黃土

黃土（Loess）是干旱、半干旱地區(qū)一種特殊的黃色粉砂沉積，主要由第四紀(jì)時(shí)期的風(fēng)搬運(yùn)形成，主要分為原生黃土和次生黃土，其顆粒成分以粉砂粒徑為主(含量50%，富含碳酸鈣質(zhì)、鈣質(zhì)結(jié)核有時(shí)包含硫酸鹽巖或氯化物鹽，具有可見(jiàn)孔隙的第四紀(jì)大陸沉積物，還包含微小的角狀應(yīng)時(shí)、方解石顆粒、長(zhǎng)石等巖石碎塊多為灰黃色，顆粒成分以粉砂粒徑為主，呈松散或半固結(jié)狀態(tài)在風(fēng)的作用下，黃土顆?？赡軙?huì)變圓，這就很難識(shí)別其層理。

黃土主要分布在北半球的中緯度干旱或半干旱地區(qū)中國(guó)的黃土主要分布在黃土高原華北平原和東南部黃土高原的黃土可能主要是風(fēng)造成的，其他地區(qū)主要是洪水造成的。

18301880年黃土的研究歷史比較簡(jiǎn)單1832年，地質(zhì)學(xué)家查爾斯萊爾（查爾斯萊爾） 觀察了萊茵河和密西西比的黃土懸崖“黃土”萊爾注意到，從海德堡附近的花崗巖到萊茵河平原的石頭，幾乎每塊巖石都有黃土，這是一種帶有鈣質(zhì)結(jié)核的黃壤，不具備沖積的特征因此，推斷黃土幾乎不受?chē)鷰r的影響；關(guān)于萊茵河和多瑙河流域的黃土，萊爾認(rèn)為冰河時(shí)期多瑙河有很多大型支流，很可能攜帶了大量阿爾卑斯山的冰泥萊爾提出了黃土的起源，認(rèn)為黃土是湖泊沉積。

美國(guó)人龐培利（Pompelli）和德國(guó)的李?；舴遥≧ichthofen）1866年和1868年，他來(lái)到中國(guó)進(jìn)行地質(zhì)調(diào)查，開(kāi)始了中國(guó)黃土的研究史。

1949年以前，中國(guó)主要分布黃土、成因、地層劃分等等；對(duì)黃土濕陷性的綜合研究始于20世紀(jì)50年代-20世紀(jì)60年代，由于我國(guó)國(guó)家建設(shè)的需要，這一時(shí)期進(jìn)行了大量的濕陷性試驗(yàn)，取得了豐富的數(shù)據(jù)和可喜的成果，為我國(guó)黃土的進(jìn)一步研究奠定了基礎(chǔ)，形成了完整的濕陷性評(píng)價(jià)體系；70年代中期以后，隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，特別是掃描電子顯微鏡的出現(xiàn)，對(duì)黃土的研究從宏觀走向微觀，微觀研究使得對(duì)黃土的認(rèn)識(shí)、特別是對(duì)黃土濕陷機(jī)理的認(rèn)識(shí)有了質(zhì)的飛躍；20世紀(jì)90年代以后，隨著先進(jìn)測(cè)試技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的蓬勃發(fā)展以及大量交叉學(xué)科的出現(xiàn)，黃土變形的本構(gòu)關(guān)系發(fā)生了變化、微結(jié)構(gòu)、非飽和土力學(xué)的定量結(jié)構(gòu)參數(shù)和理論研究取得了豐碩的成果。

黃土的形成需要四個(gè)階段：首先是塵埃顆粒的形成；第二是灰塵顆粒的處理；第三是粉塵沉積；第四是粉塵沉積后的改造，也就是說(shuō)黃土的形成必須滿足以下四個(gè)條件物源、搬運(yùn)力、有利的堆積場(chǎng)所和適宜的成土環(huán)境。中國(guó)科學(xué)家經(jīng)過(guò)多年研究，提出中國(guó)的黃土，尤其是黃土高原的黃土，有一個(gè)合適的物源、權(quán)力和積累的地方。

黃土

在全球范圍內(nèi)，黃土主要分布在中緯度干旱或半干旱大陸性氣候區(qū)，即現(xiàn)代沙漠和草原區(qū)。這是因?yàn)樵诟珊档纳衬貐^(qū)、在半沙漠地區(qū)，沙漠中的大量泥沙和沙塵被強(qiáng)大的反氣旋吹到沙漠邊緣和內(nèi)陸地區(qū)，經(jīng)年累月堆積形成黃土。

中歐和北美的一些地區(qū)也有黃土分布。它們被認(rèn)為是冰河期大陸冰川區(qū)的干冷反氣旋，將冰水沉積物中的一些細(xì)小物質(zhì)吹到冰川外緣沉積，被稱為冰緣黃土。因此，人們稱沙漠黃土為暖黃土，冰緣黃土為冷黃土。

此外，還有一些黃土狀沉積物，稱為黃土狀沉積物，可能是流水沖刷原生黃土造成的、搬運(yùn)后堆積而成。比如中國(guó)長(zhǎng)江中下游就有很多黃土狀的沉積物、在第三級(jí)階地上，它們很可能是河流再沉積的，屬于次生黃土，是華南磚瓦工業(yè)的重要材料。一些黃土狀沉積物含有殘留物、洪積等外力作用的產(chǎn)物，因此其堆積過(guò)程較為復(fù)雜。

黃土分為原生黃土和次生黃土。

原生黃土：是原生的、厚層連續(xù)分布，與基巖不整合接觸，無(wú)層理，常含古土壤層和鈣質(zhì)結(jié)核層，垂直節(jié)理發(fā)育如果沒(méi)有層理的風(fēng)成黃土是原生黃土。

次生黃土：原生黃土在水力和重力的作用下再次搬運(yùn)，重新沉積，稱為次生黃土次生黃土呈層狀，含砂甚至細(xì)礫石，如再次搬運(yùn)后的風(fēng)成黃土。

物理特性

黃土多為灰黃色，顆粒成分以粉粒級(jí)為主(含量50%黃土的顆粒組成高度均勻，組成黃土的顆粒通?？煞譃槲鍌€(gè)等級(jí)（以毫米為單位）25-1、1-05、05-01、01-005、＜0.005，依次命名為粗砂、細(xì)沙、粗粉沙、粉沙土、粘土。

礦物組成

黃土的化學(xué)成分主要是SiO?(占50%左右)，Al?O?(占8-15%和CaO(占10%左右)其他重要的是Fe2O?(占4-5% MgO(占2~3%和K2O(占2%SiO?Al2O3和CaO的高含量是由于黃土礦物組成中的石英、長(zhǎng)石和碳酸鹽礦物含量較高，而Fe2O?和MgO的含量與黃土中含有較多鐵錳成分的不穩(wěn)定礦物有關(guān)(如角閃石、輝石、黑云母等)此外，黃土中含有豐富的碳酸鈣、鈣質(zhì)結(jié)核，有時(shí)包含硫酸鹽巖或氯化物鹽，具有宏觀孔隙的第四紀(jì)大陸沉積物。干燥時(shí)比較堅(jiān)實(shí)，能保持壁面直立陡峭，被水浸泡后容易崩解下沉。其機(jī)械成分主要是粉砂，其次是粘土，再次是砂。碎屑礦物的成分是應(yīng)時(shí)、長(zhǎng)石為主，其次是云母和各種重礦物。

結(jié)構(gòu)構(gòu)造

黃土孔隙發(fā)育，垂直節(jié)理發(fā)育，不呈層狀盡管黃土的粒度在垂直剖面上有所變化，但這種變化并沒(méi)有造成明顯的逐層交替。

黃土一般具有發(fā)育良好的管狀孔隙，最大孔隙為0.5 ~ 1 cm，大部分孔隙被不同量的碳酸鹽充填，部分孔隙幾乎完全被碳酸鹽充填；黃土的孔隙度相對(duì)較高，一般為33%～64%經(jīng)驗(yàn)證明，黃土的多孔性是黃土濕陷的根本原因。黃土中的豎向節(jié)理一方面是由于重力作用下豎向產(chǎn)生拉應(yīng)力造成的，另一方面黃土中存在較多的豎向孔隙，削弱了水平方向的合力，因此豎向容易產(chǎn)生裂縫。在黃土地區(qū)的邊坡，往往沿節(jié)理面崩塌，形成崗哨墻，有時(shí)甚至產(chǎn)生大規(guī)模的滑坡。

黃土結(jié)構(gòu)中的孔隙可分為三類(lèi)

1)肉眼基本可見(jiàn)的大孔隙直徑約為0.5mm~1.0mm的孔道；

2)細(xì)孔是架空結(jié)構(gòu)中大顆粒的粒間孔，肉眼看不見(jiàn)，在放大鏡下可以觀察到；

3)毛細(xì)孔是大顆粒和小顆粒附著在其表面形成的粒間孔，肉眼不可見(jiàn)。

這三種孔隙形成了黃土的高孔隙度，所以黃土也叫黃土“大孔土”

世界分布

黃土呈不連續(xù)的帶狀分布，由東向西延伸，在南北半球的中緯度地區(qū)綿延；歐洲、北美和西伯利亞的黃土分布在第四紀(jì)大陸冰蓋的外圍，而中亞、中國(guó)和南美的黃土分布在沙漠外圍；據(jù)估計(jì)，歐洲黃土覆蓋面積占7%，北美占5%，南美占10%，亞洲占3%，大陸面積9.3%為黃土覆蓋。

中國(guó)分布

中國(guó)是一個(gè)黃土多的國(guó)家，面積63.5萬(wàn)平方公里，占中國(guó)陸地總面積的65.6%主要分布在昆侖山－祁連山-秦嶺－山東東部山區(qū)和遼東半島以北的干旱半干旱地區(qū)，即北緯34° ~ 35°以北的地區(qū)，包括東北和山東、河北、河南、山西、陜西、甘肅、青海、新疆等?。▍^(qū)），主要圍繞沙漠從西北向華北直至東北呈弧形帶狀分布。

陜西北部、甘肅中（東）部、寧夏南部和山西西部因地勢(shì)較高，被稱為黃土高原。黃土疏松、土層深厚、富含礦物質(zhì)，有利于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。而黃土分布區(qū)多在半干旱地區(qū)，雨水少、植被稀疏。

在黃河中游，黃土分布面積約為4.0×105km2，形成海拔1000～1500m的黃土高原（Loess   plateau）黃土厚度多為50 ~ 80m，最大厚度可達(dá)250m。在陜西、甘肅一帶，厚度150 ~ 180 m較為普遍。其分布面積和厚度均為世界之最。

根據(jù)主導(dǎo)的地質(zhì)作用力，黃土地貌可分為黃土堆積地貌、黃土侵蝕地貌、黃土侵蝕地貌和黃土重力地貌，黃土堆積地貌是大量黃土堆積形成的高而平坦的地面，黃土侵蝕地貌是雨水沖刷和風(fēng)力吹拂形成的黃土地貌；由于地表水局部集中，沿黃土裂隙向下滲透，結(jié)果形成一系列黃土侵蝕地貌在重力和流水的作用下，黃土坡谷等物質(zhì)經(jīng)常發(fā)生移動(dòng)和滑動(dòng)、崩塌、滑坡等重力地貌。

建筑行業(yè)

黃土用途廣泛因?yàn)橥寥篮芗?xì)，很粘，可以用來(lái)做土坯，白色的抹灰材料，有的用來(lái)做建筑墻體的粘結(jié)材料和砂漿。因?yàn)楦街?qiáng)，中性位置用木板挑起來(lái)，中間加土，看起來(lái)像“干打壘”干燥后，它可以使墻壁牢固。濕陷性是黃土最重要的工程特性，所謂濕陷性就是黃土浸水后，在外荷載或自重作用下下沉的現(xiàn)象。

生產(chǎn)硅酸鹽水泥

生產(chǎn)硅酸鹽水泥的原料主要是鈣質(zhì)原料和粘土原料。鈣質(zhì)原料主要提供CaO，可以使用石灰石、凝灰?guī)r、貝殼等其中石灰石是最常用的。粘土原料主要提供SiO2、可以使用Al2O3和少量Fe2O3粘土、黃土、頁(yè)巖、砂巖等，其中粘土和黃土應(yīng)用最為廣泛。

藝術(shù)行業(yè)

泥塑藝術(shù)家經(jīng)常使用黃土作為材料捏泥塑；粉塑面譜，滿族傳統(tǒng)民間工藝，用黃土粘土塑造人臉，繪畫(huà)，用彩色絲線粘胡子，模仿京劇臉譜素描。