概述(黄土的岩性特征 黄土地层中的古土壤)

黄土地层中的古脊椎动物化石和古人类遗迹

概述

中国第四纪黄土分布于中国北纬34～45°地区，主要堆积于海拔2000米以下各种地貌单元上。堆积区处于北半球中纬度沙漠—黄土带东南部干旱、半干旱区，呈东西向带状分布于西北、华北等地，以黄河中游最为集中，南界可抵长江下游两岸。堆积中心位于陕西省泾河与洛河流域中下游地区，最厚达180～200米。据考察，兰州附近黄河最高阶地上黄土厚达300米左右。总面积38万公里2，并构成世界最大、堆积最厚的黄土高原；此外黄土状沉积物的分布面积有25万多公里2。堆积始于距今240万年前，至今仍在进行。

根据沉积特征、古生物、古土壤、地球化学及绝对年龄测定等方面的研究，刘东生等将中国黄土划分为早更新世午城黄土、中更新世离石黄土及晚更新世马兰黄土。其粒度组成与矿物组合，在空间与时间分布上均有一定规律。颗粒以粉沙占优势，一般在50%以上，粘土占15～30%，细沙不到30%，>0.25毫米的颗粒极少。在黄河中游地区，从西北向东南有粗颗粒减少、细颗粒增加的趋势。矿物成分以石英为主，占50%以上，其次为云母、角闪石、长石等，风化程度很弱。化学成分以SiO2为主，占50%以上；其次为Al2O3、CaO；再次为Fe2O3、MgO、K2O、Na2O、FeO 、TiO2和MnO等。分布上，从西向东SiO2、Fe2O3、MnO的含量逐渐增加，FeO、CaO、K2O的含量逐渐减少。上述变化反映了中国黄土的风成特征。黄土剖面中出现的数层乃至十几层古土壤条带，是气候相对温和湿润、风力减弱、粉尘堆积停顿时的产物，代表了沉积间断。离石—午城黄土中的古土壤属于褐土型，形成于森林草原环境；马兰黄土中的古土壤属于黑垆土型，形成于草原环境，且发育较弱。黄土与古土壤的交替出现，反映了第四纪期间的干湿、冷暖变化，及晚更新世更显干冷的趋势。研究黄土与古土壤沉积序列有助于建立第四纪气候变化序列，并可与深海沉积的同位素温度曲线相印证。

黄土的岩性特征

由于黄土沉积时各区各个时期古地理环境及所处地貌部位的不同，因而不同地区、不同地质

时代的黄土岩性有很大差别。如陇中地区，以甘肃会宁县白草塬为例，经钻探塬中黄土厚约

250米，附近黄土塬边可见到出露骨的晚更新世、中更新世黄土。白草塬及其附近的黄土颗粒

成分以粗粉土含量较其他地区为多，古土壤层数少而间距大（约十余米），普遍含多量石膏晶

簇，大者有核桃般大小。其南葫芦河区，黄土堆积厚度普遍较薄，仅约10~20米，且未见古

土壤层。更西部的兰州九州台，黄土总厚度达336米，其中全新统黄土厚仅2米，上更新统黄

土厚85米，中更新统黄土厚155米，下更新统黄土厚95米，其下与第三纪上新统地层不整合

的接触。

上述黄土岩石地层特征在地域上、地貌部位上和地质时代上的差异，表明在地质历史时期黄

土的沉积环境很大差别。也表明不同区域、不同时代的古气候条件有很大差别。

黄土地层中的古土壤

黄土地层中夹有的浅红色、褐色、棕红色的粘化层，实际上是埋藏型古土壤。古土壤是在当

时气候条件下，经过生物造壤作用形成的。它具有与现代土壤相似的结构、发生层次、物质成

份、淋溶、淀积等成壤过程。因此它与现代土壤有相似的共性。

根据古土壤的岩性厚度、颜色、发育程度及层数的多少等不同组合特征，可分为黑垆土、褐

土型古土壤、棕壤型古土壤、深埋褐土型古土壤和退化型古土壤5种类型。每组古土壤层的特

征也常随着地区的不同，在颜色、厚度、发育程度以及层数上都会有较明显的区域性变化。

黄土中的古土壤具有重要的地质意义，古土壤中赋存大量丰富的地质信息，记录了地质历史

时期气候环境的变化，为研究黄土地层及其沉积时的古地理环境提供了大量的线索和依据。首

先，古土壤是黄土沉积间断的标志，古土壤和古风化壳都是在沉积间断或沉积速率减缓时才可

能形成。黄土沉积间断持续时间的长短和发生的频率，可以从古土壤层的厚薄、发育程度以及

层数的多少反映出来。一般沉积间断时间长，古壤的厚度就大，反这就小；层数多，说明间断

频繁，反之则表明沉积连续，很少间断。其次，古土壤是古地形剖面及侵蚀地质作用的见证。

当沉积发生间断时，沉积物表面暴露在大气中，直接受到气候、生物的作用而发生土壤作用，

古土壤层的顶面就代表当时的地表面。因此通过对古土壤产状的变化及保存程度的观察分析和

研究，可以恢复地质历史时期古地理环境的景观、古地形地貌和古水系的演化变迁，以及地质

发育历史、地质作用的类型的强度。

黄土地层中的古脊椎动物化石和古人类遗迹

我国早期黄土地层的划分的古脊椎动物化石对黄土地层的研究和划分，仍然具有十分重要的

意义。

据统计，在我国各个第四纪地质时期的黄土地层中，陆续发现的化石产地约有132处，共有

古脊椎动物56属，95种。在中国黄土各个时期的地层，存在一些具有价值的特有种，如早更

新世黄土地层中的特有种是：欧米加鼢鼠、中间原鼢鼠和绍氏副仓鼠等；中更新世黄土地层中

具有时代价值特征的种以鼠平 鼢鼠、赵氏鼢鼠、小鼢鼠、复齿拟鼠免、肿骨大角鹿、葛氏斑

鹿等为代表；晚更新世黄土地层中具有代表性的种有东北鼢鼠、方氏鼢鼠、阿曼鼢鼠、达乌尔

黄鼠、拟布氏田鼠和安氏鸵鸟等。

在已发现的哺乳动物化石中，不论对分布区域，含化石的个体数量，以及种属多少加以分析

，均以啮齿类与食草类动物为主。其中啮齿类和食草类占82.6%，食肉类仅占15.4%，且多

以狼、狐、獾、豺等小动物为主，大型食肉类动物不多。

中国黄土区第四纪脊椎动物，从总体上看，还是在干旱草原这一特定的典型环境中生存和演

化的。第四纪早期即早更新世时期，是继承了第三纪温暖湿润的森林生态环境，直到中、晚更

新世才逐渐向干旱草原环境演化，这种生态环境特征基本延续到现代。这种古环境的变化趋势

，不仅与化石组合变化特征相吻合，同时也与黄土区的形成环境一致。中国黄土区独特的生态

环境与现生动物区划相当，说明中国黄土地区是一个独特的动物系统分布的地质地理区域。