第八講地面流水地質(zhì)作用

第五講

水及其地質(zhì)作用地面流水及其地質(zhì)作用地下水及其地質(zhì)作用湖泊和沼澤及其地質(zhì)作用第一節(jié)地面流水地質(zhì)作用地面流水:

是指陸地表面流動著的液態(tài)水。它們在重力作用下，沿地表從高處向低處流動。地面流水主要來自大氣降水，其次來自冰雪融水和地下水。地面流水暫時性地面流水

長期性地面流水

面流：順斜坡無固定流道的、面狀流動的細小流水

洪流：低洼溝谷中呈線狀流動的暫時性地面流水

河流：具有一定河道的長期性地面流水面流的洗刷作用洪流的地質(zhì)作用及泥石流河流的地質(zhì)作用陸地水(影片00:00:35)一、面流的洗刷作用洗刷作用：面流在斜坡上流動過程中，可沖走細粒物質(zhì)，并將這些物質(zhì)帶到斜坡下部。面流的水動力微弱，僅能沖走顆粒較小的粉沙及泥土?？扇苄詭r石（石灰?guī)r）組成的山坡還能產(chǎn)生溶蝕作用，形成溶勾、石芽地貌。在山坡下部，無數(shù)細小股流水還具有一定的線狀侵蝕能力。坡面在小股流水沖刷作用下，出現(xiàn)無數(shù)小溝。山坡上裸露的土壤常受到面流的洗刷，產(chǎn)生大量的土壤流失。地球水的來歷(影片00:02:13)匱乏的水資源(影片:00:01:14)二、洪流的地質(zhì)作用及泥石流洪（流）水特點:

洪（流）水發(fā)生具有突然性，水量猛增，水位暴漲，上下游落差突然增大，平時溫馴的河流，顯出排山倒海之勢，也真有雷霍萬鉤之力。洪水所過，田園廬舍成墟，這時水對地面的破壞作用，表現(xiàn)得非常明顯。沖刷作用：洪流以巨大的機械沖擊力猛烈沖刷溝底及溝壁巖石的過程。

洪流的沖刷作用形成的溝谷地貌稱：沖溝。沖溝

洪積扇：洪流攜帶大量泥沙、石塊到溝口，由于坡度減小，洪流無側(cè)壁約束，水流分散，動能迅速減弱，所搬運的碎屑物在溝口大量沉積，形成扇形堆積地貌。洪積扇洪積扇泥石流：是一種由水充分浸潤飽和的大量泥、沙、石塊等固體物質(zhì)沿著沖溝向下流動的特殊洪流。這種洪流突然爆發(fā)，歷時短暫，來勢兇猛，具有強大破壞力。泥石流的危害三、河流的地質(zhì)作用1、河流的空間形態(tài)河流在縱向的特征河流在橫向的特征（河谷要素）河谷河流侵蝕出的槽形凹地。谷底河谷底部較平坦的部分。河床河水占據(jù)的溝槽。谷坡谷底至分水嶺的斜坡。階地谷坡上的階梯狀平臺。2、河流的動能河流具有動能。動能的大小可用下式表達：E=1/2QV此處Q為流量；V為流速。流速（flowvelocity）。流速取決于以下因素：

（1）河床的坡度（slope），坡度陡則流速快，坡度緩則流速慢。河流上游一般位于叢山峻嶺之中，這里坡度大，流速快；河流入海處，河床坡度極小。流速很慢。（2）河床的橫剖面（transveraeprofile。）形狀和大小。

其中半圓形河床具有最小的濕周長，流永與河床的接觸面積最小，因而摩擦阻力最小，流速最太；寬而淺的河床溫周長最長，流水的摩擦阻力最大，流速最?。华M而深河床的情況介于前兩者之間，流速中等。（3）負荷（1oad）的類型。

河流所攜帶的固體物質(zhì)稱為河流負荷。不同地區(qū)的河流及同一河流的不同河段，其負荷類型不同。如山區(qū)河流的負荷主要是巨礫、礫、粗砂，平原區(qū)河流的負荷主要是砂、粉砂及泥質(zhì)物。不同類型的負荷影響到河床的粗糙度（roughness)，對流水產(chǎn)生不同程度的摩擦阻力，在一定程度上影響到流速。

流量（discharge）流量是在單位時間內(nèi)通過一定過水面積的水量。它取決于流域面積和降水量，并隨季節(jié)而有變化。在洪水期，河流的流量通過其支流水體的補給而急劇增加，在枯水期，流量明顯減少。除干旱沙漠地區(qū)外，同一河流的流量向下游方向逐慚增加，因此，河床的寬度和深度向下游方向逐漸加大．其形態(tài)也逐漸變化。

由上述可知．河流的動能對于不同河流，或同一河流的不同河段，或同一河段在不同時期都會有所變化。在動能的作用下，河流進行侵蝕、搬運、沉積三種地質(zhì)作用．3、河流的侵蝕作用

河流在從高處向低處流動過程中，以自身的化學動力(溶解力)和機械動力(水力)，并以攜帶的泥沙和礫石作工具，不斷地破壞河床的過程。侵蝕作用的方式

（1）溶蝕作用（dissolution）：河水將易溶礦物和巖石溶熔，促使河床破壞，主要見于由碳酸鹽及鹽類巖石組成的地區(qū)。

（2）水力作用（hydraulicaction）：河水的機械沖擊力引起河床破壞、就山區(qū)的石質(zhì)河床而言，常因其流速大，流水沖入巖石裂隙并產(chǎn)生強大壓力，促使巖石崩裂。對于由松散沉積物構(gòu)成的河床而言，其破壞性更大。

（3）磨蝕作用（abrasion）：流水以其攜帶的砂泥和礫石作為工具，磨蝕河床，使其加寬與變深，盡管是石質(zhì)河床也難免不受其破壞。此外，河水中的砂、礫還互相碰撞與摩擦，不斷變細、變圓。河流的下蝕作用：河水對河床底部巖石破壞，使河谷加深的過程。河流的側(cè)蝕作用：河水對河床巖石破壞，使河谷拓寬的過程。

溯源侵蝕：又稱為向源侵蝕。它是使河流向源頭方向加長的侵蝕作用。按侵蝕作用的方向分為三種類型：河流的侵蝕作用(影片:00:00:35)（1）河流的下蝕作用

下蝕的原因

1）順坡而下的流水具有垂直向下的運動分量。坡度越陡，下蝕能力越強。

2）在河底滾動和跳躍的礫、砂、不斷撞擊河底，尤其是山區(qū)河流因巨礫不斷憧擊，河底加深很快，在洪永期尤其明顯。

3）鍋穴作用：是由流水中急速旋轉(zhuǎn)的渦流所引起的，它促使礫石像鉆具一樣作用于河底，河底上被鉆出的坑，稱為鍋穴。侵蝕基準面（baseleveloferosion）

入海的河流，其下蝕深度達到海平面時，河床坡度消失，流水運動停止。因此，海平面高度是入海河流下蝕深度的下限。海平面及由海平面向大陸內(nèi)引伸的平面，稱為侵蝕基準面。

不直接入海的河流，以其所注入的水體表面，如湖水水面、主流的水面等為其侵蝕基準面，稱之為局部侵蝕基準面。

河流的縱剖面（longitudinalprofile）它是河流從源頭到河口沿著中線的剖面，常常用河底縱向上不同高度點的連線表示。入海河流的縱剖面，總體上看是向海傾斜并略向下凹的曲線。起初，曲線本身還有高低起伏，其起伏的勢態(tài)受巖性和構(gòu)造控制，如組成河床的巖石軟硬相間則堅硬巖石段凸起，軟巖層段凹入。當河底顯著起伏不平時，常形成急流和瀑布。

急流（torrent）：是由于何床坡度較大，水流湍急。瀑布（waterfall）：是河床呈階梯狀，流水從高處瀉落，尤如匹練下垂。當流水通過斷層陡崖，或流水由懸谷下瀉時等都可形成瀑布。尤以在硬軟相間、傾角平緩并向上游傾斜的巖層中瀑布最易形成。瀑布一旦形成，其下蝕便更為強烈。在瀑布跌落處下蝕最盛，可以形成深潭。由于水力的沖擊和旋渦水流的掏蝕，可以掘掉瀑布陡壁下部的軟巖層，使上面突出的硬巖層失去支持而崩落，導致瀑布向上游后退。黃果樹瀑布河流的平衡剖面（balancedProfile）河流在其形成的初期，多急流與瀑布、河流縱剖面不平滑。由于下蝕和溯源侵蝕作用，河床上的突起被削去，凹坑被填平，急流和瀑布消失，河流縱剖面逐漸演變成為平滑的曲線，稱為平衡剖面。這種狀況下，河流排泄其水體及所攜帶的沉積物只須做最小的功。達到這種狀態(tài)的河流稱為均夷河流。這是河流發(fā)展的總趨向。但由于自然地理條件變化與地殼運動發(fā)生，河流的流速、流量、河床形狀及坡度等都在不斷改變，因而河流完全達到這種平衡狀態(tài)是不可能的，只可能在準平衡狀態(tài)范圍內(nèi)擺動．下蝕作用的過程下蝕作用的結(jié)果——峽谷地貌虎跳峽三峽（2）河流的側(cè)蝕作用

由于河水慣性離心力的作用使河水沖向彎曲河床的凹岸，造成凹岸被侵蝕。而凸岸水流減緩，在凸岸河水攜帶的泥沙就會沉積，河床不斷加寬，河曲的曲度變大，形成蛇曲河。蛇曲河最后會裁彎取直。廢棄的彎曲河道稱為牛軛湖河流的側(cè)蝕作用凸岸沉積凹岸侵蝕牛軛湖的形成過程牛軛湖的形成過程（影片：(3)下蝕作用與側(cè)蝕作用的關(guān)系

時間上河流發(fā)育的早期以下蝕作用為主，隨著坡度減小，逐漸轉(zhuǎn)為以側(cè)蝕作用為主。

空間上河流的上游以下蝕作用為主，河流的下游以側(cè)蝕作用為主。4、河流的搬運作用流水質(zhì)點的運動方式一種是質(zhì)點呈平行層狀，不互相混合，流動的層與層之間界線不交錯，稱為層流（laminarflow）；另一種是質(zhì)點以復雜的流線型式交錯，質(zhì)點相互混合，稱為紊流（turbulentflow）。河水的流動形式基本都是紊流，只有在流速非常緩慢，或水很淺，河床底平滑時可發(fā)生層流。

流水由于具有紊流性質(zhì)，才能對碎屑物進行有效的搬運。物質(zhì)搬運的方式流水搬運物質(zhì)的方式有拖運、懸運和溶運三種。1）拖運又稱牽引搬運（tractiontransport）。砂與礫石等較粗碎屑物質(zhì)，以滾動、滑動和跳動方式沿河床底搬運。從實驗可知，當水流速度較小時，只有少數(shù)顆粒沿槽底滾動和滑動。隨著流速加大，便有較多顆粒在槽底移動，并互相碰撞；有些顆粒因碰撞被流水推舉向上并向前。同時，因紊流渦漩作用的上舉力也使部分顆粒短暫上浮后再落下來，呈跳躍式前進。2）懸運（suspensiontransport）即是粘土、粉砂等較小顆粒，由于水的紊流作用而呈懸浮狀態(tài)進行搬運。實驗表明，如在清水中撒入粘土和粉砂，它們很快散開，水變混濁，而且每個顆粒運動的途徑都是不規(guī)則的。此外還表明，當顆粒的沉降速度小于平均流速的8%或流水的平均流速大于顆粒沉降速度的12倍以上時，顆粒就能成為自由懸浮狀態(tài)。粉砂和粘土在流水中因紊流運動，一般都保持著懸浮狀態(tài)，只有當紊流停止時，它們才能沉落下來。3）溶運（solution。Transport)即易溶巖石及礦物成份溶解于河水，以離子狀態(tài)進行搬運。每立升河水中溶解的鹽類物質(zhì)約為150一300mg。其中以鈣、鎂的碳酸鹽類最多，達鹽類總量的7％左右．而鉀、鈉的氯化物較少，在沙漠地區(qū)河流中NaCI及CaSO4的含量顯著增高。河流的搬運能力和搬運量河流能夠搬運多大粒徑碎屑的能力稱為河流的搬運能力（transportcompetence），它決定于流速。資料表明，在平坦的河床上當流速小于18cm／s時，細小的顆粒也難以移動。當流速達70cm／s時，數(shù)厘米直徑的顆粒也能搬運。河流能夠搬運碎屑物質(zhì)的最大量稱為搬運量（transport

capacity｝，它決定于流速和流量。更重要的是流量。測量流量的單位是m3/s。長江在一般的流速下攜帶的僅是粘士、粉砂和砂，但數(shù)量巨大；相反，一條快速的山間河流可以攜帶巨礫，但搬運量很小。5、河流的沉積作用

河流搬運物中的溶運物質(zhì)及部分細碎屑物質(zhì)，往往要待搬運入湖、海以后，再通過海，湖水的作用發(fā)生沉淀，這不同于河流沉積之范疇。而河流搬運的一部分碎屑物質(zhì)，會在河谷的適當部位沉積下來，這屬于河流的沉積作用。

河流沉積作用的主要方式是機械沉積作用。引起河流機械沉積作用主要原因是河水流速的降低，導致機械動能的減小，使河流的搬運能力降低而發(fā)生沉積。根據(jù)沉積的部位分為：山口沉積作用谷底沉積作用河口沉積作用

山口沉積作用來自山區(qū)的河流，攜帶著大量機械搬運物到山口開闊的平地上，由于河床坡降明顯減小，水流又無地形約束而散開，河水動力突然大大減小，機械搬運能力迅速降低，搬運物就會山口沉積下來。山口沉積物常形成扇狀地貌：沖積扇。沖積扇沖積扇

谷底沉積作用谷底包括兩部分。一部分是被河水所覆蓋的河床，在河床上產(chǎn)生的沉積作用稱河床沉積；另一部分是平水位時谷底未被河水所淹沒的平坦地形——河漫灘。

心灘地貌心灘地貌河漫灘沉積邊灘地貌河漫灘

河口沉積作用。河口是河流最主要的沉積場所。當河流入湖泊、海洋時受湖水或海水的頂托，流速迅速減小，使河水搬運能力減弱甚至消失，大量機械搬運物質(zhì)在河口沉積下來。另一方面由于湖水、海水中富含有電解質(zhì)，當河流中以膠體搬運的溶運物與湖水、海水相混合后，海水中的電解質(zhì)破壞了膠體的穩(wěn)定性，致使膠體凝聚，而沉積在河口。在河流流入湖泊或海洋的地方，河流沉積物常形成錐形的沉積地貌（其外形象三角形）稱為三角洲。世界最大三角洲—恒河三角洲黃河三角洲珠江三角洲衛(wèi)星圖片

山口沉積作用河口沉積作用谷底沉積作用河流沉積物（沖積物）的特征1)分選性較好。這是由于流水搬運能力的變化比較有規(guī)律。在一定強度的水動力狀況下，只能有一定大小的碎屑物質(zhì)沉積下來。如近河床主流線的沉積物粗，遠離主流線沉積物細。然而，就某種特定條件下的沉積物本身來說，則是比較均一的。2)磨圓度較好。較粗的碎屑物質(zhì)，在搬運過程中相互之間以及碎屑物與河底之間不斷摩擦．變圓滑。如河床中的卵石，常常是相當圓滑的。3)成層性較清楚。這是由于河流的沉積作用具有規(guī)律性變化．如因河床側(cè)向遷移，同一地點在不同時期所處的部位在變化，接受的沉積物的特征也就不一樣。此外就同一地點而言，洪水期沉積物粗而且數(shù)量多，枯水期沉積物細而且數(shù)量少；夏季沉積物顏色較淡，冬季沉積物顏色較深，不同時期沉積物的成分也會有差別等等。因而在沉積物剖面上表現(xiàn)了成層現(xiàn)象。4)韻律性特征類似的兩種或兩種以上的沉積物在剖面上有規(guī)律的交替重復出現(xiàn)，稱為韻律性或旋回性。每一次重復就形成一個韻律。河流沉積常具有韻律性。如一個完整的韻律可以包括下部的河床沉積、中部的河漫灘沉積及上部的牛軛湖沉積。這佯一個韻律代表了河床在一次側(cè)向擺動時逐次沉積的產(chǎn)物。如河床反復進行側(cè)向擺動，就可以形成若干個韻律。

5)具有流水成因的沉積構(gòu)造河流沉積物中常見有特征性的波痕、砂丘以及交錯層理等原生構(gòu)造。當流速小于5cm/s時，任何顆粒均不動，槽底保持平坦；當流速增大到約10cm/s時，有一些砂粒滾動或滑動很短矩離，但槽底仍保持平坦狀態(tài)。當流速為20cm/s時，有一些微小波紋形成。并呈波狀向下游移動。波紋不對稱，其緩波傾向下游，陡坡傾向下游。流水速度再大時，波紋快速移動并增大，高達數(shù)厘米，稱為砂丘。砂丘的形狀和結(jié)構(gòu)與波紋相同，僅其規(guī)模較大。當流速達到50Cm／s時，波紋和砂丘均消失，槽底再次變平綴；但這時，底部所有砂粒均快速運動。如果流速更大，為一般河流所不常見時，能產(chǎn)生不規(guī)則的砂丘狀層理并逐漸向上游方向遷移。最庸，整個砂層完全被沖蝕掉，變成懸浮物。上游下游第二節(jié)地下水及其地質(zhì)作用地下水的一般特征地下水的類型地下水的地質(zhì)作用地下水的開發(fā)利用地下水（undergroundwater)：指存在于地表以下松散堆積物或基巖空隙中的水地下水是水資源的重要組成部分。我國水資源總量大致為3一3.3萬億m3/a。其中地下水資源估算為0．7億m3/a。地下水還是改造地殼表層外貌的外力，尤其是在濕熱氣候地區(qū)具有特殊意義。一、地下水的一般特征地下水長期在地下運動，可從巖石中獲得大量可溶性的物質(zhì)成分，使之成為成分復雜的溶液。地下水中含大量的離子、分子和化合物，其礦化度高。地下水中常見的氣體成分：O2、N2、CO2及H2S.地下水中還含有大量的膠體物質(zhì)：Fe(OH)3、Al(OH)3、SiO2及以膠體形式存在的有機質(zhì)1、地下水的化學特征2、地下水的賦存條件巖石的空隙。地下水賦存于巖石（含沉積物）的空隙（vacancy）之中?？障栋紫叮≒ore）、裂隙（fissure）和洞穴（cavity）。巖石顆粒之間的空隙，稱為孔隙；可溶性巖石受溶蝕后形成的孔洞稱為洞穴或溶洞。巖石的裂縫即為裂隙?？紫兜臄?shù)量用孔隙度表示，它是某一體積沉積物或巖石（包括孔隙在內(nèi)）中孔隙體積所占的比例。

巖石的透水性（Perviousness)。透水性強的巖石出水量大，反之則小。在空隙連通的前提下，決定巖石透水性的主導因素是空隙大小，其次是空隙多少。如果巖石空隙細微，其孔隙數(shù)量雖多，水卻難于或者根本無法透過．這種巖石稱為不透水層或隔水層。如淤泥和粘土。如果巖石空隙粗大并相互連通，水能自由透過，這種巖層稱為透水層。透水層中如飽含地下水則稱為含水層。地下水面（undergroundwatersurface）水井挖到某一深度，就有水自井壁和井底滲出，匯成一個水面。相鄰水井的水面是一個連續(xù)的面，即地下水面。此面以上巖石的空隙中充氣，液態(tài)水不飽和，稱為包氣帶；地下水面以下的巖層空隙中充滿水，稱為飽水帶。地下水面就是飽水帶的頂面。地下水的運動方式毛細水（結(jié)合水）

在毛細作用下運動的水。巖石顆粒表面和空隙壁面在靜電吸引作用下，會吸附水分子。這類水束縛于顆粒表面及空隙壁面，不能在自身重力作用下運動。而且還可逆重力而運動（毛細運動）。重力水

在自身重力作用下產(chǎn)生運動的水。在巖石和松散物質(zhì)的空隙中，重力水在重力作用下產(chǎn)生運動稱滲流(滲透)。

3、地下水的補給和排泄

地下水是流動的。它一方面通過各種形式流失，另一方面通過一定的渠道得到補充。含水層從外界獲得水稱為補給（recharge)。大氣降水是最重要的補給源。因此，降水量的多少、包氣帶的巖石性質(zhì)和厚度是影響地下水補給的主要因素。此外，水位高千地下水面的河流和湖泊也補給地下水。然而，如河流與湖泊的水位低于地下水面，地下水反而向河湖排泄。進入土壤孔隙的大氣中的水汽冷凝形成的凝結(jié)水對干旱沙漠地區(qū)的地下水有一定的補給意義。此外，農(nóng)業(yè)灌溉用水及來自其它含水層中的水也能起補給作用．含水層失去水稱為排泄（discharge）。排泌主要是通過泉以及蒸發(fā)；此外，還有人工排泄——開采地下水。泉是地下水的天然露頭。山區(qū)及丘陵區(qū)的溝谷、山麓、以及沖積扇的邊緣常常可以見到泉。平原區(qū)泉就少得多了。泉可以分為兩類：水流具有壓力而向上運動者稱為上升泉，如噴泉；水流不具有壓力．僅受重力驅(qū)使而向下運動者稱為下降泉。地下水從補給區(qū)（rechargearea)向排泄區(qū)（dischargearea）流動稱為地下徑流（undergroundrunoff)。地下水在巖石的有限空隙中運動受到較大的摩擦阻力，使運動速度減慢，而且愈向深部愈慢。這是因為隨著深度的增加，巖石透水性減弱及水的運動途徑增大，并在一定深度，水的交替運動就停息了。包氣帶水（vadosewater）

貼近地表的氣態(tài)水、土壤顆粒水吸附毛細水分子。這些水雖可連結(jié)起來成為液體，但因是充填在細微的孔隙中而不能自由運動。二、地下水的類型1、根據(jù)地下水埋藏條件劃分的類型

潛水（phreaticwater)位于第一個穩(wěn)定隔水層以上的含在透水層中的能在重力作用下流動的地下水。此水層的水面稱為潛水面。潛水面與地表面的形態(tài)具有相似性。承壓水(層間水confinedwater)是指埋藏在兩個隔水層之間的透水層中的地下水。它的運動受到上下隔水層的約束和水壓的作用。打井穿過上面的隔水層時，承壓水就可向上涌出來，成為自流井。

自流井孔隙水（pore

water）存在于孔隙中，它多呈均勻而連續(xù)的層狀分布，構(gòu)成具有統(tǒng)一水力聯(lián)系的含水層，廣泛見于第四紀松散沉積物及一部分基巖中。2、根據(jù)含水層空隙性質(zhì)劃分的類型裂隙水（fissurewater）存在于巖石裂隙中。裂隙的規(guī)模、密集程度、張開程度、連通程度各處不同，因之裂隙水的分布不均勻。它的水力聯(lián)系較差，水的運動受裂隙方向及其連通程度制約和補給條件的影晌，因而裂隙水在不同部位的富水程度相差懸殊，同一巖層中相隔幾米的井，可能一井有水，另一井水少或無水。如裂隙發(fā)育密集、均勻且相互連通，則水的分布相對均勻，可聯(lián)系成為整體，有統(tǒng)一的水位，稱為層狀裂隙水；如裂隙稀疏，且分布不均勻，彼此隔絕或僅局部連通，則地下水呈脈狀分布，一般缺乏統(tǒng)一的水位，稱為脈狀裂隙水。

喀斯特水（karstwater）存在于可溶性巖石的溶蝕裂隙、洞穴、暗河中。它的分布較裂隙水更不均勻，但相對集中且流動迅速，可能承壓也可能不承壓。它的水量往往比較豐富，?？勺鳛榇笮凸┧?。但是它也是采礦的主要障礙。

地下水的上述分類，往往綜合使用，綜合命名，因而有“孔隙潛水”、“裂隙潛水”等名稱。3、地下熱水溫度較高的地下水稱為地下熱水（geothermalwater）。它通常分為低溫熱水（20—40℃）、中溫熱水（40—60℃）、高溫熱水（60－100℃）和過熱水（＞100℃）。地下熱水出露地表就是溫泉（hotspring）。富集有大量地下熱水（包括水蒸汽）并可供開采利用的地區(qū)稱為地熱田（geothermal

field）。地熱田常集中分布在地溫梯度高的地帶。我國有豐富的地下熱水資源，僅溫泉就有2000多個。

地下水在巖石孔隙、裂縫中流動十分緩慢，動能較小，故而機械作用十分微弱。但內(nèi)于地下水與巖石、礦物的接觸時間長，加之溶有一定量的酸類物質(zhì)(如H2CO3、H2SO4及有機酸)，對地下巖石、礦物具有強烈的溶解作用。就整個地下水的地質(zhì)作用而言，以化學作用為主。三、地下水的地質(zhì)作用1、喀斯特作用（溶蝕作用）地下水中含有CO2，易溶解石灰?guī)r或含碳酸鹽類礦物的巖石。其反應式如下：

CaCO3＋CO2＋H2OCa2+十2HCO3-此處分解而成的鈣離子和碳酸氫根離子便隨水流失。由于地下水的運動是發(fā)生在巖石空隙中，水與巖石的接觸面大，而地下水流速緩慢，因而其溶蝕作用極為顯著。特別是在濕熱氣候條件下．溶蝕是可溶性巖石遭受破壞的主要原因，并形成特殊的地貌。將以主要為地下水（兼有部分地表水），對可溶性巖石進行化學溶蝕為主、機械沖刷為輔的地質(zhì)作用以及由這些地質(zhì)作用所產(chǎn)生的地貌，稱為喀斯特?？λ固厥悄纤估蛭鞅辈垦睾Ｒ粠?guī)r高原的地名，那里發(fā)育著各種奇特的石灰?guī)r地形。十九世紀末，南斯拉夫?qū)W者司威治對這個地區(qū)首先進行了研究，并借用“喀斯特”一詞來稱呼石灰?guī)r地區(qū)的一系列特殊的地貌形成過程和水文現(xiàn)象?？λ固兀褐杆鳎ㄖ饕傅叵滤┡c可溶性巖石相互作用的過程及其所產(chǎn)生的各地質(zhì)、地貌現(xiàn)象的總稱。基本條件：喀斯特發(fā)育首先應具備具有溶蝕性水和具有可溶性巖石?？扇苄詭r石：包括鹵化物類巖石(食鹽、鉀鹽、鎂鹽等)，硫酸鹽類巖石(石膏、芒硝等)及碳酸鹽類巖石(石灰?guī)r、白云巖、大理巖等)。在包氣帶，地下水在可溶性巖石的裂縫中向下滲流，使裂縫不斷加深加寬，形成石芽，石芽不斷升高。在巖石成分較純、巖層巨厚、巖層傾角平緩的可溶性巖石地區(qū)，石芽可高達幾十米，遠望宛如樹林，稱為石林。石芽石林峰林

在潛水面附近，地下水在重力作用下沿層面、節(jié)理面和斷裂帶從高水位向低水位作近于水平方向的流動，常形成近于水平的洞穴稱溶洞。2、地下水的搬運作用和沉積作用搬運作用除溶洞水能有較強的機械搬運外,地下水的搬運主要是以化學方式進行，包括真溶液及膠體溶液兩種形式。搬運物以重碳酸鹽為主，有時氯化物、碳酸鹽、氫氧化物、二氧化硅、磷酸鹽、氧化錳以及氧化鐵等也很重要．

沉積作用按沉積的方式有機械沉積和化學沉積兩種類型：1）機械沉積地下暗河流到開闊地段時，因流速降低，可以出現(xiàn)礫石、砂和粘上沉積。他們略有分選和磨圓，粒細，量少。有時在機械沉積物中混有有用礦物，對這些礦物進行研究，可幫助確定地下水的補給源地，甚至指導尋找地下盲礦體。2）化學沉積引起化學沉積的主要原因有：地下水流出地表或流入洞穴，所合CO2因壓力降低而逸出，水中Ca（HCO3）2分解成CaCO3而沉淀；水溫降低，尤其是溫泉水流出地表時水溫劇降，在泉口附近發(fā)生沉淀。水分蒸發(fā)，使溶液濃度增加而產(chǎn)生沉淀；膠體物質(zhì)則是通過膠凝作用發(fā)生沉淀．按化學沉積的場所可分以下類型：孔隙沉積（poredeposit）：是在孔隙中發(fā)生的沉積物有CaCO3、Fe(OH)3、SIO2等。能導致沉積物膠結(jié)成堅硬的巖石，如果沉積物圍繞某一礦物顆粒發(fā)生凝聚，可形成結(jié)核，如黃土中的鈣質(zhì)結(jié)核與鐵錳結(jié)核。

裂隙沉積（fissuredeposit）：發(fā)生在裂隙中，形成脈狀沉積體。如方解石脈、石英脈等。溶洞沉積（karstcavedeposit）：富含Ca（HCO3）2的地下水，沿著孔隙、裂隙滲入空曠的溶洞，由于溫度、壓力改變，CO2逸出，加之蒸發(fā)作用加強，就沉淀出CaCO3。如水自洞頂下滴，邊滴邊沉淀，可形成自洞頂向下垂直生長的石鐘乳。滲出水滴落洞底后，CaCO3就在洞底沉淀并向上生長形成石筍。石鐘乳與石筍長大后連成一體，你為石柱。石鐘乳、石筍、石柱合稱為鐘乳石。如地下水沿著洞壁裂隙成層狀滲出，能沉積成石簾、石帷幕、石瀑布和石幔等。石鐘乳石筍石柱石瀑布石幔溫泉沉積發(fā)生在溫泉出口處。沉積物疏松多孔，稱為泉華（sinter），鈣質(zhì)的稱為鈣華或石灰華（travertine），硅質(zhì)的稱為硅華（siliceous

sinter）。泉華灘四、地下水的開發(fā)利用地下水水質(zhì)一般較好，是重要的供水水源；地下熱水還是重要的能源，利用地熱能發(fā)電可獲得相當廉價的電力；地下水有時合有某些特定的化學成分，對一些疾病有療效，稱為礦水（mineralwater）。地下水既可以為人類造福，也可能對人類造成危害。如煤礦生產(chǎn)中地下水可能突然涌出，威脅井下安全；在地勢低洼地區(qū)，地下水溢出可造成土壤的沼澤化。在干旱或半干旱地區(qū)，由于地下水強烈蒸發(fā)可導致土壤鹽堿化，破壞土壤的肥力。某些地下水水質(zhì)對人體健康有害。這些問題在進行地下水的開發(fā)利用中均需要加以研究．第三節(jié)湖泊和沼澤

湖泊和沼澤是大陸上相對靜止的水體。其地質(zhì)作用以沉積作用為主。常形成如鐵、錳、鋁、煤、石油和鹽類等重要沉積礦產(chǎn)。湖泊和沼澤的沉積明顯地受氣候、地形和構(gòu)造運動等因素的影響。并且湖泊還是調(diào)節(jié)河流流量和湖區(qū)附近氣溫的作用。因此，對湖泊和沼澤地質(zhì)作用的研究，不僅對找尋礦產(chǎn)資源和現(xiàn)代湖泊和沼澤的利用具有重要意義，而且還有助于分析研究地質(zhì)歷史時期的古地理、古氣候、地殼運動特征提供重要證據(jù)。

湖泊和沼澤的一般概念湖泊和沼澤的地質(zhì)作用一、湖泊和沼澤的一般概念

湖盆的成因類型內(nèi)動力作用形成的湖盆外動力作用形成的湖盆構(gòu)造作用形成的湖盆火山作用形成的湖盆冰川作用形成的湖盆河流作用形成的湖盆風作用形成的湖盆湖泊：陸地表面洼地積水而成的水域。積水的洼地稱為湖盆構(gòu)造湖：由于地殼的構(gòu)造動力使局部地段下陷形成向斜盆地。斷層洼地：形態(tài)狹長，深，如上加子湖、玄武湖、滇池構(gòu)造作用形成的湖盆火山湖：火山口為盆地形，積水成湖，白頭山天池?；鹕饺蹘r阻塞河流：五大蓮池火山口湖火山作用形成的湖盆冰蝕湖：冰川地區(qū)尤其是大陸冰川地無，是由于冰的刨蝕作用在巖性軟的地段形成洼地。冰融后成湖。

冰川作用形成的湖盆冰川作用形成的湖盆冰川作用形成的湖盆冰川作用形成的湖盆冰川作用形成的湖盆河成湖：湖盆由河流的侵蝕與沉積而成。如河漫灘的低洼處可積水成湖；河流改道后，被遺棄的河床形成牛軛湖；河流的三角洲上也因泥沙淤塞而成三角洲湖。河床因沉積而增高，可阻塞支流而成河床湖。河流作用形成的湖盆堰塞湖的形成風蝕湖（deflationlake）：湖盆因風蝕而成，常見于干燥地區(qū)。這類湖泊水淺易干，一般面積較小，見于我國青海、新疆、內(nèi)蒙、甘肅等地．如甘肅敦煌月牙湖。風作用形成的湖盆海成湖。湖盆由海水的侵蝕和沉積而成。如海岸地帶由于砂壩和砂嘴封閉海灣而成的瀉湖，以及在海岸洼地上貯水而成的海岸湖。海成湖的形成動畫

海成湖溶蝕湖與陷落湖。湖盆經(jīng)溶蝕而成者稱為溶蝕湖（solutionlake），湖盆由地面塌陷而成者稱為陷落湖（fallenlake）。我國云南東南部、貴州西部、廣西西部均有密集分布的溶蝕——陷落湖群，如云南的異龍洞、八仙洞。此外，地下巖鹽溶解而成的鹽池及由于凍土解凍，地面陷落而成的積水洼地也屬陷落湖。堰塞潮（dammedlake）：湖盆的形成是因河谷被山崩所形成的巖塊或火山噴出的熔巖流阻塞，或冰川谷被冰川終磧堵塞。如1933年四川茂縣疊溪地震后，氓江被堵，形成了總長17km、深達130多米的兩個湖泊；又如帕米爾高原1911年的一次地震后、引起山崩。在莫爾加布河谷中堆積了一座高700多米、長8000米的大壩。它切斷河水而成湖，湖水面積至今還有50km2。鏡泊湖是由熔巖堵塞牡丹江水所形成，湖水深達48m，湖口的瀑布還用來發(fā)電。著名的黑龍江五大蓮池是熔岸流堵塞訥謨爾河的支流所形成的。新疆天山的天池則是在構(gòu)造斷陷的基礎上，經(jīng)冰川刨蝕形成的冰蝕谷，被冰川終磧及泥礫阻塞而成。鏡泊湖天池人工湖——水庫（resevoir）。由人工筑壩堵塞谷地而成。我國有很多水庫，如十三陵水庫、新安江水庫、劉家峽水庫等。十三陵水庫新安江水庫

劉家峽水庫自然界的湖盆成因往往不是單一的，而是多種地質(zhì)作用的結(jié)果，例如：世界上最大的淡水湖群，發(fā)育在北美（美國與加拿大交界處），由五大著名湖泊組成：蘇必利湖、伊利、安大略湖、密執(zhí)安湖。原先是構(gòu)造運動形成的構(gòu)造湖，而后又經(jīng)過冰川的刨蝕作用改造而成。陽光下的蘇必利湖

安大略湖靜靜的密執(zhí)安湖由于湖盆成因不同，各類湖泊的分布反映了地質(zhì)條件和自然地理情況。我國冰蝕湖：青藏高原、山岳冰川河成湖：東部平原地區(qū)（湖北）。溶蝕湖：西南，巖溶發(fā)育的地方。

風成湖：西北、內(nèi)蒙、干旱區(qū)按湖水消耗方式可將湖泊分為:泄水湖不泄水湖湖水的來源及補給

湖水主要來自大氣降水、地面流水和地下水，其次來自冰雪融水和海水等。不同湖泊的湖水來源不同，它們主要受氣候和位置的影響。位于地勢較高的湖泊，主要靠大氣降水補給；溫濕氣候區(qū)的湖泊，湖水主要來自地面流水和大氣降水；干旱和冷濕氣候區(qū)的內(nèi)陸湖泊，則以冰雪融水和地下水補給為主；而靠海邊的瀉湖則以海水補給為主。

1、湖水的消耗

湖水通過蒸發(fā)、流泄和滲透等方式不斷消耗。干旱氣候區(qū)的多數(shù)湖泊無出口，湖水消耗以蒸發(fā)和滲透為主，這類無出口的湖泊稱為不泄水湖。溫濕、濕熱氣候區(qū)的多數(shù)湖泊有出口，湖水主要以向外流泄的方式消耗。這類外泄有出口的湖泊稱為泄水湖；只有當湖水補給量大于消耗量時，才能保持為終年積水的湖泊，否則將成為季節(jié)有水的間歇湖。2、湖水的成分

湖水的成分主要受氣候和入湖水源流經(jīng)區(qū)巖性的影響。一般溫濕氣候區(qū)的泄水湖的湖水成分，以Ca(HCO3)2為主，且含有機質(zhì)較多；干旱氣候區(qū)不泄水湖的湖水成分，常含較有較多的鹽分，而有機質(zhì)較少。根據(jù)湖水的含鹽度，可將湖泊分為三類：含鹽度＜0.03%,稱為淡水湖；含鹽度為0.03-2.5%，稱為半(微)咸水湖；含鹽度＞2.5%，稱為咸水湖。其中有鹽類達到過飽和而結(jié)晶析出的湖泊又稱為鹽湖。一般溫濕、濕熱氣候區(qū)的泄水湖為淡水湖；干旱氣候區(qū)的不泄水湖多為咸水湖甚至鹽湖。湖水的化學成分并非固定不變，隨著湖區(qū)的構(gòu)造運動、氣候等因素的變化，淡水湖可轉(zhuǎn)變?yōu)橄趟螓}湖，反之，咸水湖也可被沖淡成淡水湖。我國湖泊湖泊概況我國天然湖泊在1平方公里以上的有2300多個，總面積75600平方公里，占國土面積的0.8%。但湖泊面積在500平方公里以上的大型湖泊并不多，而且大部分分布在民族地區(qū)；其余的絕大多數(shù)湖泊是小型湖泊。我國的湖泊由于分布在不同的自然地帶，所以特征就有一定的差異。根據(jù)我國湖泊的分布特點、成因和水文特征的不同，大致劃分為青藏高原湖區(qū)、東部平原湖區(qū)、蒙新湖區(qū)、東北山地湖區(qū)和平原湖區(qū)、云貴高原湖區(qū)等五個比較集中的湖泊區(qū)。其中青藏高原湖區(qū)、蒙新湖區(qū)和云貴湖區(qū)分布在民族地區(qū)。沼澤及成因沼澤：陸地表面充分濕潤、喜濕性植物叢生并有有機質(zhì)堆積的地段。

沼澤的成因水體邊緣和附近地區(qū)(如湖濱，海濱、等)的沼澤化由于地下水面提高，接近地面使陸地直接沼澤化。湖泊被淤淺，最后成為演化成為沼澤。湖濱沼澤沼澤的成因沼澤的成因陸地沼澤化沼澤的成因湖泊演為化沼澤二、湖泊和沼澤的沉積作用

湖水是相對靜止的水體。水體運動的規(guī)模較小，而且運動無一恒定方向。湖水運動對湖岸的剝蝕作用和搬運作用等規(guī)模都較小。其主要的地質(zhì)作用為沉積作用。沼澤與湖泊相似，不僅水淺，而且?guī)缀鯙橥e水，故沼澤的地質(zhì)作用差不多只有沉積作用，而且是以植物的堆積作用為主。湖泊的機械沉積作用湖泊的化學沉積作用沼澤的生物沉積作用湖泊的機械沉積作用

湖泊的機械沉積物主要來源于入湖河流攜帶的碎屑物，這些碎屑物在湖水的搬運過程中，由于動能從邊緣向湖心逐漸減弱，因而按碎屑物粒徑大小、比重，依次沉積下來，大致呈環(huán)帶狀的分布。

潮濕氣候區(qū)入湖河流數(shù)多，水量大，攜入湖內(nèi)的助沙石量多，因而，在河口可形成很多湖濱三角洲。這些三角洲增長迅速，湖泊很快被淤淺，變小，最后成為湖積—三角洲平原或演化成為沼澤。干旱氣候區(qū)因入湖河流數(shù)少，河流水量小，攜帶入湖的碎屑量少，且以較細的泥沙為主。故碎屑沉積量少，河口三角洲亦不發(fā)育，但由于湖水蒸發(fā)快，最后湖水干涸可演化成鹽沼或泥沼。

湖泊的機械沉積作用湖泊的演化湖泊的化學沉積作用

湖泊的化學沉積作用受氣候控制極為明顯，不同氣候地區(qū)所形成的化學沉積物差別很大。因而，可利用其化學沉積物的特點，推斷湖區(qū)當時的古氣候條件。潮濕氣候地區(qū)的雨量充沛，特別是在氣溫較高的地方，生物繁茂，化學和生物風化強烈。入湖河流和地下水帶有較多的鐵、鋁、錳等低價氧化物或膠體溶液，入湖后，與湖水相混，發(fā)生種種物理、化學反應，或在生物作用下，使其沉淀下來，則可形成鐵、鋁、錳等礦床。干旱氣候地區(qū)的湖水，主要消耗在蒸發(fā)上。因此，湖水含鹽度不斷增高，致使淡水湖逐漸變成咸水湖，甚至鹽湖。在鹽湖中，各種鹽類按其溶解度大小，依次沉淀出來（碳酸鹽→硫酸鹽→氯化物），由于水分不斷蒸發(fā)，湖水面逐漸下降，加之沉積物不斷淤積使湖底變淺，最后鹽湖干涸，直至湖泊最后完全消失。

干鹽湖湖泊的化學沉積作用沼澤的生物沉積作用沼澤的地質(zhì)作用基本上就是沼澤的生物堆積作用。在沼澤地區(qū)生長的大量喜濕性植物死亡后，其遺體堆積起來。在沼澤的積水和上覆植物遺體以及泥沙的掩覆下，通過一系列生物和化學作用，形成含碳質(zhì)較高的、質(zhì)地疏松的棕褐或黑色物質(zhì)，稱為泥炭。伴隨有地殼的緩慢下降，則可形成巨厚的泥炭層。泥炭層在上覆沉積物壓實作用下，脫水，形成腐植煤，進而形成褐煤、煙煤及無煙煤。沼澤的生物沉積作用沼澤的生物沉積作用沼澤的生物沉積作用沼澤的生物沉積作用欣賞:中國最美六大沼澤濕地第一名

若爾蓋：高原碧寶

四川若爾蓋濕地自然保護區(qū)位于四川省阿壩藏族自治洲若爾蓋縣境內(nèi)，地理座標為東經(jīng)102°29′--102°59′，北緯33°25′--24°80′，總面積16670.6公頃。保護區(qū)于1994年經(jīng)若爾蓋縣政府批準建立，1997年晉升為省級自然保護區(qū)，主要保護對象為高寒沼澤濕地生態(tài)系統(tǒng)和黑頸鶴等珍