地面流水的地质作用.ppt

,第9章 地面流水的地质作用,片流自然斜坡上面状分布、无定向的均匀流水。它均匀洗刷地面，形成坡积物。 洪流沟谷中的线状流水。 河流河谷中的经常性流水。 地面流水是陆地上最普遍、最活跃也是最重要的地质营力。 地面流水是陆地地貌的“雕塑家”，造就了地表上秀美的山川。,第9章地面流水的地质作用,9.1 片流及其地质作用 9.2 洪流及其地质作用 9.3 河流及其地质作用,9.1 片流及其地质作用,1.洗刷作用片流在流动的过程中，沿斜坡均匀地将细粒碎屑物质冲洗至斜坡下部的过程。,9.1 片流及其地质作用,在坡顶，坡度缓，流速小，水量少，洗刷程度弱； 在坡的中上部，坡度逐渐变陡，流速加快，水量 逐渐增大，洗刷强度增强； 在坡的下部和坡麓，主要接受冲刷下来的松散堆 积物 。,9.1 片流及其地质作用,2.洗刷作用的影响因素 （1）降雨量 越大、降水越强烈，洗刷程度越强。 （ 2）坡度 坡度过缓，流速慢，片流动能小； 坡度过陡，受雨少，动能也小； 40左右的山坡片流洗刷程度最强。 （3）岩性和植被 松散的岩石有利洗刷作用； 植被茂盛的山坡几乎不产生洗刷作用。,9.1 片流及其地质作用,3.坡积物片流携带的碎屑物质在斜坡下部平缓部位和坡麓堆积而成的沉积物。 这些坡积物往往为日后的滑坡、泥石流提供了条件。,9.1 片流及其地质作用,4.坡积物特征 （1）通常为细砂、粉砂和粘土，其成分与斜坡基岩成分一致； （2）碎屑物质颗粒的磨圆很差，棱角明显，分选性也不好，多呈透镜状、似层状； （3）坡积物在垂向剖面上呈下粗上细，在顺坡向下的方向上则由粗变细。,9.2 洪流及其地质作用,1.洪流沟谷中的线状流水。 洪流对沟底及沟壁进行冲刷 2.洪流地质作用 （1）下蚀 指流水及其携带的砂砾对谷底的侵蚀，其结果使谷底不断下切加深。 （2）旁蚀 对谷地两侧的侵蚀，沟壁发生崩塌，其结果使谷坡后退，谷地展宽。 （3）向源侵蚀 指向源头的侵蚀，其结果使沟头向源头后退，谷地伸长，并发展支沟，支沟两侧再生小支沟。 这三者是相互联系、同时进行的。,9.2 洪流及其地质作用,3.洪积扇 洪流一旦流出沟口，水流散开，动力骤减，搬运的碎屑物在沟口大量堆积下来，形成扇形分布的洪积物。 分选性和磨圆度较差，层理不好。 从平面分布上看，扇顶处（沟口)洪积物堆积最多，颗粒最粗； 往外数量减少，颗粒变细，在扇底前缘可出现粘土物质。 一若一系列相邻的洪积扇相互联接，可形成山前平坦地形，称为洪积平原。,9.3 河流及其地质作用 一、河谷要素,河流河谷中的经常性流水。 （1） 河床经常有流水的部位。 （2） 谷底河床两侧平缓部位。 （3） 谷坡谷底往上的斜坡。 （4） 谷麓谷坡与谷底的交接处。 （5） 谷缘谷坡上部转折处。,河谷横剖面形态分为： 峡谷（“V”形谷） “U”形谷 碟形谷,虎跳峡,雅鲁藏布大峡谷,二、 河流的侵蚀作用 （一）河流侵蚀作用的相关概念,河流侵蚀作用河流以自身动能，并以其 搬运的泥沙对河床的破坏作用。 方式： 1. 溶蚀作用 河水将易溶矿物和岩石溶解，促使河床破坏的作用。 岩石溶解度越大、水温越高、PH值越小，溶解作用的强度越大。,2. 水力作用 河水以机械冲击力破坏河床的作用。 在河流的上游，或坡度较大的山区，河水流速较大，流水冲入岩石裂隙产生强大压力，促使河床岩石崩裂。 由松散沉积物构成的河床地段，其河水冲击力的作用更为明显。 3. 磨蚀作用 河水以携带的泥沙、砾石作为工具磨损河床的作用。 水中的砂砾对基岩河床摩擦、冲击，使得河床加深变宽。,（二） 河流的下蚀作用,河流的下蚀作用,河水及挟带的泥沙对河床底部的破坏作用。,1.下蚀的原因,（1） 流水往下的分量 （2） 砾、砂撞击河床 （3） 涡穴作用,2.“V”形谷的形成 在河流的上游，或山区河流，河床坡度大（纵比降大），水流湍急，下蚀作用强烈，河谷的加深速度快于拓宽速度，经过漫长的地质作用时期，使得河谷深而窄，谷坡陡立，横剖面呈“V”字形。,巫峡,西陵峡,金沙江上游虎跳峡,3.瀑布、壁龛、急流的形成 瀑布是一种跌水现象，河床呈阶梯状，上下落差很大，河水凌空泻落。 凡是河床上出现陡坎处均可形成瀑布，如熔岩流、山崩、滑坡等引起的堵塞河床处即可形成瀑布；横切河谷的断层崖可形成瀑布；新构造运动形成的悬谷也可形成瀑布。 河谷坡度大的地方，水流湍急，形成急流。,瀑布、壁龛、急流的形成,壁龛倒塌， 瀑布后退。,在软硬相间、倾角平缓且向上游倾斜 的岩层中最易形成瀑布。,瀑布形成后，下蚀作用更为强烈，尤其是在瀑布跌落处最盛，往往形成深潭。在深潭处，由于流水高空落下的冲力和水流旋转的掏蚀力，下部软岩层很快被掏空，形成往上游凹进的凹槽；这时上部的硬岩层更加突出，形成壁龛。随着掏蚀作用的继续，上部硬岩层失去支撑而崩落，导致瀑布向上游方向后退。,尼亚加拉瀑布,顶部为较硬的巨厚石灰岩，底下为较软的页岩，显然下部侵蚀较快，从而形成瀑布，落差达50m。,4.溯源侵蚀 溯源侵蚀作用河流向源头方向加长的现象。,溯源侵蚀,山口沉积,山口沉积,河口沉积,当两侧河流下蚀强度差不多时， 分水岭变窄，高度降低，但位置不动。,当一侧河流下蚀强一侧弱时，下蚀强的一侧高度降低快，另一侧降低慢;分水岭最高点一边降低高度一边往弱的一侧迁移。,（1）分水岭迁移现象,（2） 河流袭夺现象 当一条河流的沟头往源头延伸遇到另一条河流时，其中河床低的河流会把河床高的河流上游河水截夺过来。 袭夺它河的河流称为袭夺河； 被袭夺河流称为截头河。,袭夺湾,风口,5.侵蚀基准面 侵蚀基准面河流侵蚀作用下限的平面。 河流下蚀的终止面为海平面，海平面及其在陆地上的延伸面为侵蚀基准面。 区域的湖平面为局部的侵蚀基准面。,6.河流平衡剖面的演化 （1）河流纵剖面的变化 从源头到河口沿着中线位置的剖面。 起初起伏不平； 后来慢慢演化成微倾向于下游的平滑曲线。 （2）平衡剖面 河流纵剖面逐渐演化成平滑曲线的剖面。 河流发展的总趋向: 幼年 青年 中年 老年(平衡剖面或均夷河流) 消亡 但构造运动会打破这种平衡。,下蚀作用主要发生在河流的上游或山区地段。 向源侵蚀作用是和下蚀作用是相伴而生的，向源侵蚀作用实际上是下蚀作用的必然结果，瀑布后退就是一种局部的向源侵蚀作用。,下蚀作用 的结果： 使河谷垂直往下加深； 使河谷往上游 加长。,（三） 河流的侧蚀作用,河流的侧蚀作用,河水及挟带的泥沙对河床两侧的破坏作用。,1. 侧蚀发生的原理,在河流弯道部位，因离心力作用，使表层水体向凹岸集中，抬高了水位，产生了横比降，进而使下层水体往凸岸运动。 于是形成了横向环流。 久而久之发生了凹岸侵蚀而后退，凸岸沉积而前进的现象。 使得河床更加弯曲。,水位高,（1）弯道离心力的作用,1. 流向；2. 表层水流；3. 底层水流,剖面图,平面图,河流弯道单向环流,凸岸沉积,凹岸侵蚀,离心力、科氏力与旁蚀作用的关系（北半球河流）,弯道右拐,弯道左拐,F-科氏力； P-弯道离心力； V-流向,由于科里奥利效应，在北半球，河流右弯处离心力与科氏力作用方向不一致，相互抵消一部分力，使河水对凹岸侵蚀减弱；,在河流左弯处二力作用方向一致，使河水对凹岸侵蚀增强。,（2）科氏力的作用,曲流河弯道示意图,由于凹岸最大侵蚀点和凸岸最大堆积点不在其顶部，而是稍偏向前方（下游）一点点。 这样，随着横向环流的作用下，河床弯道越变越弯; 而且弯道位置也不断往下游迁移。,（3）最大侵蚀点和最大堆积点偏向前方的作用,2.侧蚀作用的结果 （1）河曲 直流河变为曲流河,（2）自由河曲（蛇曲） 河床在宽阔的河谷上自由摆动，形似蛇,（3） 牛轭湖 在洪水期，由于河水猛涨，冲击力骤增，洪水突然冲溃两河湾之间的窄小曲颈，从上一个河湾直接流入相邻的下一个河湾，这种现象称为河流的截弯取直 。,有的河流在洪水期洪水也可冲溃薄弱河堤，直接流入下一个河湾，虽河道没有取直，但流程却缩短了，这种现象称为河流的截弯取近。,垂直下蚀：凹岸河床下切加深，尤其是弯道下游前缘更为强烈。 横向侧蚀：凹岸下部掏蚀，上部崩塌，形成悬崖;凸岸堆积，形成平缓的砂砾滩。 弯道下移：最大侵蚀点和最大堆积点在弯道前缘，河床呈蛇状往下游迁移。,3.河床、河谷的变化 （1）河床的变化,早期河谷较窄，为“V”形谷，两侧有连续山咀; 随着弯道的发展下移，谷坡不断后退，山咀被削去，河谷变宽; 进一步发展，沉积物扩大连成一片，河谷再变宽呈“U”形; 最终河谷演化成碟形，河谷变宽、变直，成为冲积平原的雏形。 此时河床在河谷中象蛇一样摆动。 常言“三十年河东，三十年河西”！,（2）河谷横剖面的变化,河流侧蚀 作用的结果： 谷坡后退，河谷加宽； 河床弯曲，长度加长。,休息,二、 河流的搬运作用,河流的搬运作用 河床中流水在往下游运动时，携带大量风化剥蚀的产物，并将它们运移到其它地方的过程。,（一） 河流的机械搬运作用,搬运方式 1.推移式 2.跃移式 3.悬移式,粗颗粒以滚动、滑动方式沿河床底部搬运。,较细颗粒(粘土、粉砂)以悬浮方式搬运。,（二） 河流的化学溶运作用,化学溶运作用 河水将可溶岩石或矿物溶解于水中，以真溶液或胶体溶液的状态进行搬运的过程。 呈真溶液搬运的物质主要是Cl、S、Na、Mg、K等在化学风化过程中形成的极易被迁移的元素和化合物。 呈胶体溶液搬运的物质，主要是难溶的Al、Fe、Mn、Si、P等金属氧化物和氢氧化物。,河流的沉积作用 河水动力减弱，将携带的碎屑物质丢弃下来形成沉积物的过程。,山口沉积作用 谷底沉积作用 河口沉积作用,三、 河流的沉积作用,（一） 河流发生沉积的原因,流速减小 河床变宽、变缓处；河流入海口、入湖口处；支流入主流处等。 2. 流量减少 干旱季节；河流被袭夺后等。 3. 搬运量增加 因山崩、滑坡、洪水等。,（二） 河流沉积的主要类型,1.滞留沉积 在河流的上游或山区河段，由于河床坡降大，河水动能大，一般细粒物质几乎都被冲走，粗粒物质则被留下来成为滞留沉积。 沉积物以河床砾 石为主，成分复杂， 砾石呈叠瓦状排列， 厚度不大，常呈透 镜体分布于河床的 底部。,粗粒的边滩沉积,细粒的河漫滩沉积,2. 边滩与河漫滩沉积,河曲在凸岸沉积形成点砂坝(边滩)； 边滩逐渐扩大加宽、加高就形成河漫滩。 洪水漫过河漫滩时，由于流速减小，形成河漫滩细小沉积物“二元结构”。 由于河床往复摆动，河漫滩发展扩大，相邻河漫滩连成一片，形成了广阔的冲积平原。,弯曲河流的沉积模式,河漫滩沉积,3.心滩沉积与江心洲,心滩平面图,双向环流剖面图,当流水进入开阔河段，流速减小，先在河中心发生沉积，而后形成心滩雏形; 由于心滩雏形的阻塞，流水断面缩小，使得两侧水流速度增大，这时主流线偏向两侧，产生双向环流; 在双向环流下，河流中心沉积加快，进而形成心滩。 心滩不断增高，当其高出水面时，就形成了江心洲。 随着两个凹岸侵蚀点的下移，江心洲随之向下游移动。 移动中，或几个小江心洲合并成大江心洲;或向岸靠拢与河漫滩相连。,4. 三角洲（河口沉积 ） 随着河水进入河口，河床坡降减缓，河道展宽，水流分散，加上海水、湖水的顶托作用，使河水流速大减，河水能量耗尽，随水流携带的大量碎屑物便沉积下来，形成一个顶端向陆、弧形朝海的巨大三角形堆积体，称为三角洲。,三角洲形成示意图,湖泊中小型三角洲,上粗下细 近粗远细,离河口较远，颗粒细小，倾角平缓。,离河口较近，颗粒较粗，向湖心倾斜。,河口边缘，颗粒最粗，倾角水平。, 三角洲的三元结构 （常见于湖泊沉积）,形成条件,河流搬运量大于海浪、潮汐搬运量; 河口坡度缓，水浅; 无强大的海浪、潮汐作用。, 海中三角洲,三角港我国的钱塘江，由于潮汐作用太强，搬走了河流带来的所有泥沙，无法沉积三角洲。这样的河口称为三角港（或叫河口湾）。,黄河三角洲是我国最大规模的冲积三角洲平原，其长度超过1000Km，宽度超过300400 Km。, 三角洲平面形态,黄河三角洲,2006.4.5央视报道：黄河携沙入海，使海岸线增加60多km。,黄河三角洲 （卫星影像图）,黄河三角洲每年向海推进3km,过渡类型三角洲,尖头型三角洲,扇形 三角洲,鸟爪形三角洲,（三） 河流冲积物的特征,（1）碎屑物成分复杂。 （2）碎屑物质的分选性较好。 （3）碎屑颗粒的磨圆度较高 。 （4）沉积体层理发育，类型丰富，层理面一般倾向河流下游。 （5）沉积体往往具有 典型的二元结构。,冲积物河流机械沉积的碎屑物质。,下游,四、 构造运动对河流地质作用的影响,河流通过向源侵蚀向分水岭发展，通过三角洲增 长向海洋延伸。 河流上游以下蚀为主，河床和分水岭的高度不断 降低；河流下游以沉积为主河床不断填高。河流的这 种长期的削高补低的结果，使得河床纵剖面达到平衡 剖面状态。这时的河流上游不再下蚀加深，下游不再 沉积淤高，中游可有侧蚀和沉积，但侵蚀总量和沉积 总量在长时间内是等量的。 这个过程实际上是河流在构造运动平稳时期衰老 的过程，其主要标志是河流下蚀能力逐渐减弱。,去均夷化作用的原因： （1）构造运动抬起河床 （2）因气候变化使水流量增加,但是，一旦构造运动重新活跃起来，河流仍可重新获得新的能量，于是下蚀作用复苏，这种现象称为去均夷化作用（或称河流“返老还童”现象）。 去均夷化作用河流衰老后又复苏的过程。,河流发展到晚年形成蛇曲。 然后发生地壳上升运动抬高了河床。河流恢复下蚀作用。 河床变深，但平面上仍保持弯曲。 这种地貌反映了地壳有过