黄土高原的土或来自青藏

    “我

    家住在黄土高坡，大风从坡上刮过。”黄土高原的黄土到底从哪儿来？真是大风刮来的吗？

    日前，兰州大学资源环境学院西部环境教育部重点实验室聂军胜教授及合作者在《自然通讯》发表的研究成果，对黄土高原的形成起源、黄河中下游泥沙的来源等做出了全新的解释，对黄河泥沙治理有参考价值。

    先靠水搬而后靠风吹

    “我国的黄土，连同沙漠、戈壁大致位于北纬35度至45度范围之内。中国黄土由粒级0.01至0.05毫米范围的粉砂组成，颜色从灰黄到黄红。”这是中国科学院院士刘东生先生曾在《中国的黄土和风尘堆积》一文中的表述。

    我国关于黄土的研究随着地质学的发展而发展，对于黄土的成因大致有以下两种：其一是“水成说”。约1840年至1870年期间，地质学家普遍认为黄土是水成的，属冲击、洪积或湖积、海积成因。有学者认为中国的黄土是大型淡水湖泊成因的。其二是“风成说”。在1870年以后，大气粉尘搬运，被认为是黄土的主要成因。国内外科学家普遍认为，黄土高原的黄土是从中国西北部戈壁沙漠吹过来的。

    自此以后，学术界主流观点认为，黄土高原的主要物质来源是戈壁沙漠。

    聂军胜和他的团队的研究首次证明：黄河从青藏高原搬运来的沉积到银川河套地区的河湖相沉积，是黄土高原的一个重要物质来源。

    “这跟近年来在沙漠地区钻探发现沙漠的形成年代在100万年相吻合。黄土高原中部最老黄土的年龄为800万年左右，显然不可能来自于沙漠戈壁。”聂军胜解释说，当时的黄土物质来自于山前冲洪积扇、干枯的河床和湖泊。800万至360万年前这段时间，黄土高原黄土最厚的地方都不超过100米，因此当时黄土高原规模很小，可能都不能称为黄土高原。

    黄土高原沉积速率增加是从360万年前开始。首都师范大学王均平博士的研究发现，这个时期银川河套地区已经开始发育以河流相为主的河湖相沉积物。

    “这支持了我们的观点，即黄河从青藏高原东北部把沉积物带到银川河套地区，然后，粗颗粒的物质被冬季风搬运到毛乌素沙漠西部，粉砂被冬季风搬运到毛乌素沙漠南部的黄土高原，由此黄土高原的范围和高度才大幅度增加，达到了可以称为高原的规模。这种观点综合了‘水成说’和‘风成说’。”聂军胜表示。

    为什么会出现这种现象？聂军胜给出的解释是，这跟黄河流经地的地形有关。黄河上游分为高原峡谷段和堆积段。高原峡谷段的地形坡度较大，利于剥蚀不利于沉积，而进入到银川河套地区后地形坡度变小。这更有利于沉积，而不利于剥蚀，自然而然，就会造成沉积物堆积到这里。

    黄河中游泥沙多来自自身土地

    传统的理论认为，从高原、山脉剥蚀的物质，大部分被河流搬运到海洋并沉积下来。但是，这个假设是否成立，科学家对此探讨并不多。考虑到黄河发源于青藏高原东北部，是目前世界上含沙量最大的河流，因此，聂军胜和他的团队以黄河为例对这一假设进行检验。

    受地学界原有理论的影响，研究团队起初在进行科学研究项目设计时认为，黄河会把青藏高原的物质运输到海洋，因此当黄河上中下游物质的地球化学性质一致的时间就是黄河形成的时间，因为黄河形成时间有较大的争论（从几千万年到几万年）。他们原来也是主要想解决这一争论的。

    对于黄土与黄河的关系，学术界普遍认为，黄土高原的侵蚀为中游黄河提供了泥沙。“但实验结果完全相反。”聂军胜说，结果表明现代黄河上游物质跟黄土高原物质的地球化学特征非常相似，与现代黄河中游物质的地球化学特征有显著差异。

    因为现代黄河可能受人类活动影响，所以他们又检查了古代黄河上游和中游沉积物地球化学性质，发现结果跟现代黄河一致：黄河上游和中游物质具有显著不同的地球化学性质这一格局，至少从约1.5百万年前已经开始。

    很多科学家认为，黄河中游的泥沙主要来自于黄土高原的侵蚀。聂军胜说，“中游黄河物质的地球化学信号却跟黄土的有所不同。比较中游黄河基岩的地球化学性质，可以发现中游黄河的地球化学性质跟基岩类似，因此可以推断黄土水土流失对中游黄河的贡献，没有中游黄河下切从基岩剥蚀的物质的贡献量大。”

    换句话说，黄河中游的泥沙，更多的不是来自黄土高原，而是来自对自身土地的冲刷。

    黄河下游泥沙主要源于秦岭

    对于黄河下游泥沙地球化学特征的研究，令研究团队进一步陷入深思：下游泥沙的地化特征跟中游不同反而跟上游一致。他们研究了中游黄河地形发现，中游虽然以侵蚀为主但是中游末端地形起伏变缓，从而造成中游的沉积物大部分都在中游末端堆积。他们进一步发现黄河中下游泥沙地球化学性质出现的差异，是从发源于秦岭的支流汇合后开始的，由此推断黄河下游的泥沙来源主要应该是来自秦岭山脉的侵蚀，而非来自青藏高原和黄土高原的侵蚀。

    构造研究表明，构成秦岭山脉和青藏高原东北部的岩石，都经历过两期强烈构造变质过程，一期发生在古生代-中生代边界约250百万年前；另一期发生在古生代早期约450百万年前，从而造成从两个地区剥蚀来的物质具有类似的地球化学性质。

    “青藏高原剥蚀物质主要储存于陆地而并没有被大河输送到海洋。”聂军胜认为，“这对理解海洋沉积物中记录的山地隆升剥蚀过程以及山地隆升剥蚀与晚新生代的气候变化关系有深远意义。”

    根据聂军胜等人研究的结果，黄河上游的泥沙主要来自于青藏高原东北部；黄河中游的泥沙主要来自于河流对下伏基岩的下切，黄土高原的水土流失也有一部分贡献；黄河下游泥沙的主要来源是秦岭山脉。

    这就意味着该研究结果对于黄河泥沙治理有参考价值。只有准确找到了黄河上中下游泥沙的源头，才可以有针对性地制定政策进行有目的的治理。

    □据《北京日报》郭树人/文