我很荣幸地被邀请作纪念格里菲思 · 泰勒的报告。尽管我是在泰勒教授退休后才认识他，但我恰好是同泰勒教授私交笃厚并且人数正在谢世减少的学者之一。把我们结合在一起的首先是对研究澳大利亚沙漠共同的兴趣和强烈的爱好——也就是今天讲演的题目。
我仅想借此机会着重介绍格里菲思 · 泰勒在沙漠地形考察研究领域中所作的杰出贡献，特别是自1960年以来，新兴技术逐步运用到干燥地貌研究中，使进一步观察研究成为可能。例如，以放射性测定年代对确定地形演变的重要层序提高了精确度（但有时也会出错）；矿物化学和电子显微镜为风化问题带来了新的解释；通过孢粉学对古植物群丛的分析，能极大的促进古气候研究。实际所运用的新技术远远超过上述这些，还有四轮越野车辆改进了野外调查工作的机动性；矿产和石油公司又提供了许多便利地通往穷乡僻壤的道路。
澳大利亚最古老的沙漠景观
最古老的沙漠景观分布在西澳大利亚和北部地方接壤地区的前寒武纪岩石上切割出的广阔侵蚀面，由澳大利亚地盾的异常稳定的地块组成。从大地貌形态来说，自晚古生代以来的两亿多年中，它们没有发生过明显变化。相邻的白垩系地层表面，虽然没有达到古生代那样古老的程度，但它们形成迄今也已有一亿年之久了，并从那时起，地质构造十分稳定，只有一些微的改变。在这些邻近的古老的地表上，还有极为复杂的河渠网，其中一部分属于现代活动，包括呈线状排列、内部有联系的很多死河渠系统和线形盐湖群。吉布森（Gibson，1?09年）在一次为穿越澳大利亚大陆的铁路规划勘测中，首次将这些河流解释为古代河流残存物。不久以后，格雷戈里（Gregory，1014年）曾描述过古河流类型。直到本世纪六十年代和七十年代早期，古河流系统的研究才得到重视，但也仅作为其它科研项目诸如地质调查、编绘土壤和植被地图等的副产品。近来，古河流系统的独特科学性质和特征越来越为人们所重视，吸引了人们进行专题考察，尤其是洪 · 德 · 格拉夫（Van de Graaff）和他在西澳大利亚地质调查所工作的同事们。这些考察者认为地盾的古河道有二叠纪那么古老（即大约2.5亿年前）。该估计与马博特（Mabbutt）对中部澳大利亚的艾丽斯斯普林斯地区一系列切穿山脉的河谷所认识的年代相仿（马博特，1967年）。这些河流的活跃时期至少可追溯到4，000万年前的始新世。劳里（Lowry）和詹宁斯（Jennings）证实了古河流的有效排水要到中中新世才停止，这就意味着，虽然河谷还保持着当时的形态，但河流的活动已停顿了1，400年之久。
绝大部分西澳大利亚州沙漠景观——至少要牵涉到地表与河流系统——是由十分古老的外貌组成，这引起人们的发问：在大陆的其它干燥地方，是否发现这种情况？这种特征出现在什么范围内？毫无疑问，在澳大利亚沙漠地形中最美丽、最壮观的是阿依斯石（Ayers Rook）和奥尔加山（olgas）一类的岛山。这些岛山稀疏分散在广大地区，向东一直延伸到新南威尔士州的内陆。这些由各种古代岩石所组成的岛山像西澳大利亚州的古河流一样，都是属于同一意义的残余特征。它们的精确年代还不确定，也许变化较大；能肯定的是它们比更低的古老平缓地面古老得多。在其中一座岛山布罗肯希尔北面的肯拜里山脉（Mt koonenberry）—和下面的早第三纪地面之间的接合处，清晰地露出环绕山麓的残积物特征，在第三纪残余物下面，则是年轻得多的现代景观。
总的来说，澳大利亚沙漠东半部的下降地面与世界标准相比虽然十分古老，但却没有西澳大利亚州那些仍然停留在原始状态中的沙漠那样古老，尤其具有像河系等明显可辨的地形形态。其原因是东部干旱地区遭受到了每个时期构造活动的影响。这些构造活动改变或至少重新塑造了地表特征。但如果要提供一份士顺序的地层年代表，东部提供的资料会多于西部。在每次构造幕后，在构造高地上，又开始新的侵蚀，而在构造低地里出现了新的沉积，特别是在变形的流域盆地中沉积。其次，构造活动之间的平静期，新出露的侵蚀面和沉积面又经受了一次很长时间的风化间隔。我们今天所能考察到的风化物，提供了当时各次有效的风化过程的证据，当时的气候特征是很重要的。另外的证据是从沉积岩中获得的动植物化石和花粉记录中得到。东部地区的最新研究集中到了大自流井盆地，盆地正具有能代表澳大利亚东半部沙漠的广大地面。
大自流井盆地中的现代干燥地形的开始发育时间可追溯到约1.3亿年前的早白垩纪，当时的澳大利亚大陆与南极洲大陆尚连在一起。浅海水侵入了澳大利亚六陆广大地区，把这块大陆分割成三部分。在海水侵没的地区产生了海相沉积物，形成相对平坦的海底地形。继之而来的海退使这里地面出露海面，呈现出地面海拔极低的景观，平缓的地形笼罩着广大地区。
在南澳大利亚州的白垩纪景观保持稳定和相对未受到后来地质活动影响时，大自流井盆地开始了一个长时期的历史演变，包括变形、侵蚀和沉积等活动。首次明显的地质活动发生于晚白垩纪，包括有一淡水时期。虽然这次活动未影响到大自流井盆地的全部，但在昆士兰州西南部和南澳大利亚州与新南威尔士州接壤地区形成了面积广阔的沉积覆盖层。这是在湖泊、沼泽和间歇河的洪积平原上形成的沉积层，通称温顿（Winton）组。上述沉积物的成分与下伏的白垩系海相沉积地层相同。不管怎么说，这些陆相沉积物来源于海相沉积层。不论是海相还是陆相沉积物，实际上全部白垩系沉积物都是长石质，而并非石英质岩石，并且这些沉积物很易受风化影响。非常松软的高岭土产物是由长期分化形成，这对今天沙漠地形的发育变化有重大关系。
第三纪地质历史
第三纪气候
根据近年研究，尤其是1970年以来的研究，有必要彻底修正一些传统观念和适当修正一下其他说法。特别是对第三纪气候的认识上，在六十年代，我与其他人一样认为澳大利亚第三纪气候梯度与现代气候梯度是一致的，大陆内陆至少是比较干燥的。现在知道，在早第三纪时，两极和赤道之间气候梯度远比现在和缓，那时候全世界气候比现在潮湿，澳大利亚内陆也是很炎热潮湿的——至少在早第三纪到中第三纪时。这对现代沙漠地形演变的理解带来了全新的观点，特别是提供了硬壳形成的过程。实质上，主要对沙漠地形的最突出特点起作用。
那时的世界陆块位置是对大陆潮湿气候起作用的因素，但其原因还没有全部弄清楚。如在五、六千万年前，澳大利亚大陆与南极洲大陆仍然相连，后来它们分离，前者迅速向北漂流。再则那时海水温度比现在高，对有孔虫目（foraminifera）的氧同位素分析表明在早第三纪时，澳大利亚南部海水温度是非常暖和的，这也许是形成整个大陆潮湿气候的原因。
与推断的湿热气候相对比，还可直接从早第三纪古生物研究获悉澳大利亚内陆是炎热潮湿的。如哈里斯（H2rris）曾详细论述了一些微生物群系；他找到一些和热带、亚热带植物有亲缘关系的种类；另外，矿物化学家已断定需要炎热潮湿化学环境的硅结砾岩组形成于此时。
强风化作用
尽管现在已有令人信服的地貌和古生物证据可证明第三纪早期和中期是一持续期长、侵蚀面广的强风化作用时期，但支持这一论点的其他新证据还在不断涌现，如伊特诺姆和西尼尔根据地磁发现已测定出大自流井盆地内昆士兰州的两个强风化剖面的时间——约从早始新世到晚始新世，即持续了3000万年之久的彻底风化时期。进一步证据来自于昆士兰州的罗马地区，那儿的玄武岩熔岩流可追溯到2，300万年前，覆盖的剖面是典型的强风化地区，这表明到中第三纪或以前，强风化活动已停止。
硬壳
一般硬壳分布在强烈风化剖面的表层或近表层部位，在伍尔诺（Woolnough）的经典文献中，他（1927年）提议把澳大利亚大部分地区，特别是内陆地区覆盖在高原与方山上的坚硬、耐蚀物质称为硬壳。他注意到这种物质分布在各种类型和不同年代的岩石上，并认为这就是他所描述过的准平原上强风化产物。他又细分出砖红壤和“石英岩”两种，他所定的术语“石英岩”是硬壳的主要类型，与目前大家称的硅结砾岩是同义词。其中砖红壤硬壳与硅结砾岩硬壳相反，其形成因素是母质的属性——即这种母质是富铁的或富二氧化硅。这个简单的因果关系已用到许多例子中。例如，澳大利亚内陆大部分硅结砾岩是在石英砂岩中形成，或来源于石英砂岩；而且现在已证明新南威尔士州南部海岸的一半硬壳中含有由硅质溶液形成的硅结砾岩，这些硅质溶液是来源于含二氧化硅多的母质。
砖红壤
在澳大利亚整个内陆地区，风化最强烈剖面的最明显特征是其地表或近地表有红色氧化铁锈斑 · 特别是以硅结砾岩作为剖面覆盖层的情况下，也有富铁的表土层，里面还有碎屑状的硅结砾岩覆盖表层；这种表土层在地貌特征和化学成分两个方面接近砖红壤。通过对一些有层序的剖面观察研究，知道富铁的溶液已沿着节理裂隙穿过硅结砾岩向下渗透，形成不规则的风化锈斑，下面为苍白色地带。有时候，硅结砾岩自身受到含铁溶液的溶蚀和风化，偶尔还有砖红壤化物质迁移和取代。对此类地貌关系的唯一解释是：在硅结砾岩形成的主要时期后，砖红壤化作用导致了硅结砾岩自身的演变和科迪洛地面强烈风化作用。
从刚才简述的地貌迹象来看，我们可以毫无疑问地指出：在大自流井盆地内，重要的砖红壤化时期是出现在长期强烈风化和硅结砾岩形成期后面。从对西澳大利亚州广大地区详细考察结果可说明砖红壤化作用是出现在硅结砾岩形成后。这种硅结砾岩/砖红壤展序一般分布在澳大利亚整个干燥区和大陆的其余少数地区。
虽然澳大利亚内地到处可以发现发育良好的砖红壤，但是绝大部分砖红壤化还未达到所需要的氧化铁高度集中，或发育良好的独特砖红壤豆状构造形态，其原因之一无疑是地表岩石普遍含二氧化硅多，含铁量少——尤其是在大自流井盆地区。另外，原母质中所含的大部分铁在较早的硅化作用时期已被迁移走了。
晚渐新世地壳运动
自晚渐新世开始，地质构造活动影响到除西部较稳定地区以外的澳大利亚大部分内陆地区。科迪洛地面已缓慢地翘曲成一连串的背斜、圆丘和构造洼地；相邻的内陆平原也被这次构造运动分成许多分散的构造单元，其中最大的就是埃尔湖盆地。澳大利亚东半部内陆地区的主要水系类型是这次构造变形的结果。自此以后，相对没有发生过大的变化。
晚中新世/上新世的干旱化
现在已可以证明，到中中新世时，大面积的砖红壤化已停止。促使砖红壤化结束的条件是气候梯度陡变所引起的气候逐渐变化和澳大利亚大陆上空发育的高压系统，导致其气候类型与今天相接近。在整个晚中新世和上新世时期，内陆由潮湿变干旱。构造洼地中的湖泊干涸了，埃尔湖盆地水面缩成内陆海，遗留下广泛分布的盐层和石膏层。
整个澳大利亚在晚上新世时一般气温降低，这个趋势与中新世以后明显的干旱化结合起来，使澳大利亚内陆晚上新世气候比今天干冷。
沙漠沙丘
澳大利亚沙漠沙丘的一般特征已早为大家所洞悉。纵向沙丘覆盖了广大地区，这些独立的沙丘相互平行，延伸了较长的一段距离：辛普森沙漠中的沙左竟毫不间断地延伸了300余公里。虽然每个地区的沙丘似乎都是以直线方向前进，但从更大范围观察，这些沙丘都具有同一中心的倾向性，沙丘形成与大陆上反气旋旋涡活动所控制的盛行移沙风向完全一致。
沙丘系统开始发育的时间还不清楚，但从构成这些沙丘上的沙粒而言，它们在200多万年前的上新世时可能还是流动的。今日沙漠景的大多数沙丘是晚更新世冰期时，塑造沙丘活动的产物，当时这些地区气候是较干燥的。
湖泊的新月形湖（lunettes）
在整个澳大利亚干旱和半干旱地区都广泛分布着季节性湖泊。真正干旱地区的许多大湖泊虽已极大地吸引了人们的注意力，但却不具有那些半干旱、半湿润边缘地区的那些湖泊的第四纪特征。这些新近的湖泊有着丰富的粘土和风成新月形沙丘靠近背风湖岸，称为新月形湖。通过对新月形湖剖面的解释，可能确定近五万年气候变化的年代顺序，从对沉积木炭和湖成碳酸盐的放射性碳分析可测得年代资料。而地层顺序可说明晚更新世时，气候的几次明显变化。简单回顾有关研究结果是从相对潮湿到相对干燥气候，中间有一过渡时期约开始于2.6万年前，到约1.7万年前达到干燥的顶峰。由于最近一次冰期的顶峰也大约在1，7万年前，所以这次研究结果已加强了我所提出的证据，即在最后一次冰期当气候干燥时，沙漠中的沙丘也得到发展。看来好像在1.7万年前过后不久，气温开始回升，降水量也开始增加。沙丘——最新的沙漠地形发育了——到1万年前的全新世开始时，被植被妥善地固定了。并且它一直保持相对宁静。
（Australian geographer，1983年5月）