下篇第四章风成地貌和黄土地貌.ppt

第四章风成地貌和黄土地貌 PhotographbyC VanceHaynes 概述风成地貌的发育条件日照强 昼夜温差大 物理风化盛行 降水少 变率大且集中 蒸发作用强 地表径流贫 流水作用弱 植被稀少 疏松沙质 地表裸露 风大且频繁 是塑造风成地貌的主要营力 风成地貌的主要分布地区干旱 半干旱地区 以及大陆性冰川外缘 湿润区少植被的沙质海岸 湖岸 河岸 地质地貌学 下 第四章 第一节风沙流 风沙流 含沙的气流起沙风速 沙粒开始运动的临界风速起沙风 一切超过起动风速的风风沙流运动形式 包括悬移 跃移和蠕移 以跃移为主风沙流运动区域 绝大部分在离地表30cm的高度内 特别集中在0 10cm的气流层中 地质地貌学 下 第四章 第二节风蚀地貌 一 风蚀作用由于风的运动压力作用 将地表的松散沉积物或基岩上的风化产物 沙丘 吹走 使地面遭到破坏的作用 可分吹蚀作用和磨蚀作用 二 风蚀地貌形态 一 石窝石窝是在陡峭的迎风岩壁上 经风蚀形成许多圆形或不规则椭圆形的小洞穴和凹坑 地质地貌学 下 第四章 二 风蚀蘑菇和风蚀柱1 风蚀蘑菇主要由于风沙流对岩石磨蚀受到高度的限制 距离地面一定高度以上的气流沙量少 磨蚀小 而近地面部分沙量多 磨蚀作用强 特别是水平成层 软硬不同的岩石 当下部的岩性较上部易于风化 易于变得疏松时 蘑菇石更易形成 如图 Photographfrom 地质地貌学 下 第四章 2 风蚀柱垂直裂隙发育的岩石 在风长期吹蚀后形成的孤立的柱状岩石 如图 Photographfrom 地质地貌学 下 第四章 三 风蚀谷和风蚀残丘1 风蚀谷干旱荒漠地区 因暴雨洪流的冲刷形成冲沟 在长期风蚀作用的改造下逐渐加深扩大成谷 沿主风向延伸 2 风蚀残丘基岩组成的地面经风化作用和暂时水流的冲刷 以及长期的风蚀作用后 残留下的孤立小丘 PhotographbyPeterL Kresan 地质地貌学 下 第四章 风城 基岩岩性软硬相间且水平成层 垂直节理不均的干旱地区经长期流水侵蚀和强劲的风蚀作用形成平顶层状或尖塔状小丘 远看像古城堡的断壁残垣 故称 PhotographbyPeterL Kresan 地质地貌学 下 第四章 四 风蚀雅丹 风蚀垄槽 泛指发育在古代河湖相的土状堆积物中 方向与主风向一致的风蚀土墩和风蚀凹地 沟槽 的地貌组合 如图 罗布泊洼地西北部的古楼兰附近最为典型 Photographfrom 地质地貌学 下 第四章 五 风蚀洼地 松散物质组成的地面 经风长期吹蚀形成大小不同的以椭圆形为主的 沿主风向伸展的洼地称风蚀洼地 单纯由风蚀作用造成的洼地多为小而浅的蝶形洼地 若有水 则形成湖泊 PhotographbyC VanceHaynes 地质地貌学 下 第四章 第三节风积地貌 一 风积作用风沙流运动过程中 当风速变弱或遇到障碍物 如植物或地表微小的起伏 以及地面结构或下垫面性质改变 如由坚硬细石床面变为松散的沙粒地面 时 沙粒从气流中下落堆积的作用 地质地貌学 下 第四章 二 风积地貌形态沙漠里最基本的风积地貌是沙丘 按其与塑造沙丘形态的风之间的相互关系可分 垂直于风向的横向沙丘形态 新月形沙丘 沙丘链和复合型沙丘链等 平行于风向的纵向沙丘形态 新月形沙垄 沙垄和复合型沙垄等 多方向风作用下的沙丘形态 金字塔沙丘等 地质地貌学 下 第四章 在风向较固定的风力作用下形成 形似新月 两翼顺主风向延伸 迎风坡凸而缓 坡度5 20 背风坡凹而陡 坡度28 34 高度不大 很少超过15m 一 横向沙丘 地质地貌学 下 第四章 在沙源充足的地区 密集的新月形沙丘相互连接 形成与风向垂直分布的新月形沙丘链 新月形沙丘和新月形沙丘链还会不断增高和扩大 形成复合新月形沙丘和复合型沙丘链 地质地貌学 下 第四章 Photographfrom 二 纵向沙丘 这是一种在单向风或几个近似风向作用下形成向主风向延伸的垄状堆积地貌 在亚热带信风沙漠中分布最普遍 有些规模巨大沙垄上发育复合纵向沙垄 PhotographbyE TadNichols 地质地貌学 下 第四章 两种风向呈锐角斜交 新月形沙丘一翼延伸 另一翼退缩 演化为新月形沙垄 纵向沙丘的成因很多 其中有一种是新月形沙丘在两种风向呈锐角相交的作用下 由沙丘的一翼向前延伸而成 地质地貌学 下 第四章 三 多风向沙丘 多风向且风力相差不大的情况下可发育金字塔形 星形等形状的沙丘 多风向沙丘一般作零星的单个分布 但也有多个组成的不规则垄岗 PhotographbyPeterL Kresan 地质地貌学 下 第四章 三 沙丘的移动 一 移动方向力的合成方向 大致与逆沙风的年合成方向一致 二 移动方式1 前进式2 往复前进式3 往复式 三 移动速度主要取决于风速和沙丘高度 人类活动也会对沙丘移动速度产生一定影响 地质地貌学 下 第四章 第四节荒漠的类型 荒漠是气候干旱 地面缺乏植被覆盖 组成物质粗瘠的自然地带 主要分布在两个地区 一是南北纬30 45 的亚热带 如北非撒哈拉 西南亚的阿拉伯半岛等 二是温带的内陆地区 如我国西北和美国西部等 干旱荒漠按照地貌形态与地表物质不同可分 岩漠 砾漠 沙漠和泥漠 地质地貌学 下 第四章 一 岩漠 石质荒漠 发育在干旱山地或丘陵区 地面被切割破碎 山岭陡峭 石骨嶙峋 基岩凸露 岩漠形成原因除了气候干燥 还因为构造运动较稳定 长期受风化 流水作用 碎屑物堆积下来 岩石表面常覆盖油黑发光的 荒漠岩漆 凝结水溶解带出的黑色铁锰沉淀物在风沙摩擦后光亮夺目 标志干旱区地貌发育到成熟阶段 地质地貌学 下 第四章 二 砾漠 砾石荒漠 砾漠中的砾石常被风所挟带的沙子磨蚀成带棱角的 表面光滑的风棱石 右图 砾漠是地势起伏平缓 地面布满砾石的地区 如戈壁 常由山前冲积 洪积平原在强劲风作用下 细粒物质被吹走 粗大砾石残留地表形成 左图 PhotographbyE TadNichols PhotographbyPeterL Kresan 地质地貌学 下 第四章 三 沙漠沙漠是地表覆盖有大片风成沙的 分布最广的一种荒漠 沙漠的形成需要干旱气候和丰富的沙源 因此常分布在巨大的山间盆地和干燥平原上 四 泥漠 粘土荒漠 由粘土物组成的地面 分布在干旱区的低洼带 特别是封闭的盆地中心 PhotographbyC VanceHaynes 地质地貌学 下 第四章 第五节黄土地貌 一 黄土的分布与特性 一 黄土的分布黄土在世界上分布很广 主要位于比较干燥的中纬度地带 特别是欧亚大陆 断续带状 我国北方 主要指黄河中游的黄土高原 是世界上黄土最发育 规模最大的地区 地质地貌学 下 第四章 二 黄土的特性1 成分 1 粒度成分 质地均一 以粉砂为主 2 化学成分 富含CaCO3 还有SiO2 3 矿物成分 包括碎屑矿物 石英 长石为主 还有钙结核 角闪石 云母 和粘土矿物 主要是伊利石 蒙脱石 高岭石 褐铁矿等 2 厚度最大厚度达180 200m 主要分布在陕西泾河与洛河中下游地区 从不同黄土层来看 又以中更新世黄土最厚 地质地貌学 下 第四章 3 物理性质 1 结构疏松 颗粒间孔隙较多 孔隙度一般在40 55 间 多孔性是黄土区别于别的土状堆积物的主要特征之一 2 无沉积层理 但是垂直节理发育 3 易湿陷 遇水侵湿后会发生可溶性盐类 主要是CaCO3 的溶解和部分粘土及其他细颗粒物质的流失 这种作用也称黄土的潜蚀作用 地质地貌学 下 第四章 二 黄土成因 以风成说最为普遍 另有水成说 风化残积说等 一 风成说内容认为亚洲中部 包括中国北部 地区的黄土 是由内陆干旱荒燥 半荒燥区强大的反气旋风从中部吹向外围 把大量黄土物质吹送到生长草本灌木的草原地带 逐渐堆积形成的 地质地貌学 下 第四章 二 风成说依据黄土分布在沙漠的边缘 如中国北部 中亚的黄土 和古大陆冰盖外围 欧洲 北美 黄土矿物成分有高度一致性 但与所在区域下伏基岩没有多大联系 距沙漠越远 粒度成分有逐渐变细的趋势 黄土覆盖在起伏的古地面上 有随下伏地形起伏而变化的多层埋藏古土壤层 黄土中含陆生草原动 植物化石 黄土披盖在不同成因 形态起伏显著的古地貌上并保持相近似的厚度 地质地貌学 下 第四章 三 黄土的划分 地质地貌学 下 第四章 四 黄土地貌的类型黄土地貌的形态特征和黄土特性关系密切 是古代和现代地貌综合作用下的产物 同时也体现了人与自然相互作用 相互影响的机理 沟谷地貌和沟间地貌是黄土高原的主要地貌形态 此外还有黄土潜蚀地貌 黄土谷坡地貌等 地质地貌学 下 第四章 一 黄土沟谷地貌 千沟万壑 是一望无垠的黄土高原的典型特征 规模大小十分悬殊的侵蚀沟往往组合成梳状 树枝状 掌状等形状 地质地貌学 下 第四章 photographby YellowRiverWaterConservancyCommission 流水对黄土的直接侵蚀 主要有面状散流侵蚀和沟状线流侵蚀两种方式 因黄土具有结构疏松 颗粒细小 遇水湿陷又极易被水冲走等特性 较大的沟谷通常主要由沟状线流侵蚀形成 根据沟谷处于不同的发育阶段 黄土沟谷类型通常分三种 切沟 冲沟和河沟 地质地貌学 下 第四章 二 黄土沟间地地貌黄土沟间地貌泛指介于沟谷之间的一种正地形 随着沟谷的发育 沟壁的后退 沟间地被蚕蚀得越来越小 根据沟间地形态差异可分黄土塬 黄土梁 黄土峁 黄土墹和黄土坪 其中 黄土梁和黄土峁在黄土高原分布最广 地质地貌学 下 第四章 1 黄土塬塬是平坦的黄土高地 塬区的下伏基岩属平缓的盆地或倾斜平原 塬面平坦 至边缘地带才有明显的斜度 如图 现有面积较大的塬有陇东的董志塬 我国面积最大的黄土塬 陕北的洛川塬等 Photographfrom 地质地貌学 下 第四章 2 黄土梁梁是长条状的黄土高地 梁主要是黄土覆盖在梁状古地貌上形成的 根据梁的形态可分为平顶梁和斜梁两种 平顶梁顶部比较平坦 宽度有限 长可达几公里 其横剖面略呈穹形 梁顶以下 是坡长很短但坡度较陡的梁坡 在梁坡以下 即为沟坡 其坡度更大 Photographfrom YellowRiverWaterConservancyCommission 地质地貌学 下 第四章 斜梁是黄土高原最常见的沟间地 梁顶宽度较小 常呈明显的穹形 沿分水线有较大起伏 梁坡的坡形随其所在部位而有不同 在沟头的谷缘上方为凹斜形坡 在梁尾 沟口两侧 为凸斜形坡 Photographfrom YellowRiverWaterConservancyCommission 地质地貌学 下 第四章 3 黄土峁峁是一种孤立的黄土丘 在平面图上呈圆形或椭圆形 峁顶面积不大 呈明显的穹起 整个外形很像馒头 右上图 一般来说 梁和峁通常是互相联结在一起的 所以常用黄土丘陵来概括 右下图 地质地貌学 下 第四章 Photographfrom YellowRiverWaterConservancyCommission 4 黄土墹这是古代河谷经以黄土物质为主的各种堆积物掩覆成的宽浅谷地 基本未受现代沟谷分割 仅在雨后短暂有水 现在形态保持较好的不多 主要分布在陕西 甘肃等地 Photographfrom YellowRiverWaterConservancyCommission 地质地貌学 下 第四章 5 黄土坪 在现代沟谷侵蚀分割作用下 沟间地范围内的黄土墹首先被破坏 部分残余在沟谷两侧梁峁边缘 呈台阶形态 称为黄土坪 Photographfrom YellowRiverWaterConservancyCommission 地质地貌学 下 第四章 三 黄土潜蚀地貌地表水沿着黄土中的裂隙和孔隙下渗 进行潜蚀 使土粒流失 产生洞穴 最后引起地面崩塌 形成黄土独有的潜蚀地貌 如黄土碟 黄土陷穴 黄土溶斗 黄土桥 黄土柱等 1 黄土碟近似碟形的黄土凹地 由于地表水沿黄土孔隙和节理下渗 浸湿黄土 在重力作用下 黄土逐渐地被压实 使地面发生沉陷而形成 黄土碟常发育于平缓的黄土覆盖层 尤以塬 平梁的边缘缓平带 地质地貌学 下 第四章 流水沿着黄土中节理裂隙进行潜蚀作用形成 陷穴多分布在地表水容易汇集的沟间边缘地带和谷坡的上部 特别是冲沟的沟头附近最发育 按形态分漏斗状陷穴 竖井状陷穴和串珠状陷穴 如图 Photographfrom YellowRiverWaterConservancyCommission 地质地貌学 下 第四章 2 黄土陷穴 黄土溶斗 3 黄土桥 地质地貌学 下 第四章 Photographfrom YellowRiverWaterConservancyCommission 两个或几个陷穴不断扩大 下部由地下水流串通不断扩大其间孔道 则在陷穴之间未崩塌的残留土体就形成黄土桥 如图 4 黄土柱 流水不断沿黄土垂直节理进行侵蚀和潜蚀 以及黄土的崩塌作用 残留的土体就形成柱状或尖塔形黄土柱 如图 地质地貌学 下 第四章 Photographfrom YellowRiverWaterConservancyCommission 四 黄土谷坡地貌黄土垂直节理发育 由于质地松散 且覆盖在其它岩层上 这是产生滑坡 崩塌的良好地质条件 故黄土高原的滑坡 崩塌等谷坡地貌非常普遍 1 黄土崩塌黄土富有垂直节理和易湿陷的特性 雨水和地表径流沿黄土节理下渗 通过潜蚀和剥蚀作用 使节理和裂隙逐渐扩大 形成交错的裂沟或成行的陷穴 一旦土体失去平衡就发生崩塌 地质地貌学 下 第四章 2 黄土滑坡由于黄土的质地均一 土层很厚 遇水后湿陷 尤其是裂隙很发育 地下水沿不同年代的黄土接触面或黄土与基岩的接触面聚集 移动或渗流 破坏其间的凝聚力 久而久之 沿接触面整体下滑而形成滑坡 地质地貌学