河流及其地质作用.ppt

第一节河流概述,第二节河流的侵蚀作用,第三节河流的搬运作用,第四节河流的沉积作用,第七节准平原,第五节河流的均夷化与去均夷化,第六节河流发育与地质构造的关系,河流及其地质作用,第一节河流概述,河（江、河流、江河、河道），是指陆地表面成线形的自动流动的水体。世界不少著名河流像长江、亚马逊河都是这样流动的。河流一般是在高山地方作源头，然后沿地势向下流，一直流入像湖泊或海洋般的终点。,地域上的区别（南“江”，北“河”）中国南方的河流多称为“江”，例如：长江、珠江、怒江等。北方的河流多称为“河”，例如：黄河、淮河、渭河、塔里木河等。规模上的区别（大“江”，小“河”）虽然有地域的大致划分，但在对河流命名时也会根据河流的大小规模来区别称之为“江”或“河”。如，北方的嫩江、鸭绿江、黑龙江、松花江，乌苏里江；这些河流在北方被称为“江”，其共同之处在于长度、流量、流域，规模上都较大，人们通常会把一些小的河流称为“河”，而对于大一点的“河”习惯上称之为“江”。,第一节河流概述-河与江的区别,第一节河流概述,1、河流：河流是由片流、洪流和沟谷逐渐发展而来。2、片流：大气降水沿地表自然斜坡均匀流动，无固定流向的地表流水。片流通过洗刷作用将山坡上细小的、松散的残积物搬运至山坡的凹入部位，形成坡积物；山麓地带的坡积物连成一片称为坡积裙。3、洪流：沿地表斜坡上的沟槽定向流动的水体。,一、地表水流,第一节河流概述,片流向沟槽沟谷发展模式：沟槽沟谷大沟谷又分为沟头/沟口、沟壁、沟叉从源头下方侵蚀，使沟加深、拓宽、伸长。,第一节河流概述,冲沟的发展可以形成季节性洪积物（分选性差、磨圆度差）洪积扇、洪积锥（沟口粗、开阔带细）若干洪积扇在山前连成片则为洪积平原。,第一节河流概述,第一节河流概述,按照形态可将河谷分为三类：1、峡谷或“”形谷，谷坡很陡，谷底狭窄，甚至无平坦的谷底，以致河床直接嵌在谷坡之间。2、“”形谷，谷底较宽，谷坡较陡，坡麓明显。3、碟形谷，谷底平坦而宽阔，其宽度可达数公里甚至数十公里，谷坡缓，没有明显的坡麓,二、河谷的横剖面,第一节河流概述,二、河谷的横剖面,第一节河流概述,指河流从源头到河口沿着中线的剖面，常常用河底纵向上不同高度点的连线表示。入海河流的纵剖面，总体上是向海倾斜并略向下凹的曲线。,三、河流的纵剖面,第一节河流概述,流域盆地是一条河流及其支流所构成的总区域。该区域所有的地表水流均注入相应的河流系统即水系之中。分隔不同流域盆地的高地或山地称为分水岭。,四、流域盆地,第一节河流概述,五、影响河流侵蚀与沉积的因素,1、流速：单位时间水流过的距离。2、河床的坡度：坡度陡则流速快，坡度缓则流速慢。3、河床的横剖面大小、形状和河床的粗糙度：4、流量：单位时间通过一定过水面积的水量。影响流量三因素：W(Width)、d(depth)、V(Velocity)5、河流的动能：E=1/2QV2（Q流量，V流速）动能大，搬运力就大：搬运力搬运量，则河流侵蚀；搬运力搬运量，则河流沉积。,目录,第一节河流概述,第二节河流的侵蚀作用,第三节河流的搬运作用,第四节河流的沉积作用,第七节准平原,第五节河流的均夷化与去均夷化,第六节河流发育与地质构造的关系,一、侵蚀的方式：溶蚀、水力冲蚀、磨蚀。二、侵蚀的方向：下蚀-加深、旁（侧）蚀-加宽、溯源侵蚀-加长.,第二节河流的侵蚀作用,定义：河流以自身动能并以其搬运的固体物质破坏河床，称为河流的侵蚀作用。,河流的侵蚀阶段划分,第二节河流的侵蚀作用,1、下蚀作用：使河床加深的作用,原因：河流垂直分量造成下蚀；流水中因沙砾的跳跃搬运撞击而下蚀；旋涡的涡穴下蚀。侵蚀基准面：即海平面。入海河流的下蚀作用绝对不会低于海平面。局部侵蚀基准面:即湖面。为入湖河流的侵蚀基准面。,河流的下蚀作用,河流的下蚀作用,急流：急流是由于河床坡度较大，水流湍急。瀑布：瀑布是河床呈阶梯状，流水从高处泻落。当流水通过断层崖，或流水由悬谷下泻时都可以形成瀑布。尤以在软硬相间、倾角平缓并向上游倾斜的岩层中最易形成瀑布。瀑布下蚀更为强烈。在瀑布跌落处可以形成深潭。水力冲击和旋涡水流的掏蚀，可以掘掉瀑布陡壁下部的软岩层，使上面突出的硬岩层失去支持而崩落，导致瀑布向上游后退。,河流的下蚀与溶蚀作用,第二节河流的侵蚀作用,2、旁（侧）蚀作用：河流对河床二侧及谷坡的侵蚀，其结果是使河床和谷底加宽。,第二节河流的侵蚀作用,2、旁蚀作用：旁蚀的动力学原因是弯道离心力与科里奥利力,（1）弯道离心力：河流开始是直的。变弯的原因是由于河流中心的障碍物增大了摩擦力与粘滞力；流水在河流弯曲部位因惯性作用而产生离心力。,该力作用于河流的凹岸使河流的主流线偏向凹岸使凹岸的水面提高，凸岸的水面降低,产生横向比降产生从凹岸向凸岸的横向力，该力作用方向是凸岸。,弯道离心力和横向力的联合作用，造成河流凸岸堆积、凹岸侵蚀（物质搬运至凸岸，能量减弱而沉积，形成点沙坝）。,第二节河流的侵蚀作用,（2）科里奥利力/地球自转偏转力：北半球，河流由南向北流，科氏力作用于右岸（东岸）；南半球，河流由北向南流，科氏力作用于左岸（西岸）。,第二节河流的侵蚀作用,（3）河床的变化：由于旁蚀作用，河床可发生下列变化弯道凹岸的河底加深，尤其是弯道的下游前缘加深最为强烈。凹岸因其下部被掏蚀，上部崩塌，可形成悬岸，凸岸则变成平缓的砂砾滩。凹岸不断加深并向下游迁移，凸岸的砂砾滩不断增大也向下游移动。,弯道的变化特征：,垂直下蚀、横向旁蚀、弯道向下游迁移。河床遂呈蛇状逐渐向下游方向迁移。,第二节河流的侵蚀作用,自由河曲中，河弯迥环的地带称河曲带。随着河弯的演化，河曲带逐渐加宽，河道长度逐渐增大，河床坡度逐渐减小，流速逐渐减低。河弯曲率逐渐增加，河弯颈部逐渐变细，在洪水期河水可能冲破河弯颈取直道前进，造成河流天然截弯取直。这种取直现象使河曲带不能无止境地加宽。河道截弯取直以后原来的河弯被废弃，并堵塞成湖，称为牛轭湖。,牛轭湖,第二节河流的侵蚀作用,3、溯源侵蚀：下切侵蚀引起河流朝源头加长的侵蚀。,发生在沟头处：片流在此集中，流量、流速增加，侵蚀力加强若河口处侵蚀面下降，也会发生溯源侵蚀。溯蚀、下蚀总是相伴而生，下蚀必导致溯蚀。溯源侵蚀使河流变大、变长，把许多支流连成一片。,河流的溯源侵蚀作用,河流的袭夺作用,袭夺又称河流抢水。相邻流域的河流向源侵蚀速度不同，速度较快的，源头向分水岭伸展的速度也快，最终首先切穿分水岭，导致分水岭另一侧河流的上游注入此河，成为此河支流，这就称为河流袭夺。,河流的袭夺作用,并吞袭夺：指两条顺向河沟或河谷之间的袭夺，多发生在侵蚀轮回的早期。随着沟谷的并吞，许多小沟道合并成少数河道，河网密度变稀，干流壮大。,河流的袭夺作用,溯源侵蚀引起的河流袭夺：常见于两条流向相背或相互垂直的河流之间，发生的原因有两个：一条河流的河谷岩层较另一条容易侵蚀下切；一条河流的坡降较另一条为大。,目录,第一节河流概述,第二节河流的侵蚀作用,第三节河流的搬运作用,第四节河流的沉积作用,第七节准平原,第五节河流的均夷化与去均夷化,第六节河流发育与地质构造的关系,第三节河流的搬运作用,1、层流：流体流动时，质点不互相混合，流动的层与层之间不交错。在水浅、流速慢、河床平滑的河段，可成层流。2、紊流：流动层交错，质点互相混合。河流主体表现为紊流运动。,一、流水质点的两种运动方式,底运：物质粗大者多在河床底运。当流速变小时很容易发生沉积悬运：物质较细者，则呈悬浮状态搬运。如粘土。,二、物质搬运的方式,溶运：物质极细者，便呈溶液状态搬运，溶运物主要有Ca、Mg、碳酸盐等,第三节河流的搬运作用,三、河流的搬运能力和搬运量河流能够搬运多大粒径碎屑的能力称为搬运能力。它决定于流速。河流能够搬运碎屑物质的最大量称为搬运量。它决定于流速和流量。其中更重要的是流量。,目录,第一节河流概述,第二节河流的侵蚀作用,第三节河流的搬运作用,第四节河流的沉积作用,第七节准平原,第五节河流的均夷化与去均夷化,第六节河流发育与地质构造的关系,第四节河流的沉积作用,1、沉积的原因：流速降低、流量减小、搬运物增多（搬运力小于搬运量）。2、河流沉积物/冲积物的五大特征：,河流的沉积作用指河流搬运物从河水中沉积下来的过程。,（1）分选性好：（2）磨圆度好：（3）成层性好：（4）韵律性好：（5）具流水成因的原生构造：,河流沉积作用形成的地形,（1）心滩：开阔处流速变小产生双向环流粗碎屑沉积在河流中部不断淤积成心滩。心滩在洪水期淹没,枯水期露出水面。,河流沉积作用形成的地形,（1）心滩：,单向水流沉积推进；沉积序列下粗上细，层理下厚上薄；底部有明显冲刷面，粗砾呈透镜状；具二元结构；常发现有暴露的构造；常发现植物化石；带状、透镜状砂砾岩体。,AB-纵剖面CD-横剖面,河流沉积作用形成的地形,（1）心滩：,3/河流沉积作用形成的地形,（2）边滩（点沙坝）:凸岸的堆积体。洪水期淹没；由单向环流形成。,3/河流沉积作用形成的地形,（2）边滩（点沙坝）:,3/河流沉积作用形成的地形,（2）边滩（点沙坝）:,河流沉积作用形成的地形,（3）河漫滩与冲积平原边滩加宽、加高，面积加大，形成河漫滩。洪水期淹没、枯水期露出水面。宽广的河漫滩可形成平原或丘陵地区。,河漫滩的二元结构：下部为河床砂砾沉积；上部为河漫滩泥质粉沙质沉积。,天然堤：洪水溢出河岸,流速骤降,大量泥沙沉积,形成天然堤。,河流沉积作用形成的地形,冲积平原：河床连续摆动，河漫滩连片扩大，形成冲积平原；主要由河流冲积物组成。,河漫滩的二元结构：下部为河床砂砾沉积；上部为河漫滩泥质粉沙质沉积。,河流沉积作用形成的地形,天然堤：洪水溢出河岸，流速骤降，大量泥沙沉积,形成自然堤。,河流沉积作用形成的地形,1-无内部构造的砂和粉砂，偶有波状层理；2-大型槽状交错层理；3-平行层理；4-小型波状槽状交错层理；5-爬升和波状层理6-水平层理的粉砂质粘土，具虫孔,河流沉积作用形成的地形,冲积平原：河床连续摆动，河漫滩连片扩大，形成冲积平原；主要由河流冲积物组成。,（4）三角洲：在河口部位，因流速降低，动能减小，形成的大规模沉积体平面上呈三角形，称之为三角洲。进一步发展则形成三角洲平原。,河流沉积作用形成的地形,三角洲形成条件：有充足的沉积物来源；河口处坡度较小水动力较小，沉积物易于沉积保存。,河流沉积作用形成的地形,三角洲的形态：鸟嘴状：一条河流入海者，如长江；鸟足状：若干条河流入海者，如密西西比河扇形：许多条河流入海着，如黄河。,河流沉积作用形成的地形,河流入海三角洲,目录,第一节河流概述,第二节河流的侵蚀作用,第三节河流的搬运作用,第四节河流的沉积作用,第七节准平原,第五节河流的均夷化与去均夷化,第六节河流发育与地质构造的关系,第五节河流的均夷化与去均夷化,1、河流的均夷化：河流在其形成的初期，多急流与瀑布，河流纵剖面不平滑。由于下蚀和溯源侵蚀作用，河床上的突起被削去，因而河流完全达到这种凹坑被填平，急流和瀑布消失，河流纵剖面逐渐演变成为平滑的曲线，此过程即为河流的均夷化均夷化是河流发展的总趋向。2、河流去均夷化：当侵蚀基准面（海平面）下降，陆地上升时，平衡会被破坏，河流就会重新下蚀，此过程称为去均夷化。它可形成：深切河曲与河流阶地。,第五节河流的均夷化与去均夷化,一、深切河曲深切曲流是一种限制性曲流，即曲流深切入地表，而使整个谷地具有曲流的形式，河床的弯曲与河谷的弯曲一致。中国汉水上游和嘉陵江均为典型的深切曲流。,二、河流阶地,河流阶地：河流下切侵蚀，原来的河谷底部超出一般洪水位之上，呈阶梯状分布在河谷谷坡上，这种地形称为河流阶地。,二、河流阶地,河流阶地特征：河流下切侵蚀，使原先的河谷底部（河漫滩或河床）超出一般洪水位以上，呈阶梯状分布在河谷谷坡的地形。阶地由阶地面、阶地陡坎、阶地的前缘、后缘组成。阶地按上下层次分级，级数自下而上按顺序确定，愈向高处年代愈老。阶地物质下部为砂砾石，上部为粉砂、粘土，具二元结构。河流阶地主要成因有：气候的变化，形成气候阶地；构造运动，形成构造阶地；侵蚀基准面的变化；人类活动的影响，如水利工程建设，改变了基准面。,二、河流阶地,侵蚀阶地：由基岩构成，阶地面上往往很少保留冲积物。堆积阶地：由冲积物组成。根据河流下切程度不同，形成阶地的切割叠置关系不同又可分为：上叠阶地，是新阶地叠于老阶地之上；内叠阶地，新阶地叠于老阶地之内。基座阶地：阶地形成时，河流下切超过了老河谷谷底而达到并出露基岩埋藏阶地：即早期的阶地被新阶地所埋藏。,河流阶地分类：,目录,第一节河流概述,第二节河流的侵蚀作用,第三节河流的搬运作用,第四节河流的沉积作用,第七节准平原,第五节河流的均夷化与去均夷化,第六节河流发育与地质构造的关系,第六节河流发育与地质构造的关系,河流的形成演变一方面受流水自身运动规律的控制，另一方面受地质构造影响，导致河流的面貌复杂多样。大区域内河流的展布格局与大构造有密切联系。大区域内河流的展布格局受该区地势特征控制，而地势特征又受控于大构造。河谷的位置与取向通常受局部地质构造控制。河谷所在地经常是地质构造的薄弱带、软弱岩层分布带，或是断裂、节理的发育带。这种