路堑边坡上一堵黄土壁,高十几米却近直立,久旱不塌,常被当成压实的土或很细的砂岩。手指一搓,壁面的土成粉、不粘手、也不硌手,和黏土与砂土都不像。这两处怪处,恰好是认风成黄土最顺手的两条判据。
能立住陡壁的是垂直节理,不是压实
先看壁面。黄土里发育近竖直的裂隙面,把土体切成柱状,开挖后沿这些面成片剥落,留下数米至 30 米高的直立陡壁。裂隙间距常 0.5–2 米,壁面可见成组竖直缝,却没有水平层理把壁面切断。竖直缝配直立壁,是黄土区别于一般土体的第一处。
节理面并非一直张开,多呈闭合的隐缝,干时明显、湿时不易辨。沿缝轻撬,土块成板状或柱状脱落,断面平直;若土体只沿随机面碎成小块,或整体呈斜坡而非陡壁,这条判据就不成立。
手搓成粉、不粘不硌,是粉砂粒度的手感
再搓一小撮。黄土以粉砂为主,粒径多 0.005–0.05 毫米,指间细腻、无砂粒的硌感,也不像黏土那样粘手、能搓成不断的长条。加少量水后能勉强成团,稍压即散,干后一捻又成粉,这套手感不用工具就能复核。
手感对应的是粒度窗口:粗过 0.05 毫米就显砂感,细到黏粒级就显黏性。风把粉砂级颗粒搬到远处沉降,堆成质地均匀、几乎不见层理的厚层,剖面里只能偶尔见到直径 1–10 厘米的钙质结核,而不见砾石与砂透镜。
质地均匀、无层理、含钙质结核是更硬的证据
最硬的一条看整段剖面。原生黄土上下颜色与粒度变化很小,不显水平薄层,不含砾石,也少见流水留下的交错纹;钙质结核零散分布,形状不规则,直径数厘米级。这种均匀,是风力长距离分选后逐层沉降的结果。
厚层可累积到数十米乃至 100 米以上,堆积从距今约 250 万年以来断续进行。若剖面出现清晰水平纹层、小砾或砂质透镜,说明经过水的作用,应改判为再搬运的次生黄土。均匀性比任何单一手感都更能区分原生与次生。
湖相粉砂层有纹层,风成砂有砂感
容易混进来的是湖相粉砂层与风成砂。湖相粉砂粒度可与黄土接近,却显毫米级水平纹层,常夹深色薄层与小砾,遇水沿层面剥成薄片;风成砂粗过 0.05 毫米,手搓明显硌手,堆不成直立陡壁,也少见钙质结核。
经坡面再搬运的黄土状堆积,层理出现、垂直节理消失,形态介于两者之间。此时先找剖面里是否还有成组竖直缝,再搓粒度;两项都变了,就按次生堆积记录,不再据其恢复风况。
关键数据
下列数值为常见范围,随物源与后期改造变动。记录时写明节理间距、陡壁高度、手感描述与剖面层理,只写黄土壁很直,事后既无法复核,也无法与邻区剖面对比。
- 黄土粒径多 0.005–0.05 毫米,以粉砂级为主。
- 垂直节理间距常 0.5–2 米,可支持数十米高陡壁。
- 原生黄土陡壁可高达 10–30 米而不整体塌落。
- 钙质结核直径多 1–10 厘米,零散分布。
- 厚层黄土可累积到 100 米以上。
- 连续堆积始于距今约 250 万年以来。
边界
降水入渗会把节理面冲宽、把壁面糊成泥膜,干季又重新开裂,同一堵壁前后看着可以差很多;压实与上覆荷载也会让隐缝闭合。单看一次壁面,容易把改造后的形态当成原状。
含砂量偏高的样品手感接近细砂,黏粒偏多的又接近黏土,手感判据在过渡粒度上失效;次生黄土更把三条判据一并打乱。本文判断:定原生风成黄土须节理、手感、剖面均匀性三项合看,缺一项就只记岩性描述。
参考文献
- 刘东生 等.《黄土与环境》. 科学出版社. —— 黄土粒度、垂直节理与风成成因。
- 杨景春, 李有利.《地貌学原理》. 北京大学出版社. —— 风积黄土形态与分布。
- 中国科学院《中国自然地理》编辑委员会.《中国自然地理·地貌》. 科学出版社. —— 黄土堆积与分布。