新疆木垒县鸣沙山的地质成因

王占和，陈德斌，黄振富，付 晶，杨飞飞，韩 伟

（新疆地矿局第二水文工程地质大队，新疆 昌吉 831100）

1 鸣沙山的形态

鸣沙山位于新疆木垒县以北130公里处，属准噶尔盆地东南缘干旱的荒漠区，中心地理坐标为东经 91 °20 ′00 ″，北纬 44 °30′34 ″，鸣沙山呈岛链状分布，大多呈垄状和新月型，沙丘与周边平坦的戈壁平原分界明显。单个沙丘长度 400～1 000 m，宽度150～300 m，沙丘高度一般15～30 m，根据本次实测，该区沙丘最大高度为35 m。沙丘的总体延伸方向60 °～70 °，迎风面坡度8 °～10 °，背风面坡度28 °～30 °。沙丘顶端迎风面与背风面交汇处，棱角分明，犹如刀割一般，棱角线圆滑流畅，见图1。

图1 沙丘横断面示意图图

2 鸣沙山的物质组成

鸣沙山的物质组成为细砂，粒径范围0.05～0.5 mm，其中粒径0.25～0.075 mm占70%以上，0.5～0.25 mm占20%～30%，颗粒粒径比较均匀。沙粒的主要成分由斜长石、石英、安山岩、霏细岩、泥岩、蚀变岩和硅质岩组成，含有少量钾长石、辉石、角闪石等。

3 鸣沙山的响声

从鸣沙山上滑动时，沙丘会发出低沉有力的轰鸣声，犹如低空飞行的飞机声，并且伴有振动感，感觉非常奇特。根据实测，瞬时最大声音可达82.3 dβA，10秒连续等效A声级最大为76.9 dβA。

4 鸣沙山形成地质成因

鸣沙山的形成与该区特殊的地质条件、气候条件、水文条件息息相关，具体受以下几方面因素的控制。

4.1 断裂构造控制

鸣沙山在大地构造上属于准噶尔褶皱系，受区域构造的影响，区内褶皱、断裂较发育，沿鸣沙山延伸方向分布有一条隐伏断裂，从遥感解译图和TEM测深视电阻率物探资料均可证实该断裂的存在，见图 2。该断裂的存在，是鸣沙山呈条带状分布的构造条件。

图2 鸣沙山TEM测深反演电阻率断面图

4.2 地下水控制

由于断裂构造带的阻水作用，由东南部向西北径流的地下水在此受阻，在鸣沙山一带，由于断裂的存在，地下水在下伏基岩裂隙中得到了较好的赋存，地下水沿着断层破碎带上升或接近地表，形成一条潮湿带，植被相对生长茂盛，该条带地面固定沙的能力大大增强，形成了呈条带状分布沙丘和沙垄。而周边干燥地段沙很难在此固定下来，依然是平坦的戈壁砾地，与沙丘形成鲜明对比。

4.3 风的作用

由于风的作用，为鸣沙山的物质来源提供了动力条件，鸣沙山沙粒的主要来源有两方面。一部分来源地为古尔班通古特沙漠，该沙丘呈长舌状与古尔班通古特沙漠相连，在风的搬运作用下，古尔班通古特沙漠的沙粒沿北塔山与东天山之间狭长的地势较低地带逐年推移至此。另一部分是本地的戈壁地表砾石土质常年在温度变化、风化作用等地质作用下逐渐沙化后被风带到此地逐渐固定。

5 鸣沙山响声的成因

当人们在鸣沙山上滑动时，产生巨大的响声，是一种物理现象。

5.1 静电发声

鸣沙山沙粒在人力或风力的推动下向下流泻，含有石英晶体的沙粒互相摩擦产生静电。静电放电即发出声响，响声汇集，声大如雷。

5.2 摩擦发声

天气炎热时，沙粒特别干燥而且温度增高，稍有摩擦，即可发出爆裂声，众声汇合一起便轰轰隆隆地鸣响。

5.3 共鸣放大

沙山群峰之间形成了壑谷，是天然的共鸣箱。流沙下泻时发出的摩擦声或放电声引起共振，经过天然共鸣箱的共鸣，放大了音量，形成巨大的回响声。

根据对砂样进行的颗粒分析和成分分析，沙子颗粒中含5%～8%石英质沙粒，由于石英晶体具有特殊的压电性质，一旦受到摩擦挤压就会带电，在电的作用下它又会产生振动。同时沙丘分布地带地下水沿断裂带上升，水位接近地表，在沙丘内部形成一个潮湿的沙土层带，构成了一个天然的巨大的共鸣箱。当沙粒沿着斜坡倾泻下来摩擦并产生振动发出声响，声波传到潮湿层时，就会引发共鸣——像乐器的共鸣箱一样，从而使沙粒摩擦产生的声音量扩大到无数倍而发出巨大的轰鸣。

6 结束语

鸣沙山是在地球演化的漫长时期内，在内、外地质作用下，形成的不可再生的地质现象和地貌景观，是大自然留给人类的财富，是自然生态环境的重要组成部分，是与人类的生存和发展息息相关的，需要全人类的共同保护。

1 陈德斌等.新疆木垒县鸣沙山地质遗迹综合考察报告[R]