自然地理综合实习手册学生用Word文档格式.docx

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第一节地质地貌背景

地质地貌既是自然地理要素的基本组成部分，又在自然地理各要素之间形成与演化起着基础性的作用。

本节中，将简要介绍与陕西自然地理分异有关的大地构造背景，与陕北黄土高原形成有关的黄土及黄河历史，以及从水系特征上认识和了解陕西的新构造运动与地貌空间结构及自然地理的近期过程。

一、陕西大地构造背景

陕西地区在大地构造上牵涉中国的许多构造单位。

它跨有华北地台及华南地台的部分并占有分隔上述两个构造单位的秦岭褶皱带的一部分。

因此陕西地区在中国大地构造的部位可说带有关键性。

陕西大地构造分区基本上分为三带。

在北秦岭即北秦岭加里东褶皱带及其以北地区属于华北地台的一部分，在巴山及其以南属于扬子地台的一小部分，在两个地台之间是著名的秦岭地槽。

二、陕西黄土及黄河历史

（一）黄土沉积

中国第四纪在长期的地质发展过程中，堆积了大量的黄土。

黄土分布十分广泛，北方和南方都有这个时期的黄土沉积。

在北方，东到太行，西至青海、甘肃，北到内蒙古，南至秦岭，分布了大面积的厚层的黄土，这也是目前世界上黄土分布规模最大的地区，黄土高原就是由此而来的。

陕西是黄土分布最多的省份，自北而南都有黄土的踪迹，著名的洛川地区是目前已知黄土最厚的地方（厚度达200m），并吸引了大批的第四纪研究者，其中，刘东生院士是世界上享有威望的研究者。

人们早期对黄土的认识比较笼统，认为由黄色或棕黄色尘土和粉砂细粒组成的、质地均一、富含钙质结核，和多孔、块状层、发育垂直节理、松散的粉砂岩就是黄土。

后来黄土与黄土状岩石的概念被广泛应用。

1、黄土的基本特征

①黄土的机械成份

黄土以粉土为主（粒径在0.05～0.005mm），平均含量达50％以上。

进一步分为细砂（＞0.05mm）、粉砂（0.05～0.005mm）和粘土（＜0.005mm）。

黄土在垂向上的早期黄土与晚期黄土比较，前者细砂含量低，粉砂含量高，粘土也较多，多为亚粘土和中亚粘土；

而晚期黄土则多为中亚粘土至亚砂土。

②黄土的矿物成分

黄土中的矿物包括火成、沉积和变质不同成因及来源，数量多达60余种。

其中可分为重矿物、轻矿物和胶体矿物。

部分地区的黄土中还有少量的岩石碎屑。

黄土中的矿物以石英和长石为主，其中石英含量＞50％，长石含量29％～43％。

含大量在地表条件下不稳定矿物是黄土组成上的突现特征，象角闪石、黑云母、辉石等。

黄土中的粗粒矿物一般为次棱角状到棱角状，表面比较新鲜，风化很微弱。

但在观察黄土矿物特征时，也应注意其形成以后的次生变化。

③黄土的化学成份

黄土中的主要成份包括：

SiO2（＞50％），AlO3（＞10％），CaO（＞7.9％）；

其次为Fe2O3（4～5％），MgO（2～3％），K2O（2％）。

此外，尚含有微量及分散元素。

富含钙质是黄土化学组成上的突出特点。

黄土中的易溶盐类以碳酸盐为主，其次是氯化物和硫酸盐。

在不同的条件下，易溶盐类以固态或液态方式存在。

在400mm降水线以南，易溶盐含量变化比较明显，此线以北变化较不明显。

但黄土中易溶盐的垂直变化不甚明显。

易溶盐的含量及分布对黄土地下水质有直接的影响，微量及分散元素则与黄土区居民的健康有关。

④黄土的结构

黄土孔隙率高，可达40～50％，许多孔隙必须借助显微镜来观察。

一般老黄土中的孔隙率低，新黄土中的孔隙率高；

坡积、残积黄土比冲积黄土孔隙率高。

不同成因的黄土中的孔隙特征存在很大的差异。

大孔隙中有虫孔、植物根孔、裂隙、封闭空洞和巨大的潜蚀空洞等。

大孔隙的存在，使黄土具有特殊的工程地质性质—湿陷性。

当黄土受水浸润后，粗粒变细，细粒粘土矿物和易溶盐类发生溶解或分散，使黄土强度降低，继而体积缩小，孔隙加大，出现空洞，造成地面坍塌。

2、黄土地层

上新世三趾马红土（保德组）和红色土A带（静乐组）。

黄土沉积主要在第四纪的早、中期的更新世完成的。

早更新世的红色土B带，在山西西南部称午城黄土；

中更新世的红色土C带，在山西西南部称离石黄土；

和晚更新世的马兰黄土。

①下更新统在陕西中部的广大地区，接受了三门组湖相沉积。

主要分布在汾渭地堑及潼关至三门峡的东西长条形断陷山间盆地之中。

②中更新统与北京周口店洞穴堆积同期沉积的是以坡-洪积成因的“土状堆积”，黄河中下游山前地带的红色土C带及陕北榆林组为典型代表。

榆林组的岩性与红色土C比较，色较浅（浅灰），且富含砂质，与黄土相近。

除富钙质结核、化石，及有时观察到的层序上的特征外，不易与黄土区分。

在榆林一带，保德红土、红色土A、B带皆缺失，榆林组直接覆盖在中生代岩层之上，厚10～20m。

含方氏鼢鼠等化石。

在榆林之南，位于黄土之下的红色土到处可见，且已恢复红色土原状，色稍红，也无砂质，厚度增大至几十米至百余米。

③上更新统马兰黄土形成第三次土状堆积旋回，其分布常超过红色土范围，不整合地覆盖在红色土及其它基岩之上。

马兰黄土色浅，灰白、微黄，主要由粉砂组成，质地松软，不含埋藏土壤。

在许多原始表面上含有一层埋藏或残留的全新世黑垆土。

黄土结核小且少，仅限于钙质结核。

马兰黄土成因仍然十分复杂，其中的古生物化石除蜗牛外，其他均少见，最常见的是鸵鸟蛋。

（二）黄土与新生代古气候

典型的风成黄土是干旱气候的产物；

红色土为半干旱气候下的堆积；

黄土地层中存在多层古风化壳及古土壤，则代表了温暖、湿润的气候；

黄土中还存在着古巴队剥蚀面，属流水侵蚀的痕迹，其中由刘东生建立的马兰-离石剥蚀面、离石-上下剥蚀面和离石-午城剥蚀面成为中国黄土地层的主要界线。

因此，黄土沉积为黄土分布区的古气候重建提供了大量的信息。

朱显谟曾就不同时期的古土壤进行了古气候环境的重建。

更新初期，从内蒙古岩溶高原搬运下来的红色古风化残、坡积物堆积在盆地而成为红色土，接着气候变干，强劲的风和暴剥蚀红色土，把细粒物质输送到陕甘宁一带的洼地，形成午城黄土。

中更新世前期，海洋气团很盛，部分湿润气流可以到达草原地区。

使地面径流增大，对黄土物质进行冲刷，形成众多的河流相沉积。

当时可能回复为森林草原景观。

中更新世后期，大陆气候增强，风力增大，堆积了离石黄土。

其中常出现古风化壳和古土壤。

表现为东部季风边缘区的森林草原气候向干旱草原气候波动式的过渡特点。

晚更新世初，以萨拉乌苏组为代表的湿润气候，出现河流相的砂砾石沉积。

后期，风力转强。

鄂尔多斯台地，多沙丘，气候变得十分干燥、寒冷。

此时，伴随着末次冰期-雨木冰期的来临，古气候演变为典型的草原气候。

夏雨减少，冬季干寒，台地上遍布灰黄色的马兰黄土。

黄土区北端还出现了永冻黄土和山地“岩海”、“冰卷泥”等冰缘现象。

全新世，随着气候转暖，高原面上进行生草化过程、钙化过程和盐渍化过程，并发育代表干草原的栗钙土壤。

（三）黄河历史

黄河是中华民族的发祥地，蕴育了中华文明。

黄河也伴随着新生代的地质演化，经历了极其复杂的过程，并从最初的外流河，演变为以内流河为主的内流河，最后又转向外流。

黄河至少在上新世初期就出现了，并在上新世的保德期塑造了流域内的盐锅峡至三门峡段普遍存在的壮年期宽谷。

上新世晚期是华北新生代地史上重要的盆地形成时期之一，黄河中游地区此时也出现了一系列大型盆地，并潴水成为内陆湖泊。

其中，大型内陆盆湖泊有：

宁夏地区的银川古湖，内蒙古地区的河套古湖和晋陕豫地区的汾渭-三门古湖。

在这段内陆湖泊时期，外流的黄河被分割成若干河段，分别以各内陆湖泊为基准面，注入相应的内陆湖泊，变为内流河流，只有大致在三门峡水库大坝以东部分，仍维持了东流入海的外流河特征。

中更新世晚期,大约距今25～30万a，因突变性事件，沿故道串通了内陆湖泊，黄河再次重现，随开始了黄河的第二外流时期，并一直延续至今。

因此，黄河历史上伴随了更新世以来黄土高原发育的全过程，并直接参入了黄土高原的形成和演变过程。

要深入了解黄土及高原历史，不能不追溯黄河的演变历史。

图1-2-2陕北黄土高原发展的第一阶段

婴年黄河经环县通过中卫盆地流入陕北盆地堆积黄土平原的情形

陕北盆地西部的外围在三趾马红土沉积以前曾因海西、燕山、四川、陇山各期的褶皱运动形成复杂的六盘山褶皱带，分隔了陇中盆地与固原盆地，当时陇中盆地早已填满了甘肃系红色层，高到盆地边缘的缺口，这个缺口自然是由于盆地边缘分水岭两侧的河流向源侵蚀所形成，这就是现在黑山峡上的缺口，由陇中盆地经由这个缺口流出的河流就是婴年的黄河

婴年黄河把陇中盆地的红色层经风化形成的泥砂以及从许多上游小盆地冲来的泥砂带到中卫（中卫盆地在黑山峡与青铜峡之间）、中宁盆地。

早已积累了老第三纪的红层的中卫和中宁盆地很快由黄土物质淤满后，因为北路不通婴年黄河不得不转折东流入陕北盆地。

所以说北路不通的缘故是在当时银川地带由于陇山运动是一个上升地带，从这里看不到三趾马一层和三门系的红色黄土层的分布中可以证明这一点。

并且，青铜峡的缺口还没有打开，婴年黄河在填满中卫盆地后，很自然地流到了广大的陕北盆地，形成了陕北盆地红色黄土组成的广大平原。

红色黄土平原发育过程中，常出现冲积泛滥，洪泛之后的干旱使淤泥变成了黄土。

在长期成土化的过程中，早前形成的黄土上层的二、三米的部分就变成了红色土，在红色土的下边淋积了砂姜结核，砂姜的多少随着红色土钙质淋失的多少为转移。

如果成土化时期过长，从红色土淋失的钙质就很多。

婴年黄河在三门期，在陕北盆地堆积了黄土与红色古土壤的交互层，积累了深厚的红色黄土。

同时发生在陕北盆地四周的是，风化岩屑由于冲刷向盆地内部的集中以及四周高地的削低。

三门系红色黄土淤积以后，陕北盆地缓慢升起，银川盆地和汾渭谷地相继断陷，使婴年黄河舍弃了由中宁盆地流向陕北盆地的古道，改向北流入新形成的银川盆地与河套盆地。

例如陕北盆地中的唐县期侵蚀面在黄河谷中一般高出河面100～150m，在泾河、洛河等支流河谷上高出河西20～30m，但在银川盆地、河套平原与汾渭谷地中则低于河面，埋在地下。

在陕北盆地东南地势较低部位打开缺口，形成了泾河、洛河、无定河等河，促成了渭河谷地北边的广大黄土坡。

银川盆地淤满以后，接着淤积河套平原。

河套平原淤积到河曲、保德一带的分水高地时，婴年黄河便穿越这里的缺口再一次贯入陕北盆地，利用前黄河期的河道流入渭河谷地。

在婴年黄河与渭河、洛河及其他河流把渭河谷地填平到750m的黄土线高度时，才能越过河南、山西间的山地，流到华北平原，形成今

图1-2-4陕北黄土高原发展第三阶段：

银川盆地、河套盆地淤满，古无定河向源侵蚀切开

托克托地带后，黄河重新流入陕北盆地，与其支流

共同割切陕北黄土高原的情形

图1-2-3陕北黄土高原发展的第二阶段

在陕北黄土高原升起，银川盆地、河套盆地、

汾渭盆地断陷时，婴年黄河改道及泾河、洛

河、无定河发展情形

日的大河（图1-2-4）。

黄河期的河流得到婴年黄河的大水以后，冲刷深切黄土及红色黄土组成的高原，形成高原上的黄河峡谷。

山陕间的黄河河道及其支流河谷是比较晚近侵蚀的沟谷。

山陕间黄河及其支流上的阶地是由于几个阶段的上升运动而形成。

也应考虑在龙门地方，有寒武-奥陶纪石灰岩是相对坚硬难以侵蚀的岩层，其上为石炭、二叠纪煤系，是软而易被侵蚀的岩层，更上为三叠纪的比较硬性的砂岩夹页岩。

它们在上层黄土及红色黄土蚀去而暴露以后，就能先在相应于三叠纪砂岩的高度上形成高一级的阶地，然后在相应于石灰岩的高度上形成次一级阶地。

黄土及其支流在高原的红色黄土及黄土形成的时候它们的谷道还不固定，只是在陕北盆地相对上升、渭河谷地及银川盆地相对断陷以后，黄河及其支流才在高原上切入黄土及红色黄土形成，蜿蜒峡谷河道才得到固定。

在峡谷中各级阶地的形成则是由于间歇上升或是由于坚软地层控制下的河流侵蚀所致。

三、陕西水系的发育与新构造

（一）陕西的水系特征

现今水系是在过去地史中长期持续发育的结果。

在水系发育过程中存在有许多控制因素，例如该区的气候条件、基岩岩性特征、地层的构造及地壳运动，其中，新构造时期的地壳运动对水系的形成与发育起着积极的作用。

陕西水系的突出特征是：

①主干河流两侧支流的不对称性：

②陕北地区河流的逆向性；

③陕北的树枝状水系：

④陕南的格子状水系；

⑤主要的横向河谷通常切过中、新生代的红色盆地；

⑥深切曲流发育；

⑦渭洒谷地的过渡性特征。

1、主干河流两侧支流的不对称性是陕西水系的突出特征之一

在陕西与山西交界处向南流的黄河两侧，其东侧的所有支流比西侧的要短得多，仅汾河例外。

在陕西境内，黄河西侧的支流，如窟野河、秃尾河、无定河、延水等，都比黄河对岸那些支流长，如蔚汾河、揪水、三川河、昕水等。

渭河从陕西中部横向流过，然后注入黄河，其支流的分布也不对称。

渭河北侧的支流，象泾河、洛河都是大而且长的河流，而南侧的支流大多数较短，仅霸河和黑水例外。

横穿陕西南部的汉江，其北侧也有许多比南侧又长又大的支流，表现出明显的不对称性。

汉江北侧的支流，如褒水、湑水、旬河和丹江，与主干河流南侧的支流相比，如牧马河、任词和岚河，都是较大而且长的河流。

嘉陵江是长江最大的支流之一，其支流分布的不对称性表现得最为显著。

嘉陵江西侧的支流要比东侧的长得多、大得多。

洛河是黄河最大的支流之一，其北侧的支流要比南侧的长得多。

2、水系的第二突出特点是河流流向与地层倾向相反

河流流向与地层倾向相反的情形主要局限于陕北地区，该区的河流绝大多数是反向的，即水流方向与沉积岩层的倾斜方向相反，只有少数河流的部分河道与地层方向一致。

3、陕北地区的树枝状水系

树枝状水系特征是陕北黄土分布区水系的突出特征。

水系在流域空间分布上表现为，上游呈现出树枝状特点，下游则略显格子状特征，象泾河、北洛河等。

但沿鄂尔多斯盆地南缘的狭长带状地区，水系呈不太明显的格子状格局。

另外还有一种情况即陕北最北部的水系呈放射状分布。

这一地区包括靖边、定边、志丹和吴旗等地，从那里，无定河上游各交流呈放射状向北、向东和向南流去，从而形成了一种放射状格局。

4、秦岭地区的陕南格子状水系

秦岭地区的陕南水系具有明显的格子状特征。

主干河流汉江和较小的主干河流丹江皆流动于纵向峡谷之中，汉江的褒水、湑水、旬河等皆下切成横向峡谷，而上述这些河流的小支流却又在较小的纵向峡谷中流动。

另外还有一些更小的支流下切成一系列纵横交替的小峡谷。

5、秦岭山脉中的主要横向河流通常切割纵向延伸的中、新代红色盆地，这些红色盆地的两侧常存在一系列峡谷。

例如，嘉陵江源流的东河，以及嘉陵江的一些支流，穿过微县红色盆地，并切穿盆地两侧的一系列峡谷。

丹江首先流经洛南红色盆地，然后穿过一系列峡谷，最终流过商南红色盆地。

汉江两次流过安康红色盆地，从而形成了一个巨大的弓形曲线。

汉江的支流如任河和银河，与丹江的支流如老君河、武关河和清油河，它们都是切过新生代红色盆地或侏罗系含煤盆地的横向河流。

6、陕北和秦岭地区广泛分布的深切曲流

陕北的那些深切曲流通常切入黄土高原以下约200m。

洛河、泾河和无定河等的深切曲流一般呈直径约2～３km或更大的“S”形。

另外沿着它们的支流河道,还有更小的深切曲流。

黄河深切曲流的规模是非常大和相当深的,并且河曲的直径可达10km以上。

在秦岭山脉中，深切曲流比在陕北地区更为常见。

汉江在洋县与石泉之间的河道，呈一直径约30km的巨大曲线形。

由于河流的挖掘和侧蚀作用有时沿着较小的深切曲流的颈部或狭窄地段，还可引起河流的截弯取直现象。

例如在彬县以东的断泾村附近，沿泾河河道就有两个这样的发育于河流下切时期的截弯取直现象。

主要的深切曲流在进入主干河谷时，主要发育在谷口以内，例如湑水和旬河。

7、渭河水系具有由陕北水系到秦岭地区水系的过渡特征

在渭河谷地内广布的泛滥平原上，形成了许多大大小小的曲流。

靠近并沿渭河的南面，秦岭山脉向北形成许多短的沟壑，和一些较长的急速流向广阔的泛滥平原的格子状河流。

在渭河北侧有一系列广泛分布的阶地和巨大的鄂尔多斯黄土高原，长而复杂的树枝状河流就是由那里流向渭河谷地的。

（二）陕西的新构造运动

现今陕西水系的明显特征是过去水系演化的结果，而这种演化一直受到构造运动尤其是新构造运动的控制。

陕北黄土高原上的黄土平原、土岭和土丘的形成，曲流的下切和阶地的形成，渭河两侧阶地的抬升，渭河泛滥平原之下的厚层松散沉积，秦岭地区古老准平原的抬升和遭受强烈的下切作用，断块盆地中第三纪、第四纪地层的侵蚀，以及由此而形成的秦岭山脉中的峡谷和阶地等，所有这些毋庸置疑的事实都说明了陕西新构造运动的活动性，其中，新构造运动对陕西水系发育的影响值得思考。

陕西早期的新构造运动以褶曲活动方式为主，同时在许多地方伴随有断裂活动。

第三纪地层，有时是侏罗纪和自垩纪地层，与更老的地层形成不整合接触，如凤县、勉县和紫阳一带。

第四纪早期，处于褶皱作用和断层作用的过渡时期。

鄂尔多斯盆地以前是在东南方向上倾，向西北倾俯，这时却开始向相反方向倾斜。

盆地的东南边界地带与渭河谷地相比仍然处于隆起状态。

秦岭地区已经开始向上翅起，而其南带发生沉降。

同时出现的一些深断裂，将巨大的秦岭隆起分成许多长条状的楔形断块。

渭河断陷谷地是一个比较强烈的沉降带，无论是在断陷谷地的南侧还是北侧，伴随断层作用的沉降早已开始，并形成了断陷裂谷的雏型。

第四纪中期是淡红色壤土或老黄土的沉积时期。

在该时期末，鄂尔多斯盆地已逐渐被老黄土填满，同时盆地的西北部缓慢抬升，东南部分缓慢沉降，这种情况直到盆内河流流向东南，最后流入断陷谷地为止。

谷地内已经发育了古老的渭河，并且沉积了老黄土。

与此同时在秦岭地区的徽县、汉中、洛南等盆地中也沉积了老黄土。

在老黄土或淡红色的粘土沉积后，断层作用成为新构造运动的主要形式。

鄂尔多斯盆地急剧抬升，并使陕北黄士高原的顶面高出渭河泛滥平原约400～500m。

黄河、泾河、洛河及其支流急剧下切，持续的河流下切，至今已经达到老黄土之下的唐县期夷平面下约20～30m。

新构造抬升的阶段性发展，再加上成层岩石岩性影响，在深切曲流两侧形成了许多组3～4级的侵蚀-堆积阶地。

秦岭山带在新构造运动时期大幅上升，至今已上升了2000m之余，与渭河断陷谷地形成了巨大的构造地貌反差。

与陕北地区的大规模抬升不同，秦岭山带以长条形楔状断块的倾斜式抬升为突出特点。

断块通常向南倾俯，并在其南侧形成新的断块，实际上是一组断层面向北倾斜的“阶梯式”正断层组合型式。

由于断层运动的不均衡状况，造成了先成河流的改道，出现特有的“勾状”水系，形成了各种各样的阶地。

渭河断陷在第四纪时期基本上是上个沉降区，其中沉积了三门系，并在已经变形的三门系侵蚀面上，沉积了老黄土。

老黄土之后，断陷作用仍在继续，并被断裂作用分割成许多楔状断块，临潼的骊山断块就是其中的典型例子。

秦岭山地为断块山，渭河谷地为一地堑盆地。

如果把它们中间许多次一级断裂从简，那么秦岭山地和渭河平原可以看成是一升一降的两个断块。

秦岭断块“北仰南倾”形成了相对渭河谷地高差达2000m以上的巨大断层崖。

由于长期侵蚀，结果形成一系列断层三角面。

在断层崖两侧形成完全不同的水系，北坡短小流急，南坡则源远流长。

上新世或更早的夷平面被断裂变位。

一部分被断块抬升到秦岭山顶，一部分陷落在渭河平原之下。

在太白山，夷平面高度为3600m，向南倾斜约7°

，分布面积几十km2。

但在断裂北侧同期夷平面却埋藏在渭河平原第四纪冲积物之下（渭河平原标高为700m）。

在华山夷平面高度为2200m，在断裂北侧，同期夷平面则分布在山前丘陵，标高为450m。

上述夷平面资料不仅说明了断裂的存在，而且说明了在太白山断裂幅度达3000m，在华山约1750m。

在渭河地堑盆地，有巨厚的新生代地层，西安拗陷新生界达5000m，第四纪沉积达941m。

固市拗陷新生界达4500m，第四纪沉积达1295m。

沉积物的分布在盆地南部厚，北部薄。

有的断层还保留有新鲜的断层擦痕、断层角砾和断层泥。

渭河地堑盆地为一强烈地震带。

第二节自然地理概况

陕西省自然地理条件复杂，差异较大。

地形总的趋势是南北高，中间低，并由西向东倾斜，分为陕北黄土高原、关中渭河平原和陕南秦巴山地三个不同的区域。

陕北黄土高原堆积了第四系厚层黄土，岩性松软，流水侵蚀强烈,地面高程1200～1700m。

毛乌素沙漠地势平坦，海拔1200～1400m，由风沙、滩地和湖泊组成。

中部关中渭河平原为断陷盆地，渭河自西向东注人黄河。

河谷两侧呈阶梯状高起，平均海拔359～800m。

骊山屹立于其中，主峰仁宗庙海拔1300m。

南部山地由陇山、秦岭、大巴山组成，地形起伏较大，山势崎岖。

秦岭主峰太白山八仙台海拔3767m，汉江横贯秦岭与大巴山之间，主要盆地有汉中和安康盆地，谷底高程166.7～600m。

全省因地理位置、地形起伏与受大气环流影响，具有明显的大陆性季风气候，冬夏风向变化显著，气温年较差大和降水不均的特点。

冬季大陆内部受高压控制，西伯利亚冷空气由高压区向太平洋区流动，形成强劲的西北季风，气候寒冷而干燥。

夏季大陆内部因太阳直射而强烈增温，形成低压中心，吸引太平洋、印度洋上空湿润空气流向内陆，形成东南和偏东季风，降水量明显增多，气候温暖而湿润。

又因受秦岭阻挡而形成了陕北温带干旱气