推介孙建中教授等的黄土学系列新著

谭周地

吉林大学，长春，130026

近年陆续出版的黄土学新著包括上、中、下三篇。(上篇)为《黄土地质学》，2005年由香港考古学会出版，长安大学教授孙建中编著，也是其从事黄土研究半个多世纪的总结。中篇《黄土岩土工程学》，下篇《黄土环境学》由孙建中教授与多位合作者共同编著，分别于2013、2011年由西安地图出版社出版。该黄土学系列专著的出版是继上世纪60年代以来，我国地学界出版的黄土研究重要著作，如刘东生院士等的《黄河中游黄土》(1964)、《中国的黄土堆积》(1965)、《黄土的物质成分和结构》(1966)和《黄土与环境》(1985)。张宗祜院士等的《中国黄土》(1989)、《黄土高原区域环境地质问题及治理》(1996)。王永焱教授等的《中国黄土研究的新进展》(1985)、《中国黄土的结构特征及物理力学性质》(1990)等之后的又一套总结性新书。全面展示了黄土地质学、黄土岩土工程学和黄土环境问题三大领域研究的现状。

上篇，《黄土地质学》，全面阐述了黄土的定义、黄土的分布；我国黄土的厚度和产状的变化、黄土的地貌类型及其发育历史；黄土的岩石地层学、生物地层学和年代地层学研究；黄土高原河谷区及盆地区黄土与相关沉积的关系，从而制定了合理的地层表；黄土的粒度成分、矿物成分化学成分特征；黄土的结构构造及节理；黄土地层中的古土壤和土壤的主要类型；黄土形成时的植被与环境；黄土地层的古气候环境记录；国外黄土研究概况等。最后一章论述黄土的形成学说和成因类型。

中篇，《黄土岩土工程学》，全面总结了这一领域的研究成果。论述了黄土的本构关系；黄土的物理、水理、力学性质；黄土的湿陷性，湿陷性黄土地层；黄土湿陷的原因、机理与湿陷性的形成；湿陷系数与湿陷变形；湿陷起始压力和起始含水率；湿陷性黄土地基的承载力；湿陷性黄土地基评价与处理。黄土区地震灾害特征、黄土的震陷与液化；非饱和黄土的工程性能；黄土建筑、黄土边坡、黄土硐室的稳定性；黄土材料的应用，天然黄土材料及改良、复合黄土材料的种类及性能。

下篇，《黄土环境学》，总结了近年黄土区的地裂缝、滑坡、崩塌、泥流、黄土喀斯特、土地沙化、水土流失、沼泽化、盐渍化、地方病等生态环境问题发展的规律及防治措施。此外，还在稍后出版的中篇之后设立了一个附录，补充了黄土对污染物净化作用的最新研究成果。介绍了黄土对Cr3+、Cr4+和As5+及垃圾渗出液净化作用的机制。

黄土学系列新著三部，共约220万字，全面总结了国内外半个多世纪以来黄土研究的主要成果。系统地论述了黄土的地质特征与工程性质及黄土地区的地质灾害与环境问题。是最新的，最全面，最深入的研究黄土的总结性专著，是集大成的鸿篇巨著。黄土学系列书的出版，也可以说是“黄土学”真正诞生的标志。无疑是对地质科学发展的重大贡献。

上世纪后半期是我国黄土研究蓬勃发展的时期，50至60年代用大量理化分析的方法得出了大量黄土物质成分的资料为黄土成因提供了可靠的依据。70至80年代作了大量的年代学工作给出了黄土与古土壤年代的数字化成果。80年代得出了黄土气候曲线可与深海岩芯与极地冰芯氧同位素曲线对比，从而证明黄土与深海沉积和极地冰雪沉积可以并驾齐驱，成为三大气候记录。90年代又发展了季风学说，将我国黄土研究推向了世界的前列。本书总结了这些情况，反映了这些成果。

同时还要指出，《黄土地质学》的可贵之处是孙建中先生也总结了本人半个多世纪教学与科研实践相接合, 对我国西北、东北、华北及华南广大地区的实地调查，也包括对国外部分地区黄土研究资料的分析及实地考察，而进行的综合研究。并且在刘东生院士、张宗祜院士、王永焱教授等专家学者和研究人员的主要成果基础上，提出了许多新认识、新见解和新论点。这无疑对推进黄土深入研究，具有重大意义和重要价值。

孙建中先生提出的新认识新见解和新论点主要有：

(1) 黄土风成与水成之争已逾百年。孙建中教授给出一个明确的黄土的定义，即，“黄土就是风尘堆积”。同时在强调风成学说时也指出黄土成因的复杂性。风成黄土经流水搬运再堆积后可形成坡积、洪积、冲积黄土等。因而正确地提出以风成为主的多成因学说。并以郑州地区黄土为例论述了黄土成因的复杂性。 郑州处于我国黄土分带的粘黄土带中，本应厚度小，含沙量少，含粘土多，含铁量高。但实际却相反，晚更新世黄土在此厚达93m，含沙量高，含粘土少，含铁量低，呈现异常。何以致此，作者认为黄河从黄土高原携带大量黄土泥沙，出陕晋豫峡谷至花园口，遇华北大平原，流速突减，卸下大量次生黄土于冲积扇表面。北风又将这些次生黄土吹向黄河南岸，遇丘陵而沉积，形成异常厚度的黄土。于是次生黄土又变成了原生黄土。由此说明黄土成因问题的复杂性。

(2) 传统观念认为，黄土是第四纪的产物。但孙建中教授根据西安刘家坡剖面黄土已进入高斯正极性时，和东北宁城黄土亦在高斯正向时之中且含有原鼢鼠化石，而首先提出“黄土还要更老些”(1987)，即黄土已进入上新世的观点。后来郭正堂院士(2002)、安芷生院士(2010)相继提出黄土已进入中新世早期和渐新世晚期。而Edward M. B. (1979)在挪威斯瓦巴群岛发现前寒武纪高度石化的风成粉砂岩，被Woodworth J. B. 称为“黄土岩”(Loessite)。因而指出黄土可以产生于多个地质时代中。

(3) 1962年刘东生院士根据黄土中古土壤发育和所含哺乳动物情况，首次对黄土地层进行了正式划分和命名，将第四纪黄土分为：早更新世的午城黄土、中更新世的离石黄土和晚更新世的马兰黄土。这无疑是一项重大的贡献。

但是随着年代学的发展和广泛应用，随着国际上对第四纪内部及其下界的逐渐明朗，发现离石黄土上跨上更新统，下跨下更新统。因此孙建中教授提出修订方案， 对原有黄土地层表的修订建议无疑将引起第四纪地质学界的关注：① 将原离石黄土顶部的第一层古土壤S1移归马兰黄土，使离石黄土的上界与晚/中更新世的界线(Q3/Q2界线)一致起来。使原来的马兰黄土=L1变为马兰黄土=L1+S1。② 将原来的离石黄土的下界由L15的下界移至L8的下界(或S8的上界)使之接近国际上用做中—早更新世界线的B/M界线(古地磁年表中的布容时和松山时的界线)。这样，离石黄土便基本上回归为中更新世的地层。③ 给原离石黄土下部S8至L15这段地层重新命名为“洛川黄土”使下更新统由午城黄土和洛川黄土两个岩石地层单元组成。

(4) 传统上认为，黄土的湿陷性及其相关的架空孔隙是在风尘降落后的成壤作用(即所谓的“黄土化作用”)过程中形成的。孙建中教授则认为架空孔隙是在风尘降落过程中细小颗粒相互搭架而成的。由于架空孔隙的直径远远大于风尘颗粒的直径，因而遇水湿陷。指出没有经受成壤作用的粉煤灰和全新世晚期的新近堆积黄土都具有很强的湿陷性，就是很好的旁证。同时指出，从孔隙度和湿陷系数在垂直剖面上的曲线看，在黄土的层位都是高峰，在古土壤的层为都市低谷。也说明成壤作用主要是架空孔隙和湿陷性的破坏者。这一新的观点也逐渐受到研究者的重视。对前苏联的文献所说原生黄土具有湿陷性，次生黄土没有湿陷性的论述也明确指出我国的情况不是这样。次生黄土，如新近堆积黄土不仅有湿陷性，而且湿陷性特强。该书总结了这一情况。

(5) 孙建中教授总结了他在东北的工作，在松辽平原划分出了马兰黄土、哈尔滨黄土、长春黄土、和德惠黄土。在辽西分出了马兰黄土、赤峰黄土、库伦黄土和宁城黄土。已如前述，宁城黄土属于上新世。为黄土研究增添了新的资料。

(6) 此外，根究实地调查研究，对华北地区与黄土地层有关的湖河相地层进行了清理。如：建议保留狭义的“泥河湾组”，废弃广义的“泥河湾层”而代之以“阳原群”。同理，在其他盆地有榆社群、三门群等。对他们与黄土地层的关系，或上下关系，或同时异相关系一一作了论证。还发现了黄土地层界限的穿时性规律，即黄土地层界线的非同时性。由于各地湖水退却的时间不同，造成各地黄土与湖相地层界限的非同时性。由于阶地内侧首先脱离河流环境，较早接受黄土沉积，阶地外侧后接受黄土沉积，造成黄土与冲积界线的穿时性。由于季风的迁移造成黄土与古土壤界线的穿时性，如，B/M界线在郑州在L8的底面上，到兰州却在L8的中点上。此外，还对华北地区传统地文期研究的理论与方法提出了自己的意见等等。

笔者以为，孙建中教授等的黄土学系列新著将成为今后黄土研究的新起点。它们阅读起来也十分有趣。笔者在粗读本书后，满怀喜悦和钦佩的心情，写此短文向同行们推介。不当之处，敬请指正，谢谢！