敖嫩

摘要朝陽一赤峰地區(qū)第四紀黃土發(fā)育完好，其特點與晉陜地區(qū)黃土堆積時的特點基本一致。黃土中所產(chǎn)的哺乳動物化石較為豐富，按其產(chǎn)出地層進行了化石組合，并根據(jù)其組合特點反映哺乳動物的遷徙、演化規(guī)律，結合孢粉分析資料，推斷黃土堆積期間古氣候及地質環(huán)境的演變。朝陽一赤峰地區(qū)第四紀黃土分布廣，地層發(fā)育齊全，出露完整。黃土中的哺乳動物化石均為干旱草原性的動物群，有鼢鼠類、馬類、鴕鳥等：黃土中的植物花粉以草本占優(yōu)勢，如蒿屬、藜科、禾本科等。反映了黃土是在干旱氣候條件下堆積的，這與晉陜地區(qū)黃土堆積時的特點基本一致。本文根據(jù)黃土堆積時“喜冷”或“喜暖”動、植物群的組合特性，為探討當時的古氣候狀況。

關鍵詞：黃土；化石；環(huán)境；氣候

一、黃土的堆積特征

1.早更新世錢家杖子黃土

黃土覆于薄層礫石層之上，為棕紅色粘土。粘土含量較高，一般達30%左右（見表1）。含少量鈣質結核，結構致密、堅硬，具垂直節(jié)理，含兩層赤紅色古土壤。頂部古土壤層厚達2m，有植物根孔及洞穴。在朝陽、凌源等地見到的黃土底部有一層結核層，結核個體大（直徑10cm～20cm），空心，內(nèi)中有核，當?shù)厝朔Q之為“人頭核子”。

2.中更新世赤峰黃土

赤峰黃土為棕黃色亞粘土，呈塊狀，干硬。具不發(fā)育之裂隙，垂直節(jié)理清楚，含鈣質結核。大孔隙（孔徑0.5mm～1mm）。以赤峰南山剖面為例：含八層棕紅色古土壤層，遠視為紅黃相間的條帶狀。在古土壤層中，往往有蟲孔及植物根孔，且頂部古土壤層中有明顯的被侵蝕痕跡。赤峰黃土上、下部的界限不很明顯，因而還不能劃分出赤峰黃土上部和赤峰黃土下部（附表2）。

關于古土壤的成因，目前普遍認為是在間冰期較溫暖濕潤氣候條件下，風成黃土的搬運能力減弱，形成了暫短的沉積間斷，在這樣一個特定的地質環(huán)境下，使得原地面充分暴露，經(jīng)風化、淋溶作用，形成古土壤。一般地，古土壤分三層，即：粘化層、白色鈣質淀積層、黃土母質層。它與黃土的交替沉積，標志著古氣候多次干涼——溫濕的周期性顫動。表明黃土是在干涼氣候下粉塵堆積的，而古土壤則是在溫濕森林——草原的生物氣候下黃土向高級成土階段演化的產(chǎn)物。

3.晚更新世粉砂質黃土——馬蘭黃土

黃土巖性均一，呈淡灰黃色，缺乏層理，柱狀節(jié)理發(fā)育，大孔隙，較疏松。顆粒以粉土為主（見表3）。含1～2層黑壚土型古土壤及理藏土，上部已形成黑色黑壚土型古土壤中，布有小動物洞穴，內(nèi)填灰黃色土團，該黃土為標準風成黃土。

縱觀朝陽——赤峰地區(qū)第四紀黃土，從早更新世經(jīng)中更新世，直至晚更新世均有堆積，且地層發(fā)育完好。在赤峰南山人工開挖的剖面上明顯地看到馬蘭黃土與赤峰黃土之間、赤峰黃土與錢家杖子黃土之間有剝蝕面相隔；而在老鷂子溝等地見到錢家杖子黃土與下伏上新世的玄武巖呈不整合接觸（見圖一）。這樣，黃土堆積期間共有三個剝蝕面，說明至少經(jīng)歷了三次潮濕氣候和三次干冷氣候及多次氣候顫動，從而形成不整合面和古風化殼。

二、哺乳動物組合特性

朝陽——赤峰地區(qū)第四紀黃土富產(chǎn)哺乳動物化石。由于黃土堆積期間地質環(huán)境的演變，而導致了哺乳動物的遷徙和演化。據(jù)此，將朝陽——赤峰地區(qū)第四紀黃土中所產(chǎn)哺乳動物化石劃分如下組合：

1.早更新世長鼻三趾馬——原鼢鼠組合

動物化石產(chǎn)于錢家杖子黃土層中，名單如下：

長鼻三趾馬（Proboscidipparion Sinensis）

三門馬（Equus sanmeniensis）

貓屬（Felis SP）

楊氏原鼢鼠（Prosiphneus youngi）

野豬（Sus erymonthius）

原鼢鼠（Prosiphneus pseudarmandi）

轉角羚羊（Spirocerus kiakhtensis）

短耳兔（Ochotcna SP）

直隸狼（Canis chihliensis）

旱獺（Marmota SP）

野牛（Bison SP）

馬（Equus SP）

劍齒虎（Megantareon inexpectatus）

真象（Elephas SP）

模擬鼠（Mimomys sP）

中間原鼢鼠（Prosiphneus intermedius）

該組合與泥河灣動物群很相似。其特點是：含有較多更新世特有屬種，少量第三紀孑遺屬種。前者如三門馬、直隸狼、馬等；后者如長鼻三趾馬等。保留了個別屬種。如原鼢鼠、劍齒虎等，同時出現(xiàn)大量進步屬種，如野豬、轉角羚羊、貓屬、野牛、短耳兔、旱獺等。不同的是旱相嚙齒目加入的數(shù)量多，約占總數(shù)的45%，這一點也與午城黃土中所含哺乳動物化石不同，說明錢家杖子黃土堆積時期的氣候環(huán)境要比泥河灣湖河相層沉積時的溫和濕潤型氣候干旱甚至還要比午城黃土堆積時的氣候略涼和干旱些。

2.中更新世梅氏犀——真象組合

化石產(chǎn)于赤峰黃土層中，名單如下：

丁氏鼢鼠（Myospalax tingi）

田螺（Uioiparua sp）

中華鼢鼠（Myospalax fontniui）

倉鼠（Cricetulus sp）

黃鼠（Citellus of moqolicus）

真象（Elephas sp）

梅氏犀（Rhinoceros mercki iaeqer）

短耳兔（Ochotcna sp）

紅灰鼠平鼠（Cielhrionomns of rufocanus）

三門馬（Equus sanmeniensis）

大河貍（Trogontherium sp）

棕熊（Ursus arctos）

變種狼（Cams lupus Varuariabilis）

與華北周口店動物群對比，有以下特點：保留了早更新世泥河灣組一些屬種，如三門馬、丁氏鼢鼠等，而梅氏犀、變種狼等則是中更新世的標準分子，紅灰鼠平鼠過去曾見于周口店第一地點；有大量進步屬種的出現(xiàn)，如短耳兔、倉鼠、黃鼠等嚙齒目。旱相化石所占的比例仍比較大，這與黃土堆積的半干旱氣候環(huán)境是相吻合的。

3.晚更新世嚙齒目——駝鳥組合

化石產(chǎn)于粉砂質黃土層中，主要代表如下：

華北鼢鼠（Myospalax ofpsilulus）

阿曼鼢鼠（Myospalax）

方氏鼢鼠（Myospalax fotntanieri）

倉鼠（Cricetulus sp）

南鼬（Mustela sibirica pallas）

旱獺（Marrnota sp）

短尾兔（Ochotcna sp）

獾（Meles of leucurus）

黃鼠（Eutamias sp）

兔（Lepus sp）

狍（Capreolus mancharicas Lyclekker）

駝鳥（Struthio sp）

吉林鼢鼠（Myospalax ofepsilanus）

東北野牛（Bison exiguus）

以上組合的動物化石，均為晚更新世東北寒冷動物群——披毛犀、猛犸象動物群的成員。這些動物化石一般石化不深，絕大多數(shù)是旱相草原動物和沙漠動物。如黃鼠、短尾兔至今在內(nèi)蒙古草原到處可見；駝鳥則現(xiàn)今生活在非洲沙漠地帶。保存在黃土中的這些化石，反映了馬蘭黃土堆積期間干冷的氣候環(huán)境。

三、孢粉組合及黃土化學成分分析

1.孢粉組合情況

在黃土中采集的孢粉樣品分析結果如下：

錢家杖子黃土：木本植物占86.2%，由松屬（Pinus）組成；草本植物占3.9%，由蒿屬（Artemisia）藜科（Chenopodia-ceae）和麻黃屬（Ephedra）組成；孢子植物占9.9%，為中華卷柏（Sinensis Spring）。

赤峰黃土：木本植物占24%，為松屬、樺屬（Betula）、和柏科（Cupressaceae）組成；草本植物占65%，組成成份：蒿屬、藜科、禾本科（Gramineae）、蓼屬（Polygonaceae）麻黃科、菊科（Compositae）；孢子植物占11%，為中華卷柏。

馬蘭黃土：木本植物占20%，為松屬和胡桃屬（Jug-lans）；草本植物占40%，以蒿屬為主，次為藜科；孢子植物占40%，為卷柏（Selaginella sp）。

上述孢粉組合的共同點是，孢粉組合顯得一般比較貧乏和單調，均有低科旱相的蒿屬、藜科及其它草本植物花粉，木本植物仍以耐寒的松屬為主，所不同的是馬蘭黃土中含有大量喜寒的卷柏孢子。這些特性說明黃土是在干旱半干旱甚至干冷的氣候環(huán)境下堆積的。據(jù)此，將錢家杖子黃土、赤峰黃土和馬蘭黃土中孢粉組合劃分下述序列：

（1）松-中華卷柏組合階段：主要是大量的松屬花粉和少量的喜濕、熱的中華卷柏孢子，僅含極少量蒿、藜等草本植物花粉。這個階段代表錢家杖子黃土堆積期間溫涼略干氣候條件下的松林草原植被。

（2）松-蒿組合階段：松和蒿大量出現(xiàn)，而蒿的數(shù)量又大于松。草本除蒿、藜以外常有蓼科、禾木科和麻黃、菊科伴生。木本除松屬外，還有樺屬和柏科的花粉。說明赤峰黃土堆積時已變?yōu)榘敫珊禍貨鲂蜌夂蝾愋?，植被呈現(xiàn)以草原為主的針闊葉混交林帶。

（3）蒿-藜組合階段：此時孢粉成份比較單一，以蒿、藜為主的耐旱耐寒植物的大量出現(xiàn)，并伴有卷柏類孢子，松屬等木本植物只是少量。反映了干冷氣候條件下的干草原或荒漠草原植被，這與粉砂質黃土堆積時的環(huán)境大體一致。

2.化學成分分析

限于資料，僅對赤峰黃土化學成分進行分析，結果見表4：

由表可知：赤峰黃土中SiO₂、Na₂O、K₂O的含量要比離石黃土的高，而Al₂O₃、CaO、Fe₂O₃、MnO、FeO、TiO₂的含量要比離石黃土的低。

硅酸系數(shù)k=SiO₂/Al₂O₃為4.45～5.52；氧化強度FeO/Fe₂O₃為0.098～0.303，表現(xiàn)為略有還原環(huán)境的趨勢。

采得的可溶鹽樣分析結果見表5：

每100g土中含鹽量為29.7mg～116.7mg，平均含量為0.049%，遠要比離石黃土含鹽量的平均值低，說明黃土含鹽量的地理分布上是愈向西部愈高。

以上分析的一些數(shù)字，均反映了赤峰黃土堆積期間干燥的氣候階段。

四、結論

朝陽——赤峰地區(qū)第四紀黃土從早期到晚期有兩個剝蝕面相隔，有三次堆積。其中陸生動、植物化石都偏于旱相。氣候變遷規(guī)律大致為：旱更新世氣候環(huán)境較為濕潤，但在錢家杖子黃土堆積時期變得略涼偏干旱；自中更新以后才逐漸變?yōu)楦珊淡h(huán)境，赤峰黃土就是在半干旱的氣候環(huán)境下堆積的；馬蘭黃土的堆積時代是在晚更新世晚期的盛冰期階段，冬季風發(fā)展到極盛時期，干冷的大陸氣候加劇，相當于中、低緯度區(qū)2、5萬年以來出現(xiàn)的干燥氣候階段（見表6）。

綜上所述，朝陽——赤峰地區(qū)第四紀黃土同屬于冰期氣候的沉積，而其中所夾古土壤則是間冰期較溫暖濕潤氣候條件下發(fā)育而成的。