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地貌学总结
第一章 地貌学的研究对象和内容
1.地貌学的研究对象
·地貌学的研究对象是地表地貌形态
·地貌学是研究地球表面起伏形态及其发生、发展和分布规律的科学
·地貌学是研究地表形态及其发生、发展、结构和分布规律的科学
* 五个特点
·规模:大小不等
·形态:多种多样
·成因:十分复杂
·时间:不同阶段
·分布:分布规律
2.地貌学的研究内容
·地球表面的各种形态特征
·形成地貌的内、外营力作用
·地貌随时间的演化规律
·地貌的内部结构
·地貌的空间组合与分布规律
二、地貌学的基本问题
1.地貌的基本要素
地貌的基本要素包括:地形点、地形线、地形面。
(1)地形点
·孤立的微地貌体,如河谷的裂点、拐点
·两条或多条地形线的交点,如山脊线相交构成的山峰
·不同等级、不同特征的地形点
(2)地形线
·线状地貌体,如河流
·两个地形面相交构成地形线(或一个带),如分水线、阶地前缘
·直线、曲线,平面上弯曲,垂向上起伏。(3D)
·不同规模,不同性质的地形线
(3)地形面
·可以是平面,也可以是曲面。如 山坡面、阶地面、平原面等
·不同规模,不同性质的地形面
2.地貌的规模相差极其悬殊
按相对大小,并考虑其成因进行分级,称为地貌的相对等级
·星体地貌:将地球作为一个整体进行研究总体形态、大小、海陆分布特征等构成其地貌特征
·巨形地貌:大陆——极其复杂,受外力改造
洋盆——相对简单,受水层保护,比较原始,主要由内力形成
·大型地貌:指山脉、平原、大型盆地、海底山脉,洋脊,海底平原等
上述地貌类型一般和大地构造单元一致,是地壳长期演化发展的结果
·中型地貌:如山脉中的分水岭山地,小型山间盆地;平原上的分水高地和河谷区等,是内、
外营力共同作用的结果
·小型地貌:如冲积扇、洞穴、冲沟等
·微型地貌:叠加在小地貌上的次一级形态。如石笋、河漫滩上的垅岗等由外营力形成
3.地貌的成因研究
涉及地貌形成的物质基础、动力条件和影响因素三个方面
(1)物质基础
① 岩性特征:不同类型的岩石,由于其物质组成和结构、构造不同,因而有不同的抗风化、抗
剥蚀、抗侵蚀的能力(软硬岩层交互→差异风化)
· 同一种岩性,在不同的气候条件下,抗蚀性不同。
· 在经受长期的风化剥蚀之后,一切由岩性差别而形成的地貌 差异都将趋于消失
② 地质构造
· 地貌对构造的适应性
·顺构造和逆构造地貌
(2)地貌形成的动力条件
内动力地质作用和外动力地质作用——自然作用+人为作用
·内动力地质作用:地壳构造运动、岩浆活动
·外动力地质作用:太阳辐射、重力、侵蚀作用、堆积作用
4.地貌分类
(1)地貌基本形态分类
按形成地貌的主要地质作用分类,是一种单因素分类
(2)地貌形态组合分类
是一种地貌类型划分,是一种多因素分类
分类的关键是找出形态组合形成的主要原因
* 通常考虑下列因素:
① 地貌组合的形态特征
② 物质基础(岩性和地质构造)
③ 内、外营力的特征和强度
* 原则:“形态成因”原则
① 等级系统
② 构造地貌
③ 定量指标体系
5.地貌分带性
·外营力主要受气候的控制,地球上的气候具有分带的特点,故地貌的空间分布也具有分带性。
·气候的要素很多,其中对地貌影响较大的主要是降水(大气环境、海陆分布、地形)和气温
(纬度、地形高度,自赤道向两极降低/随高度增加而递减)。
(1)气候带划分:
① 高纬冰雪气候带: 主要特点是降雪量大于消融量,分两个气候区 :
极地冰川气候区
·冰原气候,年均温<0°C
·终年冰雪覆盖
·冰川作用占优势-冰川地貌发育
冰缘气候区
·冻原气候,年均温0°C±
·下部多年冻土发育,表层周期性冻融
·冻融作用占优势-冻土地貌发育
② 中纬温润气候带: 处于中纬地带,年均温10°C±,降水量约 800mm/y,物理、化学、生
物风化作用都盛行,流水作用占主导-河流与冲沟地貌发育
③ 赤道低纬湿热气候带: 地处副热带高压带和温带大陆中心
干旱区:
·气候干燥,蒸发>>降水(<250mm)
·温差变化大(年、季、日)
·物理风化占优势
·风的作用强盛-风成地貌发育
半干旱区:
·年降水400mm±,降水比较集中
·温差变化较大
·物理风化作用盛行
* 暂时性水流作用为主——片流、冲沟地貌发育
* 广泛分布黄土——黄土地貌发育
④ 干旱、半干旱气候带: 处于低纬赤道地区,高温多雨,降水>1000mm,最冷时月均温>18
°C,生物、化学风化作用盛行,广泛发育红土风化壳
(2)高度分带
高山气候
冰川气候区——冰雪地貌
雪线 ————————————————————————
冰缘气候(亚高山带)——冰缘地貌
湿润气候或亚热带气候——流水地貌
一般低纬山地分带明显,高纬山地垂直分带不明显。
6.地貌的相对年代
(1)地貌的相对年代:指地貌形成的相对顺序,是根据多种地貌的比较得出的。
可以通过不同地貌的岩性特征、结构特征、完整性等的研究来确定。
·岩性特征:砂、砾石的风化程度
·结构特征:高差、交切、掩埋、叠置等关系
·完整性:时代越老完整性越差,反之越好
(2)地貌的地质年代:可看作地貌形成的“绝对”年代。
①古生物与地层学方法、同位素年代测定等
主要用于确定堆积地貌形成的年代,通过地貌组成物质中所含生物化石或可用于测年
的组分来确定其年代。
②年间法
主要用于确定剥蚀地貌形成的地质年代的范围:
·剥蚀地貌上覆最老沉积物的年代(上限)
·剥蚀地貌切割的最新沉积物的年代(下限)
③相关沉积法
依据剥蚀与堆积作用的同时相关性原理,利用相关沉积来确定相应剥蚀地貌的年代。
7.地貌演化
·随着时间的变化,一切地貌都在不断地发展、变化。但是不同类型、不同等级和不同地质、
地理条件下的地貌演化速度、方向却不同。
* 速度:
如: 坡地地貌:干旱、冰雪气候带 > 温湿和湿热气候带
岩溶地貌:干旱、冰雪气候带 < 温湿和湿热气候带
小型或微地貌可以很快(如滑坡)、也可以很慢(较完整的坡顶面)。
快速的地貌过程经常与人类的关系比较密切。
* 方向:
当条件发生变化:
物理风化←→化学风化
侵蚀作用←→堆积作用
·地貌发展的特征:
(1)阶段性
地貌发展速度常常是变化的,经常是缓慢演化与急剧变化相交替,表现出明显的阶
段性特点。
·河流地貌:
·地表缓慢上升——河流以侧蚀为主,塑造河谷
·地表急剧上升——河流以下蚀为主,形成阶地
每次上升强度、气候条件、物质来源和河流水文状况都不相同,形成不同高度、
不同特征的冲积层,或不同性质的河流阶地;不同阶段,形成不同的地貌组合特
点——地文期
(2)继承性
指在地貌形成发展的条件基本不变的情况下,地貌向同一方向发展,形成不同年代、
同一类型的地貌重叠(叠置)发育的现象。
·如副热带高压带和温带大陆中心:
气候长期干旱
期间几经转湿 ——未中断沙漠环境
但如果地貌形成的基本条件发生改变,地貌发展的方向就会变化。如中纬地带,第
四纪冰期、间冰期的大幅度频繁交替变化。
* 地文期:主要指华北地区地貌发育过程中侵蚀、堆积交替发展的历史阶段。指区域地貌发育
的分期。每一个分期代表一个地貌发育的阶段。分为幼年期、壮年期、老年期。
第二章 坡地地貌
* 坡地地貌是自然界分布最广泛的地貌形态之一,如自然的山坡、河流与湖泊岸坡、人工斜坡
等,亦称斜坡地貌或重力地貌。
* 斜坡的形态特征、成因及物质组成非常复杂。根据不同的分类标准可划分出许多类型,但与
人类生产、生活关系最为密切的划分方案是按照坡地的稳定性来划分的。
- 稳定斜坡
- 不稳定斜坡——往往产生地质灾害,因而最受关注。
* 坡地地貌的形成与发展大致可分为两个阶段:
- 坡地物质风化阶段。形成碎屑层,为坡地地貌的发育做好准备。
- 在重力或/和流水的作用下发生侵蚀、搬运、堆积,形成各种坡地地貌。
一、重力地貌
(一)崩塌
·定义:斜坡上的岩、土体,在重力的作用下,快速向坡下垮落的现象称为崩塌。
运动速度:可达自由落体的速度——灾害性的地貌过程
运动方式:可以是整体滑落、翻滚,也可以是群体的崩落
整体的滑落也称为错落;群体的崩落也称为散落(撒落)
1.崩塌的作用方式和类型
山崩:指斜坡上的岩土体快速崩落的现象,常发生在地形陡峻、相对高差大的高山地区。
塌岸:指在河、湖、海岸发生的崩塌,由于河、湖、海水的掏蚀作用,岸坡上部物质失
去支撑而崩塌。
散落:指岩屑、碎块沿斜坡向下作流动或跳跃式的运动,这种现象称为散落。
2.崩塌形成的条件
* 地形条件:
坡度: 理论上讲, > 33°的山坡,不论岩屑大小都可能发生移动。
不同的物质组成,休止角不同,发生崩塌的角度也不同。
·岩屑坡休止角 30°~ 35°
·干沙的休止角 35°~ 40°
·粘土的休止角 40°±
·黄土的休止角 > 50°
坡高:(相对高度) > 50m——大型崩塌
* 地质条件
构造:节理、断层愈发育,岩石愈破碎,愈易发生崩塌。
岩性:软、硬岩互层时,软岩成凹坡,硬岩成陡坎或陡崖,极易发生崩塌。
地层产状:当地层倾向与斜坡方向一致、地层倾角小于山坡坡度时,易形成大型崩塌。
* 气候条件
从两个方面来影响崩塌:
·通过影响风化作用类型和风化速率来影响崩塌。
·在雨季作为触发因素引发崩塌。
* 触发因素
·地震:往往是大型崩塌的触发因素。
·降雨:尤其是强降雨过程。
·人为因素:不合理的开挖等。
(二)滑坡(landslide)
* 定义:斜坡上的岩土体在重力作用及其他因素的影响下,沿着滑动面整体向下滑动。
1.滑坡的形态特征
(1)滑坡要素
·滑坡体:滑动的岩土体
- 滑坡体可以是一个整体,亦可以是若干块体,但滑动前后的相对位置不变。
- 规模有大有小,大者几亿立方米,小者几十立方米。
·滑床:支持滑坡体而本身未发生移动的斜坡组成部分。
·滑动面:滑坡体移动所经过的面称为滑动面。常常是地质上的软弱结构面。
·滑动带:在滑动面的上下,滑坡体运动过程中形成的扰动带。
·滑坡周界:滑坡体与滑床之间在平面上的分界线
·滑坡壁:是滑坡体向下滑动时,在其顶部形成的陡壁,又称破裂壁。
- 形态:剖面上呈弧型,三维空间内呈围椅状。
- 意义:其高度表示垂直下滑的距离—经常称为滑坡移动距离或滑距。
·滑坡台阶:滑坡体下滑后在斜坡上形成的阶梯状地形,又叫滑坡阶地。
- 成因:上、下段滑动速度有差异、时间有先后;
有多个滑动面——主滑面、分滑面。
·滑坡洼地、滑坡湖
- 由于滑面往往是弧型的,故滑体的运动往往伴随旋转。结果滑体表面(上部)
经常向坡地上游倾斜,形成月牙形的洼地,称为滑坡洼地。
- 滑坡洼地如果积水则称为滑坡湖。多出现在滑体与滑壁之间,也可出现在滑
坡阶地之间。
·滑坡舌、滑坡鼓丘
- 滑体前缘冲入沟谷中的部分,因形态象舌状,故称为滑坡舌。
- 如滑坡舌前缘受阻,被挤压鼓起称为滑坡鼓丘。
·滑坡裂缝
非常发育。根据分布位置和力学性质可分为四类:
- 环状拉张裂隙
·分布在滑坡体的后缘或前缘,有时出现在滑坡壁上。
·是滑坡体下滑过程中的拉张作用形成的。
·形成于滑动初期或孕育期,是将要发生滑坡的重要前兆。
- 平行剪切裂隙
·常分布在滑坡体的两侧,与滑坡运动方向一致。
·是滑坡体不同部位受力情况不同或滑动速度不同造成的。
·形成于滑动过程中
- 张裂隙与挤压裂隙
·与滑动鼓丘伴生,与滑动方向垂直
成因:前缘受阻,后部推挤:挤压作用→压性裂缝
鼓丘隆起:局部拉张→张性裂缝
- 放射状裂缝
·分布在滑坡前端,呈放射状。
·成因:前端向外围扩散而形成张性裂隙。
* 利用上述各种滑坡形态可以识别古滑坡,预报新滑坡,判断滑坡发展的阶段、
发生的年代等。譬如:
·滑坡壁:高度愈大,滑动距离愈大;
坡度愈陡,滑动面的深度也愈大;
保存的完整性,判断滑坡发生时间的长短。
·滑坡裂隙:如出现了环状拉张裂隙,预示即将发生滑坡。
若进行连续观测,先在斜坡上部,后在斜坡下部出现裂隙,属于
岩土体推动滑动;反之,则是牵引滑坡。
·滑坡湖:通过研究湖泊沉积,可以确定滑坡发生的年代。
2.滑坡的类型
* 滑坡类型的划分可根据不同的原则:
·物质成份:黄土滑坡,基岩滑坡,岩屑滑坡等。
·滑面性质:顺层滑坡,不整合面滑坡等。
·深度:浅层滑坡(数m),中层滑坡(<20m),深层滑坡(>20m)。
·触发因素:人工切坡滑坡,超载滑坡,冲刷滑坡,饱水滑坡,潜蚀滑坡,地震滑坡等。
·年代:新滑坡,老滑坡,古滑坡。
·运动形式:牵引滑坡,推动滑坡等。
3.影响滑坡的各种因素
降雨地下水、地表水、斜坡岩石结构和岩性、地震、人为因素
·岩性条件:滑坡多形成于泥岩类岩层发育区
泥岩岩性软弱,亲水性和可塑性强,遇水膨胀、土质软化、力学强度降
低,故往往构成滑坡发生的物质基础。
·构造条件:滑动面常与地质构造面一致:顺层滑坡、切层滑坡、不整合面滑坡
·地貌条件:有效临空面的存在、必须具有一定的坡度
·降雨(地下水)
- 增加岩土体单位体积的重量,加大剪切应力
- 增加滑动面的润滑作用、降低滑床岩土体的抗滑力
- 震动——诱发因素
·人类活动:人工开挖边坡,弃渣、大型工程加载等。
补充:* 滑坡面与斜坡稳定性的关系(直线型、折线形、圈椅型、船底型)
* 滑坡发育的阶段:蠕动变性阶段、滑动破坏阶段、压密稳定阶段
* 滑坡的分类:按滑动面特征、滑动性质、组成物质和滑体规模、形成机制、成
因、厚度、滑动年代、滑动速度
【讨论部分】
一、风化作用
1.定义:
·杜恒俭:地表岩石和矿物受温度变化、大气、水溶液和 生物的影响所发生的一切物理状态和
化学成份的变化称风化作用。
·杨景春:出露地表的岩石,受太阳的辐射、温度的变化、水的作用和生物作用等,发生崩解、
破碎,形成大小不等的岩屑和沙粒,这种作用称为风化作用。
2.分类:
·物理风化:以温度变化为主要影响因素的导致岩石物理性质发生变化的风化作用。
包括:热力风化、冻融风化、盐类重结晶作用等。
·化学风化:岩石与大气、水和生物相互作用,导致岩石的矿物成份和化学成份发生变化的风
化作用称为化学风化。
包括:溶解作用、结晶作用、水化作用、水解作用等
·生物风化:生物在其生命过程中对岩石和矿物所起的物理的和化学的风化作用称为生物风化。
3.风化作用及其形成地貌
(1)风化壳与残积物:
·风化壳:被风化的岩石圈表层。
·残积物:岩石经过风化作用后,残留在原地的堆积物。
主要区别:残积物是风化壳的一部分,风化壳可以由单一的残积层组成,也可以由多层残
积层组成,而风化壳则是岩石圈的一部分
(2)土壤与古土壤:
·土壤:风化壳的表层经过成土作用而形成的具有土壤结构和土壤肥力的层状物质。
·古土壤:被后期堆积物掩埋的土壤。
土壤是风化壳最表层的地带,是在风化产物(母质)的基础上经过成土作用逐步发育形成的。
决定成土作用和土壤类型的主要因素是气候、植被和母质的成分。气候对成土过程的速度和方
向起控制作用,生物则是成土作用的主要营力。
4.侵蚀作用及其地貌
·侵蚀作用:外营力对地表冲刷﹑磨蚀和溶蚀等作用的总称。外营力包括流水﹑冰川﹑波浪﹑
潮流﹑海流﹑风等。
·剥蚀作用:与侵蚀作用的概念一样,广义的剥蚀作用包括风化作用和侵蚀作用。
(1)坡面流水地貌
①片流:大气降雨或冰雪融化后,在倾斜地面上形成面状水流。也称为面流。
·片流并非均匀的层状水流,它是由无数细小的股状水流组成。股流无固定流路,
一般沿坡面呈网状流动。片流作用的结果是坡面均匀降低,故这种侵蚀作用也
称 为面状洗刷作用,或坡面侵蚀。
·片流是暂时性水流,由于它的作用范围广,所以侵蚀量很大。在由松散物质组
成的裸露的斜坡上,常造成严重的水土流失。
②斜坡洗刷带:在片流的作用下,斜坡的中、上部地带遭受不同程度的面状洗刷作用,使
斜坡逐渐降低,称为斜坡洗刷带。
·该带自坡顶向斜坡下游又可分为微洗刷亚带、弱洗刷亚带、强洗刷亚带
③影响面状洗刷强度的因素:气候(降雨量和降雨强度,雨滴击溅作用)、斜坡形态(坡
度、坡长)、岩性(粒度、结构)、植被覆盖率
(2)土屑流动
·定义:斜坡上的松散层受温度和水的影响,在重力的作用下,顺坡移动的现象。
① 土层蠕动(土爬)
·定义:斜坡上的碎屑颗粒主要在重力的作用下缓慢地向坡下运动,称为土屑蠕动。
·特征:运动过程十分缓慢,不易察觉。长时间发生土屑蠕动的斜坡,可造成各种物体
的变形或变位,如电杆歪斜,树杆弯曲,土墙歪倒等。
·成因:主要原因是碎屑颗粒的物理性质频繁地交替改变——膨胀与收缩。
·诱发因素:
- 温度:在寒冷地区:冬季地面冻结→膨胀
(年温差大) 夏季地面解冻→收缩
在温带干旱区:白天受热膨胀
(日温差大) 夜晚降温收缩
- 湿度:某些物质,尤其是粘土矿物,迂水→膨胀
失水→收缩
注意:土屑蠕动实质上是固体颗粒的单体运动,其群体效应表现为土层的流动。
② 土溜
·定义:主要指碎屑物质被水浸润后顺坡缓慢流动的现象。有两种类型:
·融冻土溜:发生在冻土区。在夏季消融时,表层融化的土层如果饱含水则导
致塑性增强,在重力的作用下便可产生流动。可发生在3~5°的斜
坡上。速度比较慢,但比土层蠕动要块。表现为许多土溜阶坎。
·热带土溜:发生在热带多雨区。热带的风化产物一般细小且含有大量粘土,
迂水浸润后可形成泥浆,呈舌状向坡下流动。实质上是一种物质
的塑性流动,必须有水的参与,但水又不是搬运介质。
第三章 河流地貌
·河流是陆地上最常见的也是最重要的外营力
/ 面状水流:片流
地表流水==< /暂时性水流(季节性、间歇性)
\ 线状水流==<
\经常性水流
·不管是暂时性水流还是经常性水流,其在地貌塑造中的作用都是一样的——侵蚀、搬运和堆
积,只是作用方式、作用强度不同而已。
·实际工作中,往往很难区分:如洪积物——洪水,冲积物——正常水流。
一、基本概念
(一)水流的基本特征(宏观、微观)
1. 水流结构的微观特征
①层流:水质点的运动轨迹彼此平行,运动速度与方向不变,互不干扰。
自然界不常见,不搬运泥沙
②紊流:水质点呈不规则运动,运动速度和方向不固定,互相干扰。
自然界更为常见,可掀起和搬运泥沙
2.水流结构的宏观特征与运动形式
(1)横向环流
在弯曲河道中,从凸岸由水面流向凹岸的水流(表流)和从凹岸由河底流向凸岸的水流
(底流)构成一个连续的螺旋形向前移动的水流。弯道离心力+地球偏转力
不同形状的河床断面形成不同的环流系统:
·单项横向环流:多在弯曲河段发生,水流受离心力作用较强,向一边偏移形成单向环流
·底部汇合型横向环流:洪水时,平直河道河床中部的水量比靠近两岸的增加的要快,因
此河床横向水面呈上凸型,表层水流从河床中部流向两岸构成两
个横向环流。可掏蚀两岸,在河床中部发生堆积。
·底部辐射型横向环流:枯水位时,平直河段河床中部流速较大,水面微微下凹,两岸表
层水流流向中部,构成表面汇聚、底布辐射的横向环流。侵蚀河
床中部,在两岸形成浅滩堆积。
·复合型环流:在平原分汊河流或河床底部不平的地方形成多股流线,各自构成横向环流。
(2)漩涡流:水流绕过障碍物时产生,分为两种:
·围绕垂直于河床底面的轴线旋转,掏蚀河岸
·河床底部水流翻过沙坡脊或岩槛,轴线方向与河床平行,使沙坡迎水面带来的物质搬到
背水面沉淀下来→使沙坡移动
·直立漩涡流:形成于具有突出障碍物的岸边, 造成河岸崩塌。
·水平漩涡流:形成于床底具有突起障碍物的河段, 引起河床泥沙移动。
·枯水期:河床中部流速大,两侧近岸处流速小,水面横剖面微微下凹。两岸表层水流流
向河床中部,形成表层水向中心汇集、底部水向两岸辐散的横向环流。
·洪水期:发洪水时,河床中部水量增加比两岸快,水面横剖面微微上凸。中部表层水流
流向两岸,形成表层水向两侧辐散、底部水向中心汇聚的横向环流。
·注意:1. 实质是水面坡降引起的
2. 辐散、汇聚指底流的运动方式
·弯道环流的离心力与科氏力作用的方向相同时,河流的作用加强,相反则减弱
(二)河流(地质)作用
·流水的能量:E=(1/2) MV2
·河流作用:侵蚀、搬运和堆积作用
1. 侵蚀作用:河流对地表的冲刷、磨蚀和溶蚀作用的总称
下切侵蚀——加深河床
侧向侵蚀——河岸后退,河谷展宽 >=机械侵蚀
溯源侵蚀——向源头伸延
化学溶蚀——对可溶性岩石溶解产生的现象=>化学侵蚀
* 磨蚀:指砂砾对床底的撞击和研磨作用。
2. 搬运作用:水流在流动过程中携带大量泥沙并推动床底砂砾移动的作用
推移 —— 砂砾沿床底滚动、滑动
跃移 —— 泥沙呈跳跃式向前运动 >=机械搬运
悬移 —— 泥沙呈悬浮状态搬运
溶解搬运——以离子状态搬运 >=化学搬运
* 搬动物质的重量与沙粒起动流速**的6次方成正比(M=CV6)。
* 主要是由于颗粒上、下存在流速差进而造成压力差所引起的。
3. 堆积作用:水流携带的物质,在条件改变时,被沉积或沉淀下来
* 条件变化:
·坡降减小、流速减慢、水量减小、泥沙增多→搬运能力相对减弱
·水化学环境变化→产生化学沉淀
(三)侵蚀基准面与河流平衡剖面
1.河流平衡剖面
·河床纵剖面——河流从源头到河口的河床最低点的连线称为河床纵剖面。
·当河流的侵蚀、堆积作用达到平衡状态,水流的动能正好消耗在搬运泥沙和克服水流内、
外摩擦阻力,此时的河床纵剖面呈现一条下凹的圆滑曲线,称为河流平衡剖面。
* 注意:
河流平衡剖面是一个理想的概念,相对的、动态的、大尺度的概念
2.侵蚀基准面:河流下切侵蚀的深度不是无止境的,达到侵蚀基准面后即失去侵蚀能力
* 注意:海面为侵蚀基准面、海底为侵蚀基准面。河水停止运动并为海浪或湖泊作用所代
替的那一点叫做侵蚀基准面——是一个理想的概念
·地方性侵蚀基准面:干流河床可视为支流的侵蚀基准面;坚硬的岩坎可作为上游河段的
侵蚀基准面。
二、河谷地貌
1.河谷要素河床、河漫滩、谷坡、阶地、谷肩、枯水位、洪水位
2.河谷类型:根据形态分为(早起→晚期,上游→下游)
·隘谷:谷坡近于垂直,谷缘与谷底宽度几乎一致,河谷狭窄,谷底全部为河床占据
·障谷:两壁陡峭,但谷底较隘谷宽,常有基岩侵蚀面或砾石浅滩露出水面
·峡谷:横剖面呈“v”型,谷坡陡峭,呈阶梯状,谷底有岩滩及雏形河漫滩
·箱型河谷:河谷宽,阶地、河漫滩发育
3.河流阶地
·定义:河流下切侵蚀,原先的河谷底部(河漫滩或河床)相对上升到最大洪水位以上呈阶梯
状分布在河谷谷坡上,这种地形称为河流阶地。
·影响因素:任何能导致河流的堆积作用与下切侵蚀作用发生交替变化的因素都可形成阶地。
构造运动、气候变化、侵蚀基准面升降
·阶地的类型:
- 侵蚀阶地(基岩阶地)、堆积阶地:取决于阶地面形成时河流作用的方式(物质组成)
- 基座阶地、埋藏阶地:取决于阶地的内部结构或与相邻地层的关系
- 堆积阶地:上叠阶地、内叠阶地
- 注意:假阶地(曲流阶地、构造阶地、差异侵蚀阶地)
三、河床地形
1.河床纵剖面特征
凹型、凹—凸型、不规则型
·在山区基岩河段:
岩槛(岩坎):高度>水深,瀑布<水深(隐于水下);
- 常沿断层或岩性突变带发育;
- 一般构成地方侵蚀基准面;
- 由于向源侵蚀而不断后退(岩层产状)。
石滩:很常见,谷底多由巨石构成,不稳定。
壶穴:由漩涡流携带砂砾石磨蚀床底,形成深陷的凹坑,一般深度为数米。
深槽、浅滩:基岩河段常见,深槽主要是由于河流冲刷软弱破碎带而成,常见于峡谷段。
* 注意:在中下游堆积河段,深槽与浅滩交替分布,是最基本的地貌单元。
2.河床平面形态
·平直的——不稳定 (顺直河流)
·弯曲的——曲流型河床 (弯曲河流)
·分汊的——汊流型河床 (分汊河流)
(1)曲流型河床
- 成因:由单向环流形成,床底泥沙堆积形成障碍,使水流向一侧偏转;两岸岩性的不
同——差异侵蚀。
- 发展:曲流一旦形成,便不断侧蚀,并不断向下游迁移,在河流一侧的相邻曲流之间可
形成狭窄的曲流颈;洪水时曲流颈被冲开,河道发生裁弯取直,形成牛轭湖。
- 类型:深切曲流、自由曲流
·深切曲流:形成在山区,由于地壳抬升,深切到基岩中。
嵌入曲流——地壳急剧抬升,曲流保持原形切入基岩。
内生曲流——既有下切,也有侧蚀,由于裁弯取直被废弃。
·自由迂回曲流:形成在宽广的冲积平原区,河谷宽阔,不受河谷的约束,能自
由的迂回摆动——蛇曲型河流 。
(2)汊河型河床
- 成因:主要由对称横向环流形成,多见于比较顺直的河段。
- 形成过程:首先形成心滩,继而露出水面成为江心洲。河床宽浅时,在枯水季节,河流
频繁分汊、合并,且主流河道变化迅速,故又称为游荡型河流。
三、河漫滩
·定义:河流在洪水期被淹没的河床以外的谷底部分,称为河漫滩。
平水期出露水面,洪水期被水淹没的谷底部分,称为河漫滩。
·特点:- 分布:可在河床两侧同时发育,也可只在一侧,也可出现在河心。
- 宽度:数m~数 km,一般上游山区较窄,下游平原较宽。
- 高度:与洪、枯水位差有关,故山区高,平原低。
·成因:河漫滩主要是由横向环流形成的。
1.边滩式河漫滩
由单向横向环流形成,形成在河流的凸岸。
·河流发生弯曲的早期,横向环流开始出现,物质发生横向运移(侧向堆积),形成滨河床
浅滩(没于水下),仍属于河床的一部分。
·河流继续弯曲,横向环流作用加强,侧向搬运、堆积进一步加强,形成雏形河漫滩。此时
的河漫滩在枯水期出露水面,洪水期被淹没,但堆积作用仍以侧积为主。
·随着曲流的进一步发展,河漫滩形成。此时的河漫滩虽仍然在枯水期出露水面,在洪水期
被淹没,但洪水期是以加积作用为主。
2.心滩式河漫滩
由底部辐聚型双向横向环流形成,形成在河心。
·在宽浅的河床中,洪水期出现底部辐聚型环流,物质发生侧向搬运,形成河心浅滩;时常
没于水下,属于河床的一部分。
·随着河心浅滩的发展,主流线开始分叉,双向横向环流作用进一步加强,侧向堆积作用加
快,雏形河漫滩形成。但此时的河漫滩仍以侧积为主。
·随着汊流的进一步发展,河漫滩形成。此时的河漫滩在洪水期转为以加积作用为主。
* 注意:与边滩式河漫滩一样,在心滩式河漫滩上也可形成沙坝
河漫滩堆积具有二元结构:
弓形河漫滩、堰堤式河漫滩、鬃岗式河漫滩等。
四、河流地貌
1.泥石流
·定义:含有大量固体碎屑物质的特殊洪流,叫做泥石流。
·特性:含有大量泥沙、石块,阵发性强,破坏力极大
·形成条件:
- 充分的固体物质补给——物源条件
- 充足的水源补给——降雨、融雪水
- 适当的地形条件—— >10°(坡度)
- 触发因素
·类型:
(1)根据固体物质的特点及含量分为:
泥流 —— 固体物质为粘土、粉沙;粘度大、稠泥状;
水石流 —— 水与砂石组成的二相流; 细颗粒物质少, 粘度小;
泥石流 —— 水、泥砂和石块组成的混合流;固体物质含量高,尤其是粒物质-粘土的含
量高,故粘度很大。
(2)根据泥石流的流体结构分为:
稀性泥石流 —— 固、液二相流(紊流性泥石流)
粘性泥石流 —— 结构性泥石流(层流性泥石流)
(3)根据诱发因素:
降雨型、地震型、融雪型
·地貌作用
- 侵蚀区(物源区),侵蚀速度快,往往和崩塌、滑坡伴 生,地形陡峭;
- 搬运区(过渡区),河谷较顺直,谷壁陡峭而光滑,常为峡谷;
- 堆积区,呈扇状或舌状,常为洪积扇的组成部分。
2.冲积扇
·定义:河流在出山口处堆积形成的扇型堆积体叫做冲积扇。
- 洪积扇:季节性河流——干旱、半干旱区
- 冲积扇:常年性河流——湿润、半湿润区
·成因:河流出山后,坡度急剧变缓,水流分散,流速减慢,发生堆积,河谷突然展宽
·地貌特点:
- 平面上:呈扇型,扇顶与沟口相连;
- 横剖面:上凸型;
- 纵剖面:上游陡、下游缓的下凹型,几度到十几度;
- 中上游:常有沟槽发育;
- 下 游:河流常分叉,多为网状河或辨状河。
·堆积物:
一般扇顶较粗,扇缘较细;
(主沟槽内的)槽洪沉积较粗,槽外的漫洪沉积较细;
泥石流堆积
·影响因素:
- 气候:风化作用—— 决定风化产物的多少和粗细
降水—— 决定水流的搬运能力
- 岩性:决定物质组成;
- 构造:影响扇的形状和结构。
五、河流类型与水系
1.河流类型
·据地貌发育历史与构造的关系:
- 顺向河——流向与原始地面倾斜方向一致的河流。
- 次成流——在流水的侵蚀过程中,沿软弱岩层及构造破碎带发育的河流称为次成流。往
往是在顺向 河的发展过程中,由支流发展而成的。
- 再顺向河、逆向河——沿岩层走向发育的次成河常为单斜谷,称岩层走向次成河;在其
两侧谷坡上发育再次一级的支流,其中顺岩层倾向发育的称为再
顺向河,而切岩层走向一侧的支流称为逆向河。
- 偶向河——发育于水平岩层或岩性均一的平原区,不受构造控制蜿蜒的河流称为偶向河。
·依地貌发育与构造运动历史的关系:
- 先成河——河流形成之后,流域内发生隆起及其它形式的不均匀抬升,但并未引起河流
改道,形成深切于新构造隆起段的河谷,称为先成河。先成河的形成取决于
地壳上升速度与河流下切能力之间的关系。只有侵蚀能力很强的大河才能形
成先成河。
特点:峡谷、高阶地发育(上凸形态)。(下覆构造最终发生变形前形成)
- 断头河、改向河——与先成河相反,当地壳隆起速度大于河流下切速度时,河流被迫改
道,形成流向相反的两条河流。其中保持原来流向的称为断头河,
与原流向相反的河流称为改向河。
- 叠置河——在松散覆盖层上发育的河流,经历了长时间的下切,一直切到下覆的基岩,
并切穿基岩中的构造,这种河称为叠置河。(基岩构造变形之后形成)
2.水系形式
·定义:水系形式指河流的主、支流构成的水文网在平面上排列的形式。其特点可以反映岩性、
地质构造、地壳运动的性质等。
·分类:树枝状水系、格状水系、平行状水系、羽毛状水系、放射状水系、向心水系、辫状水
系、星状水系、串珠状水系
3. 河流袭夺
·定义:指一条河流向源侵蚀,切穿分水岭,把分水岭另一侧的河流抢夺过来,使原来流入。
它流域的河流改道流入切穿分水岭的河流,称为河流袭夺。
·地貌名词 :抢水的河流——袭夺河
被抢水的河流——被夺河(改向河)
被夺河下游段——断头河
发生河流袭夺的地方——袭夺湾
断头河与被夺河之间的垭口——风口
·河流袭夺的原因:河流向源侵蚀、构造活动(或构造破碎带)、被夺河的侧蚀
·地貌特征:
∵ 原属两个不同流域,具有不同侵蚀基准面、不同水量、不同地质地貌条件、不同发育历史;
∴ 形成独特的地貌。
- 不同的侵蚀基准面——形成跌水
- 不同发育历史——阶地高度、结构或类型不同且不连续
- 不同水量:袭夺河增加,可能导致下切,形成阶地
断头河减少,产生堆积,且呈现小河、宽谷的不相称地貌。
第四章 冰川地貌
·在高纬和高山地区,平均气温低于0°C,大气降水以固态水——降雪为主。雪在积累到一定
厚度时,就会转变为冰。当冰体在重力的作用下发生运动,就形成了冰川。在冰川的作用下,
形成一系列独特的地形——与液态水的作用不同的地形——冰川地貌。
·不仅对地貌的形成演化,对海陆变迁,古对气候,对生物演化和人类进化都有着深刻的影响。
一、基本概念
1.雪线
·在高山地区,年降雪量大于年消融量的永久积雪区的下界称为雪线,一般用海拔高度
来表示。此线以下,固体降水的年收支差为负,不能常年积雪,只有季节性积雪。
·冰川必须在雪线以上才能形成,所以雪线是一条重要的地貌界线。在不同的地区,不
同的条件下,雪线的高度是不同的。影响雪线高度的因素主要有三个:
① 温度:形成多年积雪的必要条件是气温在0°C 以下。
——气温是随高度和纬度变化的:
·低纬区:气温高,雪线高
·高纬区:气温低,雪线低
② 降水量:雪线高度与降水量成反比。
·降水量大, 雪线低
·降水量小 , 雪线高
③ 地形:主要是坡向和坡形
——坡向可以形成小气候
·降水量:北半球南坡降水量大,北坡小
·气温:北半球南坡向阳,蒸发量大
坡形是决定降雪能否大量积累的重要因素
雪线高度是气温、降水量和地形三者共同影响的结果
* 注意:
经典的地貌学,分为下雪线和上雪线
上雪线:当山体足够高的时候,在上述雪线以上,又会出现降雪量<蒸发量的情况。
把固体降水的年收支差等于0的界限称为上雪线。这样,在上、下雪线之间
形成一个环绕山体的雪圈。
气候雪线:通过多年气象资料计算出来的固体降水量收支差等于零的界限称为气候雪
线。这是一条假想的理论界限。每年的具体情况与多年的平均情况有差异。
所以,在山上实际看到的雪线与气候雪线经常不一致。
地形雪线:受地形条件影响形成的雪线称为地形雪线。地形雪线可以较气候雪线低
数十至数百米。
2. 冰川的形成
(1)成冰作用(“变质作用”)分两种类型:
① 冷型成冰作用
·粒雪化过程
新雪*升华再结晶——雪的晶体圆化(表面自由能趋于最小)
下陷——增加雪的密度(晶体聚合,晶体减少,体积增大)
·成冰过程
粒雪在压力的作用下,发生塑性压缩变形,提高密度、重结晶,形成冰川冰。
·新雪:六角状的雪片或柱状雪晶
② 暖型成冰作用
有冰雪融水参与成冰过程,特点是冰、水、水汽同时存在。消融时融雪水渗入
雪层,挤出空气;冻结时将粒雪“胶结”成冰。
* 注意:
·暖型成冰过程较冷型成冰过程快
我国西部山地冰川的成冰作用多为暖型成冰作用。
·冷型成冰要有一定的深度,经历较长的时间
如南极,成冰深度为200m,长达千年以上。
·暖型、冷型成冰过程交替可形成年层
春季、冬季——冷型成冰 白色层(含有气泡)
夏季、秋季——暖型成冰 兰色层(不含气泡)
(2)冰川的运动
运动是冰川区别于自然冰体的主要特征。
① 冰川运动的形式
·内部流动:当冰层厚度达到某一临界厚度时,上覆冰层的缓慢而持续的压力,
使冰的融点降低,冰晶之间的相互位置发生变化,产生塑性变形
——流动。
·底部滑动:床底有冰融水活动时,滑动量可占总运动量的20~80﹪。
② 冰川运动的控制因素
·重力——取决于底床坡度而产生的流动,叫做重力流。见于山岳冰川。
·压力——取决于冰面坡度而产生的流动,叫做压力流。见于大陆冰川。
③ 冰川运动速度的主要影响因素
·主要影响因素:
- 冰层厚度:厚度大,速度快
- 底床坡度:坡度大,速度快
- 冰面坡度:坡度大,速度快
总的特点是运动速度很慢,几米~几百米/年
④ 冰川运动速度的变化
·空间上
- 横向上:中间快、两侧慢
- 纵向上:中游快(厚度大)、下游慢
- 垂向上:表面快,向底部递减(摩擦阻力大)
·时间上
- 日变化:白天快,夜晚慢
- 季变化:夏季快,冬季慢
* 注意:也有例外。由于冰川内部不同部位运动速度的不协调,导致冰面上产
生一系列的冰裂隙
⑤ 冰川的发展(进退)
·冰川规模(长度)的变化主要表现在冰川末端的向前推进和向后退缩
·冰川的进退取决于补给和损耗的对比关系
·冰川总是运动的
补给>损耗→前进
补给<损耗→后退
补给=损耗→不动
二、冰川作用——侵蚀、搬运和堆积
1.侵蚀作用
冰川的侵蚀作用非常强烈。由冰川补给的河流其含沙量是非冰川补给河流的5倍以上
·冰蚀作用有两种类型:
- 掘蚀作用 (拔蚀作用或挖掘作用)
冰川将寒冻风化形成的岩块冻结并带走的过程,叫做掘蚀作用。
掘蚀作用主要发生在床底和后缘。
- 磨蚀作用(刨蚀作用或锉蚀作用)
冰的硬度很低。在-50°C时,硬度只有 6度,而且在静压力作用下,易发
生塑性变形,但冰川底部携带的大量岩块在滑动过程中对床底的锉磨作用不
容忽视。冰川的这种作用叫做磨蚀作用。
* 注意:
1.在基岩和冰碛砾石上常形成带有擦痕的磨光面(冰内的岩块不易转动)。
2.磨蚀作用形成的碎屑物的粒度 ≧0.02mm( 0.01mm ) 。
2.搬运作用
冰川的搬运作用是惊人的。
·物源:冰蚀的碎屑物、山体崩落的碎屑物。
冰川可把万吨以上的巨大石块搬走(漂砾)
搬运距离可达数十~上千公里
可把碎屑物抬高数十~上千米(爬坡)
·搬运过程中的冰碛物,根据其在冰川体中的位置可分为:
-表碛 在冰川表面搬运的冰碛物(崩落物)
-底碛 底部搬运的冰碛物
-内碛 夹在冰内的冰碛物(支冰川的底碛)
-侧碛 两侧边缘的冰碛物
-中碛 由两条冰川侧碛汇合而成
-终碛 冰川末端围绕冰舌前端的冰碛物(尾碛)
3. 堆积作用
冰川消融以后,不同方式搬运的物质堆积下来形成堆积物。
·类型主要有:
基碛(表碛、内碛、底碛、中碛)
侧碛
终碛
三、冰川的类型
1.按冰川的形态、规模和所处的地形条件,可分以下四类:
·山岳冰川:以阿尔卑斯山最为典型,又称Alps式冰川。主要分布在中低纬的高山地区。
又可分为冰斗冰川、悬冰川、山谷冰川。
- 冰斗冰川:雪线以上的低洼处,规模比较小,多数<1km2,少数可达数
km2 。在积雪区,流动范围不明显,三面被陡峭的山坡包围,
有的出口处发育有短小的冰舌。
- 悬冰川:是一种扩大了的冰斗冰川,冰舌经过一段陡壁悬挂在山坡上,规
模也比较小。也称为比利牛斯式冰川。
- 山谷冰川:是山岳冰川中规模最大的一种。主要在山谷中流动,像冰冻了
的河流一样,长可达数十公里,厚数十米。
·主要特点:以雪线为界,有明显的积雪区和消融区。
单式的山谷冰川:仅有一条冰川
复式的山谷冰川:由多条汇合而成的山谷冰川
·高原冰川(冰帽):主要形成在顶部平坦的高山上,或分水岭上,或高海拔的古夷平面
上,规模达数十~数千km2,冰川的运动方向由中心向四周辐散。
* 注意:平顶冰川:形成在顶部平坦的高山上,或高海拔的古夷平面上的高原冰川。
·山麓冰川:扩大了的山谷冰川。冰舌流出山谷,扩展到山麓地带,形成广阔的冰原。可
由单条冰川形成,也可由多条形成,面积可达数百甚至数千km2 。
·大陆冰川:发育在两极附近,不受地形的约束,规模很大,面积可达百万 km2 以上,厚
数 km 以上。南极大冰盖厚达4267m,由中心向四周呈放射状流动。
* 注意:规模较小、形似盾牌、发育在平坦高原上的冰川称为冰盾。
2.按冰川形成的气候条件及温度等因素,可分为两类:
·海洋性冰川(暖冰川)
·大陆性冰川(冷冰川)
四、冰川侵蚀地貌/冰川堆积地貌
·冰川地貌组合有一定的分布规律,从冰川中心到外围由侵蚀地貌过渡到堆积地貌。山岳冰川
地貌按海拔高度可分为:雪线以上为冰斗、角峰、刃脊分布的冰川冰缘作用带;雪线以下至终
碛垄为冰川侵蚀- 堆积地貌交错带 ;最下部为终碛垄、冰川槽谷和冰水平原地带。
·冰川地貌可分为冰川侵蚀地貌和冰川堆积地貌。
- 冰川侵蚀地貌是冰川冰中含有不等量的碎屑岩块,在运动过程中对谷底、谷坡的岩石进行
压碎、磨蚀、拔蚀等作用,形成一系列冰蚀地貌形态,如形成冰川擦痕、磨光面、羊背
石、冰斗、角峰、槽谷、峡湾、岩盆等。
- 冰川堆积地貌是冰川运动中或者消退后的冰碛物堆积形成的地貌,如终碛垄、侧碛垄、冰
碛丘陵、鼓丘、蛇形丘、冰砾阜、冰水外冲平原、冰水阶地等。
第五章 岩溶地貌
·岩溶地貌又称喀斯特地貌,“Karst”是原南斯拉夫西北部沿海地带石灰岩高原的地名,该地
区发育着一系列奇特的石灰岩地形。
-圆形、椭圆形的漏斗状地形
-垂直或水平的管状通道
-不同尺度的岩石洞穴
-钟乳石、石笋、石柱
·水对可溶性岩石进行的一种特殊地质作用、过程和结果称为“Karst”。
·岩溶发育区常常存在严重的环境地质问题:
-地表严重缺水
-岩溶塌陷
一、基本概念
1.岩溶作用
·在可溶岩地区,在地表水和地下水的化学过程和物理过程的共同作用下,对可溶性岩
石的破坏和改造作用,叫做岩溶作用。
·凡是以地下水为主、地表水为辅,以化学过程(溶解与沉淀)为主,物理过程(流水
与重力)为辅的对可溶性岩石的破坏和改造作用,叫做岩溶作用。
·岩溶作用是指地表水和地下水对地表及地下可溶性岩石(碳酸盐岩类、石膏及卤素岩类
等)所进行的化学溶解作用为主,机械侵蚀作用为辅的溶蚀作用、侵蚀-溶蚀作用以及
与之相伴生的堆积作用的总称。
* 几个相关的专用名词:
·由岩溶作用形成的地形,叫做岩溶地貌
·由岩溶作用所产生的特殊地质、地貌和水文特征,统称为岩溶现象
·岩溶作用及其所产生的一切岩溶现象,叫做岩溶
·在碳酸盐岩类岩石以及盐岩、石膏等可溶性岩石中的岩溶称“真岩溶”
·在非可溶岩地区发育的类似岩溶的现象叫做“假岩溶”
-碎屑岩岩溶——胶结物为可溶性物质,在水的作用下,形成类似岩溶的现象
-黄土岩溶——水溶蚀黄土中的Ca质成份形成类似岩溶的现象
-热力岩溶——冰冻地带,冰层及冻土层的不均匀融化而形成的类似岩溶的现象
二、岩溶作用的基本条件
·根据定义,岩溶作用的实质是水和岩石的相互作用。
-可溶性:对不溶的岩石便不存在溶蚀作用
-透水性:岩石不透水则地表水就不可能转化为地下水,不能形成作为岩溶标志的溶洞
-溶蚀性:若水没有溶蚀力,就不存在岩溶作用水
-流动性:不流动的水由于容易饱和而丧失溶蚀力
① 岩石的可溶性
岩石的可溶性主要取决于岩石的化学成份、矿物成份和结构、构造。
/矿物成份
·岩石成份=<
\化学成份
/岩石颗粒的大小、形状、排列方式
·岩石结构=<
\胶结物(成份、胶结方式与程度)
② 岩石成份:
根据在纯水中的相对溶解度,可溶岩又分为:
·易溶的:卤素岩类,如岩盐(NaCl)、钾盐(KCl)
·中等溶解度:硫酸盐类 ,如 石膏(CaSO4·2H2O)、芒硝(Na2SO4·10H2O)
·难溶的:碳酸盐岩类,如 灰岩、白云岩等
-前两种因分布不广,所以岩溶现象不普遍
-碳酸盐岩虽然难溶,但分布很广,故而岩溶现象普遍
碳酸盐岩类岩石的成份:
主要矿物成份:
·方解石(CaCO3)、白云石(Ca Mg(CO3)2)——在含CO2的水溶液中溶解
·SiO2 R2O3(Fe2O3、Al2O3)、粘土矿物(含水的硅铝酸盐)——酸不溶
按三类矿物的百分含量可分为七种类型:
易溶 Ⅰ 石灰岩类
Ⅱ 石灰岩-白云岩类
Ⅲ 白云岩类
Ⅳ 泥质(硅质)灰岩类
Ⅴ 泥质(硅质)白云岩类
Ⅵ 泥灰岩或硅灰岩类
难溶 Ⅶ 碳酸质砂页岩类
主要取决于化学成份:CaCO3、 Ca Mg(CO3)2
在含CO2的水溶液中:
CaO / MgO 可以反映碳酸盐岩的溶解度
CaO /MgO >10时,溶解度趋近1 ,接近纯方解石的溶解度
③ 碳酸盐岩类岩石的结构:
碳酸盐岩类岩石的结构对岩石可溶性的影响主要反映在其对岩石孔隙度的影响
—— 原生碳酸盐岩 > 成岩或变质的碳酸盐岩
—— 结晶粒度大者 > 结晶粒度小者
—— 胶结物含量低者 > 胶结物含量高者
④ 岩石的透水性
透水性主要取决于岩石的孔隙度及裂隙的发育程度
裂隙对岩溶作用的意义较之孔隙度更为重要
·裂隙:
刚性强的发育原生的节理,张开的,岩溶发育
刚性弱的不发育,闭合的,岩溶不发育构造形成的
⑤ 水的溶蚀性
水的溶蚀性主要取决于水溶液的成份
含碳酸的水对碳酸盐岩的溶蚀能力比纯水大得多
·空气 CO2
·水 CO2 + H2O→H2CO3→H++HCO3-
·岩石 H+ + CaCO3→HCO3- + Ca2+
CaCO3+H2O+CO2←→Ca2++2(HCO3)-
溶蚀
灰岩——————————→重碳酸钙,呈离子形式溶于水
实质是H+存在
该化学反应是可逆的:
正反应速度取决于水中CO2 的浓度
逆反应速度取决于水中Ca2+的浓度
水中CO2的含量受空气中CO2含量的影响
·水中CO2=空气中CO2
溶解CaCO3
←——→ 平衡状态
析出CaCO3
·水中CO2 < 空气中CO2
吸收空气中的CO2→溶解CaCO3→达到平衡
·水中CO2 > 空气中CO2
水中CO2释放到空气中→析出CaCO3→达到平衡
·水中CO2与空气中CO2的关系受温度和压力变化的影响。
在正常大气压CO2分压不变的情况下:
-水中CO2的含量和CaCO3的溶解度随温度升高而降低
-但温度升高,化学反应速度加快,有利于岩溶发育
·在温度不变的情况下:
-水中CO2的浓度随着大气中Pco2的增减而增减,CaCO3溶解度也随之增减
-水中CO2的含量与大气中CO2的局部气压成正比,而与温度成反比
-在岩溶洞穴中,CO2的浓度高于正常大气中CO2的含量
⑥ 水的流动性
∵ 静止的水不能补充CO2、不能与岩石广泛接触
∴ 不流动的水溶解能力是有限的
岩溶水流的形式
-隙流:孔隙及小裂隙中的细小水流:慢、层流
-管流:孔洞及大裂隙中的集中水流:快、紊流
-脉流:大小管道相通,有一定的水力联系:快、紊流
-网流:管道密度增大,地下水流域面积扩大,具有统一的地下水面:层、紊流
地下水的垂直分带:
-垂直循环带(充气带):地表以下,高潜水位以上
降雨下渗,水流垂直运动:垂直形态的岩溶发育
-季节变化带(过渡带):高、低潜水位之间
旱季为充气带的一部分,雨季为饱和带的一部分
水流垂直运动与水平运动交替出现:垂直与水平形态的岩溶发育
-全饱和带(水平流动带):低潜水位以下
受排水河道的控制,水流以水平运动为主:水平溶洞发育
-深循环带(深部滞流带)
水流不受主排水河道的控制,主要受地质构造的控制
具有承压性,流速慢,深度大(几百米):形成深部溶洞
三、岩溶作用的主要影响因素
① 气候:主要由降水量和气温决定
② 地层组合、厚度、产状
* 组合
-均匀地层:由比较单一的各类碳酸盐岩层所组成。岩溶成片分布,且发育良好
-互层状地层:由碳酸盐岩与非碳酸盐岩层相间组成。岩溶呈带状分布
-间层状地层:以非碳酸盐类为主,间夹有碳酸盐类岩层的。岩溶零星分布
* 岩溶研究中,一般要考虑厚度因素,分为巨厚层(>1m)、厚层(0.5-1m)、薄层
(<0.5m)的碳酸盐类地层。在巨厚层及厚层碳酸盐类岩层中,一般含不溶物较少,而
结晶颗粒较大,因此溶解度较高,而薄层碳酸盐类地层则相反
* 岩层产状主要由于控制地下水的流态,而对岩溶的发育程度及方向有影响。如水平
岩层中岩溶多水平发展,而直立地层区岩溶可发育很深,而在倾斜地层中,由于水
的运动扩展面大,最有利于岩溶发育。
③ 构造
大地构造和地质构造因素控制岩层的分布,决定地下水的循环运动特征
·在稳定地块内部,岩相厚度变化不大,数百米厚的碳酸盐类岩层常大片出露,为岩
溶发育提供了基本条件。在造山带,由于褶皱紧密,岩性往往不均一,不利岩溶广
泛发育。岩溶发育与地质构造关系更为紧密。断裂及褶皱构造均有利于岩溶发育,
尤其是断裂构造发育地区,沿断裂破碎带岩溶发育较为强烈。断层的规模、性质、
走向以及破碎带的情况都和岩溶发育密切相关。
* 岩溶作用的影响因素很复杂,但实质上都是通过影响岩石的可溶性、透水性和水的溶蚀
性、流动性影响岩溶的发育
四、岩溶地貌
正地形 负地形______________________
石芽 溶沟
地表岩溶 峰丛 溶蚀洼地——漏斗、竖井
峰林 溶蚀盆(谷)地(坡立谷)
孤峰、溶丘 岩溶平原____________________
岩溶水系 落水洞、干谷、盲谷、伏流、地下(暗)河
间歇泉、岩溶湖_____________________________________
溶蚀(侵蚀) 堆积______________________
地下岩溶 溶洞 石钟乳、石笋、石柱、石幕、泉华
* 几个容易混淆问题:
1.盲谷、干谷
2.伏流、地下暗河
3.峰林、峰丛:基座高>峰高——峰丛;峰高>基座高——峰林
4.漏斗、竖井、落水洞
5.溶蚀洼地、岩溶盆地、岩溶平原
三、几个问题
·岩溶基准面
-主河谷谷底,海面
-碳酸盐岩岩层的底板
·岩溶发育的地带性
(1)热带岩溶的特点
·高温 、多雨,岩溶作用强烈(溶蚀作用为主)
雨量充沛,水循环快
化学反应快,植物分解产生大量CO2和有机酸
·峰林、溶蚀洼地为特征
溶洞发育
(2)温带岩溶的特点
·季风区:降雨和气温季节变化大
地表岩溶不很发育或发育不良
溶洞、岩溶泉发育
·干旱区:降雨量小,植被稀少,岩溶作用弱
地表物理风化强烈,没有典型的岩溶景观
溶洞(常与丰富的SO42-有关)
(3)寒带岩溶的特点 ·气温偏低,岩溶作用极微弱
但长期作用下,仍有岩溶发育:小的溶洞、岩溶泉、古岩溶
·岩溶发育的阶段性
-幼年期:非可溶性岩石被剥蚀,地表水流侵蚀-溶蚀作用为主
石芽、溶沟发育,少数漏斗
-青年期(旱壮年期):地表水转入地下水
峰丛、溶蚀洼地、溶洞发育;漏斗、落水洞、干谷、盲谷
-壮年期(晚状年期):溶洞洞顶坍塌,许多地下河转为地面河
峰林、岩溶平原发育
-老年期:地表水流广泛发育
孤峰、岩溶平原
第六章 海岸地貌
·海岸指大洋和大陆的分界线。但由于海洋动力的特点,分界线往往不是一条线,而是一个带,
所以叫做海岸带。由海洋动力在海岸带形成的地貌,称为海岸地貌。
一、基本概念
/ 波浪 \
·海岸带的主要外动力 — 潮汐 — 海洋动力
\ 海流 /
·其他影响因素还有生物、人为作用等
1、海岸带划分
2. 海岸带动力作用
(1) 波浪
波浪是海岸带海洋动力因素中最重要、最普遍、最活跃的一种
·波浪的形成
地震、海底火山、海底滑塌、风 都可以形成波浪
在风的作用下形成的波浪叫做风浪。风浪离开风区后,称为涌浪
-风浪:风在吹过海面时,通过压力和摩擦作用将能量传递给海水,使海面发生周
期性起伏运动,便形成波浪
-波浪的几何特征受风速、风的作用时间和吹程的控制
·波浪的要素
·波浪的特征
①深水波:在深水区形成的波浪叫做深水波(水深大于1/2波长)
-波形及其传播:基于两个基本假设:
—— 深水波中的水质点做等速圆周运动
—— 相邻的水质点有一定的位相差
-在宏观上,水质点圆形轨迹的直径等于波高;水质点沿轨道运动一周,
波形向前移动一个波长
-所以,当水深比较大时,水体对海底的扰动很小
通常把1/2波长的深度看作波浪作用的极限
即:水下岸坡的下限 ,海洋环境的上限
-波浪的能量
∵ 水质点是运动的——波浪具有动能
水质点周期性高出静止海面——波浪又具有势能
∴ 波浪的能量=动能+势能
E = K H2 L
其中:E为波能;K为常数;H为波高;L为波长
即:波能与波高的平方和波长的一次方成正比。所以,波浪的规模愈大,波浪
的能量就愈大,尤其是波高的影响更大
②浅水波
·在水深小于1/2波长的水域的波浪,称为浅水波
/水质点轨迹变形
·在该区域,海底与水质点相互作用=<
\海底受波浪影响
·从波浪的角度来说,主要是波形发生变化
-在垂直海岸剖面上的变化
/水质点运动轨迹发生变形—圆形变为椭圆形,在海底变为往复运动
微观上= /水质点通过波峰时,向岸运动,速度较快
\水质点运动速度发生变化=
\水质点处于波谷时,向海运动,速度较慢
宏观上——波形发生变化,波浪不对称,前坡越来越陡→波峰翻卷、破碎→破浪、碎
浪、激流
·波浪破碎
理论上:波浪破碎的临界水深为
Hb=h0
即在一个波高的水深处破碎
实际上:在较缓的水下岸坡上,在Hb=2h0处破碎
在较陡的水下岸坡上,在Hb=h0 处破碎
·注意:波浪破碎后,以较小规模的波浪继续前进,而后再破碎;每破碎一次
便损耗一部分波能,经多次破碎,最后形成强大的激浪流,沿坡面向
岸(上)运动,形成进流;在重力作用下沿坡向海(下)运动,形成退流
在浅水区,进流和退流的速度差便引起物质的向岸或向海的净运动。
当海岸线平直时,泥沙垂直岸线横向运动
在平面上的变化
-当波浪前进方向与海岸线垂直时,波峰线与海岸线平行
·由于海岸线经常是弯曲的(风向与海岸线斜交),所以波浪前进的方向往
往以一定的角度与海岸斜交,由此便产生了波浪的折射现象。
·波浪折射的结果是波峰线与海岸线的夹角逐渐减小,并趋向于与海岸线平行
(实质是与等深线平行)
·波浪折射可引起海岸带松散物质作纵向运移—平行岸线运动
-波浪作用方向与岸线斜交——泥沙纵向运动:
(2) 潮汐
·潮汐是指海水在太阳和月球引潮力的作用下,发生周期性涨落的现象
其实质是水质点在一个长轴很长的轨迹上运动的长波,波长可达900~1200km
/垂直方向:潮位的涨落(海面的升降)
·潮汐的表现形式=<
\水平方向:潮流的进退
·潮汐的要素;
·潮汐类型
§半日潮 一个周期内由两次高潮,两次低潮
§全日潮 一个周期内只有一次涨落
§混合潮 混合的不正规半日朝:两次涨落,但两次高潮或低潮的潮高不等,涨
潮时和落潮时也不等(高高潮、低高潮;高低潮、低低潮)
混合的不正规全日朝:半个月内多数时间为不正规半日潮,少数几天
出现全日潮
注意:潮汐的周期——平均为 24 小时 25 分(太阴日)
潮差:大洋的潮差很小,海岸带的浅水区潮差变化很大
·潮汐的影响:
周期性升降,使激浪带的作用范围周期性的变化
形成潮汐流(进潮流和退潮流), 搬运泥砂,形成堆积地貌
二、海岸地貌类型
·海积地貌
■ 泥沙横向运动:水下堆积阶地、水下沙坝、离岸堤、泻湖、海滩、沿岸堤
■ 泥沙纵向运动:充填式海滩(海湾)、沙嘴(含拦湾坝)、连岛沙坝
注意:波浪作用、潮汐作用
·海岸类型及其演化:啥也没有,【知道真相的我眼泪掉下来