雅丹地貌的形成原因
雅丹地貌的形成原因
雅丹在世界上许多的干旱区都可以找到，在中国也并不仅限于新疆。从青海的鱼卡向西通往南疆的公路沿途非常荒凉的地方也能看到雅丹地貌。下面学习啦给大家分析雅丹地貌的形成原因，希望能帮到大家。
雅丹地貌的形成原因
雅丹的形成有两个关键因素。一是发育这种地貌的地质基础，即湖相沉积地层;二是外力侵蚀，即荒漠中强大的定向风的吹蚀和流水的侵蚀。
干旱区的湖泊，在形成历史中往往包括反反复复的水进水退，因而发育了上下叠加的泥岩层和沙土层。风和流水可以带走疏松的沙土层，对坚硬的泥岩层和石膏胶结层却作用有限。不过致密的泥岩层也并非坚不可摧，荒漠区变化剧烈的温差产生的胀缩效应将导致泥岩层最终发生崩裂，暴露出来的沙土层被风和流水带走，演变为凹槽状;依然有泥岩层覆盖的部分相对稳固，形成或大或小的长条形土墩，雅丹地貌的形态逐渐凸现出来。
形成雅丹的外力因素，一般认为是强大的盛行风在起主导作用，但这并不是单一的主导因素。比如在阿奇克谷地东段的三陇沙雅丹，其走向是南偏东，与盛行的西北风向垂直，而与山地洪水流的方向一致，这就说明在这一片雅丹中，洪水起了主导作用;另外有的雅丹，是风和流水共同作用形成的，比如龙城雅丹。
雅丹地貌形成年代
对雅丹形成年代研究的方法主要有4种:
(1)实地调查和观测现代风蚀速率来间接推算其形成年代。如夏训诚根据罗布泊楼兰古城的建筑物遗址风蚀调查结果,认为该区的风蚀速率为0.24～0.47cm/a,那里的雅丹是近千年的风蚀产物;西班牙埃布罗低地雅丹区域倾倒的石膏废弃物上形成的雅丹,Gutiérrez-Elorza等认为其形成不到100a。
(2)获取雅丹地貌顶部的地层年代推算雅丹地貌的形成年代。如Clarke等用红外释光法对美国莫哈维荒漠1m高的小型雅丹进行测年,得出其形成时间不到250a。
(3)对雅丹地区内存在的文物测年来推断雅丹形成年代。Bohlin和Hoerner分别对罗布泊和敦煌附近细沙中的陶器进行定年,认为那里的中型雅丹在1.5～2.0kaBP开始形成。
(4)通过分析雅丹周边沙漠的形成年代,洞穴堆积物等记录的区域地质历史时期气候变化和前人的气候变化研究成果,间接推断雅丹形成年代,这也是学者们应用比较多的方法之一。如El-Baz等根据区域地质历史时期的气候变化,认为埃及西部荒漠大型雅丹的风蚀历史可上溯到中新世晚期或上新世早期;Beadnell、Peel[89]和Hagedorn认为非洲撒哈拉中型雅丹是在新石器洪积期之后形成的;Haynes认为撒哈拉东部的雅丹地貌是在4.5kaBP开始的极端干旱期形成的;Washington等认为乍得Bodele低地4m高的雅丹可能形成1.2～2.4kaBP;Goudie通过对非洲纳米布沙漠形成年代来推测纳米比亚海岸的大型雅丹可能形成于数百万年前;Inbar等认为阿根廷PayunMatru火山区玄武岩上的雅丹形成于干旱而多风的更新世晚期—全新世初期;Vincent等根据洞穴堆积物记录的气候变化情况,推断沙特阿拉伯西北部寒武纪—奥陶纪砂岩的雅丹地貌在400kaBP开始形成;郑本兴等通过分析周边区域地质历史演化与前人研究结果,认为敦煌雅丹地质公园的雅丹地貌是晚更新世中晚期开始切割的。
除上述方法的单独应用外,还有学者组合应用这些方法来推断雅丹的形成年代。如Al-Dousari等通过综合前人区域气候研究,结合实地观测风蚀速率,推算出科威特Um Al-Rimam低地雅丹的形成年代为44～1 500aBP。
雅丹地貌是侵蚀地貌,不同于堆积地貌,其形成年代不同于雅丹地层的年代,地层开始被切割的年代才是雅丹开始形成的年代。因此,雅丹形成年代的断定存在很大的难度,还没有直接的方法来测定其形成年代,这也是雅丹地貌研究的难点。只有通过一系列的间接方法来推测其形成的大致年代,但准确性欠佳。由于不同或同一区域的岩性、动力、气候和规模存在差异性,雅丹地貌的形成年代也是千差万别的。
雅丹地貌的发育条件
岩性条件
岩性条件是雅丹形成发育的基础。因对雅丹的定义不一致,雅丹形成发育可以在不同硬度和不同时代的岩石上。也有学者认为除硬度外,岩性中还应考虑其结构,并做了研究。如Goudie认为形成雅丹的岩体岩性相对一致,构造简单,但有便于下切的节理发育。夏训诚认为具有泥岩和砂岩互层的河湖相沉积物,泥岩层内发育有便于侵蚀的水平与垂直节理。
环境条件
目前发现的绝大多数雅丹分布在极端干旱区，年降水量小于50毫米,植被稀少的平原地区,风蚀作用强烈;或较为湿润的洼地,盐类风化作用、地下水作用强烈的地区。很多学者根据地质历史时期气候变化研究,推断高大的雅丹是在更新世冰期干冷多风的气候环境下形成的，或更早的干旱气候环境下形成的。
动力条件
动力条件是雅丹地貌形成的关键因素,现在主要集中于外营力条件的研究,包括风力和水力等方面。
雅丹分布于极端干旱区,风力作用是其主要外动力。大多数学者认为单一风向的强风是雅丹形成的主要外营力,也有学者研究认为部分雅丹的形成是由2组风向相反的风况所致。对风蚀的2种作用方式———吹蚀和磨蚀的作用机理,不同的学者也有不同的认识。El-Baz等认为吹蚀作用在不同岩性的雅丹上作用大不相同,在坚硬的岩石雅丹上,吹蚀作用不明显;McCauley等认为松软岩体上平滑且具有流线型外形的雅丹是吹蚀作用的结果。Hobbs、Hagedorn和Grolier等认为磨蚀作用主要表现在雅丹整体形态与坡脚岩体颜色变化上,迎风端及两侧下部的抛光面和风蚀槽是由磨蚀作用形成的,并导致迎风端和两侧槽地的下切;但Whitney认为风力磨蚀太强则会导致风蚀槽的破坏,二次流形成的漩涡和携带的粉细沙等悬浮物质作用于岩体而形成风蚀槽,并将这种二次流命名为界面流(interfacialflow),认为是它携带微小颗粒磨蚀整个雅丹体。对风的吹蚀和磨蚀这2种作用方式的相对重要性,亦有不同观点。对于美国加州的罗格湖区雅丹,McCauley等认为是吹蚀作用形成了平滑的流线型垄岗,而磨蚀作用则导致迎风端及两侧的下切,使雅丹间槽地变低;Ward等则认为磨蚀在槽地和垄岗的初期形成阶段起到了很重要的作用,此后吹蚀作用不断加强,并与磨蚀作用一起形成“风动力形态”(即流线型);而Blackwelder认为罗格湖区低矮的圆形雅丹是其两侧与顶部随气流跃移的沙粒磨蚀而形成的。
洪水作用也是重要的外营力。但对于洪水对雅丹的作用机理,也存在不同的看法:大部分学者认为,在雅丹形成初期,风沿着洪水形成的冲沟吹蚀,使冲沟不断加宽加深。也有学者认为,在雅丹形成之后,洪水还会再次侵蚀雅丹间槽地,并在雅丹坡面上发育密集的切沟。同时,也有学者提出洪水在雅丹形成过程中存在正反两种作用,认为强烈的洪水作用会起到破坏雅丹的作用。
除上述定向动力条件外,部分雅丹形成过程中，还存在其他非定向营力,如风化作用、重力坍塌、盐类风化和龟裂等。
各营力在雅丹形成发育过程中各阶段的相对作用亦不同。Goudie认为磨蚀作用在雅丹地貌形成初期及对相对高度较低的雅丹作用强烈;吹蚀对岩性较软的沉积地层作用明显;流水侵蚀切割作用,特别是山区暴雨洪水作用在雅丹形成初期起到很重要的作用,为风的作用提供通道;而盐类风化和干湿变化为风力搬运提供了大量的碎屑物质。在雅丹形成后,重力坍塌也逐渐成为重要的外营力因素。
在雅丹地貌形成发育条件研究中,首先,定量研究十分薄弱。目前仅有Ward等对吹蚀作用进行了风洞模拟实验,而定量研究各条件,尤其是动力条件对雅丹形成发育过程的影响对理解雅丹发育模式至关重要。其次是缺乏长期监测。还没有报道在雅丹分布区建立长期的观测场,对雅丹形成发育过程及其环境要素进行观测。再次,对雅丹形成发育的内营力作用重视不够。雅丹发育的内营力主要有构造抬升、沉降、褶皱、断层和节理等,这些内营力因素对雅丹形成发育的地质基础和对雅丹形成发育过程起到控制作用。如构造下沉,则导致地下水位升高,进而使雅丹底部遭受地下水浸泡,降低粘结系数,最终导致重力坍塌,快速走向衰亡;若构造抬升过高,则使雅丹发育的地层离地下水位太深,风化作用和风蚀作用则会更强,也会导致雅丹地貌衰亡雅丹地貌的
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