沙漠地区地表的基本形态

沙漠地区地表的基本形态

有的人以为，沙漠的地表形态就好像海边或河岸的沙滩那样，只不过面积大一些罢了。或者认为，沙漠就是一片茫茫无边、毫无变换的沙丘，单调而乏味。其实，中国沙漠的风成地貌形态还是多种多样和饶有兴趣的。

风力对地表物质的吹蚀、搬运和堆积，所形成的各种地貌形态，统称为风成地貌。

(一)风蚀地貌

风是塑造沙漠地形的动力，沙石则是塑造沙漠地形的工具。在茫茫的沙海中或石质戈壁附近，除了风力堆积的各种沙丘地形外，还常常可以看到风蚀洼地、风蚀槽、风蚀脊，以及分隔风蚀脊的垄岗和矗立在沙地上的风蘑菇、峰窝石和风蚀柱等各种风蚀地形。

风力对地面物质的吹蚀和风沙的磨蚀作用，统称风蚀。风蚀作用形成风蚀地貌。中国沙漠地区的风蚀地貌，除被广大沙丘所埋没的以外，在大风区域还有广泛的出露，特别是正对风口的迎风地段，发育更为典型。主要分布在柴达木盆地的西北部，塔里木盆地东端的罗布泊洼地，东疆以及准噶尔盆地的西北部等地。由于岩层的性质和产状等因素的影响，它们具有种种不同的形态，主要是:

1.风蚀城堡(蚀余方山)

大部分见于岩性强弱相间的沉积岩(主要是砂岩、泥岩等)地区。它们是在流水侵蚀的基础上，由于岩性软硬不同，导致差别性的风力吹蚀，从而形成许多层状墩台，相对高度多数为10～30米;有的由于岩层平铺，墩台顶部多平坦，故称“蚀余方山” ;亦有生成宝塔状的。乌尔禾的“风城”就是其中最典型的代表之一。

乌尔禾“风城”位于准噶尔盆地古尔班通古特沙漠西北部的乌尔禾地区，方圆有数十公里。它发育在白垩纪岩层为主的构造台阶上，由岩性软硬不同的吐鲁谷砂岩和泥岩水平互层所组成。这里气候干燥、雨量少，但常以暴雨形式出现，冲沟相当发育。白垩纪地层一般都含有较多的盐分，在干燥气候条件下，风化和盐化作用很强，造成一层疏松的风化壳，使地层表面变得很疏松。而这种疏松易受侵蚀的地层，又正位于准噶尔西部著名的大风口上，经常受到六七级以上大风的吹蚀。长期风化剥蚀，风的吹蚀的结果，在原来暴雨侵蚀地貌的基础上，形成了状如城堡、亭台楼阁、宫殿等蚀余方山地形。

砂岩比较坚硬，当泥岩受到砂岩保护时，往往形成上部大、下部小的蕈状。

此外，还有塔状、柱状等多种地形，甚至还有的象人形、有的象珍禽异兽等奇特形态，活龙活现，栩栩如生。蚀余方山的相对高度大都有二三十米，高者可达50米。从高处远眺，沟谷两旁不同形态的土体相互组合在一起，高低起伏，宛如一座古城废址中街巷两边栉比相连的断垣残壁。因为这种地貌形态主要是由风的吹蚀作用形成的，因此称之为“风城”。

像乌尔禾“风城”这样的风蚀地貌，还广泛见于新疆东部兰新铁路十三间房风口以南一带。这里常年刮大风，十三间房年平均风速有9.3米/秒;第三纪的红色砂岩受到强烈风蚀，“风城”地貌也十分典型。塔里木盆地东端罗布泊洼地，在楼兰古城东北孔雀河畔一带，新第三纪红褐色粉砂岩出露的地区，也有风蚀城堡分布，一般高20～25米，顶部平坦，古代烽火台多建于其上。

2.风蚀长丘和凤蚀劣地

风蚀长丘，形似一条细长的垄岗，长度一般在10～200米不等，也有延伸数公里的;高度多在10～20米，也有40～50米的。风蚀劣地，是一种支离破碎的残丘地面，丘体矮小，一般只有几米长，高度也不超过10米。它们多分布在背斜构造等非常发育，地层软硬相间，且风向又与构造方向相一致的地区。以柴达木盆地西北部分布最广，面积有2万多平方公里。

3.石窝和石蘑菇

在花岗岩、伟晶花岗岩、砾岩和粗砂岩等粗粒岩组成的向阳迎风的岩壁上，常常可以见到形状各异、大小不等而密集的孔穴，有的高可及人，远望犹如窗格和蜂窝，这种地貌称为石窝。它的形成是:沙漠地区白昼阳光强烈照射，使岩壁增热，岩体里的矿物体积膨胀;夜晚温度骤降，矿物体收缩。

由于矿物的热力性质各不相同，其体积的膨胀和收缩也有差异。这样，一胀一缩，在不同矿物的界面间就产生了应力(膨胀时产生压应力，收缩时产生张应力)，使矿物彼此松解，岩面风化剥落。此外，岩石内含有一些可溶性盐类，也可通过毛细管水上升到岩石表面，由于水分很快蒸发，盐分重新结晶，体积扩张，也使岩石表面松散破碎。风化的岩面，经风力的吹蚀，最初形成很多浅小的凹坑;以后，风挟带沙子就沿凹坑磨蚀(旋磨)，使凹坑不断加深扩大，最后形成状如蜂窝的石窝(风蚀穴)地形。塔克拉玛干沙漠北部库车盐水沟的砂岩峭壁上，这种石窝十分发育;在吐鲁番盆地西北部一些石质丘陵的迎风坡上，也可见到这种蜂窝石。

风对有裂隙发育的岩石的长期吹蚀所形成的一些孤立的柱状石称为风蚀柱。当风蚀作用不断地对孤立的岩石(尤其是具裂缝而又不甚坚实的岩石)进行磨蚀时，因气流在近地面部分所含沙粒较多，使一些突出于地面上的孤立岩石的下部受风蚀较甚，以致形成上部大、基部小，外形很像蘑菇似的石柱，这种石柱叫做风蘑菇或石蘑菇。它形成的原因是由于近地面的气流含沙量大，孤突的岩石下部受到风沙的磨蚀较上部为甚，下部变得愈来愈小，最后变成上大下小的蕈状。特别是当下部的岩性较上部软弱，易于风化变得疏松时，更有利于风蚀蘑菇的形成。

风蚀蘑菇在吐鲁番盆地西北部的石质丘陵地区，准噶尔盆地西北部的乌尔禾和塔克拉玛干沙漠西部麻扎塔格等地都可见到。风蚀蘑菇一般多是在基岩地区发育的风蚀城堡等地貌的一种附生形态。

在风蚀作用长期进行下，特别在软硬相间的岩层分布地区，石蘑菇的下部更易变得越来越小，当发展到最后，上部的石块就会坠落下来。如果石块的重心恰好和支点在一直线上，那末与下部基座即使脱节，却仍能维持不倒。刮大风时这种石块会随风摇摆，因而称做摇摆石。在中国新疆吐鲁番盆地西北部地区最易见到风蚀柱、风蘑菇，以及石柱上有无数蜂窝状小凹坑的蜂窝石。这些都是千百万年来风和沙在干燥的沙漠中塑造出来的独特奇景。

4.风蚀雅丹和白龙堆

风蚀脊又称雅丹。“雅丹”为维吾尔语，是“具有陡壁的小丘”的意思。它是干燥地区的一种风蚀地形，主要分布在倾斜和缓的粘土性岩层所组成的地区，由于暴流侵蚀，再经强烈的风蚀作用，形成一系列平行的垄脊和沟槽相间排列、顺盛行风向伸长的地形。高可达半米至几米，长数十米到数百米不等，沟宽1～2米。雅丹地形在中国新疆罗布泊的东北部有很典型的发育。

雅丹与上述的风蚀地貌不同，它是发育在第四纪河湖相的土状堆积物中，以罗布泊洼地西北部的古楼兰附近最为典型。罗布泊洼地西北部及甘肃西部疏勒河下游;风蚀雅丹地貌广泛分布，面积有2 600平方公里，仅次于柴达木盆地的西北部，是中国第二个面积最大的风蚀地貌分布区。“雅丹”是维吾尔语“陡壁的小丘”之意，后来用它来泛指风蚀土墩和风蚀凹地相间的地貌组合。高起的土墩多作长条形，排列方向与主风向平行;相对高度多在4～10米，长度不等。土墩组成物质全为粉沙、细沙和沙质粘土水平互层，沙质粘土往往构成土墩顶面，向下风方向作1～2度的倾斜，四周由几种坡向的坡面组成，坡度通常上陡下缓。

在罗布泊盐碱地北部的东西两侧，粘土土墩的顶面是灰白色盐碱块;又因它弯曲而长，形状似龙，故名“白龙堆”。关于白龙堆，中国古书上早有记述。《汉书·地理志》中就有“白龙堆，乏水草，沙形如卧龙”的记载。

《周书》西域传中更对白龙堆的分布位置作了叙述:“鄯善，古楼兰所治，城方一里，地多沙卤，少水草，北即白龙堆，西北有流沙数百里”。

雅丹地貌在喀什三角洲平原的西南部、吐鲁番盆地燕木什以南冲积平原等地也都有广泛分布。但由于长期受风蚀破坏，土墩面积变得愈来愈小，形成风蚀土丘，使地面崎岖起伏，支离破碎。

(二)风积地貌

风积地貌主要是指沙漠地区的沙丘而言。沙丘在中国沙漠里分布面积最广大，连绵的沙丘构成了波涛起伏、浩瀚无垠的茫茫沙海。沙丘有流动和固定、半固定之分。流动沙丘的表面无植物覆盖，或仅在沙丘坡脚有少许植物，覆盖度在15%以下，风沙活动强烈，流动性大;半固定沙丘的表面，植被呈斑块状分布，覆盖度在15～40%，在植物生长较好的地方略有粘土或盐土结皮现象，有局部风沙活动，流动性较小;固定沙丘有密集的植被覆盖，覆盖度超过40%，或大部分沙丘表面有薄层粘土或盐土结皮，不易被风吹蚀，比较稳定。

沙丘的形态初看起来，好像到处都是一个样，很单调。但是，只要我们仔细加以考察，特别是当乘飞机飞越沙漠的上空，从飞机上俯瞰沙漠的时候，我们就会发现，中国沙漠由于各地风、水分、植被等条件的不同，沙丘形态是十分复杂多样的，而且有惊人的规则性。

1.最小和最大的新月形沙丘

新月形沙丘是中国沙漠地区最常见的，也是形态最简单的一种流动沙丘。顾名思义，新月形沙丘最显著的形态特征是平面图形呈新月形，沙丘的两侧有顺着风向向前伸出的两个兽角(翼)。它们是由绕过沙丘两侧、具有垂直轴的涡旋的横向环流造成的。新月形沙丘的剖面形态是有两个不对称的斜坡，迎风坡凸出而平缓，坡度在5～20度;背风坡凹入而较陡，倾角在28～34度，相当于沙子的最大休止角。沙丘高度都不大，一般为1～5米，很少超过15米。单个新月形沙丘大多零星分布在沙漠的边缘地区。

在沙子供应比较丰富的情况下，由密集的新月形沙丘相互横向连接，可形成新月形沙丘链。高度一般在10～30米左右，其形态随各地风的情况而有差异。在风向单一的地区，沙丘链仍然保持原来单个新月形沙丘弯曲的弧形体痕迹，两翼也比较明显;平面形态弯曲度亦较大，依然反映出新月形的特征。但在相反方向的风交互作用的地区，整个沙丘链就显得比较平直，剖面形态往往成为复式，顶部有一条摆动带。

新月形沙丘和沙丘链广泛分布在塔克拉玛干沙漠的西部、北部和东部的库鲁克库姆，以及腾格里沙漠、毛乌素沙地、巴丹吉林沙漠的边缘和柴达木盆地的山前洪积平原等地。

梁窝状沙丘通常具有隆起的曲弧状沙梁和凹下的沙窝，是密集的新月形沙丘和沙丘链，在草本和灌木生长的条件下，已被植物所固定或半固定而形成的。它主要分布在古尔班通古特沙漠、毛乌素沙地、浑善达克沙地以及科尔沁沙地。

倘若沙子供应十分丰富，新月形沙丘链进一步发展演变，就会形成复合型的结构。也就是说，在沙丘体积不断增大的同时，其平缓的迎风坡上又产生了次一级的新月形沙丘和沙丘链，层层叠置，状如鱼鳞;但背风坡一般来说没有复合的形态，为一比较单一的陡峭斜坡。这种沙丘称为复合新月形沙丘和复合型沙丘链。它们主要分布在塔克拉玛干沙漠和巴丹吉林沙漠中。这类沙丘，一般高度在50～100米;分布在巴丹吉林沙漠中的可高达200～300米，最高达420米，是中国沙漠中最高大的沙丘，也是世界上最高大的沙丘之一。因沙体硕大如山，所以又称为“复合型沙山”。沙丘的长度一般为5～20公里，塔克拉玛干沙漠中最长的可达30公里左右。一般宽度有300～800米，最宽者可达1～2公里。各个相邻的巨大复合新月形沙丘的顶脊间距，一般有1.5～2.5公里，有时可到4公里。一道道排列规则的复合型沙丘链，宛如海啸卷起的巨浪，极为壮观。

巨大的复合型沙丘链(沙山)的形成，除了有丰富的沙子供应，以及发育年龄较长外，也还与局部地形起伏对气流的阻滞作用有关系。如塔克拉玛干沙漠西部高200～300米的麻扎塔格山横列于沙漠中，成为东北风运行的障碍，在它的迎风坡(山岭北侧)堆积了大量的沙子，形成巨大的复合新月形沙丘和复合型沙丘链，且愈靠近山地沙丘相对高度愈大。又如巴丹吉林沙漠的巴丹吉林庙至七里沟一带，分布着高200～300米的复合型沙山，其形成与残留的石质(砂岩)低岗(高10～30米)有关。沙丘在移动的过程中，受到这些残留小石岗的阻挡，减缓了移动速度，而后继的又接踵而来，覆于前面的沙丘上，层层叠置，愈堆愈高，形成了高大的复合型沙山。

2.纵向沙垄

上面说的都是些链状形态的沙丘，排列方向(沙丘走向)和主风向垂直，或成60～90度的交角，我们统称它们为横向沙丘。在中国沙漠里，除了横向沙丘外，还广泛分布有与主风向相平行，或成30度以内的交角的纵向沙丘，叫做沙垄。

在塔克拉玛干沙漠中心和西南部，还分布有在其他沙漠中少见的复合型纵向沙垄。沙垄也叫“垄岗沙”或“纵向沙丘”，也是沙漠中广泛分布的一种沙丘，它随盛行风向平行伸展，长可达数百米至数公里，高可达数十米，顶部微呈穹形，两坡大致对称。最长的沙垄可达45公里，沙垄与主风向大致平行，但覆盖其上的次一级沙丘却与主风向垂直。位于多种风向及下伏地面有显著起伏或邻近山岭的地带往往发育有金字塔沙丘，其分布形式或成孤立的个体分布，或一个接着一个地组成一个狭长而不规则的垄岗。此外，在中国沙漠北部还可见到高大的穹状沙丘，西部及西北部还分布有鱼鳞状的沙丘群。

沙垄主要分布在古尔班通古特沙漠，平直作线状伸展，常相互连接，平面形态产生具有分叉的树枝状，称为树枝状沙垄。长度可以从数百米到十多公里;高度一般在10～25米，最高可达70米。两侧斜坡比较对称，以沙漠中部的南北走向的沙垄为例，西坡一般为15～24度，东坡为19～28度。现在沙垄上都长有植物，只有比较高大的沙垄顶部才是光秃的。垄顶通常微呈穹形，有的也有摆动脊峰。

沙垄在南疆喀什三角洲北部的托克拉克库姆、浑善达克沙地和科尔沁沙地也都有较大面积的分布，它们也都长起了植物，成为固定、半固定沙丘。

复合型纵向沙垄主要分布在塔克拉玛干沙漠的中部，东经82～85度之间的地带。这种沙垄是流动沙丘，其形态特征是:垄体表面叠置了许多次一级的新月形沙丘链，它们与垄体垂直或略呈偏斜;沙垄延伸很长，一般为10～20公里，最长可达45公里;垄体高度通常为50～80米，宽度为500～1000米;垄间低地宽度为1～2公里，其间散布一些低矮的沙垄或沙丘链。复合型纵向沙垄的两侧比较对称，斜坡均较平缓;垄顶剖面呈半圆形。

纵向沙垄的形成，国内外学者最近研究认为，是大气巨大螺旋状前进运动的纵向涡流(总是朝着一个方向吹的风，如高压反气旋气流所具有的)对沙质地表吹蚀和堆积作用的结果。风吹扬的时间越久，垄间低地被吹蚀得越深，沙垄上堆积的沙子也就越多，沙垄不断增高和延伸，垄间距离也不断加宽;空气运行局部受阻，沙垄表面发育了次一级沙丘链，从而演变成复合型沙垄。

3.金字塔沙丘

沙丘的形态，是在多方向风、且风力又大致相似的情况下发育的，形态本身不与任何一种风向相平行或垂直。这种沙丘因其外形与非洲埃及尼罗河畔的金字塔相似，所以称之为“金字塔沙丘”。也因其形态总特征是成角锥体状，又称它为角锥状沙丘。金字塔沙丘具有尖顶和三角形的斜面，斜而坡度通常为25～30度，斜面之间形成棱脊线。金字塔沙丘的每个斜面往往代表一种风向，通常有3～4个斜面，也有多到5～6个的。

金字塔沙丘一般只作零星的单个的分布。主要分布在塔克拉玛干沙漠南部的且末、于田一带，以及西北部的麻扎塔格北坡，巴丹吉林沙漠南部。沙丘高度一般在50～100米。巴丹吉林沙漠中的一些复合型金字塔沙丘，高度可达200～300米，底部直径有几公里，甚至十多公里，貌似“山”一般。

中国沙漠除了上述沙丘形态外，在腾格里沙漠和库布齐沙漠中，还有由两组相互垂直的沙丘链和沙埂组成的格状沙丘;在塔克拉玛干沙漠北部塔里木河老河床以南，以及乌兰布和沙漠西南部等地，分布有一种如馒头状的复合型穹状沙丘;在阿尔金山北麓若羌、且末之间的喀特库姆和柴达木盆地西部，有新月形沙丘的一翼向前延伸很长，而另一翼相对退缩，形成外形像钓鱼钩状的新月形沙垄;若继续发展下去，往往会使尾部的新月形沙丘形态变得不明显，甚至消失，仅遗留下由一翼延伸所成的沙垄;在毛乌素沙地、浑善达克沙地和科尔沁沙地，有形态特征与新月形沙丘刚好相反，即沙丘两翼指向上风方向，迎风坡平缓而凹入，背风坡较陡而呈弧形凸出，形似马蹄，平面图形又像一条抛物线的抛物线形沙丘，等等。此外，在沙漠的边缘或深入沙漠中去的河流两岸现代冲积平原上，水分植被条件都较好，分布有多种草灌丛沙堆。这种沙堆是风沙在植物周围遇阻堆积而成的，形状为圆形或椭圆形，高度都不大，一般在1～5米，个别的高达10米。这些沙堆通常都是根据其上部生长的主要植物种类来命名的，如红柳沙堆，白茨沙堆，等等。