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1、华南师范大学地理科学学院 2011 级本科生鄂尔多斯高原地质与地貌野外实习指南1地理科学 2015,2016 级本科生鄂尔多斯高原地质与地貌野外实习指南华南师范大学地理科学学院地貌研究室本次实习的地区是内蒙古鄂尔多斯高原毛乌素沙漠，侧重的重要实习地点是位于高原东南部边缘的萨拉乌苏河流域。一、 鄂尔多斯地质构造框架概述鄂尔多斯高原，地处青藏高原外围的东北部，是我国中纬度脆弱生态地带的中间位置（图 1） ，海拔高度 13001400m，最高逾 1700m。新生代以来受构造运动特别是喜马拉雅图 1 鄂尔多斯在中国北方生态脆弱地带的分布位置运动第二幕的强烈影响，鄂尔多斯高原（图 2）本身表现出整体抬升
2、，而高原周边则发生差异性隆起或断陷，形成许多断陷盆地如汾渭盆地、银川盆地、河套盆地等，并在盆地中堆积了新生代以来的沉积物。按中国大地构造单位，位于鄂尔多斯东南部边缘的萨拉乌苏河流域属华北台块之鄂尔多斯台向斜中部偏北区域，也即大致在该地块内中生代陕北台凹的中央地带。鄂尔多斯台向斜在中生代以前的发展历史与华北相似，中生代成为独立的由 SE 向 NW 倾斜的碟状盆地。萨拉乌苏河流域中生界有如这一台凹的其它区域，具有数千 m 厚的陆相碎屑与含煤建造，与下伏的二迭系呈连续堆积（图 3） 。此构造运动的时间在中新世上新世。华南师范大学地理科学学院 2011 级本科生鄂尔多斯高原地质与地貌野外实习指南2中新
3、世上新世也可以视为新构造运动鄂尔多斯台向斜的准平原化时期。这一准平原化作用可能导致今日所见的长城南北的地块在其地势上基本大同的特征，其情形正如王乃樑先生对鄂尔多斯描述的（王乃樑，1980） “尽管黄土堆积时期及其前后，本区经历过多次侵蚀阶段，以至于形成今天支离破碎的塬、梁、峁地形，但由于中生代下伏基岩面是准平原化的地面，总的形态仍然没有失去原先起伏不大的高原特征。现在黄土高原的地势，除沿长城的白于山高到海拔 1800m 左右以外，一般多在 10001500m，内部没有特别高起的山峰。长城以北的伊克昭盟高原（地貌上的鄂尔多斯高原编者注） ，更是起伏微弱。 ”图 2 鄂尔多斯高原及周边地貌轮廓1
4、基岩山地； 2 沙漠；3 黄土；4 河流；5 冲洪积与湖积平原；6 季节性河流；7 戈壁；8 湖泊；9 长城进入第四纪以后的一个非常漫长的时期，大约 3000220ka BP，这个在前期被准平原化的鄂尔多斯地台可能是新构造活动的一个相当宁静的时代。这一时期我们称之为以萨拉乌苏河流域清水沟湾命名的“清水稳定阶段” 。其时，鄂尔多斯南部的黄土高原、中部的白于山普遍发育早中更新世主要呈水平和近水平产状的黄土古土壤序列。在相同时期，北部的鄂尔多斯高原则广泛发育主要呈水平和近水平产状的风成砂和/或黄土古土壤序列而少见流水堆积。这种情形已分别由我们熟知的洛川、西峰、郭家梁和榆林等地层剖面的华南师范大学地理
5、科学学院 2011 级本科生鄂尔多斯高原地质与地貌野外实习指南3“层态”所证实。萨拉乌苏河流域这一时期的地层基本亦然，其中下游地区主要发育水平和近水平产状的风成砂和/或黄土 古土壤序列，但在靠近黄土丘陵黄土高原，则风成砂显著减少而以水平和近水平产状的黄土古土壤序列为其主要特征。其时包括萨拉乌苏河流域在内的鄂尔多斯地台的地形基本上是平坦的，地表虽有湖泊河流，却多属浅薄者。在这个前期的准平原化的原面上基本上沉积发育且不断加积的是风成砂和黄土及其古土壤序列。这种现象说明，3000220ka BP 流域及其所在的鄂尔多斯地台处在一种稳定的且极为缓慢的上升阶段。 图 3 内蒙巴音浩特至陕西府谷横剖面地质
6、图 据中国科学院地质研究所（1958）略作改编在大约 220 ka BP，特别是 1502ka BP 的晚第四纪，萨拉乌苏河流域地壳基本上处于缓慢的下沉堆积阶段。这一时期，记录了众多的地质古生物与古人类现象。2ka BP 以来，该河流域地壳活动逆转抬升，在地壳平静期与活跃期交替作用下，形成了 6 级基座阶地。二、萨拉乌苏人类晚第四纪地球科学与史前文化的宝库和历史沿革地处内蒙鄂尔多斯高原毛乌素沙漠东南部边缘的萨拉乌苏河流域是我国北方晚更新世标准河湖相地层萨拉乌苏组和“萨拉乌苏动物群” 的最早命名地点，也是著名的 “河套人”古乡。自从 1892 年俄国科学院院士 B.A.奥勃鲁切夫涉足萨拉乌苏河流
7、域科学考察特别是1924 年法国古生物学家德日进 P.等在中国的土地上首次发现旧石器时代人类“Ordos Man 华南师范大学地理科学学院 2011 级本科生鄂尔多斯高原地质与地貌野外实习指南4Tooth”即河套人、创建萨拉乌苏组、命名萨拉乌苏动物群以来，国内外许多著名学者对该区地层、古生物、古人类及其文化进行了大量研究并取得了许多有科学意义的成果，使得“萨拉乌苏” 一名经久不衰，广传博引。2006 年，华南师范大学有关学者与中国科学院寒区旱区环境与工程研究所、内蒙古博物馆、甘肃博物馆和中国科学院古脊椎动物与古人类研究所有关学者合著萨拉乌苏河晚第四纪地质与古人类综合研究 （初稿） ，全著展示了
8、最近 30 年来的“ 萨拉乌苏 ”研究成果。同年 8 月，内蒙古鄂尔多斯乌审旗召开“鄂尔多斯萨拉乌苏遗址国际学术研讨会”，国际著名的地质学家刘东生院士和著名的古人类学家吴新智院士莅临参加并指导，亚、欧、美许多学者参加，历时数天的讨论将“萨拉乌苏” 的研究推向了一个新的高潮。会议即将结束时，与会科学家的一个共同的展望是通过努力， “萨拉乌苏”有望成为人类晚第四纪地球科学与史前文化的宝库。兹将萨拉乌苏的主要内容阐述如下：早在 18921928 年，俄国科学院院士 B. A. 奥勃鲁契夫特别是法国学者 E. 桑志华和 P. 德日进等人就对萨拉乌苏进行了奠基性研究。19291955 年，以法国学者为主
9、和中国学者对前期研究材料进行了深入工作，其名著见有 1941 年德日进的东亚地质及人类原始，将黄土与萨拉乌苏组相变的看法，进一步扩及中国北方，提出黄土沉积物的相变学说。1955 1978 年，中国学者汪宇平、刘东生、裴文中、贾兰坡等人开展了全面深入的研究工作；1978 2009 年，我国十余个单位研究人员在毛乌素沙漠开展了第四纪考察研究阶段（19781979） 、多学科综合科学考察研究阶段（1980 1987） 、年代地层和气候地层再研究阶段（19882002）以及综合补充考察研究和总结阶段（20032009）的研究工作。其中以华南师范大学有关学者对萨拉乌苏的研究最为深入全面，特别是米浪沟湾剖
10、面和范家沟湾剖面的研究尤为突出。萨拉乌苏河（图 4）位于中国华北地区鄂尔多斯（Ordos）高原南部，分布在北纬3710- 华南师范大学地理科学学院 2011 级本科生鄂尔多斯高原地质与地貌野外实习指南5图 4 萨拉乌苏河流域及其沿岸动物化石、古人类遗址等分布地点A：1 地貌单元界线；2 沙丘；3 海拔高程点；4 长城；5 分别为黄土丘陵黄土高原、鄂尔多斯高原东南部洼地和萨拉乌苏河流域西北部梁滩地区；6 米浪沟湾地层剖面分布位置。B：1 毛乌素沙漠沙丘；2 梁滩地；3 萨拉乌苏河；4 湖泊或池塘；5 由黑垆土或湖沼相构成的鄂尔多斯高原面；6 陡崖；7 窑洞；8 居民点；9 海拔高程（米） ；10
11、 脊椎动物化石；11 人类化石；12 软体动物化石；13 旧石器地点；14 新石器地点；15 古城遗址；16米浪沟湾地层剖面位置3759，东经 10810-10858之间。它发源于陕西西北部白于山北麓吴旗县境内，向北穿越长城，流经陕西省定边县和靖边县，在靖边县宁条梁东南的新桥一带流出黄土丘陵区，进入鄂尔多斯高原东南洼地后蜿蜒北上，在二层河滩附近进入内蒙古自治区鄂托克前旗清水沟湾一带，再沿东北方向流入乌审旗，经滴哨沟湾、杨树沟湾、东沟湾、范家沟湾、杨四沟湾、邵家沟湾、刘家沟湾、米浪沟湾、康家沟湾、大石砭古城沟湾和三岔河沟湾等河道，在不足 60 公里的直线距离内行程 110 多公里到达巴图湾，继续
12、东流与内蒙古纳林河、海流兔河和陕西省黑河、芦河、榆林河等汇合成为无定河，然后向东南流经米脂和绥德等县，在清涧县注入黄河，全长大约 400 公里。萨拉乌苏河在科学文献中一般指的是内蒙古自治区鄂尔多斯市乌审旗南部巴图湾以上河段。该河之南、东临黄土高原，北、西接毛乌素沙漠。河流流经地区在大地构造上属鄂尔多斯台向斜陕北台凹之中部，基底为中生界下白垩系紫红色或灰绿色砂岩夹泥页岩。地貌上横跨黄土高原和鄂尔多斯高原东南洼地，海拔从1800 余米降至 1200 余米。气候上属甘新温带干旱区与华北暖温带半湿润区之间的内蒙古东部半干旱区。植被和土壤区划上相当于蒙新荒漠、半荒漠带与华北森林草原褐土带之间的干草原栗钙
13、土和黑垆土地带。因为萨拉乌苏河地区是处于半湿润森林草原与干旱荒漠草原之间的半干旱干草原过渡带位置，生态环境的最大特点是脆弱易变，风和流水以及生物华南师范大学地理科学学院 2011 级本科生鄂尔多斯高原地质与地貌野外实习指南6化学作用强烈，广泛出现风成砂、黄土、土壤和河湖相沉积，在我国第四纪沉积的成因类型上被划为河湖相、风成砂与黄土交错分布的鄂尔多斯-黄土高原过渡区，也就是通常所说的沙漠黄土边界带或农牧交错带的中部地区。鄂尔多斯和黄土高原新近时期的构造抬升，河流相对下切。在新桥以上的黄土丘陵区形成陡立的峡谷，谷宽数十至百余米，谷深几十米，河源区黄土高原最深达二百米以上。在流出黄土丘陵区进入鄂尔多
14、斯东南洼地之后，河谷宽展至 200 或 300m，个别近1000m，谷深 6080m，流水面宽 420 余 m，水深 0.52m，出现由一系列由凹岸与凸岸基座阶地、离堆山、古河道和牛轭湖等组成的高原深切曲流（即当地人称的沟湾） 。沿岸第四纪地层广泛出露，尤以河湖相沉积及其埋藏的动物化石和古人类遗迹令人称奇。四、萨拉乌苏河流域晚第四纪岩石地层、气候地层学框架以该地米浪沟湾地层剖面研究结果为例（一）米浪沟湾地层剖面概况萨拉乌苏河流域晚第四纪地层广泛出露，以米浪沟湾地层剖面堆积的层序较多，称之为“典型地质记录” 。其中，晚第四纪主要沉积单元之间的时间界限、沉积环境及其演化阶段与华南师范大学地理科学学
15、院 2011 级本科生鄂尔多斯高原地质与地貌野外实习指南7华南师范大学地理科学学院 2011 级本科生鄂尔多斯高原地质与地貌野外实习指南8现今流行的北半球冰期间冰期波动框架模式的关系是尤其受到关注的焦点。这一问题的解决对于构建我国沙漠区域晚第四纪时间环境事件年代表、进一步认识这一时期东亚季风演变机制将提供重要的科学依据。米浪沟湾剖面位于萨拉乌苏河中游地区米浪沟湾村 NE 约 500m 的河流左岸（位置见图4） ，剖面顶部海拔 1290m，108335.4E，374547.2N，堆积厚度约 83m（图 5） 。该剖面上更新统全新统覆于以离石黄土和风成砂为主的离石组之上，自上而下依次为全新统大沟湾
16、组和滴哨沟湾组、上更新统上部城川组、上更新统下部萨拉乌苏组（照片 1） 。从现代流动沙丘顶部起算向下，该套层系堆积深度大致为 056.16m，共计 87 个层序，含 1 层现代流动砂丘砂、36 层风成的古流动砂丘砂、4 层风成的古固定半固定砂丘砂、37 层河湖相和 9 层古土壤，几者呈相互迭覆。若以古砂丘砂与之上覆的河湖相或/和古土壤构成的沉积旋回来计，则这一时段包括了 39 个沉积旋回（0MD 和 86LS 分别属 0.5 个旋回） 。米浪沟湾剖面显示出 26 个年代标定点，其中，50D 、60D 、70FD 的年龄均是近年新的测试结果。迄今已对米浪沟湾剖面发现了 16 个含化石层位，其中含软体动物、脊椎动物和人类化石分别为11、7 和 1 个层位（见图 5） 。照片 1 萨拉乌苏河流域米浪沟湾地层剖面各组地层及其界线（二）基于对 MIS1-5 年代认识所建立的上更新统 全新统的时间框架为了建立起米
