nèi)，因為受季風(fēng)的影響，風(fēng)力侵蝕現(xiàn)象的存在較為普遍。風(fēng)成沙分布區(qū)全年以風(fēng)力侵蝕占主導(dǎo)地位，丘陵溝壑區(qū)，冬春風(fēng)力侵蝕強(qiáng)烈。通過野外調(diào)查發(fā)現(xiàn)，由于調(diào)查區(qū)內(nèi)植被覆蓋率極低，大風(fēng)所引發(fā)的氣流直接作用于地表或坡面，風(fēng)力侵蝕現(xiàn)象明顯。從現(xiàn)象上來說，主要以二種形式表現(xiàn)，一種是風(fēng)積沙在季風(fēng)的作用下的風(fēng)力侵蝕；一種是劈砂巖由于風(fēng)化作用，而使其表面形成的松散顆粒，在風(fēng)沙沖擊下而產(chǎn)生風(fēng)力侵蝕。風(fēng)力侵蝕的對象主要是：第四系風(fēng)積沙、沙黃土、劈砂巖及其風(fēng)化物，總之，劈砂巖的風(fēng)力侵蝕只要有其分布且出露的地區(qū)都不同程度地存在著風(fēng)力侵蝕現(xiàn)象。風(fēng)力侵蝕的相對強(qiáng)弱在研究區(qū)內(nèi)也有明顯的差異，北部風(fēng)力侵蝕的分布面積較大，第四系風(fēng)積沙的風(fēng)力侵蝕現(xiàn)象，且主要以風(fēng)力侵蝕為主，風(fēng)力侵蝕劇烈，南部侵蝕類型雖不是以風(fēng)力侵蝕為主，但其屬強(qiáng)度侵蝕區(qū)，中部一帶屬中等侵蝕強(qiáng)度，風(fēng)力侵蝕只占次要地位，屬輕度風(fēng)力侵蝕。

3.2水力侵蝕

水力侵蝕在調(diào)查區(qū)內(nèi)普遍存在，不同地區(qū)水力侵蝕的強(qiáng)度有所不同，其發(fā)生的時間也多集中在暴雨時期。野外地質(zhì)調(diào)查的現(xiàn)象來看，調(diào)查區(qū)的北部，地形較平坦，相對高差不大。由于地表大部地區(qū)覆蓋第四系風(fēng)成沙，在水土保持工程的作用下，對水力侵蝕起到了一定的保護(hù)作用，水力侵蝕相對較弱。在調(diào)查區(qū)的東部，即在納林川與十里長川之間，如劉家塔、納林鄉(xiāng)的東部、沙圪堵鎮(zhèn)東部等一些地區(qū)，雖然在這些地區(qū)以劈砂巖出露為主，地形破碎，大小沖溝發(fā)育，但在這些地區(qū)的溝西坡大部地區(qū)覆蓋厚薄不等的風(fēng)成沙，其上有擰條、沙棘、雜草等植被發(fā)育，對雨滴的擊濺、地表徑流的沖刷起到一定的減緩作用。在西部，主要為劈沙巖覆蓋，地形破碎，大小沖溝發(fā)育，形成多個獨(dú)立的小水系。地形高差相對較大，溝坡陡立，地表幾乎無任何覆蓋物質(zhì)，劈砂巖在風(fēng)化作用的影響下，地表形成細(xì)小的顆粒，很容易造成水力侵蝕，在調(diào)查區(qū)范圍內(nèi)水力侵蝕現(xiàn)象明顯，屬水力侵蝕較強(qiáng)區(qū)。

3.3重力侵蝕

在調(diào)查區(qū)內(nèi)的北部地區(qū)，重力侵蝕現(xiàn)象不甚明顯，這主要是與地形地貌以及地層的巖性組合有關(guān)。重力侵蝕主要分布在調(diào)查區(qū)的南部地區(qū)，即劈砂巖分布地區(qū)和小部分的黃土分布地區(qū)，以溝谷或溝邊坡的重力侵蝕最為顯著。在該類地區(qū)，地形切割強(qiáng)烈，相對高差大，水系發(fā)育，劈砂巖溝谷廣泛分布。劈砂巖地區(qū)的重力侵蝕主要發(fā)生在大于30°的溝坡，由于劈砂巖中泥巖、砂質(zhì)泥巖質(zhì)地較細(xì)，硬結(jié)成巖程度較差，遇水很容易崩解，且崩解速度快，對整個巖體的穩(wěn)定性不利。重力侵蝕所形成的風(fēng)化堆積物是流域侵蝕產(chǎn)沙的重要來源。

3.4凍融侵蝕

凍融侵蝕是當(dāng)溫度在0℃上下變化時，巖石孔隙或裂縫中的水在凍結(jié)成冰時，體積膨脹（增大9%左右），因而它對圍限它的巖石裂縫壁產(chǎn)生很大的壓力，使裂縫加寬加深；當(dāng)冰融化時，水沿著擴(kuò)大了的裂縫更深地滲入巖體的內(nèi)部，同時容水量也可能增大，這樣凍結(jié)、融化頻繁進(jìn)行，使裂縫不斷加深擴(kuò)大，以致巖體裂成巖屑或崩塌。

在野外雖然沒有發(fā)現(xiàn)明顯的凍融侵蝕過程，但其結(jié)果是明顯的。又根據(jù)凍融侵蝕的定義，在調(diào)查區(qū)內(nèi)是具有產(chǎn)生凍融侵蝕的物質(zhì)和氣象條件。一方面，調(diào)查區(qū)內(nèi)地表組成物質(zhì)主要由劈砂巖、沙黃土和風(fēng)成沙等物質(zhì)組成，黃土結(jié)構(gòu)松散，孔隙大，顆粒分散，垂直節(jié)理發(fā)育；劈砂巖，部分地層結(jié)構(gòu)松散，顆粒粗，物理風(fēng)化作用強(qiáng)烈，劈砂巖的柱狀節(jié)理發(fā)育。黃土和劈砂巖都具備暫時容留水體的可能性。另一方面，調(diào)查區(qū)內(nèi)屬中溫帶大陸性氣候，干旱風(fēng)大，溫差大，寒暑劇變，最低氣溫-32.8℃，最高氣溫39.1℃，極端氣溫年較差68.7℃～71.1℃，日較差14.1℃～12.5℃。地表經(jīng)常處于頻繁的熱脹冷縮，凍融交替的狀況，為凍融侵蝕提供了必要的氣候環(huán)境條件。從現(xiàn)象上看，調(diào)查區(qū)的北部地區(qū)地形相對平緩，溝壑切割密度相對較小，凍融侵蝕相對微弱，而調(diào)查區(qū)的南部地區(qū)，地形破碎，大小沖溝發(fā)育，出露的地層主要是劈砂巖，由于劈砂巖獨(dú)特的巖性組合及其結(jié)構(gòu)構(gòu)造，使其凍融侵蝕現(xiàn)象相對較強(qiáng)。

4.結(jié)論

綜上所述，巖土侵蝕的影響因素很多，包括地質(zhì)和地形因素、植被和社會經(jīng)濟(jì)因素、降水和氣候因素等，總體上可以概括為外部因素和內(nèi)部因素兩大類。這些因素有的直接造成或加劇巖土侵蝕的強(qiáng)烈程度，有的可以減緩巖土侵蝕的速度和程度。各種外營力作用直接導(dǎo)致巖土侵蝕，溫度變化的差異可以破壞被侵蝕體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，加速巖石風(fēng)化，直接產(chǎn)生巖土侵蝕或為巖土侵蝕創(chuàng)造條件，植被的發(fā)育程度對巖土侵蝕起到直接的或間接的阻礙作用。