黄土地质学十篇

黄土地质学篇1

黄土在我国西北、华北地区分布广泛。黄土作为一种特殊土以及它所具有的独特的工程性质尤其是湿陷性对公路建设和公路运营所造成的影响和危害相当严重。自上世纪五、六十年代随着我国大规模建设事业的迅速发展，各部门（公路、铁路、建筑等）相继开展了对黄土湿陷性形成机理和相应整治对策的研究，并取得了丰硕的研究成果[1～7]。

作者在近些年主持和参与的甘肃境内若干公路勘察、设计过程中，亦遇到了大量的黄土路基问题，深感黄土湿陷性对公路建设的危害十分严重，并在了解、研究黄土湿陷性机理的基础上采取了相应的处理对策，取得了成功的经验。

本文根据作者近些年的工程实践，在对前人工程经验和研究成果进行系统分析、研究和综合分析后，提出了适合于公路建设的公路路基处理措施，以供类似条件下的公路路基设计借鉴。

1 湿陷性黄土的基本特征和性质

湿陷性是指黄土当浸水后在外荷载或土的自重作用下发生下沉的现象。前者（在外荷载作用下发生下沉）称为非自重湿陷；后者（在土的自重作用下发生下沉）称为自重湿陷。

湿陷性黄土因其所具有的基本性质从而导致了湿陷的产生。

湿陷性黄土的基本性质包括物理性质、力学性质、水理性质等。

1.1 黄土的物质构成

黄土的物质构成，包括颗粒组成、矿物成分、化学成分。

（1）黄土的颗粒组成：据统计，湿陷性黄土的颗粒组成以粉粒为主，但不同成因、不同分布部位的粉粒含量亦多有区别：分布于山丘表部的原生黄土中的粉土含量比分布于河谷阶地表部的次生黄土的粉土含量要低，通常黄土中粉土含量越大，湿陷性亦大，这就是为什么山地表部的原生黄土的湿陷性明显高于阶地表部的次生黄土的湿陷性的主要原因。

（2）黄土的矿物成分：黄土的矿物成分以石英、长石和伊利石、蒙脱石、高岭石等粘土矿物为主的十余钟矿物。

（3）黄土的化学成分：黄土的化学成分是很复杂的，最具意义的是水溶盐含量。水溶盐包括CaCO3、MgCO3、CaSO4、Na2SO4、Nacl、Kcl等。这些水溶盐成分在黄土中几乎均有存在，对黄土湿陷性具有一定控制作用。它们的含量不同对黄土的湿陷性具不同的影响。一般情况下，碳酸盐（CaCO3、MgCO3）含量越高，湿陷性较小；属易溶盐的氯化物（Nacl、Kcl）和硫酸盐（CaSO4、NaSO4）含量愈高，湿陷性就愈大。土的酸碱度pH值愈大，湿陷性愈强。

1.2 黄土的物理性质

根据作者的工程实践及所取得的实验资料，认为甘肃湿陷性黄土的几项主要物理性质指标一般为：

容重：13.8～18.1kPa（多数为14～16kPa）

干容重：12.4～15.2kPa（多数为12.5～13.3kPa）

天然含水量：7～23%（多数为12.0～20.0%）

孔隙比：0.78～1.50（多数为0.8～1.2）

液限：21.7～32.5%（多数为25～31%）

塑限指数：6.7～13.1（多数为8～12）

土的物理性质及指标随着其沉积环境和沉积条件显示出区域性和随深度的增加而出现的变化以及随时间而出现的变化（例如雨季和干旱季节），同时还会随着工程实施及竣工时间长短而发生变化。因此黄土物理力学性质的各项指标即使在同一地区、同一工程位置亦会出现差异和变化。

1.3 黄土的力学性质

黄土的力学性质包括压缩系数、压缩模量、内摩擦角、凝聚力和无侧压抗压强度等。诚然，不同地区，不同时代，不同成因的黄土均具有各自固有的力学性质及其力学强度指标，但作者从诸多指标分析后认为黄土力学性质指标较少具有地区规律性，更何况还受到试验方法的影响，同一试样所取得的试验指标亦存在较大的差异。因此，至今尚未得出黄土湿陷性与黄土力学性质及其指标之间明确肯定的关系。

2 湿陷性黄土的湿陷机理

如同任何事物的变化均有其内部原因和外部条件一样，引起黄土产生湿陷必有其内部原因和外部条件。

引起黄土湿陷的内部原因，即产生黄土湿陷的决定性因素，包括黄土的特殊组成成分，某些影响显著的物理性质以及黄土的特殊结构等。

引起黄土湿陷的外部条件，是指除黄土本身的一些性质以外的能够造成和影响湿陷的一些因素，例如浸水、加压等。“水”和“压”是引起湿陷变形的两个最主要条件，没有“水”这个条件，就不可能有“湿”陷；同样，没有“压力”这个条件，也不可能有“陷”。

由于黄土是在干旱和半干旱地区形成的，这里气候干燥，降水稀少，蒸发量大，由于土层中水分不断减少、盐类析出、胶体凝固，产生加固粘聚力，在土层厚度不大的情况下，上覆土层的重量不足以克服下面土层的加固粘聚力，从而保持着较松散的状态，即土层处于次压密状态。一旦浸水，土中含水量急剧增大、盐类溶解，粘土颗粒的胶结作用减弱，使得加固凝聚力减弱或消失，从而产生湿陷。这就是湿陷性黄土产生湿陷的机理。

关于加固凝聚力的减弱或消失：湿陷性黄土作为一种粘性土，其土体强度主要受凝聚力控制。凝聚力分为原始凝聚力和加固凝聚力两类。前者主要是颗粒之间的分子引力所造成，土体越密，颗粒越接近，原始凝聚力越大，反之亦然。而加固凝聚力则由土颗粒周围的盐类结晶胶结作用引起的。由于湿陷性黄土的化学成分显示，黄土颗粒是由碳酸钙、石膏和其他水溶盐类胶结的，而不是由硅化物，铁化物胶结的，因此，在受到水的作用后，土的加固凝聚力就会降低甚至消失。

3 湿陷性黄土地区公路路基病害的主要表现

湿陷性黄土地区公路路基病害主要有：

（1）路堤下沉：路堤的工后下沉现象甚为普遍、严重，是黄土路堤，尤其是高路堤的主要病害类型。

从国内一些工程实例的工后沉降观测，对于路堤高度越过30m的高路堤，其工后沉降量一般均可达到十至二十余厘米的沉降量（见下表）：

（2）黄土陷穴在湿陷性黄土分布区，黄土经水的冲蚀、溶蚀等作用后，在黄土体内形成暗沟、暗洞、暗穴等统称为黄土陷穴。在地形起伏多变、地表径流容易汇集的地段，在土质松散、垂直节理较多的新黄土中，陷穴最易形成。黄土陷穴一般可分为漏斗状、竖井状、串珠状陷穴及暗穴等。黄土陷穴是湿陷性黄土地区又一最为常见、危害严重的病害类型。单个陷穴的面积常可达数平方米-数十平方米甚至更大。陷穴的深度亦可达数米甚至更深。

（3）碟形湿陷坑在自重湿陷性黄土分布区，由于降雨或灌溉（在甘肃等干旱地区，灌溉的作用尤为突出）在路侧形成积水，使湿陷土发生湿陷，在地表形成平面上呈园形或椭圆形的碟形湿陷坑。其直径多在15～30m，甚至可达50～60m，中心沉陷深一般在数十厘米。这种湿陷坑在自重湿陷性黄土分布的黄土塬、梁地区以及高阶地上常可见到。在湿陷坑范围内的路基、路面、桥涵乃至挡墙等均可发生沉陷、变形、开裂等。

4 湿陷性黄土地区路基病害的治理

由于湿陷性黄土分布地区因湿陷引起的路基病害危害严重，严重影响公路的正常使用，故必须对各类病害进行有效整治。湿陷性黄土地区的路基病害整治应针对：①病害类型（不同类型的病害采取不同的整治对策和相应的工程措施）；②湿陷机理（物理原因或化学原因）予以考虑。

4.1 针对病害类型的整治原则和工程措施

4.1.1 路堤下沉的整治

（1）严格掌握路堤压实标准（必须要有土的击实试验资料作依据），确保压实质量；

（2）加强地表排水措施，防止地表水下渗；

（3）采取预浸水或重锤夯击的方法，消除或减少地基的湿陷性，提高地基承载力；

（4）考虑地基的压缩下沉，预留工后下沉量及加宽值。黄土高路堤的工后下沉量与填土高度有直接关系。作者认为，对于压实质量较好的高路堤，可按填土高度的1～2%估计。

4.1.2 黄土陷穴的整治

（1）对于明陷穴，应用回填夯实办法处理；

（2）对于埋藏浅的暗穴，应采用明挖回填夯实办法；

（3）对于埋藏较深的暗穴，应采用支撑开挖回填夯实；

（4）对于小而直的暗穴，可采用灌沙法；

（5）对于大而深的暗穴，可采用灌浆或灌沙法。

陷穴处理范围的确定，在黄土陷穴处理中至关重要。

关于处理宽度：处理宽度应考虑陷穴的发展，不能单从路基的应力范围着眼。对发展方向指向路基基地的陷穴应及早处理。一般讲，对路堤或路堑边坡上侧30～50m，下侧10～20m以内的陷穴均需处理。

关于处理深度：陷穴的处理深度与黄土的一般力学指标有关，一般在6～25m间。

4.1.3 碟形湿陷坑的整治

在一般路段，预防自重湿陷性黄土所产生的路基湿陷病害，主要措施是防止表水下渗（防止路侧积水，防止积水下渗）。为防路侧积水，在路基坡脚外20～30m范围内要仔细整平地表不使积水，对积水洼地和地表裂缝要进行填平、夯实。为防止雨水下渗，路侧排水沟均须进行防渗加固。

对重要路段，除作相应排水措施外，还应对路堤基底及坡脚外3-10米范围内的湿陷性黄土地基加以处理。包括：预浸水法消除湿陷性，强夯法消除湿陷性，灰土桩挤密法消除湿陷性和灰土基础加强湿陷性地基等办法。

4.2 针对湿陷机理的整治

4.2.1 改变湿陷性黄土物理性质的处理措施

上文提到的针对病害类型的工程措施均是为改变黄土物理性质的处理措施，这些措施对于改善土体结构，改善土的孔隙比和干密度，提高土的承载力等均有显著效果。

据中铁西北研究院[1]的研究成果，利用压密注浆法可使湿陷性黄土地基承载力提高50%左右，压缩系数降低78%，压缩模量提高223%，无侧压抗压强度提高25倍，对消除湿陷性起到了明显、有效的作用。

4.2.2 改变湿陷性黄土化学性质的处理措施

中铁西北研究院[1]裴章勤、尚继红等研究成功利用气体稳定法、NHC法达到改变湿陷性黄土的化学性质的效果。这些方法对改善湿陷性黄土的物理力学性质的效果是十分明显的。但由于施工工艺较复杂、造价高等原因目前仅应用于对既有重要建筑物的加固，难以在公路工程中普遍推广应用。

5 结 论

湿陷性黄土分布地区，黄土的湿陷性对公路路基造成的危害相当严重，威胁着公路的正常使用，针对不同的湿陷病害采用物理的和化学的处治办法在实践中证明是十分有效的。

参考文献

[1]黄土地区铁路工程研究与实践.中铁西北科学研究院，2005年3月.

[2]冯连昌，郑晏武.中国湿陷性黄土.中国铁道出版社，1982年.

[3]徐文忠.甘肃省几个地区黄土性质的初步分析.《水文地质工程地质》第三期地质出版社，1960年.

[4]铁道部第一设计院《铁路设计手册・路基》.人民铁道出版社，1962年.

[5]张宗祜.西北陇东地区黄土形成问题.中国科学院第四纪学术会议论文集，1957年.

黄土地质学篇2

地质遗迹作为重要的自然遗产已成为吸引旅游者前往游览观赏的旅游资源之一。黄土地质遗迹是地质遗迹的重要组成部分，在陕西澄城县形成、发育良好，不仅有黄土塬、墚、峁等宏观景观，也有黄土峰林、黄土柱、黄土墙等中微观地貌，是黄土高原典型黄土地貌的缩影，对研究我国第四纪古气候、古地理以及人类活动具有极高价值是进行科研、科普和探险的理想基地。但其旅游及科研价值未引起重视，目前基本处于待开发状态。基于此，通过对当地黄土地质旅游资源的调查，并运用SWOT分析法对陕西澄城县黄土地质景观的旅游开发条件进行全面分析，找出其开发可能面临的问题与不足，最后提出具体的开发对策。

一、研究区概况

陕西澄城具有观赏与科研价值的黄土地质旅游资源位于澄城县庄头镇镇政府西北5km处，与澄城县城紧密相连，面积约2000亩，涉及永内、庄头、宋家庄三个行政村。庄头镇地处二级台塬区，地形较为平坦，地势西高东低，地貌以梁塬为主，占84%，其余为沟壑占16%。境内属暖温带半湿润性大陆性季风气候，冬季冷晴干燥，夏季炎热多雨，年平均气温12℃，年平均降雨量550mm。境内有西河、大浴河及西北方位的永内水库。（如图1所示）

二、庄头镇黄土地质旅游资源特征与分布

作为黄土高原黄土地貌的微观缩影区，澄城黄土峰林地质景观的地质遗迹丰富独特，分布广泛。区内由于风蚀和流水作用形成独有的奇特黄土地质遗迹景观，黄土塬、墚、峁、黄土柱、黄土墙、黄土峡谷等地貌发育，典型的黄土剖面景观具有重要的科普、科研意义；独特的黄土峰林地貌展现了大自然的鬼斧神工，形成了具有科学和美学价值的重要地质遗迹资源（如图2所示）。

（一）西沟黄土地貌景观观赏区

在风蚀、流水侵蚀和重力崩塌的共同作用下逐步形成现在雄伟壮观的黄土地貌景观，其形态类型主要有黄土柱、黄土墙和黄土陷穴地貌景观。沟内有众多的黄土地貌景观，根据其不同的形状当地居民起了通俗有趣的名字，如：母子石、山子峰、骆驼峰。造型犹如雕塑大师梦幻杰作，令人遐想，从不同的角度观赏，千奇百怪的峰林风格独特、造型逼真，形神兼备、栩栩如生。站在挂印咀北侧的小台塬上观察，峰林雄伟壮观，在一天的不同早晚时分、不同季节呈现出不同的景观。

（二）黄土峰林景观观赏、绘画、摄影区

黄土峰林的自然造型丰富多变、形态生动逼真给游客带来不同的视觉感受，黄土分层明显，古土壤和黄土颜色有明显的差异，随着光照的变化、角度的变化，色彩也有变化。黄土地貌区峰林和峡谷的早霞、落日余辉景色美丽，一年四季风光不同，是从事摄影、绘画的好地方。因此，可以通过黄土风光摄影比赛，吸引影视公司来景区进行影视拍摄。学生或画家从事绘画创作，进一步提高景区的知名度。

（三）南沟黄土科考研究区

在紧接景区南边主入口大坝西侧，种植荷花，形成荷花池。池中放养些观赏鱼；荷花池往西为科考剖面，沟南为一条完整的剖面，约1000米，北面大约500米剖面。剖面介绍冲沟的发育形成（小流域的微观地貌景观）过程，蜗牛化石，钙化层的科普知识等。

（四）东沟黄土峡谷探险区

从挂印咀东砖厂到开心农场东永宋路长约1.9km的狭长V字形黄土峡谷。谷内也发育黄土柱、陡崖、黄土洞等，生长着野桃树。在谷底种植桃树，做桃花艳遇谷。峡谷幽长，沟底路险，吸引一些年轻游客到此科考探险。

注：（图a：西沟黄土地貌景观观赏区，图b：黄土峰林景观观赏、绘画、摄影区，图c：南沟黄土科考研究区，图d：东沟黄土峡谷探险区，图e：黄土柱，图f：黄土墙。）

三、庄头镇黄土地质旅游资源开发的SWOT分析

SWOT 分析方法（ 即态势分析法）是一种分析经济活动战略地位的重要方法，已被广泛运用于旅游研究[4-8]。

（一）优势

1.黄土峰林景观独特，与周边旅游资源组合良好。陕西澄城县庄头镇是黄土高原典型黄土地貌的微观缩影，拥有丰富的黄土地质遗迹，不仅发育有至少140万年的黄土地层，而且分布着因风蚀、流水作用形成独特的、规模宏大的黄土峰林景观。紧挨黄土地质景观的是已建成的樱桃园、苹果观光园、设施水果采摘园、开心农场、花卉等乡村农业景观和白家城遗址、仿古村等人文景观。非常适宜开发成一个集观光、度假、科普、探险、文化于一体的高品质旅游休闲目的地。

庄头镇黄土地质景观不仅与其附近的旅游资源互补性强，而且与澄城县其它乡镇的旅游资源的组合度良好。澄城县已建成和在建的旅游景区有澄城县博物馆、渭北民俗博览馆、尧头窑景区、城隍庙乐楼等文化历史景区景点和郭家庄万亩樱桃园、龙首坝、壶梯山等自然风景区以及龙泉醋浴度假山庄等，而黄土地质旅游资源的开发利用可拓展旅游发展空间，丰富旅游产品，更利于澄城县旅游业的全面发展（如图3所示）。

2.区位紧邻县城，拥有固定的客源优势。澄城黄土地质旅游资源所在地位于澄城县庄头镇镇政府西北5km处，南与县城相连，交通十分便利，目前澄城县的人口有42万，其旅游开发好可吸引城镇居民在闲暇时间前往游玩，这一固定的客源群，可促使将黄土地质旅游资源开发并打造成澄城县的“后花园”，建设成为备受城市居民喜爱的典型的城市郊区型旅游目的地。

3.地理位置优越，交通便利。澄城县地处渭北黄土高原向陕北丘陵沟壑区的过渡地带，随着包西铁路复线、黄―韩―侯铁路、榆商高速公路的建设，澄城县将成为了联系陕南、关中与陕北三大经济区的重要通道之一。交通条件改善导致的区位条件提升，使得澄城县可以把关中经济区的科技、资本、人才、产业等优势与陕北经济区的能源优势充分结合起来谋求县域经济的发展。澄城县位于陕西省渭北高原东北部，南与大荔县毗连，北与黄龙县接壤，东隔大浴河与合阳县相望，西界洛河与蒲城县为邻。县城南距大荔县城50km，北距黄龙县城67km，东距合阳县城27km，西南距蒲城县城50km，南距渭南市115km，西南距省会西安市186km。京昆高速G5从澄城县南通过，并与省道S202立体互交，而省道S202南北向贯通澄城县黄土地质旅游资源所处的庄头镇，与周边县市大约有1-2小时的车程。澄城县优越的地理位置，便利的交通条件能吸引更多周边县市的游客前来旅游，也有利于人流和物流的集散，同时利于与渭南市旅游资源的整合开发与旅游经济振兴。

（二）劣势

1.市场认知度不高。澄城县旅游业发展滞后，许多已开发利用的旅游资源在旅游市场的知名度不高，更何况黄土地质旅游资源，虽然其黄土峰林景观独特，地层剖面清楚，但其在陕西省的认知度较差，根据市场调查结果和网络调查结果显示，来澄城地区游览的游客对黄土峰林景观的认知度较低，而且来此游览的游客95%是当地的居民，外来游客很少。

2.旅游休闲基础设施不完善，卫生环境较差。黄土地质旅游资源位于乡村地区，虽然当地经济发展水平相对落后，但因靠近县城，其水、电、通讯等基础设施配套，但交通道路建设仍比较滞后，也缺乏休闲旅游所需要的旅游基础设施，直接影响旅游资源开发利用的进程和旅游质量。另一方面，受黄土本身特性影响，黄土地质旅游资源也面临着水土流失和生态环境退化的威胁，加上乡村居民长期的某些不良习惯都导致农村环境污染问题突出，尤其是厕所和环境卫生，会直接影响游客对旅游资源开发地的印象。

3.毗邻的乡村农业资源的淡旺季明显。澄城县是陕西省主要的果品生产基地，黄土地质旅游资源毗邻地区虽拥有陕西省知名度很高的樱桃、苹果、花椒等土特产品，以及火龙果、草莓、蓝莓等设施农业，其在开花、收获季节能够吸引大量的本地游客前来采摘、游览和体验，但因农业景观的存在明显的淡旺季，淡季时可观赏游览的对象减少，从而导致游客减少，接待设施闲置和浪费现象明显；但若旅游开发顺利，旺季时游客接待可能会处于饱和状态、交通拥堵，服务质量也会下降。

（三）机遇

1.政府重视，开发条件时机成熟。随着西部大开发和 “一带一路”等部级发展战略的进一步落实，西安市作为东方丝绸之路的起点，其城市乃至整个省域经济社会发展逐步纳入部级发展战略层面，“西咸铜渭”四城同城化发展势在必行。2014年国务院印发的《关于促进旅游业改革发展的若干意见》中首次从国家层面将大力发展乡村旅游作为拓展旅游发展空间中的重要一条单独提出，为位于西部地区的澄城县的乡村旅游发展提供了难得的机遇，而且在黄土高原地区通过发展旅游带动经济发展以尽快脱贫致富的呼声已愈来愈高涨，形成一股强烈的内部动力。近年来，陕西澄城县政府认识到了黄土地质旅游资源及其周边乡村特色农业、设施农业旅游资源的重要性及其转化旅游景区，旅游产品的可能性，实行由政府引导，县委书记、县长亲自抓旅游，乡镇干部全面积极参与的旅游开发形式，以充分挖掘区内黄土地质地貌景观资源和人文资源的旅游价值，使旅游业能成为庄头镇乃至澄城县经济发展的新增长点。

2.市场潜力大。澄城县的旅游发展几乎是空白的，旅游发展处于开发的初级阶段。伴随着我国城镇化进程的加快普及，人们生活水平的提高和旅游消费经验的积累，现代社会经济的迅速发展促使旅游消费需求的不断攀升，游客的消费需求不再只是单单的观光旅游，而是希望从中获得集知识性、娱乐性、体验性等为一体的多重满足。园区应该抓住澄城旅游机遇发展的大机遇，尤其是旅游需求变化的情况下，通过旅游资源开发利用，满足游客的旅游需求变化。园区现在的市场主要以县城及周边游客为主，通过进一步的建设和宣传，吸引西安、渭南、铜川、河南、山西等周边省市的客源市场，未来园区的市场具有很大的开发潜力。

（四）威胁

1.生态环境脆弱，地质遗迹保护形势严峻。地质旅游资源具有自然性、稀缺性和不可再生性的特点，在旅游开发过程中一旦遭到破坏就很难或根本无法得到修复。澄城黄土地质旅游资源位于黄土高原南部，地貌复杂，土质疏松，由于缺乏植被保护，加上夏雨集中，且多暴雨，在长期流水侵蚀和风蚀作用下可改造和形成有观赏价值的地质地貌景观，但也非常容易出现泥石流、滑坡、塌陷等地质灾害而可能破坏一些值得观赏的黄土地质景观。而且一旦破坏就会造成毁灭性的影响。为此，在黄土地质旅游资源开发时，应始终坚持保护第一。

2.周边县市的市场竞争。澄城县地质旅游资源开发既面临着大荔县主题明确的乡村农业旅游发展的竞争，也有周来自北面的知名度很高的洛川黄土国家地质公园的威胁，因此，如果澄城县地质旅游资源及其毗邻的乡村农业景观开发主题不明确，没有特色，则会受到其他旅游资源的屏蔽，不利于澄城县旅游业的发展。

四、澄城县黄土地质旅游资源开发策略

（一）加强宣传，提高旅游资源的知名度和影响力

园区有造型独特，惟妙惟肖的黄土峰林自然景观、白家城遗址、现代农业生态观光园等景观，园区要想得到长远发展，必须提高其知名度，依托澄城县的地域文化、民间特色举办具有旅游导向性的文化旅游艺术节、果品采摘节，通过节庆舞台和旅游发展宣传，营造氛围、扩大声势。就目前的旅游市场而言，主要以澄城县城的游客为主，当地县城游客占其95%的市场，周围的市、县游客较少，在未来的园区发展中就需要通过媒体、网络等多种形式的宣传，通过拍摄园区的旅游宣传片进行多种渠道的宣传提高知名度、扩大影响范围。

（二）建成县级研学旅游基地

园区作为黄土高原黄土地貌的缩影区，发育了典型的黄土堆积地貌、侵蚀地貌、潜蚀地貌和重力地貌，各种（微）地貌单元种类齐全，尤其是黄土峰林地貌独具特色，具有较高的观光价值和较重要的科研价值，2014年国务院颁布的《关于促进旅游业改革发展的若干意见》首次提出了研学旅游，为中国旅游业发展提供新的契机。加上学生家长，形成了一个十分巨大的潜在旅游市场，研学旅游旅游作为一种传统而现代的素质教育方式，寓教于乐，广受青年学生青睐，研学旅游发展迅猛。园区可以借鉴洛川黄土地质公园的发展模式，可作为当地中小学生的教育基地和科研实习场所，将黄土遗迹的科学价值转化为科普价值，进而成为具有竞争优势的旅游资源。

（三）加快旅游基础设施建设和专业人才培养

完善基础设施建设为园区旅游发展做好铺垫，建设标准化停车场、修建县城通往园区的道路；完善路面标识系统、园区解说系统等基础设施建设；建立一个现代化、数字化的地质博物馆，通过通俗易懂的方式演示黄土的形成和演化过程，使游客对地质景观进行了解，增加科普性、趣味性，使游客更好的获取科普知识。以及旅游住宿、餐饮、娱乐和旅游购物等配套设施的建立。

作为服务型行业的旅游业蓬勃发展的决定因素是人才，专业人才的缺乏无形中会降低旅游服务的质量，制约园区旅游业的发展。一是加强与国内旅游院校的的合作有计划的定向培训各类高级人才，学习从事旅游的相关知识，了解市场动态，使他们能够承担开展旅游的各项工作。二是从本地农民中培养一批导游人员，并对其进行旅游服务的基础知识和基本技能培训，以密切旅游区和当地农民的相互联系。三是对具体服务人员要从服务质量和卫生方面进行强化培训，对于旅游接待服务的技术技能、职业道德以及包括地方风情等知识进行培训，使其能够更好的为游客提供服务。四是在当地的居民中培养一批高素质的地质旅游讲解人员，了解黄土地质地貌景观的形成与发展，对学生和游客进行地质科普教育。

（四）实施设施农业资源类型多样化，形成不同形式的四季旅游产品

黄土地质学篇3

【关键词】黄土性质；土壤侵蚀；化学性质

黄土是一种在世界范围内分布相当广泛的土壤，这种土壤由于其固有的物理、化学性质，与土壤侵蚀之间有着密切的关系。一般来讲，黄土由于其土质的疏松以及土质透水性强等性质，土壤侵蚀会很严重，从而导致土壤营养的流失，以及土壤质量的下降。而对黄土性质与土壤侵蚀关系的探索，则对土壤的研究会有很大的意义。

1 黄土性质概述

黄土是一种在干燥的气候条件之下形成的具有状柱节理的黄色土状堆积物。它产生于最新的地质时期，距今约200万年左右。这种土质地均匀，如果用手去搓一下就容易成为粉末，并且其中含有大量的钙质以及黄土的结核。具体来讲，黄土具有下面几个方面的性质：

（一）垂直节理发育

黄土在形成的过程中由于堆积加厚受到重力的影响，导致土粒间的上下之间的距离变得紧密，而左右之间的距离却没有改变，这样在水和空气的作用下，让黄土的垂直管状空隙不断的运动，从而导致了黄土的垂直节理发育。

（二）层理不明显

一般来说，沉积岩都有着层理，但是黄土作为一种沉积岩，却无明显的层理性。因为黄土在形成的过程中是渐次堆积而形成的，在这个过程中会形成非常薄的层理，有时候用肉眼几乎是看不见。另外，由于长期受到风吹雨淋，黄土土质又疏松，所以其表层往往都是黄土泥浆糊状物，因此，这从外面来看也观察不到黄土的层理。

（三）具有多孔性以及沉陷性

黄土由于是在干燥半干燥的气候条件下形成，其主要是由小小的粉状颗粒组成，所以他们之间的结合不紧密，也就是有很多大小不同，形状各异的空隙以及空洞。当然黄土的多孔性还与外力对黄土的作用有关。除了多孔性黄土还具有沉陷性，这个性质的形成也与气候以及黄土本身的性质有关，由于黄土是粉末状，所以在水以及一些重力的作用之下，就会沉陷。

（四）透水性较强

黄土由于其垂直节理发育，并且具有多孔等特性，所以导致其具有较强的透水性。一般来说，未沉陷的黄土透水性强，沉陷过的黄土透水性较弱，黄土状的岩石透水性较弱，典型的黄土透水性强，而透水性的强弱与黄土的侵蚀有着紧密的关系。当然黄土的这几种性质相互影响，相互作用，形成了黄土独特的性质。

2 土壤侵蚀类型及影响

土壤侵蚀是指土壤在外力的作用下，被破坏、搬运以及沉积的过程。一般来讲，土壤侵蚀的类型有下面的几种：

（一）水力侵蚀

水力侵蚀是土壤侵蚀的一种，它是由于降雨以及一些径流所引起，也简称为水蚀。水力侵蚀主要包括面蚀、潜蚀、沟蚀和冲蚀。其中面蚀也成为片蚀，是片状的流水或者雨滴对地表进行的一种比较运城的侵蚀，这样的侵蚀主要发生在一些植被不多水土保持不好的坡地；潜蚀则是由地表径流的渗入所引起的侵蚀，它导致了喀斯特溶岩地貌的形成；当然这种水力侵蚀在黄土地区也是相当的易见；而沟蚀则是集中的线状水流侵蚀而成的，它是由片蚀发展而来的；冲蚀则是由于沟谷中的时令性的流水侵蚀而成的。

（二）重力侵蚀

重力侵蚀也是土壤侵蚀的一种。这种土壤侵蚀是在重力的作用下发生在不稳定的土石岩体上的，这种土壤侵蚀可以分为泻流、崩坍、滑坡和泥石流等类型，大部分都发生在深沟大谷的高陡边坡上。

（三）冻融侵蚀

这种土壤的侵蚀主要是分布在我国的的西部高寒地区，是由于土壤含有大量的水分并结冰所致。在春季的时候，上面的冰层融化，而下部的冰冻依旧没有解除，从而形成了隔水层。当上部有水流流过的时候，则会对土壤形成侵蚀。

（四）风力侵蚀

这种侵蚀是由风力作用形成的，这种土壤侵蚀一般出现在植被稀疏，比较干旱的地方。这种侵蚀的面积比较广泛，并且侵蚀的严重程度跟风力的大小、土壤的性质以及地形的特征等都有着紧密的关系。

（五）人为侵蚀

人为侵蚀也是土壤侵蚀的一种，这种侵蚀是因为人类的经济活动以及对于土体表面的不断开发，植被的破坏而造成的，这种土壤侵蚀给自然生态造成了严重的破坏。

3 黄土性质与土壤侵蚀的关系

在黄土的侵蚀中，黄土的性质与其侵蚀有着紧密的关系。黄土所具有的物理性质以及化学性质都与土壤的侵蚀有着密切的关系。黄土性质与土壤侵蚀的关系主要表现在下面的几点，以供参考：

（一）黄土物理性质与土壤侵蚀的关系

黄土地质学篇4

关键词：黄土滑坡 形成机制 控制作用

0 前言

滑坡灾害是指组成斜坡的岩土体在各种自然、人为营力因素影响下受重力作用沿一定的滑动面（带）整体向下滑动，对人民生命财产和各项社会活动以及资源所造成的灾害。延安市内滑坡是最发育的地质灾害类型，具有分布面广，数量大，活动性强，破坏性大的特点。然而，黄土-红粘土滑坡在延安市总滑坡灾害中占有巨大的比重，具有很大的研究意义。

1黄土-红粘土坡体的概述及形成

在上新世(N2)的近三百多万年间,黄土高原处于相对稳定的近似亚热带的古气候环境,黄土高原大部分地区广泛沉积了一套以湖相为主的红色土状沉积,因富含三趾马化石而称为三趾马红土,其厚度在数米与上百米之间。岩性主要红色的硬粘性土,并夹有砂、砂砾的层状红色地层。

由于构造运动，在长期的风化剥蚀作用下，上新世的红土以及其他老地层遭受强烈的风化剥蚀，形成了相对高差较大的红土高原区和在平缓的古剥蚀面上发育的薄层红色土状风化壳。此后在北方干冷古气候环境的季风作用下, 大面积的风成黄土堆积开始形成。尤其是晚更新世时期，马兰黄土的大量堆积，在广大的古高原面上普遍形成了厚层黄土覆盖层。

中更新世末期的湿热古气候和地壳强烈隆起，在离石黄土和老地层表面形成了风化壳，而后在地表水的强烈侵蚀切割作用下，黄土塬边和黄土梁沟间形成了大量的红粘土与黄土复合型斜坡坡体（见图1-1）。

到全新世早期，在全球气候变暖的大环境下，海平面上升，降雨量增多。降雨导致黄土高原大量冲沟的形成，沟谷水流对黄土斜坡带的侵蚀切割强烈；河水位暴涨时，侧向侵蚀加剧，在形成黄土高原地形破碎、沟壑密布的丘陵沟壑现代地貌特征的同时，导致了黄土塬边和黄土梁边三趾马红土与黄土不整合面的临空，使三趾马红土在岸坡和冲沟沟底局部。在这样的地层条件以及地貌特征条件下，形成了全新世早期数量众多的老滑坡。

2延安市黄土-红粘土滑坡的分布

根据调查结果，延安市内以红粘土为控滑面形成的滑坡，主要在富县、甘泉和北部地区吴起、延川、子长等地区出现较多，而在其它地区则出现较少，其具体分布图如图2-1所示。

3红粘土的主要特征

这里的红粘土主要是指新近纪红色粘土也叫三趾马红土（N2），主要为夹砂砾、砂的硬粘土。红粘土处于黄土层下，其下部多与侏罗纪或三叠纪的砂岩相接触，土体比较密实，透水性较差，土体中氧化硅的含量较少，而铝、铁、钛的含量甚多，钾含量明显减少，磷的含量较高。

分布比较广泛，但多不连续，多以不整合或者假整合位于前第三纪基岩面上。在区内零星分布，厚度变化大，一般5—12m左右， 有的地段厚达20余米。红粘土中粘粒含量高，天然状态下含水率低，力学强度高，透水性差，但遇水后，其含水量显著增加，土层软化，强度降低很大，易形成弱结构面，往往导致滑坡灾害的发生。

4 红粘土对滑坡的控制作用

新近纪红粘土层在全区内分布很不均匀，呈不整合覆盖于下伏地层之上。在降水集中季节，部分降水通过上部黄土层渗入，使红粘土层遇水软化，力学强度显著降低，形成软化夹层，且起到一定的隔水层作用。在有足够高差和临空面条件下，常常导致斜坡地带上覆地层沿着黄土层与红土层接触面发生滑移，形成变形失稳，其过程大致可划分为以下三个阶段：(1)卸荷回弹阶段；(2)压致拉裂面自下而上扩展阶段；(3)滑移面贯通阶段：变形进入累进性破坏阶段。黄土高原许多大型滑坡都与此有密切的关系。

据延安市内的灾害调查显示，红粘土（照片4-1）在区内大部分地区均有出露，但多分布在水流侵蚀较强的幼年期沟谷的下部，出露高度由数米到十几米不等，在黄土-红粘土复合坡体上形成的滑坡（不考虑红粘土以下的基岩地层）约占到了滑坡总数的13%。红粘土的特殊性质与地下水相互作用所引发的滑坡也多发生在沟谷的两侧。在红粘土与上覆黄同构成的层状复合斜坡中，由于上覆黄土结构疏松多孔，且多发育有垂直节理，形成地表降水良好的下渗途径。而红粘土又不易透水，易形成隔水层，使黄土与红粘土接触面上的黄土饱和，抗剪强度降低，形成滑坡（照片4-2）。

5 结论

红粘土的工程地质性质对黄土-红粘土滑坡的稳定性具有极大的影响，往往能导致斜坡沿黄土层与红粘土层接触界面发生滑动，从而导致坡体失稳。因此，研究红粘土的工程地质性质对解决延安城市斜坡地带滑坡灾害发育规律和制定整治方案有重要意义。

参考文献：

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[2]赵景波.西北黄土区第四季土壤与环境[M].陕西科学技术出版社,1994

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[4]赵景波,朱显谟.黄土高原的演变与侵蚀历史[J].土壤侵蚀与水土保持学报,1999,5(2):58～63

[5]刘玉海,张骏,倪万魁等.延安城市工程地质[M].中国地质大学出版社,1988.12

[6]曲永新,张永双,覃祖淼.三趾马红土与西北黄土高原滑坡 [J].工程地质学报,1999,7(3):257～265

[7]孙建中,赵景波等.黄土高原第四纪[M].科学出版社,1991

黄土地质学篇5

关键词：湿陷性黄土；地基处理；强夯法；垫层

黄土地区经常会因为暴雨、水流的影响而发生水土流失、地基沉陷、边坡失稳、路堑滑坡等灾害性地质活动，这种问题的出现给工农业发展以及人民生活经常造成严重的危害。因此，在工程施工之初我们必须要采用适当的方法对湿陷性黄土问题进行处理，从而保证工程结构的稳定性和安全性，同时对于促进工程施工进度和施工质量有着至关重要的意义。

1 湿陷性黄土概述

湿陷性黄土是我国众多不良土质中较为常见的一种，它具备着范围广、特殊难度大、构成成分复杂的特点。同时，这种土质还经常存在着难以消除或者减少的变性危害，其地基承载力以及基础处理问题上都存在着严重的问题，因此在施工中我们必须要对其土壤的组成以及特点具备详细的认识。

1.1 湿陷性黄土概念

湿陷性黄土主要指的是那些非饱和的不稳定土质，这类土质结构在一定的压力作用下遇到水之后会发生变形、沉降等变动，从而给工程施工和质量带来严重的影响。湿陷性黄土在我国分布非常广泛，可以说国内各个省份都有存在，而路桥工程的施工建设本身就是一个施工范围广、基础整体性要求高的工作模式，因此在施工中对于遇到的湿陷性黄土必须要给予应有的重视，并且及时的加以处理。

1.2 湿陷性黄土组成

就目前常见的湿陷性黄土进行分析，其主要组成包含了风积得砂、冲积土、次生型黄土、残积土、可溶性沙土等，其中湿陷性黄土的最为典型的代表土层为黄土，这也是世界上分布组委广泛的一种土质结构。这种土质结构在受到风的搬运作用下会发生沉积，而未曾经过次生扰动、无层理的情况下会形成黄土的块状土，在受到含水量受到限制的时候，一般都具备着较高的强度和极小的压缩性。这种土质结构在受到水浸湿之后在自重压力以及附加压力的作用之下便会产生沉陷和变形，从而造成土质失稳等质量隐患，给道路工程的施工带来严重影响，在平坦的地区这一问题还不怎么明显，但是在那些山区地带，对于道路安全性的影响十分严峻。

2 常见的湿陷性黄土路基的施工处理技术

湿陷性黄土路基在施工的过程中，其在处理方面需要根据实际情况来进行分析，有针对性的选择出合理的施工处理措施，并结合当前的处理原则进行系统工作。在湿陷性黄土路基的处理工作中，主要的处理原则在于内外兼顾、先保护后加固的施工技术要点，同时水是造成湿陷性黄土变形的主要原因，因此在施工处理的过程中首先对水要进行排除和预防和处理，然后在结合实际道路工程情况来有选择的进行处理。目前常见的湿陷性黄土路基的施工处理技术主要有以下几种：

2.1 垫层法

垫层法是湿陷性黄土施工处理中最为常见的一种，尤其是在路桥工程施工建设中，更为常见，这种方法的选择是通过在施工之处将湿陷性黄土的一部分或者是全部挖出，然后采用素土、灰土来进行分层夯实，做成相关的垫层结构，以消除路基中部分或者全部的湿陷性问题，从而减少路基变形问题，提高路基的承载能力。这种方法在应用的过程中仅仅局限于1～3米深的湿陷性黄土，同时在选择的过程中应当结合道路施工情况来局部或者是整片整片的挖出和处理。

在垫层施工技术的应用过程中，它主要包含了路基的厚度、道路的宽度以及荷载等方面要求，同时在垫层的施工建设中应当满足道路在运行过程中荷载量、车流量以及稳定性要求，同时更是要注重地基处理的经济性理念。在施工的过程中主要需要主要的事项包含以下方面：

（1）局部土垫层的处理宽度超出基础底边的宽度较小，地基处理后，地面水及管道漏水仍可能从垫层侧向渗入下部未处理的湿陷性土层而引起湿陷，因此，设置局部垫层不考虑起防水、隔水作用，地基受水浸湿可能性大及有防渗要求的路桥，不得采用局部土垫层处理地基。

（2）整片垫层的平面处理范围，每边超出建筑外墙基础外缘的宽度，不应小于垫层的厚度，即并不应小于2m。

2.2 重锤表层夯实及强夯

重锤表层夯实适用于处理饱和度不大于60%的湿陷性黄土地基。一般采用2.5～3.0t的重锤，落距4.0～4.5m，可消除基底以下1.2～1.8m黄土层的湿陷性。在夯实层的范围内，土的物理、力学性质获得显著改善，平均干密度明显增大，压缩性降低，湿陷性消除，透水性减弱，承载力提高。非自重湿陷性黄土路基，其湿陷起始压力较大，当用重锤处理部分湿陷性黄土层后，可减少甚至消除黄土路基的湿陷变形。因此在非自重湿陷性黄土场地采用重锤夯实的优越性较明显。

强夯法加固路基机理一般认为，是将一定重量的重锤以一定落距给予路基以冲击和振动，从而达到增大压实度，改善土的振动液化条件，消除湿陷性黄土的湿陷性等目的。强夯加固过程是瞬时对路基土体施加一个巨大的冲击能量，使土体发生一系列的物理变化，如土体结构的破坏或排水固结、压密以及触变恢复等过程。其作用结果是使一定范围内的路基强度提高、孔隙挤密。

2.3 挤密桩法

挤密桩法适用于处理地下水位以上的湿陷性黄土路基，施工时，先按设计方案在基础平面位置布置桩孔并成孔，然后将备好的素土（粉质粘土或粉土）或灰土在最优含水量下分层填入桩孔内，并分层夯（捣）实至设计标高止。通过成孔或桩体夯实过程中的横向挤压作用，使桩间土得以挤密，从而形成复合路基。值得注意的是，不得用粗颗粒的砂、石或其它透水性材料填入桩孔内。

灰土挤密桩和土桩路基一般适用于地下水位以上含水量14%～22%的湿陷性黄土和人工黄土和人工填土，处理深度可达5～10米。灰土挤密桩是利用锤击打入或振动沉管的方法在土中形成桩孔，然后在桩孔中分层填入素土或灰土等填充料，在成孔和夯实填料的过程中，原来处于桩孔部位的土全部被挤入周围土体，通过这一挤密过程，从而彻底改变土层的湿陷性质并提高其承载力。

3 结论

本文论证了湿陷性黄土路基常用处理方法的选用原则、适用范围、可能处理深度及效果，同时对各处理方法应注意事项和可能带来的负面作用等也进行了概述，这为工程场地路基处理方案的选型论证及实施提供了技术支持。

参考文献

[1]谢定义.讨论我国黄土力学研究中的若干新趋向[J].岩土工程学报，2001，23（1）.

黄土地质学篇6

全球变化研究中的一个重要方面是研究过去、现在和未来的气候环境变化。有人曾形象地指出，新近时期古气候环境的历史是藏在大自然用密码写就的一本本“秘笈”当中的，世界各地的科学家们正在解释和读懂三本这样的“秘笈”：一本是深海沉积，一本是南极和格陵兰的冰盖，还有一本则是中国的黄土高原。黄土高原是具有全球意义的研究对象。

为什么人们如此重视黄土高原？

首先，与极地和深海不同，黄土高原位于人类过去和正在居住的地球的陆地表面；另外，最近的研究还证实，它是迄今为止被发现的历时最长（约2200万年）、最完整的古气候记录的保存者。

中国的土地上拥有这样一本“秘笈”，而且已经读懂了一部分，这令我们深感幸运。当然，还有很多更加引人入胜的故事等待我们去解译。这是一项严肃而又艰巨的任务，也是一次振奋人心的挑战。黄土高原秘密的不断发现，提示着地球科学一个新时期的到来，至少在亚洲大陆上是如此。

作为大自然打造的三个近代气候环境档案库之一，黄土高原的独特之处在于，这里生活着上亿的人口。他们拥有百万年的历史；他们的生活和未来的发展需要科学；他们需要认识自己在自然界所处的位置，需要了解祖先和自身所经历的复杂的环境演化历史。

黄土高原是由黄土构成的。什么是黄土？形象地说，黄土就象人们常见的、发生在我们身边的“沙尘暴”。2002年3月18日北京就出现过一次特大沙尘暴。近年来，人们对北方发生的沙尘暴非常注意。国家也已投入大量资金治理由于不合理利用土地而产生的沙尘暴源地和影响地，以保障我国社会经济的可持续发展。

从沙尘暴的物质成分来看，它与黄土十分接近。黄土是一种风成沉积，主要由粒径为0.01～0.05mm的粉砂级颗粒组成，成分包括石英（约占60%）、长石、云母等和少量重矿物，富含碳酸钙(7%～30%)。黄土多大孔隙、松软且具有湿陷性。

我国古代称沙尘暴类型的降尘为“雨土”，根据孙继敏和张明银的研究，自1966年到1999年，174个气象台站共记录了60次能见度在1公里以内、中等严重程度、持续2天以上的沙尘暴。最近40年来的降尘记录说明，中国黄土高原是亚洲风尘的一个沉降区，以兰州为中心，共发生过24次降尘。这与地质上黄土高原的黄土堆积以兰州为最厚是一致的。中国大陆降尘的次数和厚度都是以兰州为中心的。

以近代沙尘暴作为黄土形成过程的参照来研究，黄土高原是一个巨大的天然实验室。黄土的发生和沉降记录表明，黄土高原是一个积累了至少2200万年、基本连续的实验数据的实验室，一个可供重建2200万年以来黄土高原及其周边地区环境演变历史的实验室，可提供这个地区未来发展的情景(scenario)。

黄土高原这个天然实验室的内容是什么呢？是研究今天干旱化的环境及过去和未来的景象。黄土高原的风尘沉积（黄土和古土壤）可以直接指示其物质来源区的干旱化过程，风力搬运的动力学机制；沉积速率、粒度变化等气候指标还可以和其他两本“秘笈”中的章节相对应。它可以告诉我们黄土沉积的时空特征和规律，也就是它自己的“历史”，同时帮助我们解读其他两本“秘笈”。

二、黄土高原简介

黄土高原分布于北纬34°～35°之间（图1），总面积约380842平方公里，黄河贯穿其中。在同一纬度，欧洲和北美的黄土地带构成全球的小麦和玉米带，西方人称之为“面包篮子(BreadBasket)”。黄土高原占据了全国耕地面积的1/5，养活了全国1/5以上的人口。这里水土流失严重，每年通过黄河输出的泥沙为16亿吨，是尼罗河的30倍、密西西比河的90倍。

在地貌学上，黄土高原可称为一个巨地貌单元。长期的侵蚀和切割形成了黄土高原特有的地形，最常见的为峁、墚和塬。

峁：多分布于黄土高原北部，为圆锥形丘陵，是一种发育在各种黄土堆积上的参丘；

墚：多分布于黄土高原中部，为长条形的脊状地形，是一种叠加的古侵蚀地形；

塬：多分布于黄土高原南部，为平台状地形，由多层叠覆的黄土／古土壤层构成。

黄土高原是中华民族文化的发祥地之一。西安东南的蓝田县发现了110万年前的蓝田直立人(Homoerectuslantianensis)化石和石器。塬区的黄土地层最为完整和连续，因此地质工作多集中于塬区，以此为突破口来解释黄土高原这本“秘笈”并告诉人们它所经历的故事。在近代中国地质学家对黄土高原的研究中，共发生了6次较大规模的破译黄土高原密码的科学事件。

三、六次破译黄土高原的密码

（一）红色土地层的建立——第1次解译密码

黄土作为一个地质单元为早期来华工作的西方地质学家所注意，始自19世纪。庞培利、李希霍芬、奥勃鲁契夫、安特生等认为中国黄土系风力搬运并沉积于草原的产物。中国地质学家于1920年起开展黄土研究。1930年，德日进和杨钟健作了黄土地层与古生物研究，这一工作是开创性的。他们将黄土高原黄土划分为上下两大部分，上部称马兰黄土，下部称红色土。这是一个以“观察地质”为主要工作方法的以分类定名为主要工作内容的时代。他们第一次把中国黄土高原厚达300余米的黄土划分为马兰黄土，红色土A、B、C等四层，并按其中所含古脊动物化石定为现在仍延续使用的第四纪的早、中、晚期，是在前人工作基础上（未分期）的一个突破。尽管囿于当时的认识没有解决红色土的成因问题，但他们严谨的古生物和地层划分工作已经成为后人典范。

（二）古土壤层的发现——第2次解译密码

新中国成立以后，黄土高原的建设和水土保持工作、建筑工程的地基础工作和对人民群众各种疾病的防治等，对黄土研究提出了新的要求，也开始了黄土与环境研究的新阶段。20世纪50年代，土壤学家朱显谟、石元春等对黄土和黄土中古土壤层的研究表明，黄土层中所夹的红色条带，即德日进和杨钟健所称的红色土，实质上是一种褐色土型的古土壤层。在黄土高原的董志塬，洛川塬等地都可以发现多次黄土和古土壤相重叠产出的状况。

对黄土和古土壤序列的认识破译了红色土的红色条带之谜，使人们对黄土有了一个全新的认识，古土壤的确认对黄土成因问题的讨论起了重要的作用。因为黄土和古土壤都是在风力作用下、气候环境的变化下所形成的，但对黄土作为风力搬运的沉积的时间认识则由十多万年，向前推进到了260万年。认识了巨厚的黄土高原是260万年来风力以沙尘暴的形式所形成的；而干旱的沙尘暴时期中间又有多次气候变为温暖湿润的时期。

破译了红色条带为古土壤层之后，使我们对黄土、古土壤层序的认识，从单纯地质学研究范畴、从沉积与剥蚀的概念下解放出来，进一步把生物的地质作用与黄土沉积结合起来。受当时流行的4次冰期理论影响，对黄土的形成环境中分辨出干旱与湿润的存在和多次的旋回等现象，未能作出进一步的解释。虽然黄土／古土壤时间序列已经相当长，且沉积连续、代表气候变化清楚，比研究程度较高的欧洲、美洲和全球其他地区的黄土对全球变化的代表性都强，但还未能明确中国黄土的这一特点。

在这一时期，王挺梅、朱海之等发现黄土在空间分布上具

有颗粗细自西北而东南逐渐变细的特点，并把黄土高原的黄土划分为砂黄土、黄土、粘黄土带，这一划分对黄土高原的水土保持工作，和黄河泥沙中粗砂的来源区以及黄河泥沙的治理提供了依据。

黄土地区地基的湿陷性问题研究，也从黄土地层的划分和分布、年龄的新、老关系等研究中得到有益的启发，取得了新的进展。黄土研究在20世纪60年代进行了总结。中科院刘东生与前地质部张宗祜以《中国的黄土》为题，在1961年国际第四纪研究联合会的第六次国际会议上发表了论文。60年代末期，对中国地方性疾病克山病的研究取得了成就。

附图

图1黄土分布图

（三）古地磁研究的发现——第3次破译密码

20世纪70年代，随着古地磁学、同位素地球化学、年代学等新学科和技术的发展，认识黄土的手段不断进步，破译密码的能力不断加强。黄土的研究从肉眼观察形成概念阶段进入到观察与测量和实验相结合的阶段，这也是一个从实验数据形成概念的阶段。

黄土与古土壤层的磁化率，随黄土与古土壤中所含磁性矿物的种类和丰度而变化。测量结果显示，黄土与古土壤的磁化率可以用来作为反映地质作用、环境变化的气候要素的替代性指标(ProxyData)。这一进步促使我们将黄土高原沉积与深海沉积进行对比；冰芯的研究结果也与黄土高原进行了对比，是黄土高原研究从建立区域性特征到进行全球对比的起点。这一时期总结性的工作为《黄土与环境》一书的出版。

（四）冬季风和夏季风的标志——第4次破译密码

认识到中国黄土与古土壤的磁化率作为古气候的代用指标以后，人们得到了大陆沉积和深海沉积这两本秘笈的对比。随之而来问题是：黄土为什么和怎样能够记录全球性古气候变化的问题。黄土和古土壤是通过什么机制把全球气候变化记录下来的？安芷生提出黄土和古土壤分别代表古气候环境的冬季风盛行和夏季风盛行的模式对了解黄土与古土壤的形成和解译其环境秘密有着重要的理论意义。

当代气象观测告诉我们，中国的沙尘暴事件受西伯利亚高压的影响，与西北方向吹来的风有关；而黄土高原的降水则主要是受来自东南方向的夏季风的影响，同海水的温度和海洋与大陆之间的距离有关。

黄土高原的主要气候控制因素——冬季风和夏季风如实地把全球冰期和间冰期的气候状况传送到亚洲大陆内部形成黄土高原；而黄土高原的黄土和古土壤层则忠实地把区域性的和全球性的气候信息记录于自身的密码之中。

丁仲礼利用黄土和古土壤中粒径＜2微米／＞10微米（0.002毫米～0.010毫米）的颗粒含量的比值作为冬季风搬运尘颗粒的风力强弱的代用指标，讨论冰期和间冰期的环境的变化。他所得到的曲线，可以与深海沉积中同时期的氧同位素(δ[18]O)曲线进行对比，吻合情况较好（图2）。

宝鸡的黄土剖面有160多米厚，在260万年的时间内共有32次黄土与古土壤的配对。它们代表了32次由暖湿到冷干的变化。这一结果证明了大陆冰期和间冰期的多次性，丰富了以前认为大陆仅有四次冰期的理论。

在大陆上无论是何种冰川，气候变化对其的影响均表现为冰川和冰盖边缘的进退。一进一退，后者往往破坏了前者所保存的信息，所以在地球的大陆上几乎找不到冰川消长的完整物质记录，因而它的记录也很难与深海沉积所记录的冰期与间冰期的结果相比较；而反映气候变化的连续的黄土与古土壤层则弥补了冰川的这一缺陷。黄土高原这本“秘笈”不仅记录了冰期与间冰期这种万年尺度的气候变化，而且还能显示更为微细的千年尺度的气候变化。

郭正堂利用甘肃西峰镇和陕西长武黄土塬区的剖面黄土与古土壤中的析出铁Fe[,2]O和全铁Fe[,2]O[,3]代表的风化强度比值作为夏季风的代用指标。Fe[,2]O和Fe[,2]O[,3]比值的高低说明，夏季风强盛时期，由于温度和湿度的增加，其风化程度加大，在黄土形成时期则相对的风化强度减弱。这一代用指标较常用的以磁化率作为夏季风的代用指标有其优点，也可以与深海δ[18]O同位素研究的结果对比。说明其具有全球意义。

从20世纪80年代以磁化率作为气候的代用指标，到90年代以颗粒比值代表冬季风强度，以风化指数代表夏季风强度，中国黄土研究逐步跨入了多种代用指标并存的时代，亦即是用更多的方法解译黄土高原秘密的时代。这一工作为后来认识上新世红粘土为风成沉积开辟了新的途径。

附图

图2黄土粒度曲线与深海氧同位素曲线对比

（五）米兰柯维奇周期的启示——第5次破译密码

当前关于驱动第四纪冰期和间冰期古气候变化的学说以米兰柯维奇的天文周期假说较为普及。地球轨道偏心率、地轴倾角和岁差的周期性变化影响地球接受太阳辐射的总量和太阳能量在不同纬度和季节的分配。季节性的太阳光线在高纬度的变化，可以降低夏天的温度。假如夏天温度变凉，夏天的时间变短，则前一冬天的所积冰雪可以保持下来不被溶化。这样一个机制会导致冰川的增大，冰期的到来。轨道的变化在中纬度和高纬度会导致冷与暖的交替出现。Berger计算寒冷期的时间和第四纪冰川发展的冰期相吻合，所以他的结论是地球轨道的变化导致第四纪冰期的出现。

现代计算指出，仅是轨道变化本身不能导致冰川的前进或后退。轨道周期引起的地球系统的其他方面的变化则导致并增加这种变冷的情形；而这样一个相对较弱的初始的颤动可以被放大直到形成巨大的气候变化。有人研究认为，高纬度气候寒冷导致大面积森林消失，使太阳到达地球的能量被反射，导致地球变冷；冰川因而加大再反射更多的太阳能，致使冰期出现。

全球冰量的增加，特别是北极地区冰量的增加会导致西伯利亚高压的增强，这一增强可能会使得亚洲内陆干旱化加剧。黄土高原的形成可能更多地与此有关，而青藏高原的隆起也促进了干旱化的形成和黄土的沉积。

丁仲礼根据宝鸡黄土剖面研究了250万年来黄土与深海记录之间米兰柯维奇周期的比较，最近又详细而深入地对黄土高原中部和南部的宝鸡、灵台、蒲县、平凉、泾川五地的黄土粒度进行了大量的分析并发现，黄土与古土壤序列的变化自180万年以来，和深海的旋回几乎可以一一对比，并且都是在1百万～0.8百万年前以1.3万～4.1万年的周期为主；1百万～0.8百万年有一气候转型，此后以10万年周期为主。这一现象对黄土高原黄土—古土壤序列的形成机制来说可能是十分重要的。他认为这与全球冰量的变化有关。除大陆冰盖和海冰外，根据汪品先等对海岸带冰期时海水下降100米、暴露大片边缘海，增强了内陆干旱、半干旱区的干旱化。丁氏认为华北与北半球的气候变化的耦合是从1.8百万年前开始加强。

黄土高原这本“秘笈”可能和深海那本“秘笈”一样都有一个形成过程“简单”的特点，不像河流、湖泊沉积等形成过程复杂，因而对再造古气候历史比较有利。受米兰柯维奇周期理论的启发，人们对于2.6百万年来、特别是1.8百万年来气候波动的历史和形成这种波动的原因、驱动力已经有了很好的认识和发现。

（六）青藏高原让风吹干了亚洲大陆——第6次破译密码

郭正堂等通过对董志塬的黄土和黄土下的上新世红粘土以及甘肃秦安的中新世晚期古黄土与古土壤序列（即以前称为甘肃系的地层）的研究，认为亚洲内陆荒

漠化起源于2200万年以前，由此到620万年之间为较稳定的干旱化和气候波动时期，形成了秦安的黄土。自620万年到500万年是一个干旱时期，500万年到360万年这段时间则是一个相对温暖湿润时期。360万年以后黄土高原粉尘沉积的速率表现为持续增长的趋势，到260万年这种再次增长加强，第四纪黄土大量沉积。

在这研究一阶段，以黄土作为干旱的象微的形成时间向前推进了，增长了近10倍。这在亚洲大陆是一个惊人的发现。

国内学者对中国干旱化历史的认识有两次大的突破。一次是在20世纪20年代，把亚洲干旱的历史由13万年放大到260万年；一次是90年代到现在，把干旱的历史放大到600万～800万年（上新世红粘土的重新认识为黄土），再由600万年又放大到2200万年。（秦安古黄土与古土壤层的发现），其结果有三：一是说明亚洲内陆干旱化发展的历史与全球冰量的增加有很大的可比性，表明大约自2200万年以来北半球冰量的发展也是亚洲内陆干旱化的一个重要驱动力。二是新的认识。对过去上新世红粘土层，即常说的三趾马红粘土，回归为风成黄土，或风尘沉积，对过去的中新世甘肃系（部分）回归为风成的黄土或风尘堆积。这样形成了自2200年来的一个陆地的“风尘堆积系”。大陆的“风尘堆积系”和深海中的深海沉积，构成的全方位的区域性对比，提示我们可能要重新认识新近纪(NEOCENE)或新第三纪亚洲大陆的历史。三是大面积古老风尘堆积的内因驱动力、干旱的发生发展和青藏高原的形成与发展的关系，可能导致以往研究的结果，如360万年的青藏高原的隆升等项研究的进一步深化，也提出新的问题：如何认识2200万年前开始的中国大陆北部的强烈的干旱化？与青藏高原的形成和隆起在时间和空间上的关系如何？这是一个今后应当考虑的问题。

2200万年以来的一段时间虽然在几十亿年的地质时间表中不是很长的一段，但和人类的存在的时间相比较还是相当长的，即使从600万年起来算也有好几倍。这种持续的风力和今天环境中的风力同是地质营力。

黄土地质学篇7

关键词：湿陷性黄土；变形；组成；结构特性

中图分类号：P642.13+1 文献标识码：A文章编号：

一、湿陷性黄土的组成及基本特征

黄土是一种欠压密土，而且具有不同程度的湿陷性，湿陷性也是黄土的典型特征。湿陷性黄土主要是指在受到覆盖土层的自重应力或是自重应力与土层上建筑物的附加综合应力的作用下，若此时水将其浸湿，那么土的结构将会被破坏，同时出现显著的下沉现象，而且强度也迅速下降的一种黄土。在我国，湿陷性黄土的分布范围大约占黄土分布总面积的四分之三，主要是位于地层的上部，厚度大约为10m～20m。

湿陷性黄土的主要特征：其颜色主要是以黄色为主，有灰黄、褐黄等颜色；其中有55%以上为粉粒；具有很多肉眼可以看见的大孔隙，孔隙比大约在1左右；黄土中有丰富的碳酸钙成分及其结晶；呈现出无层理、垂直节理发育；具有湿陷性、易溶性、易冲刷性、各项异性、失水干裂性等工程特性。

湿陷性黄土中有大量的原生矿物质，例如石英、长石、方解石以及绿帘石等等，由于这些矿物的化学性质较为稳定，具有较强的抗水性与抗风化的能力，而亲水性又较弱，因此，这些矿物对黄土的性质的影响主要是由矿物本身的性质所反映的。另外，湿陷性黄土中还含有微量的次生矿物，例如粘土矿物，虽然其在黄土中的含量不高，但是其对黄土的性质还是有较大的影响，主要表现为明显的控制作用。

二、湿陷性黄土的结构特性

黄土主要是分布在我国的西部，因为我国西部特定的气候条件、地理环境与物质组成等原因，湿陷性黄土在沉积的过程中所形成的结构状态与湿陷性黄土结构本身在新条件下的变化情况息息相关。而湿陷性黄土的结构特性主要包括以下三个方面：第一，由于湿陷性黄土富含碳酸盐类物质，因此具有明显的结构强度；第二，湿陷性黄土主要是以非饱和、大孔隙性为主；第三，湿陷性黄土对水具有较强的敏感性。这些结构特性将会对湿陷性黄土的力学形状与工程性质造成直接的影响。另外，湿陷性黄土最主要的特征就是湿陷性，而其湿陷性主要是由外因（浸水和压力）与内因（特殊的结构性，即黄土颗粒的排列方式与联结方式）共同作用而形成的。而且黄土的区域性变化规律为：从西北的颗粒状构成的架空接触式结构逐渐过渡到东南的凝块构成的镶嵌胶结式结构。

三、湿陷性黄土变形中结构性参数的变化

湿陷性黄土的结构发生改变的主要原因就是扰动、压力以及浸水。湿陷性黄土在未进行这一系列动作时原结构保持不变，表现出了一定的结构性。而扰动可以将黄土的联结作用以及已形成的稳定空间排列破坏，从而致使黄土颗粒间的胶结作用所表现出的结构势被彻底的释放出来。加压力则会使土骨架在受到压剪力的作用下，首先将会破坏其中联结较弱、不稳定的部位，然后次强联结和稳定部位的抵抗作用将会逐渐发挥出来，这样一来，黄土颗粒间的排列方式不仅被改变，其联结特征也将被改变。浸水主要是将黄土中的化学物质弱化、溶解，从而使其的胶结、吸力联结丧失。由此可见，在扰动、加压力以及浸水的作用下，黄土的结构将会发生变形。因此，笔者在三轴剪切试验的条件下通过原状土、重塑土与饱和土的三轴剪切试验对湿陷性黄土的结构参数的变化规律进行分析。

在三轴剪切条件下，随着应变力的发展，原状土体内部颗粒排列与胶结结构也在不断的发生变化，因此，原生结构将会遭到破坏，次生结构也将会逐渐生成。原生结构在压剪力的作用下，其抗力构成主要表现为胶结所产生的抗力、水膜吸力作用所产生的抗力以及嵌固摩擦作用所产生的抗力，而通过原状土重塑的扰动与浸水饱和等作用后原状土将会因胶结作用、土粒空间排列、水膜吸力作用表现出结构势的释放。

通过以上认识与分析，我们通过对原状黄土、饱和黄土和相同含水率与干密度的重塑黄土进行了三轴试验。在试验中，通过它们的应力与应变之间的关系可以得到给定应变条件下，不同结构状态土在扰动、浸水与加压力的作用下的主应力差分别为(σ1-σ3)y、(σ1-σ3)r与(σ1-σ3)s，它们分别表示的是各种情况下黄土结构性的变化，其中(σ1-σ3)y主要表示的是天然沉积黄土在剪切过程中，基于结构性变化的条件下的主应力的差值；而(σ1-σ3)r与(σ1-σ3)s分别表示的是扰动重塑土样与浸水饱和土样的主应力差。原状土的主应力差和重塑土的主应力差之间的比值与原状土的主应力差和饱和土的主应力差之间的比值相乘则可以反映出土粒的空间排列与粒间联结特征所反映的结构性。结构性参数的计算式如下：

从上述的结构性参数表达式中可以看出，黄土的原始联结越强，那么其扰动重塑后的强度损失也就越大，黄土的结构性参数也就越大；而在浸水的作用力下，结构性的破坏越大，黄土的饱和原状情况下的强度损失也就越大，从而致使黄土的结构性参数也就越大。根据上面的分析思想，我们利用三轴仪测出了原状黄土在扰动、加压力以及浸水等造成的变形情况下的结构性参数的变化规律。如图(a)～(e)所示：

从上图中可以看出，mσ和ε1之间的曲线呈现出规律性排列，当0.0＜ε1＜1.0%时，曲线呈快速上升趋势；当1.0%＜ε1＜5.0%时曲线呈快速下降趋势；当ε1＞5.0%时，曲线呈单调下降趋势，最后逐渐趋于1.0，而且所有曲线均在ε1=1.0%时达到峰值。

四、结束语

湿陷性黄土在我国的分布范围较广，当湿陷性黄土遇水出现变形时，土层及其上层建筑物均会受到相应的影响，将产生很大的变形，同时其承载力严重下降，严重影响上部结构安全，因此，为了避免湿陷性黄土在施工期间以及施工完成后出现严重的湿陷破坏，对湿陷性黄土的结构性分析是非常重要的。通过本文分析，笔者对湿陷性黄土的组成及基本特征进行了初步探讨，并分析了湿陷性黄土的结构特性及其变形中结构性变化的规律，以供相应设计时进行参考。

参考文献：

[1] 邵生俊,龙吉勇,杨生等.湿陷性黄土结构性变形特性分析[J].岩土力学,2006,27(10):1668-1672.

[2] 邵生俊,周飞飞,宋春霞等.考虑黄土结构性变化的地基增湿压缩变形分析[J].土木工程学报,2006,39(6):94-99.

[3] 周飞飞.原状湿陷性黄土的结构性本构模型[J].铁道工程学报,2012,(4):13-17.

[4] 王梅.中国湿陷性黄土的结构性研究[D].太原理工大学,2010.

黄土地质学篇8

黄土高原的黄土研究 

    全球变化研究中的一个重要方面是研究过去、现在和未来的气候环境变化。有人曾形象地指出，新近时期古气候环境的历史是藏在大自然用密码写就的一本本“秘笈”当中的，世界各地的科学家们正在解释和读懂三本这样的“秘笈”：一本是深海沉积，一本是南极和格陵兰的冰盖，还有一本则是中国的黄土高原。黄土高原是具有全球意义的研究对象。 

    为什么人们如此重视黄土高原﹖ 

    首先，与极地和深海不同，黄土高原位于人类过去和正在居住的地球的陆地表面；另外，最近的研究还证实，它是迄今为止被发现的历时最长约2200万年、最完整的古气候记录的保存者。 

    中国的土地上拥有这样的一本“秘笈”，而且已经被读懂了一部分，这令我们深感幸运。当然，还有很多更加引人入胜的故事等待我们去解释。这是一项严肃而又艰巨的任务，也是一次振奋人心的挑战。黄土高原秘密的不断发现，提示着地球科学一个新时期的到来，至少在亚洲大陆上是如此。 

    作为大自然打造的三个近代气候环境档案库之一，黄土高原的独特之处在于，这里生活着上亿的人口，他们拥有百万年的历史；他们的生活和未来的发展需要科学；他们需要认识自己在自然界所处的位置，需要了解祖先和自身所经历的复杂的环境演化历史。 

    黄土高原是由黄土构成的。什么是黄土﹖形象地说，黄土就像人们常见的、发生在我们身边的“沙尘暴”的产物。2002年3月18日北京就出现过一次特大沙尘暴。近年来，人们对北方频繁发生的沙尘暴非常注意。国家业已投入大量资金治理由于不合理利用土地而产生的沙尘暴源地和影响地，以保障我国社会经济的可持续发展。 

    从沙尘暴的物质成分来看，它与黄土十分接近。黄土是一种风成沉积，主要由粒径为0．01—0．05毫米的粉砂级颗粒组成，成分包括石英约占60％、长石、云母等和少量重矿物，富含碳酸钙7％—30％。黄土多大孔隙、松软且具有湿陷性。 

    以近代沙尘暴作为黄土形成过程的参照来研究，黄土高原是一个巨大的天然实验室。黄土的发生和沉降记录表明，黄土高原是一个积累了至少2200万年、基本连续的实验数据的实验室，一个可供重建2200万年以来黄土高原及其周边地区环境演变历史的实验室，可提供这个地区未来发展的情景。 

    黄土高原这个天然实验室的内容是什么呢﹖是研究今天干旱化的环境及过去和未来的景象。黄土高原的风尘沉积黄土和古土壤可以直接指示其物质来源区的干旱化过程，风力搬运的动力学机制；沉积速率、粒度变化等气候指标还可以和其他两本“秘笈”中的章节相对应。它可以告诉我们黄土沉积的时空特征和规律，也就是它自己的“历史”，同时帮助我们解读其他两本“秘笈”。 

黄土高原简介 

    黄土高原分布于北纬34—45度之间，总面积约380842平方公里，黄河贯穿其中。在同一纬度，欧洲和北美的黄土地带构成全球的小麦和玉米带，西方人称之为“面包篮子”。黄土高原占据了全国耕地面积的1／5，养活了全国1／5以上的人口。这里水土流失严重，每年通过黄河输出的泥沙为16亿吨，是尼罗河的30倍、密西西比河的90倍。 

    在地貌学上，黄土高原可称为一个巨地貌单元。长期的侵蚀和切割形成了黄土高原特有的地形，最常见的为峁、墚和塬。 

    峁：多分布于黄土高原北部，为圆锥形丘陵，是一种发育在各种黄土堆积上的参丘； 

    墚：多分布于黄土高原中部，为长条形的脊状地形，是一种叠加的古侵蚀地形； 

    塬：多分布于黄土高原南部，为平台状地形，由多层叠覆的黄土／古土壤层构成。 

    黄土高原是中华民族文化的发祥地之一。西安东南的蓝田县发现了110万年前的蓝田直立人、化石和石器。塬区的黄土地层最为完整和连续，因此地质工作多集中于塬区，以此为突破口来解译黄土高原这本“秘笈”并告诉人们它所经历的故事。在近代中国地质学家对黄土高原的研究中，共发生了6次较大规模的破译黄土高原密码的科学事件。 

六次破译黄土高原的密码 

    一红色土地层的建立 

    黄土作为一个地质单元为早期来华工作的西方地质学家所注意，始自19世纪。庞培利、李希霍芬、奥勃鲁契夫、安特生等认为中国黄土系风力搬运并沉积于草原的产物。中国地质学家于1920年起开展黄土研究。1930年，德日进和杨钟健作了黄土地层与古生物研究，这一工作是开创性的。他们将黄土高原黄土划分为上下两大部分，上部称马兰黄土，下部称红色土。这是一个以“观察地质”为主要工作方法的以分类定名为主要工作内容的时代。他们第一次把中国黄土高原厚达300余米的黄土划分为马兰黄土，红色土a、b、c等四层，并按其中所含古脊椎动物化石定为现在仍延续使用的第四纪的早、中、晚期，是在前人工作基础上未分期的一个突破。尽管囿于当时的认识没有解决红色土的成因问题，但他们严谨的古生物和地层划分工作已经成为后人典范。 

    二古土壤层的发现 

新中国成立以后，黄土高原的建设和水土保持工作、建筑工程的地基础工作和对人民群众各种疾病的防治等，对黄土研究提出了新的要求，也开始了黄土与环境研究的新阶段。20世纪50年代年，土壤学家朱显漠、石元春等对黄土和黄土中古土壤层的研究表明，黄土层中所夹的红色条带，即德日进和杨钟健所称的红色土，实质上是一种褐色土型的古土壤层。在黄土高原的董志塬，洛川塬等地都可以发现多次黄土和古土壤相重叠产出的状况。 

    对黄土和古土壤序列的认识破译了红色土的红色条带之谜，使人们对黄土有了一个全新的认识，古土壤的确认对黄土成因问题的讨论起了重要的作用。因为黄土和古土壤都是在风力作用下、气候环境的变化下所形成的，而这是一种干旱的气候环境。以黄土作为干旱化的标志的认识虽不十分明确，但对黄土作为风力搬运的沉积的时间认识则由十多万年，向前推进到了260万年。认识了巨厚的黄土高原是260万年来风力以沙尘暴的形式所形成的；而干旱的沙尘暴时期中间又有多次气候变为温暖湿润的时期。 

    在这一时期，王挺梅、朱海之等发现黄土在空间分布上具有颗粒粗细自西北而东南逐渐变细的特点，并把黄土高原的黄土划为砂黄土、黄土、粘黄土带，这一划分对黄土高原的水土保持工作，和黄河泥沙中粗砂的来源区以及黄河泥沙的治理提供了依据。 

    黄土地区地基的湿陷性问题研究，也从黄土地层的划分和分布、年龄的新老关系等研究中得到有益的启发，取得了新的进展。黄土研究在20世纪60年代进行了总结。中科院刘东生与前地质部张宗祜以《中国的黄土》为题，在1961年国际第四纪研究联合会的第六次国际会议上发表了论文。60年代末期，对中国地方性疾病克山病的研究取得了成就。 

三古地磁研究的发现 

    20世纪70年代，随着古地磁学、同位素地球化学、年代学等新学科和技术的发展，认识黄土的手段不断进步，破译密码的能力不断加强。黄土的研究从肉眼观察形成概念阶段进入到观察与测量和实验相结合的阶段。这也是一个从实验数据形成概念阶段。 

    黄土与古土壤层的磁化率，随黄土与古土壤中所含磁性矿物的种类和丰度而变化。测量结果显示，黄土与古土壤的磁化率可以用来作为反映地质作用、环境变化的气候要素的替代性指标。这一进步促使我们将黄土高原沉积与深海沉积进行对比；冰芯的研究结果也与黄土高原进行了对比，是黄土高原研究从建立区域性特征到进行全球对比的起点。这一时期总结性的工作为《黄土与环境》一书的出版。 

四冬季风和夏季风的标志 

认识到中国黄土与古土壤的磁化率作为古气候的代用指标以后，人们得到了大陆沉积和深海沉积这两本秘笈的对比。随之而来的问题是：黄土为什么和怎样能够记录全球性古气候变化的问题。黄土和古土壤是通过什么机制把全球气候变化记录下来的﹖安芷生提出黄土和古土壤分别代表古气候环境的冬季风盛行和夏季风盛行的模式对了解黄土与古土壤的形成和解译其环境秘密有着重要的理论意义。 

    当代气象观测告诉我们，中国的沙尘暴事件受西伯利亚高压的影响，与西北方向吹来的风有关；而黄土高原的降水则主要是受来自东南方向的夏季风的影响，同海水的温度和海洋与大陆之间的距离有关。 

    黄土高原的主要气候控制因素—冬季风和夏季风如实地把全球冰期和间冰期的气候状况传送到亚洲大陆内部形成黄土高原；而黄土高原的黄土和古土壤层则忠实地把区域性的和全球性的气候信息记录于自身的密码之中。 

    丁仲礼利用黄土和古土壤中粒径＜2微米／＞10微米0．002毫米—0．010毫米的颗粒含量的比值作为冬季风搬运尘颗粒的风力强弱的代用指标，讨论冰期和间冰期环境的变化。他所得到的曲线，可以与深海沉积中同时期的氧同位素曲线进行对比，吻合情况较好。 

宝鸡的黄土剖面有160多米厚，在260万年的时间内共有32次黄土与古土壤的配对。它们代表了32次的由暖湿到冷干的变化。这一结果证明了大陆冰期和间冰期的多次性，丰富了以前认为大陆仅有四次冰期的理论。 

    在大陆上无论是何种冰川，气候变化对其的影响均表现为冰川和冰盖边缘的进退。一进一退，后者往往破坏了前者所保存的信息，所以在地球的大陆上几乎找不到冰川消长的完整物质记录，因而它的记录也很难与深海沉积所记录的冰期与间冰期的结果相比较；而反映气候变化的连续的黄土与古土壤层则弥补了冰川的这一缺陷。黄土高原这本“秘笈”不仅记录了冰期与间冰期这种万年尺度的气候变化，而且还能显示更为微细的千年尺度的气候变化。 

    正堂利用甘肃西峰镇和陕西长武黄土塬区的剖面黄土与古土壤中的析出铁和全铁代表的风化强度比值作为夏季风的代用指标。夏季风强盛时期，由于温度和湿度的增加，其风化程度加大，在黄土形成时期则相对地风化强度减弱。这一代用指标较常用的以磁化率作为夏季风的代用指标有其优点，也可以与深海同位素研究的结果对比，说明其具有全球意义。 

    从20世纪80年代以磁化率作为气候的代用指标，到90年代以颗粒比值代表冬季风强度，以风化指数代表夏季风强度，中国黄土研究逐步跨人了多种代用指标并存的时代，亦即是用更多的方法解译黄土高原秘密的时代。这一工作为后来认识上新统红粘土为风成沉积开辟了新的途径。 

五米兰柯维奇周期的启示 

    当前关于驱动第四纪冰期和间冰期古气候变化的学说以米兰柯维奇的天文周期假说较为普及。地球轨道偏心率、地轴倾角和岁差的周期性变化影响地球接受太阳辐射的总量和太阳能量在不同纬度和季节的分配。季节性的太阳光线在高纬度的变化，可以降低夏天的温度。假如夏天温度变凉，夏天的时间变短，则前一冬天的所积冰雪可以保持下来不被溶化。这样一个机制会导致冰川的增大，冰期的到来。轨道的变化在中纬度和高纬度会导致冷与暖的交替出现。berger计算寒冷期的时间和第四纪冰川发展的冰期相吻合，所以他的结论是地球轨道的变化导致第四纪冰期的出现。 

现代计算指出，仅是轨道变化本身不能导致冰川的前进或后退。轨道周期引起的地球系统的其他方面的变化则能够导致并增加这种变冷的情形；而这样一个相对较弱的初始的颤动可以被放大直到形成巨大的气候变化。有人研究认为，高纬度气候寒冷导致大面积森林消失，使太阳到达地球的能量被反射，导致地球变冷；冰川因而加大再反射更多的太阳能，致使冰期出现。 

    全球冰量的增加，特别是北极地区冰量的增加会导致西伯利亚高压的增强，这一增强可能会使得亚洲内陆干旱化加剧。黄土高原的形成可能更多的与此有关，而青藏高原的隆起也促进了干旱化的形成和黄土的沉积。 

    黄土高原这本“秘笈”可能和深海那本“秘笈”一样都有一个形成过程“简单”的特点，不像河流、湖泊沉积等形成过程复杂，因而对再造古气候历史比较有利。受米兰柯维奇周期理论的启发，人们对于2．6百万年来、特别是1．8百万年来气候波动的历史和形成这种波动的原因、驱动力已经有了很好的认识和发现。 

六青藏高原让风吹干了亚洲大陆 

    郭正堂等通过对董志塬的黄土和黄土下的上新世红粘土以及甘肃秦安的中新世晚期古黄土与古土壤序列即以前称为甘肃系的地层的研究，认为亚洲内陆荒漠化起源于2200万年以前，由此到620万年之间为较稳定的干旱化和气候波动时期，形成了秦安的黄土。自620万年到500万年是一个干旱时期，500万年到360万年这段时间则是一个相对温暖湿润时期。360万年以后黄土高原粉尘沉积的速率表现为持续增长的趋势，到260万年这种再次增长加强，第四纪黄土大量沉积。 

在这研究阶段，以黄土作为干旱的象征的形成时间向前推进了，增长了近十倍。这在亚洲大陆是一个惊人的发现。 

    国内学者对中国干旱化历史的认识有两次大的突破。一次是在20世纪20年代，把亚洲干旱的历史由13万年放大到260万年；一次是90年代到现在，把干旱的历史放大到600万—800万年上新世红粘土的重新认识为黄土，再由600万年又放大到2200万年。如何认识2200万年前开始的中国大陆北部的强烈的干旱化﹖与青藏高原的形成和隆起在时间和空间上的关系如何﹖这是一个今后应当考虑的问题。 

    2200万年以来的一段时间虽然在几十亿年的地质时间表中不是很长的一段，但和人类的存在的时间相比较还是相当长的，既使从600万年起来算也有好几倍。这种持续的风力和今天环境中的风力同是地质营力。 

黄土地质学篇9

【关键词】黄土高原；综合治理；植被保护与修复；生态学

近年来，由于全球生态环境越来越不规则的现象频繁发生。对此，国家加大对我国生态环境治理的投入，高度重视我国的西部大开发工程，多次强调对西部地区包括我国的黄土高原地区加快速度实行退耕还林、还草，加大对黄土高原的绿化、恢复黄土高原的植被、改善生态环境。但是，就目前黄土高原综合治理的现状来看，还存在着多方面的问题，需要我们引发对其综合治理的生态学思考。

一、对黄土高原综合治理的现状分析

由于黄土高原其特殊地理位置的存在，致使其生态系统显得格外脆弱，对自然灾害的抵御能力较低。在众多地貌特征中，黄土高原处于由沿海向内陆、由平原向山地高原、由森林向草原、由湿润向干旱的过渡，其自然条件多样复杂、相互交错，导致黄土高原缺乏稳定的自然生态环境条件，生态系统十分脆弱，易引发地质地震灾害、气象灾害及水旱灾害，从而导致频繁的发生水土流失、土壤侵蚀、泥沙淤积等自然灾害现象。然而，由于人类不科学的采集、开发与利用，对地表植物进行大规模的滥砍滥伐、过樵过牧，致使生态环境本就脆弱的黄土高原引起强烈的自然环境反应，极大地增加了黄土高原自然灾害发生的频率。

究其以上黄土高原综合治理的现状来看，黄土高原的生态环境已然遭到了破坏，并且恢复起来极为困难。据历史资料详细记载，黄土高原本是沟壑稀少、原貌广阔、植被茂盛的地区，随着人口的日益增加以及人类大量的开采活动，加剧了黄土高原环境的恶化，由于其植被的日渐减少，气候开始变干、土壤大范围的遭到侵袭。显然，在黄土高原生态环境遭到严重破坏的今天，其根本原因是由于人们对植被的大量开垦导致其植被大量减少，使黄土高原的整个生态系统遭到破坏。要想通过对黄土高原进行综合治理使其恢复原貌，仍存在着很大的压力及挑战，必须从根本上对黄土高原的植被进行保护与修复。

二、对黄土高原植被保护与修复的生态学思考

1、必须坚持保护与修复并举的治理方法，加快黄土高原生态系统的恢复

根据黄土高原综合治理的现状分析，必须坚持对黄土高原植被保护与修复并举的方法，才能加快对黄土高原生态系统的修复。

（1）对黄土高原植被保护的生态学思考

所谓保护，就是首先应停止人们对植被大量的开垦和采集，加大力度停止人为的破坏和负面干扰，并通过相关部门加强对黄土高原现有的植被资源进行有效的控制和合理的利用，维护其向良好的方向进行转化，避免其生态系统的恶性循环。

（2）对黄土高原植被修复的生态学思考

所谓修复，就是通过大量的人力、财力、物力重新建立一个原始的、适合其发展的黄土高原生态系统。这种方法也正是当前国际生态学领域研究的重点课题，当然，要想通过对黄土高原进行深入的研究分析，从而找出原始的生态系统，凭借当今的经济条件和科学技术很难实现，就算有充分的经济基础和先进的科学技术支持，要想找到黄土高原原始生态系统的可能性也几乎为零，更不用说重新建立一个适合其发展的原始生态系统了。因此，应该把保护放在首位，把修复定位在对生态功能被破坏或生态功能受阻的情况下，实行保护与修复并举的方法，加快其生态系统的恢复。

值得一提的是，对于黄土高原植被的修复方面，没必要一定要修复到最佳的原始状态，当然这种状态也是无法实现的，那么只要我们将其整个生态系统恢复到某个相对稳定的适中状态即可帮助其整个生态系统自身迅速、持久的提高生产力，靠自身生态系统的维护与发展，最终营造适合黄土高原自身存在及发展的最佳生态环境。

2、制定黄土高原植被保护与修复的规划，并符合客观自然规律

为了响应国家对加强黄土高原生态系统重建的号召，在对其进行植被保护与修复之前，应制定一个符合客观自然规律的生态建设规划，使其在黄土高原的植被修复、生态建设、退耕还林的全过程中，有据所循，对黄土高原生态系统的恢复与整治中可能存在及容易出现的问题，有更加全面的应对措施和解决途径。例如：黄土高原存在着明显的地域差异，其在类型表现上的多样性以及空间尺度上的多级性，都反映了自然界是一个多级的物质系统，并且各级物质系统都有其独立存在发展的客观规律，这些客观规律，在自然界普遍存在且不以人的意志为转移。因此，在进行黄土高原生态系统重建、植被保护与修复的治理前，应制定符合客观自然规律的植被保护与修复规划，确保对黄土高原生态系统的重建及整个治理过程中的科学性、决策性。

结 语

随着经济的日益发展和人口的不断增加，全球的生态环境频繁发生着不规律运行的现象，近些年，地质灾害、气象灾害、水旱灾害等在全世界频繁发生。挽救全球生态系统失衡现象是当前刻不容缓急需解决的问题，我国加大对西部大开发工程的建设与投入，也正是在为挽救全球生态系统失衡现象贡献自己的力量，同时为我国自身的发展提供良好的保障。现如今，我国黄土高原生态环境已经遭到了严重的破坏，要想改善其生态环境必须从根本上加大对植被的保护与修复工作。然而，要想恢复黄土高原良好的生态系统，是一项久远且艰巨的任务，需要我们通过长期的不懈努力、学习以及加深对其植被保护与修复的思考，才能绿化我国的荒山、为我国经济的发展提供良好的生态环境大前提。

【参考文献】

[1]韩新辉.黄土高原退耕还林还草工程生态效应及作用机理研究[D].西北农林科技大学，2008.

黄土地质学篇10

关键词：地震灾害发育特征电力工程影响评价

中图分类号：F470.6 文献标识码：A

1前言

地震是地球内应力快速释放而在地表形成强烈震动和破坏的一种地质作用。其能量来源于地球内部，目前人类仍无法确切知道其形成机理，因此无法准确地预测地震发生的时间、地点和强度。地震以及地震引起的地质灾害经常造成人民生命和财产的巨大损失，2008年发生的汶川地震死亡和失踪约8万人，产生的经济损失数千亿元。西北黄土高原处于我国地势的第二台阶，构造上受到青藏高原不断隆升的影响，特别是处于高原的宁夏、甘肃、陕西关中、山西汾河河谷等地区，现代构造活动强烈，均位于我国著名的地震带，多次发生破坏性地震，诱发了大量地质灾害。本文总结了黄土地区地震引起的地质灾害的类型，分析了各类型地质灾害的特征及其对电力工程的影响，对黄土地区电力工程建设具有指导意义。

2.黄土地区地震概况

据历史资料记载截止2011年，黄土高原及其周边地区6级以上破坏性地震51次，其中7级以上强震22次，8级及大于8级的特大地震6次。我国最早的地震记录是公元前780年“周幽王二年，西周三川皆震……，是岁也，三川竭，岐山崩”，造成岐山滑坡，堵塞了泾、渭、洛使其断流。2008年5月12日发生在四川汶川8级地震波及大半个中国，地震损失8451亿，其中四川省的损失占总损失的91.3%，甘肃省为5.8%，陕西占2.9%；民房和城市住房损失，占总损失的27.4%，学校、医院和其他非住宅用房的损失，占20.4%，道路、桥梁和其他城市基础设施损失，占21.9%。电力工程也不例外，甘肃、陕西黄土区变电站停运10座，线路停运13条，损失负荷233万千瓦。

3.各类黄土地区地震地质灾害的特征

3.1黄土地表断裂

由于地震构造作用造成近地表岩土体的相对错位而在地表留下的连续分布的破裂和位移，其幅度从几十厘米到十几米，宽度可达几百米，总长度一般几十甚至几百公里。黄土地区地震多数形成明显的地表断裂。

3.2 地震滑坡

地震滑坡是伴随着地震的发生瞬间而发生的，往往在山区表现的特别突出。地震发生的特点就是突发性比较强，猝不及防，地震地质灾害是瞬时突发性的社会灾害，地震发生是十分突然，一次地震持续的时间往往只有几十秒，在如此短暂的时间内引发大量的地质灾害，造成房屋倒塌、人员伤亡和电力设施的损坏，这是其他的自然灾害难以相比的。地震同时具有破坏性大，成灾广泛。1920年12月20日宁夏海原发生了的强烈地震，共引发黄土区地震滑坡270多处，平均密度1.5处/km2。从数量和分布密度上来看，西北黄土区地震造成的滑坡分布密度远大于其它地区或其它类型的灾害，呈现广泛分布态势。地震波到达地面以后造成了大面积的建筑物和黄土区电力工程设施的破坏，对我国电力设施往往可能造成巨大的经济损失。

我国西北黄土区地震滑坡的滑动方向是随机的，在各方向均有分布，没有明显的主方向。地震滑坡的滑动方向主要决定于地震发生时的地形条件，在较高海拔的黄土在强烈震动下均可向较低海拔发生滑动，没有确定的方向，形成了一个斜坡从上到下多级滑动。这说明地震对黄土体在各个方向作用相同，地震使黄土体松散，在自重作用下向下错落，形成了大量随机展布的地震滑坡。

滑坡是自然斜坡在复杂地质作用下发生的破坏变形，地震是其中一种作用，相对于其它作用而言，地震是外部荷载叠加在斜坡体的营力，地震是一种快速作用；而其它因素如降雨、灌溉、采矿等均是这些因素造成斜坡的水分或土体在自重作用下，逐渐变形而失稳，是一种渐变的作用，这造成地震滑坡与一般重力滑坡特征明显不同，

3.3黄土震陷灾害

黄土震陷是指非饱和、低湿度的黄土在地震荷载作用下，黄土场地产生的突然的附加沉陷。在平坦场地，伴随不均匀沉陷产生黄土粉碎性破坏、裂缝等地基失效现象而导致建筑物的开裂、倾斜或倒塌；在黄土丘陵斜坡地段则可能诱发地震滑坡；在黄土丘陵顶部，形成圆形陷落坑。

黄土震陷有许多史料记载，如1817年通渭地震“平地裂陷”，1927年甘肃古浪8级地震造成黄土地区滑坡密集，在10度区内的3级阶地上，黄土层如犁翻地的地面酥裂现象至今清晰可见。地震陷落坑在形态上与黄土落水洞相似，但地震陷落坑是黄土在地震作用下被震碎，发生类似液化的土体流动造成的，而黄土落水洞是在流水作用下黄土发生潜蚀，下部土体先被带走，上部土体失去支撑向下塌陷形成的，地震陷落坑分布在丘陵的顶部，相互之间没有联系，而黄土落水洞分布在低地平台或斜坡上，多沿水流方向呈串珠状分布。

3.4其它地震地质灾害

地震在黄土地区形成的地质灾害除了地表断裂、黄土滑坡、黄土震陷以外，还包括地裂缝、地震液化、泥石流、地震泉等。

3.5黄土地区地震地质灾害特征分析

黄土地区地震诱发的各类灾害具有分布广泛性、发育群集性、致灾快速性、影响严重性，这是由于黄土本身性质和黄土高原的气候特点决定的。

分布广泛性指平面上各类黄土灾害在8度以上地区广泛分布，滑坡、崩塌连续分布，陷落坑、落水洞比比皆是并大多呈现串珠状。发育群集性指各类地质灾害的发育集中分布在黄土沟谷，黄土塬边中，而在大面积平坦的黄土塬内部灾害少见，也就是说地貌形态对灾害的分布和发育特征有控制意义。致灾快速性指各类灾害在黄土地区会快速形成危害，直接危及人民生命和财产安全。影响严重性指黄土地区发生的地震，次生地质灾害造成的危害巨大，由于人口分布广泛，建筑条件差，经常掘土为窑，地震时无法及时避难。如1556华县地震死亡超过80万，是目前地震伤亡最多的。

4.黄土地震地质灾害对电力工程的影响

黄土地震灾害具有以下隐患：

（1）黄土震陷是在平坦场地，伴随不均匀沉陷产生黄土粉碎性破坏、裂缝等地基失效现象而导致建筑物的开裂、倾斜或倒塌；在黄土丘陵斜坡地段则可能诱发地震滑坡；在黄土丘陵顶部，形成圆形陷落坑。一般黄土区发生地震后都不同程度发生多处黄土震陷、落水洞，制约电力工程的选址。

(2)地震滑坡，黄土地区地震活动频繁，使得该区新老滑动面交织叠加，并使一些未曾滑动的土体产生多处裂缝，当遇强烈地震或暴雨时，就可能再次发生滑坡灾害。当地人多依山为宅，田地多建于滑坡体上，一旦山体滑坡就可能使人民的生命财产毁于顷刻间。

（3）地表断裂

地震构造作用造成近地表发生断裂，表现在岩土体内部发生相对错位而在地表留下的连续分布的破裂和位移，其幅度变化较大，对火力发电厂、超高压和特高压输电线路及变电站（所）的安全运行带来严重的影响。

对各类黄土区电力工程来说，无论地质灾害是什么成因，首先应尽量绕避，但在黄土地区地震地质灾害的普遍性及其隐患，使得我们很难找到不受地震地质灾害影响的地方，只能在复杂地段寻找相对稳定的“安全岛”。

区域电力系统是一个庞大而复杂的工程系统，作粗略的划分，一般是由发电、变电、输电三大部分组成的。发电系统主要指电厂，可以包括火电、水电、核电、风电、光伏太阳能电站、燃油电站和天然气电站等类型；输电系统包括高压输电线路、电厂主变电站和分设于各城市的高压变电站等。作为生命线工程之一的电力系统，地震地质灾害是最有可能造成电力工程遭受严重破坏的情况之一，它会使电气设备（发电机、变压器、线路等）发生故障而破坏，继而导致整个电力系统运行的瘫痪或全面瓦解。电力系统失效造成的间接损失更是巨大的，不仅严重影响正常的生产、生活，随之而来的次生灾害还可能给社会带来难以预料的后果，如火灾、缺水等，并且给震后救援工作的展开和恢复重建带来苦难。因此，电力工程抗震显得尤为重要。

一般来说，工程抗震要求贯穿于规划、勘察、设计、施工及运营的整个过程。目前，电力工程抗震主要考虑发电厂、输电线路和变电站的抗震性能。总结历次震害可知，电力设施的震害是由地震震动和地基失效两种原因造成，地震震动可以通过电力设施抗震设计和增加适当的抗震措施来解决，地基失效（如砂土液化、不均匀沉陷等使高压输电塔塔体倾斜、倾倒、构件损坏等）可通过按现行的规范进行判别、加固和改造地基来解决。

根据《电力设施抗震设计规范》（GB50260-96）有关条款，电力设施中的火力发电厂、变电所、送电线路的建构筑物和电气设施，以及水利发电的有关电气设施（但不包括烟囱、冷却塔、一般管道及其支架）选址与总体布置的原则是：电力设施场地应选择在对抗震有利的地段，避开对抗震不利和危险的地段。当为9度时，重要电力设施宜建在硬场地的地区。发电厂的铁路、公路或变电所的公路应避开地震时可能发生崩塌、大面积滑坡、泥石流、地裂和位错的危险地段，选择有利地段展线，以尽量减少危害。

因此，在黄土地区，应优先选择抗震有利地段，远离地震断裂带、斜坡和河谷低阶地，选择宽阔完整的黄土塬或黄土台阶，地形平坦，土体完整，地表断裂、地震震陷和地震滑坡等地震地质灾害没有或少见，避开地震地质灾害集中分布的区域；对电力设施抗震不利地区的各种情况则应视具体情况进行分析和处理或通过专门研究来解决；如果查明可能发生滑坡、崩塌、泥石流、地陷、地裂和地表断裂位错等地区或地带是危险地段，不应选作电力设施场地。

5.实例分析

天水750kV变电所位于甘谷县城以北12km的散渡河右岸平缓台地上， 所址区地势平坦开阔，现为耕地，东侧和北侧靠近的河岸落水洞发育，呈现不同形态。河岸与河床的高差超过20m。据钻探揭露，所址区湿陷性黄土厚度28～32m，计算的湿陷下限深度5.42～2.1m，湿陷类型均为自重II-III级，个别为自重湿陷性IV级。

本区受到多起强烈地震影响，特别是1718年通渭7.5级地震，震中距所址直线距离约25km，所址周边地表断裂、地震滑坡、黄土震陷等地震地质灾害大量分布，严重影响了变电所所址和进出线走廊的选择。

地震对黄土区内电力工程来说，有利有弊，经过地震后增大了黄土湿陷性，降低了黄土的工程性能，使处于临界状态的斜坡发生变形，地形变得更加平缓，在不发生高于本次强烈地震烈度的大地震， 一般不会发生变形破坏。

利用高密度电法对区内黄土震陷分布进行了验证和勘探，资料显示站址北部由于地形上的关系，存在地势低洼的过水通道，在过水通道区域黄土震陷比较发育，从地表就可以看到多处黄土震陷形成的落水洞，从电阻率反演剖面上可以看到多个高阻区域，可以观察到的落水洞分布情况，推断了多个落水洞异常，其余高阻异常推断为黄土区地层断裂发育异常。

6．结论

我国黄土地区多次发生破坏性地震，引起了大量地震地质灾害，主要的灾害类型有黄土地表断裂、黄土震陷和地震滑坡等，其中以黄土震陷灾害和地震滑坡为主，其中黄土震陷灾害具有：（1）数量多、密度大；（2）震陷范围大小一般呈矩形长条状，震陷方向一般为发震断裂延伸方向或平行于发震断裂方向；（3）落水洞基本顺黄土垂直节理向下发育，方向呈不规则；地震滑坡灾害具有：（1）数量多、密度大，仅研究区270多个，密度1.5处/km2，最大10处/km2；（2）滑动方向随机，各个方向均有；（3）规模小，滑动距离多为2-5m，形成大量的陡坎；（4）一般没有圈椅状地形；（5）滑坡倾角平缓，一般在7°~20°。这些特征都是因为滑坡是强烈地震在黄土覆盖区形成的，不同于缓慢内部变形，它们在强震区普遍分布，对工程建设影响严重。黄土地区地震地质灾害是黄土覆盖地区在强烈地震作用的结果，制约了西北黄土地区的电力工程的发展，增加了工程处理的难度，需要密切关注和深入研究。

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