新疆木壘縣鳴沙山的地質(zhì)成因

王占和，陳德斌，黃振富，付 晶，楊飛飛，韓 偉

（新疆地礦局第二水文工程地質(zhì)大隊(duì)，新疆 昌吉 831100）

1 鳴沙山的形態(tài)

鳴沙山位于新疆木壘縣以北130公里處，屬準(zhǔn)噶爾盆地東南緣干旱的荒漠區(qū)，中心地理坐標(biāo)為東經(jīng) 91 °20 ′00 ″，北緯 44 °30′34 ″，鳴沙山呈島鏈狀分布，大多呈壟狀和新月型，沙丘與周邊平坦的戈壁平原分界明顯。單個沙丘長度 400～1 000 m，寬度150～300 m，沙丘高度一般15～30 m，根據(jù)本次實(shí)測，該區(qū)沙丘最大高度為35 m。沙丘的總體延伸方向60 °～70 °，迎風(fēng)面坡度8 °～10 °，背風(fēng)面坡度28 °～30 °。沙丘頂端迎風(fēng)面與背風(fēng)面交匯處，棱角分明，猶如刀割一般，棱角線圓滑流暢，見圖1。

圖1 沙丘橫斷面示意圖圖

2 鳴沙山的物質(zhì)組成

鳴沙山的物質(zhì)組成為細(xì)砂，粒徑范圍0.05～0.5 mm，其中粒徑0.25～0.075 mm占70%以上，0.5～0.25 mm占20%～30%，顆粒粒徑比較均勻。沙粒的主要成分由斜長石、石英、安山巖、霏細(xì)巖、泥巖、蝕變巖和硅質(zhì)巖組成，含有少量鉀長石、輝石、角閃石等。

3 鳴沙山的響聲

從鳴沙山上滑動時，沙丘會發(fā)出低沉有力的轟鳴聲，猶如低空飛行的飛機(jī)聲，并且伴有振動感，感覺非常奇特。根據(jù)實(shí)測，瞬時最大聲音可達(dá)82.3 dβA，10秒連續(xù)等效A聲級最大為76.9 dβA。

4 鳴沙山形成地質(zhì)成因

鳴沙山的形成與該區(qū)特殊的地質(zhì)條件、氣候條件、水文條件息息相關(guān)，具體受以下幾方面因素的控制。

4.1 斷裂構(gòu)造控制

鳴沙山在大地構(gòu)造上屬于準(zhǔn)噶爾褶皺系，受區(qū)域構(gòu)造的影響，區(qū)內(nèi)褶皺、斷裂較發(fā)育，沿鳴沙山延伸方向分布有一條隱伏斷裂，從遙感解譯圖和TEM測深視電阻率物探資料均可證實(shí)該斷裂的存在，見圖 2。該斷裂的存在，是鳴沙山呈條帶狀分布的構(gòu)造條件。

圖2 鳴沙山TEM測深反演電阻率斷面圖

4.2 地下水控制

由于斷裂構(gòu)造帶的阻水作用，由東南部向西北徑流的地下水在此受阻，在鳴沙山一帶，由于斷裂的存在，地下水在下伏基巖裂隙中得到了較好的賦存，地下水沿著斷層破碎帶上升或接近地表，形成一條潮濕帶，植被相對生長茂盛，該條帶地面固定沙的能力大大增強(qiáng)，形成了呈條帶狀分布沙丘和沙壟。而周邊干燥地段沙很難在此固定下來，依然是平坦的戈壁礫地，與沙丘形成鮮明對比。

4.3 風(fēng)的作用

由于風(fēng)的作用，為鳴沙山的物質(zhì)來源提供了動力條件，鳴沙山沙粒的主要來源有兩方面。一部分來源地為古爾班通古特沙漠，該沙丘呈長舌狀與古爾班通古特沙漠相連，在風(fēng)的搬運(yùn)作用下，古爾班通古特沙漠的沙粒沿北塔山與東天山之間狹長的地勢較低地帶逐年推移至此。另一部分是本地的戈壁地表礫石土質(zhì)常年在溫度變化、風(fēng)化作用等地質(zhì)作用下逐漸沙化后被風(fēng)帶到此地逐漸固定。

5 鳴沙山響聲的成因

當(dāng)人們在鳴沙山上滑動時，產(chǎn)生巨大的響聲，是一種物理現(xiàn)象。

5.1 靜電發(fā)聲

鳴沙山沙粒在人力或風(fēng)力的推動下向下流瀉，含有石英晶體的沙粒互相摩擦產(chǎn)生靜電。靜電放電即發(fā)出聲響，響聲匯集，聲大如雷。

5.2 摩擦發(fā)聲

天氣炎熱時，沙粒特別干燥而且溫度增高，稍有摩擦，即可發(fā)出爆裂聲，眾聲匯合一起便轟轟隆隆地鳴響。

5.3 共鳴放大

沙山群峰之間形成了壑谷，是天然的共鳴箱。流沙下瀉時發(fā)出的摩擦聲或放電聲引起共振，經(jīng)過天然共鳴箱的共鳴，放大了音量，形成巨大的回響聲。

根據(jù)對砂樣進(jìn)行的顆粒分析和成分分析，沙子顆粒中含5%～8%石英質(zhì)沙粒，由于石英晶體具有特殊的壓電性質(zhì)，一旦受到摩擦擠壓就會帶電，在電的作用下它又會產(chǎn)生振動。同時沙丘分布地帶地下水沿斷裂帶上升，水位接近地表，在沙丘內(nèi)部形成一個潮濕的沙土層帶，構(gòu)成了一個天然的巨大的共鳴箱。當(dāng)沙粒沿著斜坡傾瀉下來摩擦并產(chǎn)生振動發(fā)出聲響，聲波傳到潮濕層時，就會引發(fā)共鳴——像樂器的共鳴箱一樣，從而使沙粒摩擦產(chǎn)生的聲音量擴(kuò)大到無數(shù)倍而發(fā)出巨大的轟鳴。

6 結(jié)束語

鳴沙山是在地球演化的漫長時期內(nèi)，在內(nèi)、外地質(zhì)作用下，形成的不可再生的地質(zhì)現(xiàn)象和地貌景觀，是大自然留給人類的財富，是自然生態(tài)環(huán)境的重要組成部分，是與人類的生存和發(fā)展息息相關(guān)的，需要全人類的共同保護(hù)。

1 陳德斌等.新疆木壘縣鳴沙山地質(zhì)遺跡綜合考察報告[R]