風的地質作用

　風是一種很普遍的自然現象，是廣泛分布的外力地質作用之一。風的地質作用可以 發生在陸地的許多地區，但以干旱氣候區表現得強盛。因為在這些地區降水稀少且分 配不均，多以暴雨形式降落，蒸發強烈，年蒸發量超過降水量的數倍，植被稀少，日照強 度大，晝夜溫差大，物理風化強烈。這些自然條件大大地促進和加強了風的作用，使它成 為塑造當地地表形態的主要外動力。

　　風的地質作用風的地質作用主要包括風的侵蝕作用、搬運作用和沉積作用。

　　(1)侵蝕作用：風以自身的壓力和所夾帶的砂粒對地表巖土進行沖擊和磨蝕的過程 稱為風的侵蝕作用，包括吹蝕作用和磨蝕作用兩種形式。

　　吹蝕作用：吹蝕作用又稱吹揚作用，是依靠氣流的沖擊力和紊流作用，將暴露 在地表上的松散物質吹離地面的過程。吹蝕強度的大小取決于風力大小、地表碎屑物質的 粒徑和聯結程度、地面濕度、地面起伏和植被情況等因素。風速愈大，地面愈干燥，植被 愈稀少，組成地面顆粒直徑愈小愈分散，吹蝕作用則愈強烈。

　　磨蝕作用：風沙沿地面運動時，對地表物質的沖擊、摩擦和磨損的作用，稱為 磨蝕作用。磨蝕作用的強度也取決于風力的大小與地面的性質，風速愈大，風沙中作為磨 蝕工具的碎屑物質愈多，組成地面巖石愈軟弱，裂隙愈發育，磨蝕作用愈劇烈。一般來講， 只有大于0.2mm的砂粒才有明顯的磨蝕作用，而這樣的顆粒在強風的條件下才能被吹到 3——4m的高度，所以，吹蝕作用受高度的限制，在地表部分，磨蝕作用。在某些沙 漠地區，電線桿下部被磨蝕成凹槽，甚至被磨蝕吹斷；古老建筑的下部常常有類似的磨損 凹槽。

　　實際上，風的吹蝕作用和磨蝕作用是同時進行的，兩者相互是風蝕作用的有機結 合體。無吹蝕作用吹起砂粒，根本談不上磨蝕作用，而風沙的沖擊、磨損反過來也加強了 吹蝕作用。但在不同的條件下，吹蝕和磨蝕的表現是不一樣的，在基巖裸露地區，磨蝕作 用較為明顯；而在沙土覆蓋地區，吹蝕作用就顯得更為突出。

　　風蝕作用的不斷發展，使地面逐漸降低。如同河流下蝕作用一樣，風蝕作用也有一個 基準面，就是當地地下水位。因為地面下降達到地下水位時，土顆粒濕度較大，不會發生 吹蝕作用，同時由于地下水的出露，植物生長茂盛，阻止了風蝕的進一步發展。沙漠中出 現的一片片綠洲和湖盆，往往就是這樣形成的。

　　搬運作用：地表松散的碎屑物質，不斷地隨風力由源地運移到別處的作用，稱 為風的搬運作用。根據風力的大小，碎屑物質的運動形式也有推移、躍移和懸移三種形式。 在一定的風力下，不同粒徑的物質有不同的運動方式，而同一粒徑的物質，在不同的風力 條件，也表現為不同的搬運方式。如顆粒較大的物質，在較小的風力條件下，表現為推移 質；而在較大風力條件下，有可能表現為躍移質或懸移質。

　　根據我國沙漠的野外觀測，在離地面2m處，風速達4——5m/s時，風將地面上顆粒為

　　0.1?0.25mm的細砂顆粒揚起隨風吹走，即形成風沙流。風沙流中的含沙量隨高度的增加 而減少，顆粒粒徑也隨高度的增加而減少。就含沙的重量而言，無論風力多大，在風的搬 運過程中，以躍移方式為主（占70%——80%)，推移次之（占20%)，懸移少（一般不超過10%)，使風沙流中風運物質重量垂直分布，出現下多上少。

　　和流水地質作用一樣，風的搬運作用具有明顯的分選性，大于2mm的礫石多沿地面 滾動或蠕動；0.2?2mm的砂粒多在距離地面30cm的地帶內躍移前進；小于0.2mm的細 砂、粉砂、黏土顆粒則呈懸浮狀態隨風做長距離運動。如果是極細的塵土，則可以呈懸浮 狀態被風吹到很遠的地方，待風停息后逐漸沉積到地面上。風沙的搬運能量巨大，一次大 風暴的侵蝕，在大面積的地面上，黃沙滾滾，塵土飛揚，可以搬運成千上萬噸物質。在第 四紀以來，在長期的風力搬運下，地球上形成了浩瀚的沙漠和莽莽黃土。

　　沉積作用：由于風力的減弱，或因地表的山脈、森林、草叢、建筑物的阻擋， 風的搬運能力降低，風的搬運物便逐漸堆積下來，形成風積物，為風的沉積作用。

　　由于風的分選性作用，風積物在平面上的分布具有分帶性，從風源開始沿風的前進方 向，風積物的粒徑由粗變細，依次為細礫帶、粗砂帶、中砂帶、細砂帶、粉土帶等。我國 西北地區盛行西風，風積黃土的粒徑分布呈由西北向東南變細的特征。

　　2.風沙地貌風對地表巖石和松散堆積物的侵蝕、搬運和堆積過程中所形成的地貌，

　　稱為風沙地貌。它包括風蝕地貌和風積地貌兩類。

　　(1)風蝕地貌：由于風蝕作用只限于地表附近的范圍內，所以風蝕地貌在近地面處 明顯。風蝕地貌包括雅丹地貌、風蝕城堡、風蝕柱、風蝕蘑菇、風蝕洼地、石窩等。

　　(a)風蝕城堡：干旱地區的水平巖層，經過長期風蝕分割后殘留的孤立平頂小丘， 風蝕城堡形似片段的城墻，很像一座毀壞的古城，稱為風蝕城堡。這種地貌在 青海柴達木盆地內有廣泛的分布。

　　(b)雅丹地貌：干旱地區的沖洪積平原、湖積平原上，由于湖水干涸，黏性土干縮 開裂，主要風向沿裂隙不斷吹蝕，使裂隙逐漸擴大形成溝槽，在溝槽之間形成高幾米或十 余米的陡壁和垅脊，順主風向延伸較遠，溝槽內常為泥砂所充填。這種地貌在新疆羅布泊 北岸的雅丹地區典型，稱為雅丹地貌。

　　圖3 -12雅丹地貌

　　風蝕柱、風蝕蘑菇：在基巖分布區，如垂直裂隙發育，經長期的風蝕作用后， 巖體沿節理分離，就會形成一些孤立的石柱，稱為風蝕柱。其大小高低不一，有單獨的， 也有成群分布的。如果基巖構造水平，下部巖性較軟弱，近地面的風蝕作用強烈，結果下 部比上部磨損大，形成頂部大、下部較細的菌狀巖體，稱為風蝕蘑菇。

　　風蝕洼地：在松散物質堆積區，經風蝕作用后，常形成寬廣而輪廓不太明顯的 洼地，稱為風蝕洼地。這種洼地外形呈長橢圓形，長軸與主風向一致。有的洼地呈新月形， 自地面向下凹陷，甚至達到潛水面。背風坡較陡，常超過30°，迎風坡較緩。風蝕洼地一 般深度不超過10m，長度在1——2km之間。在我國青海柴達木盆地西部廣泛發育。

　　(c)風蝕石窩：在陡峭的巖壁上，由巖石的差異風化和風蝕作用形成的大小不等、 形狀各異的洞穴和凹坑，使巖石具有蜂窩結構，稱為風蝕石窩。這種石窩的直徑可達20cm， 深度約10——15cm，多分布在花崗巖或砂頁巖石壁上。

　　(2)風積地貌：風成沉積物主要有沙質沉積和塵土沉積兩類。沙質沉積是指風積作 用形成的各種沙丘；塵土沉積是指顆粒較細的塵土呈懸浮狀態被風力搬運，在某些地帶沉 積下來，形成的黃土地貌。由于風的分選性強，這兩類沉積物分別在不同的地帶沉積， 形成不同的沉積地貌。

　　沙丘：沙丘是沙漠地區基本的地貌形態，沙丘的形成和發展是在干旱氣候下風和沙 質地表的相互作用，并受地形、地面物質和植被條件等因素等綜合影響的產物，由于這些 因素在各地不同，因此產生多種類型的沙丘。

　　(a)新月形沙丘：在單一方向的風的作用下，形成的一種平面上呈新月狀的沙丘， 稱為新月狀沙丘。它的剖面的兩坡不對稱，迎風坡凸出，坡度較小（10°——20 ° )，背風坡坡形下凹，坡度較大（28°——34°，相當于沙土的休止角）。新月形沙丘在平 面上狀如新月，其兩側沿順風向延伸著對稱的兩翼，兩翼之間的交角取決于主風速的大小。 風速愈大，交角愈小。這種沙丘高度不大，一般不超過15m,個別的可達30?40m,沙丘 的寬度可達100——300m。

　　新月形沙丘在風力的作用下，還能順風移動。這時迎風坡的砂粒被風帶到沙丘頂部， 當達到丘脊后會順著背風坡滾落到坡腳堆積下來，接著后來的沙子又重新覆蓋在上面，這 樣迎風坡的沙子一層層地被剝去，后在背風坡一層層地堆積下來，于是沙丘不斷地前進。

　　沙丘的移動速度主要受風力、風的持久性、沙丘高度、植被狀況、沙丘濕度、地形起 伏程度等因素的影響。新月形沙丘的移動速度一般每年2?4m，個別的可以達到40m，甚 至更快。新月形沙丘是風積地貌中普遍的一種地貌形態，分布廣泛。

　　由于新月形沙丘的不斷擴大，或因不同大小沙丘移動速度的差異，使兩個或兩個以上 新月形沙丘連接起來，形成新月形沙丘鏈。規模巨大的沙丘鏈，在其緩長的迎風坡上，往 往又形成次一級的新月形沙丘，形成復合沙丘鏈，長度可達10km，高度達100m以上。在 北非的撒哈拉和我國的塔克拉瑪干沙漠，都有廣泛的分布。

　　上述這類沙丘的延展方向和風的方向垂直，一般將這類沙丘稱為橫向沙丘。

　　縱向沙壟：在單向風或幾個方向相近的風的作用下，形成沿主風箱延伸的壟狀 堆積地貌，稱為縱向沙壟。這種沙壟在縱方向上延伸較遠，呈沙脊起伏；在橫剖面上不同 部位有較大變化，前端具有明顯的側向迎風坡和背風坡；中部具有兩個對稱的緩坡；后端 呈現相當平緩而對稱的剖面。

　　縱向沙壟的規模因地而異，在我國西北沙漠地區，一般高十余米至數十米，長度數百 米至數千米；北非撒哈拉中縱向沙壟，可高達100——300m。

　　格狀沙丘：在兩個風向相互垂直的風力作用下，即可形成格狀沙丘。沙丘呈縱 橫交錯，狀如方格，沙丘之間有較深的洼地，這類沙丘在騰格里沙漠東南部常見，因 為這里盛行西風，形成了近南北向的新月形沙丘鏈；而后主風在賀蘭山前受阻轉為東北風， 因此在沙丘鏈之間形成短小的沙埂，構成格狀沙丘。

　　金字塔狀沙丘：在風力均勻的幾個方向風的作用下，發育的一種沙丘類型。在 高山山前地帶，氣流向前運動時受到山地的阻擋，使氣流發生干擾，形成巨大的旋渦，同 時又受到山前局部氣流的影響，因而風向復雜，便堆積成尖錐狀的金字塔狀沙丘，如我國 昆侖山北麓就有這類沙丘分布。

　　黃土地貌：黃土是第四紀時期干旱氣候條件下形成的一種松散堆積物。典型的黃土是 由風的搬運、堆積而成。黃土呈灰黃色或棕黃色，質地均勻，以粉粒（0.05——0.005mm) 為主，一般占總重量的50%以上；黏粒（小于0.005mm)和砂粒（大于0.05mm)的含量 較少。結構疏松，孔隙大，無層理，垂直節理發育。黃土具有獨特的工程性質：于燥時強 度較大，遇水時結構發生破壞，產生濕陷變形，具有濕陷性。黃土經剝蝕、搬運、再沉積 形成的黃土，具有明顯的層理，稱為次生黃土。

　　黃土在世界上分布廣泛，主要分布在干旱的中緯度地區。中國黃土大致沿昆侖山、秦 嶺以北、阿爾泰山、阿拉善和大興安嶺一線以南分布，構成北西西一南東東走向的黃土帶。 黃土帶的東端向南北兩個方向展布，北自松嫩平原北部（典型黃土北起遼西及熱河山地一 帶），南達長江中下游，處于北緯30°?49°之間，而以北緯34°?45°之間的地帶發 育、厚度大、地層全，構成中國黃土的發育中心。

　　關于黃土分布面積的估算，不同學者先后提出過不同的結果。依據劉東生等1965年 出版的《中國黃土分布圖》，黃土分布面積為440000km2，黃土狀巖石面積為191840km2， 兩者共為632520km2。如將黃土與黃土狀巖石與我國陸地面積進行比較，則黃土占陸地總 面積的4.4%，而黃土狀巖石占1.9%左右；王永炎（黃土圖集）測得黃土面積為631000km2。

　　黃土的分布面積以黃河中游地區大，占黃土總面積的72.36%;其次是新疆塔 里木盆地，為9.03%;分布面積小的是河西走廊，僅占0.35%。隨著工作的深入和資料

　　不斷充實，黃土分布范圍和面積必將還有一些新的變化。

　　黃土高原是指位于中緯度地區的黃河中上游地區，大致沿長城以南，秦嶺以北；西起 日月山，東到太行山東麓，行政上包括了陜、甘、寧、青、晉、魯、豫七省（區）的廣大 范圍。

　　黃土地貌是在多種內外力地質作用因素綜合作用下形成的。一方面黃土大面積覆蓋在 地表，所以黃土地貌基本上繼承了古老地貌的形態特征，但同時修飾和柔和了古地貌的起 伏，使之具有較為緩和的外形。另一方面，諸多外力因素如暴雨沖刷、坡面侵蝕、流水切 割、冰凍風化以及人類的活動，又改變著黃土地貌的外形，使其具有不同的特征，產生了 各種類型的黃土地貌，歸納起來共分為三類：黃土溝谷地貌、黃土溝間地貌和潛蝕地貌。

　　黃土溝谷地貌：黃土地區的溝谷十分發育，地面被切割得支離破碎，形成千溝 萬壑現象。按照黃土溝谷的形成、發展階段、形態和規模大小，溝谷地貌有許多類型。有 初期發育的細溝和切溝；有規模較大的沖溝；還有規模更大的河溝。從細溝、切溝、沖溝、 河溝的發展過程，就是小溝谷發展成大溝谷，大溝谷發展成經常流水的河谷的過程。黃土 地區的溯源侵蝕十分強烈，尤其是暴雨時，溝頭進展非常迅速。如陜西董志塬上的東溝溝 頭溯源侵蝕速度達每年5m，1947年6月，8h的降雨量為132mm，使馬家集至雷家胡同一 帶的溝頭推進了 10m。

　　黃土溝間地貌：溝間地貌在我國黃土地區廣泛分布，可分為塬、梁、峁三種類

　　型。

　　黃土塬：黃土塬是指由黃土覆蓋的、范圍較廣的平坦高地。其特點是外形呈平臺狀， 地面平坦，邊緣地帶由于受到溝谷侵蝕影響而變得支離破碎，參差不齊。黃土塬的面積較 大，一般數十平方千米，如隴東的董志源，海拔1400m，長80km，寬處40km。

　　黃土梁：黃土梁是指由平行于河谷的長條狀黃土高地，頂面平坦，一般是由兩條平行 的溝谷分割黃土塬形成的。梁的頂面平坦者稱為平梁；緩慢起伏的稱為條梁；梁的脊線起 伏較大，有明顯的土丘和鞍部的稱為峁梁。我國黃土地區，許多梁的形成與堆積前的地形 有關，當時古地面已具有梁的輪廓，然后黃土堆積其上，又受到近代流水的侵蝕所致。

　　黃土峁：黃土峁是指孤立的黃土丘，是河谷進一步分割黃土梁而形成的饅頭狀丘陵。 峁坡呈凸形斜坡，坡度一般在20°左右。黃土峁常分布在切割較深的河流下游地區或河流 的交匯處。

　　黃土潛蝕地貌：地表水沿黃土的裂隙和孔隙下滲，進行機械侵蝕和潛蝕，帶走 了部分土粒和膠體物質，使黃土的孔隙增大，形成洞穴。經過流水和重力地質作用，引起 洞穴的塌落，形成黃土特有的潛蝕地貌，亦稱黃土喀斯特地貌。黃土潛蝕地貌主要有以下 幾種：

　　黃土碟：黃土碟是一種近似碟形的洼地，是由于地表水均勻下滲侵蝕黃土后，土層上 部被掏空，在重力作用下，土層被均勻地壓密，使地面均勻下沉。黃土碟深度一般僅數米， 直徑10?20m，多分布在平緩的地面上或溝頭。

　　黃土陷穴：黃土陷穴是地表水匯集到黃土節理裂隙中進行潛蝕作用使黃土塌陷而形成 的一種穴狀洼地。陷穴在黃土地區分布很廣，多分布在地表水容易匯集的溝間地邊緣地帶 和谷坡的上部，特別是切溝和沖溝的溝頭附近發育。根據陷穴的形態特征，可分為豎 井狀陷穴、漏斗狀陷穴、串珠狀陷穴三種。豎井狀陷穴呈井狀，口徑小而深度大，主要形 成于地形相對高差較大，黃土厚度大，有利于水流匯集的黃土塬邊緣地帶；漏斗狀陷穴呈 漏斗狀，深度小，主要分布于谷坡上部和梁峁的邊緣地帶；串珠狀陷穴是由多個陷穴連成 一體，在陷穴的底部常有孔道相通，多分布在溝床上或斜坡上。黃土陷穴是溝頭侵蝕的方 式之一。

　　黃土橋：由兩個或多個陷穴串通后，其表面沒有塌陷的部分，形成的橋狀地貌，稱為 黃土橋。黃土橋塌陷后又可發展為溝谷。

　　黃土柱：流水不斷地沿垂直裂隙進行侵蝕和沖刷，使黃土發生崩塌，逐漸分離成柱狀 的殘留土體，稱為黃土柱。黃土柱一般高度為幾米至十幾米，由于頂部受水的面積較小， 不易被流水破壞，所以可以保留數十年甚至上百年。