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文檔簡(jiǎn)介
地貌學(xué)及第四紀(jì)地質(zhì)學(xué)
一,緒論
第四紀(jì)地質(zhì)學(xué)(QuaternaryGeology)
是研究距今二三百萬(wàn)年內(nèi)第四紀(jì)的沉積物、生物、氣候、地層、構(gòu)造運(yùn)動(dòng)和地殼發(fā)展歷史
規(guī)律的學(xué)科。
地貌學(xué)(Geomorphology)
是研究地表地貌形態(tài)特征、成因、分布和形成發(fā)展規(guī)律的學(xué)科。
第四系/紀(jì)(Quaternarysystem/period)
物質(zhì):地球表面松散的沉積物
時(shí)間:地質(zhì)歷史中最新的一個(gè)地質(zhì)時(shí)期,最近約2.6百萬(wàn)年。
記兩個(gè)數(shù)字:
全新世:1.17萬(wàn)年第四紀(jì):2.588百萬(wàn)年
第四季的特點(diǎn)
1.人類(lèi)出現(xiàn):由猿演化為人是哺乳動(dòng)物演化中的重大事件,是最近幾百萬(wàn)年的事,因此有人
把第四紀(jì)稱為“人類(lèi)紀(jì)”或“靈生紀(jì)”
2.大規(guī)模冰川作用:第四紀(jì)時(shí)期,地球兩極均存在大陸冰蓋,因此第四紀(jì)又稱“冰川時(shí)期”。
3.海平面變化:第四紀(jì)時(shí)期由于氣候的冷暖波動(dòng),發(fā)生了頻繁的、大幅度海平面升降。
4.活躍的地殼運(yùn)動(dòng)
水平運(yùn)動(dòng)
?喜馬拉雅山每年向青藏高原推進(jìn)8cm/a;
?德國(guó)巴伐利亞地區(qū)水平運(yùn)動(dòng)速度達(dá)18cm/a;
?印度大陸向喜馬拉雅山運(yùn)動(dòng)速度約為l-2cm/ao
垂直升降運(yùn)動(dòng)
?芬蘭南部沿海,上升速度O.LO.4cm/a;
?丹麥西部沿海以O(shè).lcm/a速度下降;
?天山的升降為最大達(dá)4.4mm/a。
?青藏高原的強(qiáng)烈上升和華北平原等的大幅度下降.
地貌學(xué)
地貌:就是地球表層的形態(tài),也就是我們常說(shuō)的地形,地貌就是地表(地球表面)形態(tài)。風(fēng)
景是地貌發(fā)展的晚期結(jié)果
地貌學(xué):地貌學(xué)則不同于地形學(xué)。地貌學(xué)是研究地表地貌形態(tài)特征、成因、分布和形成發(fā)
展規(guī)律的學(xué)科。
地貌學(xué)(geomorphology)研究?jī)?nèi)容
?地球表面形狀,指地殼表面由巖石構(gòu)成的起伏形態(tài)(如平原、高原、山脈、
山峰、丘陵、河谷、盆地、懸崖等),簡(jiǎn)稱為“地形”或“地貌”
?地貌學(xué)的研究對(duì)象:地貌或地形(landforms),即各種規(guī)模的地表起伏的總和
?地貌學(xué)的研究?jī)?nèi)容:地表的形態(tài)特征、成因、分布及其發(fā)育規(guī)律
地貌學(xué)及第四紀(jì)地質(zhì)學(xué)在如下等方面有廣泛的應(yīng)用:
⑴地震研究(2)環(huán)境地質(zhì)(3)工程地質(zhì)⑸找礦(4)水文地質(zhì)⑹地質(zhì)災(zāi)害(7)建筑材料
第四紀(jì)地質(zhì)研究?jī)?nèi)容:地層、生物、古氣候、海平面變化、新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)等。
地貌學(xué)的研究?jī)?nèi)容:地球表面各種形態(tài)特征、塑造地表形態(tài)的動(dòng)力、地貌發(fā)育演化規(guī)律以
及地貌的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及地貌的空間分布規(guī)律,并根據(jù)地貌發(fā)育演化的規(guī)律來(lái)利用改造自然。
二,地貌學(xué)基本概念
1.地貌形態(tài)
地貌就是地表(地球表面)形態(tài)(landforms)
風(fēng)景是地貌發(fā)展的晚期結(jié)果
地貌形態(tài):指地面上具有一定幾何形態(tài)的高低起伏。(地貌的形態(tài)分為基本形態(tài)和形態(tài)組合)
地貌的基本要素
地形面——地表面具不同坡度的面。古地形面——地質(zhì)歷史時(shí)期存在的、直觀上看不
出來(lái)的地形面,只有通過(guò)研究才能確定地形線——指兩種地形面相交而成的線地形點(diǎn)
——兩條以上地形線相交的點(diǎn)
河谷:由河床,河漫灘,谷坡及階地四個(gè)地貌基本形態(tài)有規(guī)律的排列在河流兩側(cè)構(gòu)成。
這四個(gè)地貌基本形態(tài)在成因上相互聯(lián)系。
地貌形態(tài)測(cè)量指標(biāo)
①高度絕對(duì)高度(即海拔高度),從圖上讀取相對(duì)高度(2種地貌的比高)
②坡度:坡度主要反映在地形面上,一般的劃分等級(jí)為:陡坡:坡角>50°中等坡:坡角
25~50°緩坡:坡角<25°
在堆積地貌上,不同的坡度可反映不同的成因類(lèi)型。例如:崩塌堆積物、坡積物、沖積物
形成的堆積地貌坡度依次遞減。在基巖組成的斜坡上,地貌的坡度反映了不同巖石的抗風(fēng)
化能力的強(qiáng)弱
高度+坡度能反映地貌形態(tài)高度大、坡度大-----地形陡峻高度小、坡度小------地
形平緩高度大、坡度小——?高度小、坡度大?
③地面破壞程度
割切深度:指一種地貌的最高點(diǎn)和最低點(diǎn)之間的距離
地面切割程度:地面破壞面積的%。水域面積/總面積切割深度+切割程度=起伏度
地貌的形態(tài)類(lèi)型
與周?chē)孛驳年P(guān)系:正形態(tài):高出周?chē)孛玻A地、瓏、丘)負(fù)形態(tài):比周?chē)孛驳停ü鹊亍?/p>
洼地、坑、穴)描述+照相+素描
2.地貌的相對(duì)等級(jí)
相對(duì)等級(jí):可分為5級(jí):1.巨型地貌II.大型地貌HL中型地貌W.小型地貌V.微型地貌
I.巨型地貌
地球表面可以分為兩大地貌單元:大陸、洋盆
形成發(fā)展始于中生代:T之前為一超級(jí)大陸(泛大陸)由于板塊運(yùn)動(dòng)而裂解形成現(xiàn)代大陸
和大洋
大陸:由硅鋁層和硅鎂層的大陸殼組成,平均海拔875m。遭后期破壞嚴(yán)重。目前地貌學(xué)的
主要研究對(duì)象
洋盆:由單一的硅鎂層的大洋殼組成,其上覆蓋松散沉積物。地貌因受水體保護(hù),形態(tài)原
始。洋底平均深度-3794m
大陸邊緣:是陸殼的延伸部分,具有與大陸相似的結(jié)構(gòu),包括大陸架、大陸坡
II.大型地貌
在巨型地貌基礎(chǔ)上進(jìn)行劃分。大陸又可分為山地、平原、盆地。是地貌學(xué)的主要研究對(duì)象
山地:由山嶺和山谷組成。山地高度分類(lèi)見(jiàn)表。成因上可以分為構(gòu)造山地、剝蝕山地
丘陵:海小于500m的高地與洼地相間排列的地貌組合。成因上與山地有密切聯(lián)系
平原:地勢(shì)平坦、高差小,或略有起伏的大面積地貌組合。高度分類(lèi)見(jiàn)表。成因分類(lèi)包括
構(gòu)造平原、剝蝕平原、堆積平原
ni.中型地貌:山地又可進(jìn)一步劃分為河谷、分水嶺
w.小型地貌:河谷分為谷坡(包括階地)、谷底
V.微型地貌:在小型地貌基礎(chǔ)上進(jìn)一步劃分。為在小型地貌中更低一級(jí)的地形起伏
例如:大陸—山地?*河谷一階地一前緣
I——n——m一一iv——v
地形的等級(jí)與成因是有一定聯(lián)系的。所以,地形等級(jí)的劃分,是地形成因分析的前奏和基
礎(chǔ)
地貌等級(jí)的研究:宏觀觀察和制圖:巨、大型一1、n級(jí),利用衛(wèi)星、遙感的手段。微觀
研究和制圖在野外,從小型地貌入手,然后擴(kuò)展大中型地貌
3.地貌的成因
地貌是內(nèi)外地質(zhì)營(yíng)力相互作用的結(jié)果:原因——內(nèi)外地質(zhì)營(yíng)力基礎(chǔ)——巖石和地質(zhì)構(gòu)
造過(guò)程——地貌形成發(fā)展會(huì)經(jīng)歷一定的時(shí)間過(guò)程
內(nèi)營(yíng)力一一發(fā)生于地殼內(nèi)部、深部,即內(nèi)部的物質(zhì)運(yùn)動(dòng)
水平運(yùn)動(dòng):本世紀(jì)板塊運(yùn)動(dòng)學(xué)說(shuō),喜山板塊由于南美板塊的推進(jìn),始新世以來(lái),0.33?
0.27cm/y,造成喜山的上升
地殼升降:主要是新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)對(duì)塑造現(xiàn)代地貌起了主導(dǎo)作用,地殼升降主要形成中小型地
貌
巖漿活動(dòng):巖漿上升形成火山地形,溢出的熔巖填平地形,形成熔巖高原或平原
外營(yíng)力作用有2個(gè)過(guò)程削高一一產(chǎn)生剝蝕地貌補(bǔ)低——造成堆積地貌
外營(yíng)力主要來(lái)自太陽(yáng)能、風(fēng)能、流水、風(fēng)化、冰川等能量
不同等級(jí)的地貌內(nèi)外力相互關(guān)系:從圖上可以看出,兩頭的作用力比較單純,僅一種營(yíng)力,
復(fù)雜的是中小型地貌,既有外力作用,也有內(nèi)力作用
q
影響地貌形成發(fā)展的因素
氣候:同一巖性在不同氣候條件下形成地貌的時(shí)間、尺度不同;同一地質(zhì)作用在不同氣候
條件下作用程度不同;不同氣候帶內(nèi)有不同地貌組合。
植被:植被發(fā)育減弱地貌的形成;否則加速地貌的形成。
人工活動(dòng):加速地貌的形成。
地質(zhì)構(gòu)造:順構(gòu)造地貌:背斜或地壘形成正地貌
逆構(gòu)造地貌:背斜成負(fù)地貌,向斜成正地形
內(nèi)外地質(zhì)營(yíng)力在地貌上的表現(xiàn)
地殼的連續(xù)上升:作用強(qiáng)度越來(lái)越大,造成大峽谷,穩(wěn)定期短
地殼間歇性上升:分水嶺與河谷高度不變,形成多級(jí)階地或夷平面
長(zhǎng)期穩(wěn)定:隨時(shí)間延伸,分水嶺降低,河谷降低,分水嶺接近河谷,寬河谷,低小丘陵
抬升加快剝蝕速率
剝蝕速率增加導(dǎo)致地形高度降低,并加快沉積速率
地形的高程=構(gòu)造抬升和剝蝕的平衡
,小結(jié)
-內(nèi)營(yíng)力:造成地形的高低起伏
-外營(yíng)力:產(chǎn)生削高補(bǔ)低
巖性不同、地質(zhì)構(gòu)造不同、作用營(yíng)力不同、經(jīng)受作用的時(shí)間長(zhǎng)度或發(fā)育所處的階段不同,
都會(huì)導(dǎo)致地貌形態(tài)不同。反過(guò)來(lái)說(shuō),地貌形態(tài)的差別,可從巖性、構(gòu)造、營(yíng)力、歷史或階
段等方面得到解釋?zhuān)孛残纬傻膬?nèi)因是巖石與構(gòu)造,外因是外營(yíng)力,其形成過(guò)程需要一定
的時(shí)間和階段
4.地貌的成因分類(lèi)
基本成因分類(lèi)(單因素分類(lèi))按形成地貌的地質(zhì)作用分類(lèi)
外力地貌:每種地質(zhì)作用形成兩種地貌,侵蝕地貌、堆積地貌
內(nèi)力地貌:構(gòu)造運(yùn)動(dòng)所造成的地貌
人工地貌:古運(yùn)河、修大寨田、圍海造田、紅旗渠
內(nèi)力地貌:構(gòu)造運(yùn)動(dòng)所造成的地貌
新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)直接造成地貌:N2以來(lái),青藏高原隆起,三峽地形;
剝蝕構(gòu)造地貌:在山區(qū)和丘陵地區(qū)多。指已經(jīng)形成的地質(zhì)構(gòu)造,經(jīng)過(guò)外力風(fēng)化剝蝕后,把
其構(gòu)造揭露出來(lái)
特點(diǎn):必定有一大部分地質(zhì)構(gòu)造(折皺、斷層、地層面)反應(yīng)在地形面上,構(gòu)成地面的
一部分
火山地貌:由于火山地質(zhì)作用形成的地貌
形態(tài)組合分類(lèi)(多因素分類(lèi))復(fù)雜,是一種多成因分類(lèi),關(guān)鍵是要找出形態(tài)組合形成的主
要原因,要考慮:形態(tài)特征,動(dòng)力因素,地質(zhì)構(gòu)造基礎(chǔ),地貌發(fā)展史
目前這仍然是一難題,尚無(wú)統(tǒng)一的地貌形態(tài)組合分類(lèi)方案
一般來(lái)講時(shí)代較新的褶皺,往往形成順構(gòu)造地貌,即地貌形態(tài)與巖石的構(gòu)造形態(tài)是一致的,
如背斜成山,向斜成谷。
時(shí)代較老的褶皺,往往形成逆構(gòu)造地貌,即地貌形態(tài)與巖石的構(gòu)造形態(tài)是相反的,如向斜
成山,背斜成谷。
02-22懶臺(tái)階(a),單觸(b)、髓冷&d)
地質(zhì)構(gòu)造是地貌形態(tài)的骨架,在地質(zhì)構(gòu)造影響下,出現(xiàn)各類(lèi)構(gòu)造地貌,如褶皺山、斷塊山
等
5.地貌的年代及發(fā)展
概念:地貌的年代主要指地貌的主要特征形成以后的年代。只有等基本要素固定下來(lái)以后
方能算年代,任何地貌,隨著時(shí)間的推移,總是有一個(gè)發(fā)生、發(fā)展和消亡的過(guò)程
例如:坳谷發(fā)展的階段性
-切溝沖溝坳谷
現(xiàn)代地貌與古地貌
現(xiàn)代地貌——指全新世(W1萬(wàn)年)的地貌,和當(dāng)?shù)氐臍夂蛞恢?。古地貌——指地質(zhì)歷史上
形成的地貌,參與現(xiàn)代地形,和當(dāng)時(shí)的古氣候一致。如江漢平原的丘陵之上,多堆積風(fēng)化
紅土,為炎熱氣候條件下形成(N2),現(xiàn)在的氣候?yàn)闇嘏^濕
注意:千萬(wàn)不能把組成地貌的巖層時(shí)代作為地貌的年代,尤其是侵蝕地貌
復(fù)習(xí)資料:地質(zhì)年代確定的基本原理
?地層層序律
-沉積巖和噴出巖等成層產(chǎn)出的巖石,其原始產(chǎn)狀是水平或接近水平的
-沉積物層層疊置,較老的巖層在下面,較新的巖層在上面。只要巖層沒(méi)有發(fā)
生倒轉(zhuǎn),上面巖層的形成時(shí)代一定比下面的巖層新。這稱為地層層序律。
?生物層序律
-巖石中的生物遺體或遺跡稱為化石,它是在巖層中保留下來(lái)的古生物記錄。
由于生物進(jìn)化總是由低級(jí)向高級(jí)發(fā)展,這種演化規(guī)律是不可逆的。因此,可
利用一些演化較快、存在時(shí)間短、分布較廣、特征明顯的生物化石和生物
化石的組合,作為劃分相對(duì)地質(zhì)年代的依據(jù)。每一個(gè)地質(zhì)時(shí)代都有其特征的
標(biāo)準(zhǔn)化石或化石組合。下圖為根據(jù)化石確定不同地區(qū)地層是否為同一時(shí)代
的地層的示意圖。
?接觸和穿插關(guān)系
-這一原理主要用于巖漿巖
-一種巖漿巖穿插、貫入另一種巖漿巖,則顯然被穿插的巖石形成較早
-類(lèi)似的,這一原則也可應(yīng)用于一般的地質(zhì)界面,如根據(jù)斷裂面的穿插切割關(guān)
系判斷其形成順序
?放射性同位素年齡
-放射性同位素測(cè)年的原理是基于放射性元素都具有固定的衰變常數(shù)(X),
且礦物中放射性同位素蛻變后剩下的母體同位素含量(N)與蛻變而成的
子體同位素含量(D)可以測(cè)出,這樣,根據(jù)公式:
t=l/X*Ln(l+D/N)
-就可計(jì)算出該放射性同位素的年齡(t)。即包含該同位素的礦物的形成年齡,
其相當(dāng)于包含該礦物并和該礦物一起形成的巖石的絕對(duì)年齡。
-可以用來(lái)進(jìn)行放射性同位素測(cè)年的同位素應(yīng)具備具有較長(zhǎng)的半衰期;在巖石
中有足夠的含量;易于保存等條件。
地貌年代的確定方法
①地貌年代相對(duì)順序的確定:主要依據(jù)各個(gè)地貌單元之間的相互關(guān)系
a.切割關(guān)系:地貌發(fā)展中,新地貌切割老地貌b.過(guò)渡關(guān)系:同一時(shí)期、不同地點(diǎn)形成
不同的地貌或沉積物c.掩埋關(guān)系:地貌發(fā)展中,新的地貌或沉積物掩埋老的地貌或沉積
物
②地貌地質(zhì)年代的確定
a.古生物法:主要利用地貌堆積物中所含的古生物(Q)化石或其組合,直接確定地貌的年代
此法適用于堆積地貌,因侵蝕地貌常無(wú)堆積物
b.年間法:確定的地貌在某一年間或階段形成,確定的時(shí)間越短越好,長(zhǎng)了則無(wú)意義,主要
是利用尋找地貌上最老的堆積物和剝蝕地形切割的最年輕的堆積物,其區(qū)間即為地貌形成
年齡
c.其他方法:同位素:C14法,歷史考古法
6.地貌發(fā)展理論
?1.地貌的發(fā)展
-指地貌形成以前,隨時(shí)間的變化而變化,這種變化主要反映地貌的形成、發(fā)
展和消亡的過(guò)程
-現(xiàn)在地貌仍處于不同的發(fā)展階段
?2.地貌發(fā)展的階段性
-指根據(jù)地貌的發(fā)展,可以劃分出若干個(gè)發(fā)展階段,每一階段,都有它本身的
特征,而后一階段又包含前一階段的若干特征
?如:坳谷包含沖溝。
W.M.戴維斯侵蝕旋回學(xué)說(shuō)
?美國(guó)地貌學(xué)W.M.Davis提出侵蝕旋回學(xué)說(shuō),即指假定有一地塊,原始面非常平緩,
在某一地質(zhì)時(shí)期突然抬升,抬升后遭受河流的侵蝕和流水剝蝕
-根據(jù)剝蝕程度,分為三個(gè)階段:a.幼年期b.壯年期c.老年期
-這些只代表其階段性,不反映時(shí)間關(guān)系
-a.幼年期地貌特點(diǎn):時(shí)間上短暫,起伏迅速增加,峽谷,V字型,高差大
-b.壯年期地貌特點(diǎn):“起伏最強(qiáng)烈,地形變化最大”,河谷侵蝕,斜坡大量發(fā)育,峽
谷變寬谷
-c.老年期地貌特點(diǎn):起伏微弱,時(shí)間無(wú)限延長(zhǎng),山坡消失,在分水嶺之間殘存有小
小的殘丘。形成老年期的時(shí)間需很長(zhǎng)
幼+壯W老年期。老年期發(fā)展的終極狀態(tài),即成為準(zhǔn)平原
W.M.Davis認(rèn)為世界上有2塊準(zhǔn)平原(加拿大地塊、中亞地塊)
-夷平面:是規(guī)模較大的殘留地貌,它是在地殼處于長(zhǎng)期相對(duì)穩(wěn)定和氣候比較濕潤(rùn)條
件下,風(fēng)化剝蝕作用的結(jié)果,致使巖性、地質(zhì)構(gòu)造的地貌差異逐漸縮小,形成向海
洋水準(zhǔn)面趨近的平緩(或波狀)地形
-剝蝕面:內(nèi)、外營(yíng)力相近條件下剝蝕削平的有限地面。如山足剝蝕面、凍融剝蝕面
(籠統(tǒng)的概念)
-侵蝕面:限于河流地質(zhì)作用
-準(zhǔn)平原與夷平面的關(guān)系
準(zhǔn)平原是剝蝕作用發(fā)展的趨勢(shì),夷平面是這個(gè)過(guò)程的一個(gè)階段。
以河流作用為主形成的夷平面,可能是準(zhǔn)平原,也可能是尚未達(dá)到準(zhǔn)平原化的老年
期寬谷地形,所以,夷平面與準(zhǔn)平原不能完全等同
夷平面的研究:時(shí)代的確定、變形研究。夷平面研究的意義:隆升幅度的推算、氣候的研
究等
地文期
由來(lái):1903年維里斯地在研究中國(guó)華北地區(qū)第四紀(jì)時(shí)提出的概念,用地文期來(lái)表示
地貌發(fā)展的階段性
?地文期:指以侵蝕和堆積為主的相互交替階段,每個(gè)旋回包括一個(gè)侵蝕期和一個(gè)堆
積期具有區(qū)域性
中國(guó)地貌特征
?1.地勢(shì)西高東低,呈階梯狀分布
-青藏高原雄踞我國(guó)西部,海拔平均達(dá)4000—5000米,是我國(guó)最高的一級(jí)地
形階梯,北側(cè)有昆侖山、阿爾金山和祁連山分布,東邊有岷山和橫斷山等排
歹!I,地勢(shì)以巨大落差降低與第二級(jí)地形階梯相接
-青藏高原外緣以北、以東,地勢(shì)顯著降低,東以大興安嶺、太行山、巫山、
雪峰山一線為界,構(gòu)成我國(guó)第二級(jí)地形階梯,主要由廣闊的高原和盆地組成
-在第二級(jí)地形階梯邊緣的大興安嶺至雪峰山一線以東,是第三級(jí)地形階梯,
主要以平原、丘陵和低山地貌為主
?2.山脈眾多,起伏顯著
-我國(guó)是一個(gè)多山的國(guó)家,山地占全國(guó)總面積的1/3。廣義的山地約占全國(guó)陸
地總面積的65%
?3.地貌類(lèi)型復(fù)雜多樣
-我國(guó)地域遼闊,地質(zhì)構(gòu)造、地表組成物質(zhì)及氣候水文條件都很復(fù)雜,按地貌
形態(tài)區(qū)分可分為山地、高原、丘陵、盆地、平原五大基本類(lèi)型
-在縱橫交錯(cuò)形成我國(guó)網(wǎng)格狀格局骨架的山地中,有四大高原、四大盆地、三
大平原鑲嵌于這些網(wǎng)格之中
復(fù)習(xí)題
?名詞:地貌,地貌的基本形態(tài)和組合形態(tài)
?地貌形態(tài)的基本要素和測(cè)量指標(biāo)
?什么是順構(gòu)造地形?什么是逆構(gòu)造地形?
?試述內(nèi)外地質(zhì)營(yíng)力作用在地貌發(fā)展中的意義
?什么是地貌的年代,地貌相對(duì)年代和絕對(duì)年代的確定
?試述Davis的侵蝕旋回理論及地貌的發(fā)展
思考題
?試用地貌學(xué)有關(guān)理論,結(jié)合其他課程知識(shí),論述中國(guó)地貌特征及其控制因素
三,風(fēng)化和重力地貌與堆積物
風(fēng)化和重力地貌與堆積物:1.風(fēng)化作用和殘積物,2.土壤和古土壤,3.重力地貌及堆積物
1.風(fēng)化作用和殘積物:風(fēng)化作用及其類(lèi)型,影響風(fēng)化作用的因素,風(fēng)化作用階段及產(chǎn)物,
殘積物與風(fēng)化殼
1.1風(fēng)化作用及其類(lèi)型
風(fēng)化作用:暴露地表的巖石,受太陽(yáng)輻射、溫度變化、水和生物的作用,發(fā)生破碎和分解,
形成各種巖屑、砂粒和粘土,這種作用稱為風(fēng)化作用
類(lèi)型:物理風(fēng)化,化學(xué)風(fēng)化,生物分化
1.2影響風(fēng)化作用的因素:氣候因素,地形因素,地質(zhì)因素(巖性、結(jié)構(gòu)、裂隙度等),植
被,時(shí)間,人類(lèi)活動(dòng)
1.3殘積物與風(fēng)化殼
殘積物(eluvium):地表巖石經(jīng)受風(fēng)化作用發(fā)物理破壞和化學(xué)成分改變后,殘留在原地的
堆積物,稱為殘積物
風(fēng)化殼(weatheredcrust):具有多層結(jié)構(gòu)的殘積物剖面稱風(fēng)化殼
由殘積物所組成的覆蓋于地殼表面的整個(gè)復(fù)雜剖面的總體,稱為風(fēng)化殼(weatheredcrust)?
因此殘積物是風(fēng)化殼的一部分,而風(fēng)化殼則是巖石圈的一部分
1.4殘積物與風(fēng)化殼
(1)殘積物巖性:原巖巖屑(巖塊、角礫、粉砂級(jí)顆粒);風(fēng)化殘余礦物(抗風(fēng)化能力:
氧化物〉硅酸鹽>碳酸鹽和硫酸鹽〉鹵化物。溶解度:食鹽〉石膏〉方解石>橄欖石〉輝石〉角閃
石〉滑石〉蛇紋石〉綠簾石>正長(zhǎng)石>黑云母>白云母和石英。地表新生礦物,主要是粘土礦物
和膠體礦物)
(2)殘積物(風(fēng)化殼)結(jié)構(gòu)構(gòu)造:全風(fēng)化帶,半風(fēng)化基巖帶,未風(fēng)化基巖帶
(3)殘積物的特征:①巖石成分、礦物成分、化學(xué)成分和下伏基巖有密切的聯(lián)系;②是
基巖風(fēng)化破碎后留在原地的風(fēng)化物質(zhì),未經(jīng)搬運(yùn)磨圓,未經(jīng)分選,不具層;③殘
積物經(jīng)長(zhǎng)期風(fēng)化,所形成粘土礦物,常粘附在石英砂的表面;④殘積物的結(jié)構(gòu)等
特征向下伏基巖逐漸過(guò)渡;⑤由上而下風(fēng)化程度逐漸減弱,顆粒由細(xì)變粗
(4)殘積物類(lèi)型:巖屑型殘積物,硅鋁-碳酸鹽(或硫酸鹽)型殘積物,硅鋁粘土型殘積
物,鐵鋁型殘積物
(5)古風(fēng)化殼(paleo-weatheredcrust):風(fēng)化殼形成后,被后來(lái)的各種堆積物覆蓋,而保
留下來(lái)的風(fēng)化殼稱為古風(fēng)化殼,在一定的地形構(gòu)造條件下,可形成多層古風(fēng)化殼
2.土壤和古土壤
土壤(soil):陸地表面具有一定肥力的能生長(zhǎng)植物的疏松表層
土壤結(jié)構(gòu)
A層(腐殖層):位于土壤頂部,顏色較深。植物分解產(chǎn)生大量腐殖質(zhì),在有機(jī)酸作用下,
礦物被分解。以富含有機(jī)質(zhì)(含量6%?12%,25%)為本層特征,具有團(tuán)粒、孔隙和細(xì)小
裂隙等土壤結(jié)構(gòu)。
B層(淋融層):位于A層之下,顏色較淺。被分解物、微粒礦物和有機(jī)質(zhì)在淋濾作用和淋
溶作用(細(xì)小顆被下滲水流懸移過(guò)程)下,從本層往下移動(dòng),故本層缺少腐殖質(zhì)。
C層(淀積層):C層(淀積層)位于土壤下部、由母質(zhì)層組成,顏色和下伏成土母巖相近,
但淀積從上部濾下來(lái)的成分(CaCO3、SiO2等),故稱淀積層。本層以下為成土母巖。土
壤成層結(jié)構(gòu)的發(fā)育狀況,取決于土壤類(lèi)型。
O層(有機(jī)質(zhì)層)A層(腐殖質(zhì)層)E層(淋溶層)B層(淀積層)C層(風(fēng)化層)R層(基
巖層)
土壤與殘積物的區(qū)別:土壤是殘積物的表層,經(jīng)成土作用發(fā)育而成,即經(jīng)有機(jī)酸對(duì)殘積物
發(fā)生生物化學(xué)作用,使土質(zhì)富含腐殖質(zhì)而具有肥力。殘積物與土壤最根本的區(qū)別是它不具
有肥力。其次土壤形成速度比風(fēng)化殼和殘積物的形成快得多。在濕熱氣候條件下,形成一
個(gè)完整的風(fēng)化殼,需要幾十萬(wàn)年到幾百萬(wàn)年,而在同樣氣候條件下,形成土壤剖面只需幾
十年或幾百年
古土壤(paleosoil)在地質(zhì)時(shí)期形成的土壤。古土壤是指非現(xiàn)代成土條件下形成的土壤。古
土壤具有埋藏或非埋藏的表面
古土壤與現(xiàn)代土壤的區(qū)別:古土壤的剖面一般不完整,大多沒(méi)有腐殖質(zhì)層,即使有也由于
易遭分解而顏色變淺,或易遭炭化而染成黑棕色。淋溶層下部與淀積層則為質(zhì)地較粘的粘
化層,因鐵的富集,顏色帶紅。淀積層下部為富含碳酸鈣的淀積層,常聚集形成鈣結(jié)核或
姜結(jié)石
現(xiàn)代土壤一般有完整的剖面,有色暗的腐殖質(zhì)層,淋溶層的顏色較淺,其粘性不如古土壤
古土壤研究意義:土壤形成于地表,故埋藏土壤(古土壤)的起伏反映了古地形變。古土壤的
存在,表示當(dāng)時(shí)地面穩(wěn)定,既沒(méi)有強(qiáng)烈的剝蝕,也沒(méi)有快速的堆積,使土壤發(fā)育較充分。
故可根據(jù)古土壤的剖面特征及埋藏條件等來(lái)研究第四紀(jì)古氣候、古地貌等,古土壤也是劃
分第四紀(jì)地層和冰期、間冰期的重要依據(jù)
3.重力地貌及堆積物
3.1斜坡的重力作用及其分類(lèi)
斜坡的分類(lèi):可按不同特征進(jìn)行分類(lèi),如地貌位置、形態(tài)、物質(zhì)成分、成因、巖石傾向與
斜坡的關(guān)系等
分類(lèi):基巖斜坡、碎屑坡;凹形坡、凸形坡;順向坡、反向坡、切向坡;侵蝕坡、剝蝕坡、
坡積坡和人工坡,等等
斜坡塊體運(yùn)動(dòng)
定義:斜坡上的巖體或松散的土體(統(tǒng)稱塊體)在重力作用下沿斜坡往下運(yùn)動(dòng)的過(guò)程稱塊
體運(yùn)動(dòng)
塊體運(yùn)動(dòng)是引起斜坡不穩(wěn)定的主要原因
穩(wěn)定性:K=抗滑力/下滑力;K>1,塊體穩(wěn)定;K<1,塊體不穩(wěn)定
塊體的穩(wěn)定性取決于:坡度、土體內(nèi)摩擦力、土體粘結(jié)力、和坡高等因素
表3-3常見(jiàn)巖屑的休止角表
巖周城的成分最小最大平均
砂巖、頁(yè)巖(角球、價(jià)石、混有塊石的亞砂土)25。42°35°
砂巖(塊石、碎石、角礫)26°40°32。
砂巖(塊石、碎石)27°39°33°
頁(yè)巖(角礫、碎石、亞砂土)36°43°38°
石灰?guī)r(碎石、亞砂土)27°45。34。
表3-4含水量不同時(shí)泥砂的休止角表
泥砂種類(lèi)干很濕水分飽和
泥49°25。15°
松軟砂質(zhì)粘土40°2V20°
潔凈細(xì)砂40°27。22。
紫密的細(xì)砂45°30°25。
紫密的中粒砂45°33°27°
松散的細(xì)砂37。30°22。
松散的中粒砂37433°25"
礁石土37°33°27°
斜坡重力作用分類(lèi):滾落作用,滑動(dòng)作用,流動(dòng)作用
3.2斜坡的重力作用及其地貌與堆積物
1.崩塌及崩塌堆積物
概念:陡坡上的巖體、土體、塊石或碎屑層,在重力作用下,突然發(fā)生急劇的快速下移(崩
落、翻轉(zhuǎn)和滾落),在坡角形成倒石堆或巖屑堆,這種現(xiàn)象稱為崩塌
特征:速度快(一般為5-200m/s)規(guī)模差異大(小于lm3—108m3)形成條件:地貌條
件(高陡的懸崖),巖性條件(堅(jiān)硬的巖石),構(gòu)造條件(地質(zhì)構(gòu)造及其組合方式),氣候條
件(強(qiáng)烈的物理風(fēng)化、差異風(fēng)化)
觸發(fā)因素:暴雨、強(qiáng)烈的冰雪融化,爆破,地震,人工開(kāi)挖坡腳等等
崩塌堆積地貌:崩塌下落的大量石塊、碎屑物或土體堆積在陡崖的坡腳或較開(kāi)闊的山麓地
帶,形成倒石堆。倒石堆的形態(tài)規(guī)模不等。結(jié)構(gòu)松散、雜亂、多孔隙、大小混雜無(wú)層理
倒石堆發(fā)育的三個(gè)階段。根據(jù)崩塌作用的強(qiáng)度以及后期的風(fēng)化剝蝕,可以把倒石堆劃分為
三個(gè)發(fā)育階段:
正在發(fā)展中的倒石堆:陡峻,新鮮斷裂面,坡度陡
趨于穩(wěn)定的倒石堆:較和緩的輪廓,巖塊風(fēng)化,呈上陡下緩的凹形坡,表面碎屑有一定固
結(jié)
穩(wěn)定的倒石堆:坡面和緩,呈上凹形,結(jié)構(gòu)緊密,部分膠結(jié),生長(zhǎng)植被
崩塌的治理
2.錯(cuò)落
錯(cuò)落:巖體沿陡坡、陡崖上平行發(fā)育的一些近于垂直的破裂面發(fā)生整體下坐位移,其垂直
位移大于水平位移。移動(dòng)巖體基本上保持原巖結(jié)構(gòu)和產(chǎn)狀
特點(diǎn):整體下坐位移,垂直位位移大于水平位移,無(wú)破碎和翻滾
3.撒落和倒石錐堆積物
撒落:斜坡(30-50度)上的風(fēng)化碎石在重力作用下,長(zhǎng)期不斷往坡下墜落的現(xiàn)象。對(duì)斜坡
改造起重要作用,但不造成重大災(zāi)害。
剝蝕地貌:剝蝕坡堆積地貌:倒石錐
倒石錐的特點(diǎn):上部細(xì)、下部粗,細(xì)土充填裂隙;顯示粗略的分選。最厚處在斜坡由陡變
緩處
4.滑坡及滑坡堆積物
斜坡上的大量土體、巖體或其他碎屑堆積物,主要在重力和水的作用下,沿一定的滑動(dòng)面
做整體下滑的現(xiàn)象,稱為滑坡
滑坡要素:①滑坡體,②滑動(dòng)面與滑動(dòng)帶,③滑坡床
滑坡體:斜坡上向下滑動(dòng)的那部分土體或巖體?;麦w以滑動(dòng)面與下伏未滑動(dòng)地層分隔開(kāi)
來(lái)。滑坡體雖有局部的土石松動(dòng)破碎,但因呈整體下滑,移位之后,基本保持原有的層位
關(guān)系和節(jié)理、構(gòu)造的特點(diǎn)?;麦w的規(guī)模大小不一,從幾十立方米到幾億立方米不等
滑坡體上的樹(shù)木隨土體滑動(dòng)而歪斜,稱為醉樹(shù)
滑動(dòng)面和滑動(dòng)帶:滑坡體沿斜坡主體滑動(dòng)的面。呈向上凹的圓弧形。上陡下緩,中部接近
水平,前緣出口常成逆向反坡。滑動(dòng)面有時(shí)只有一個(gè),有時(shí)有幾個(gè),故可分出主滑動(dòng)面和
分支滑動(dòng)面?;瑒?dòng)面上有磨光面和擦痕。有時(shí)在滑動(dòng)面附近的土體有一層明顯揉皺的結(jié)構(gòu)
擾動(dòng)帶,稱為滑動(dòng)帶?;瑒?dòng)帶的厚薄不一,從幾厘米到數(shù)米不等
滑坡床(滑床):指滑動(dòng)面以下的穩(wěn)定巖土體。滑坡床與地面的交界線稱為滑坡周界,它圈
定了滑坡作用的范圍
滑坡地貌:
滑坡壁:滑坡體與坡上方未動(dòng)土石體之間,由一半圓形的圍椅狀陡崖分開(kāi),這個(gè)陡崖稱為
滑坡壁?;卤谑腔瑒?dòng)面露出的部分,它的高度代表下滑的距離
滑坡臺(tái)階:滑坡體下滑時(shí),由于滑坡體各個(gè)部分移動(dòng)的速度差異,產(chǎn)生分支滑動(dòng)面,使滑
坡體分裂成為幾個(gè)滑坡臺(tái)階。由于滑坡體沿弧形滑動(dòng)面滑動(dòng),因此滑坡臺(tái)階原有地面都向
內(nèi)傾斜呈反坡地形
滑坡舌與滑坡鼓丘:滑坡體前緣常呈舌狀突出,稱為滑坡舌。在滑坡體移動(dòng)過(guò)程中,滑坡
舌前面由于受到阻力擠壓而鼓起,稱為滑坡鼓丘
滑坡湖與滑坡洼地:滑坡滑動(dòng)后,在滑坡壁下部和滑坡臺(tái)階的后緣,即滑坡臺(tái)階的反坡處,
常常形成滑坡洼地。有時(shí)因地表水或地下水出露而形成滑坡湖
滑坡裂隙:滑坡剛滑動(dòng)時(shí),地面出現(xiàn)的縱橫交錯(cuò)的裂隙
圖6-4滑坡的幾何尺寸量測(cè)圖示
1.滑坡斜長(zhǎng).2.滑坡的水平長(zhǎng)度.3.滑坡的最大寬度.4.滑坡的平均寬度,
5.清城的真厚度.6.滑坡的垂直厚度,7.滑坡的平均厚度
4.滑坡及滑坡堆積物
滑坡形成條件:巖性條件,地質(zhì)構(gòu)造條件,地貌條件,氣候和水分條件,地震,人工活動(dòng)
滑坡發(fā)生的過(guò)程
A.蠕動(dòng)變形:后部產(chǎn)生斷續(xù)的張裂縫,中部開(kāi)始微微蠕動(dòng)向前擠壓,出現(xiàn)滑動(dòng)面位移
B.滑動(dòng):上下部同時(shí)滑動(dòng),后部與邊部裂縫貫通
C.穩(wěn)定階段
滑坡分類(lèi)(按運(yùn)動(dòng)形式)
牽引式滑坡:滑坡體前部(下部)首先開(kāi)裂起動(dòng)滑移,而后牽引中、上部巖土體依次開(kāi)裂滑移
的滑坡
推動(dòng)式滑坡:滑坡體先從后緣(斜坡上部)開(kāi)裂,滑坡體后部的巨大勢(shì)能逐漸向中、前部推
進(jìn),在滑坡體前部滑移面附近產(chǎn)生應(yīng)力集中,當(dāng)滑坡體前部的抗剪能力支持不住滑動(dòng)體推
力時(shí)便產(chǎn)生滑動(dòng)
古滑坡的識(shí)別:滑坡壁遺跡,反坡臺(tái)階,坡腳出現(xiàn)滲泉、孤石或弧形突出的堆積體,斜坡
上單溝轉(zhuǎn)向與雙溝同源,巖層傾向異常及埋藏高度的變化,滑坡泥、擦痕、滑動(dòng)面和被填
塞的裂縫
5.泥流
泥流是斜坡上的厚層風(fēng)化土石(或黃土、紅土)被水浸潤(rùn)飽和后,在重力作用下往斜坡下
緩慢(有時(shí)迅速)流動(dòng)的現(xiàn)象。
發(fā)生區(qū)域:熱帶、溫帶發(fā)生于暴雨集中區(qū),坡度20r40之間。寒冷氣候區(qū):形成凍融泥流
地貌:泥流階地、泥流階地群(融凍泥流)
堆積物:泥土與碎石混雜,無(wú)分選和層理。稀性泥石流的主要物源
6.土層蠕動(dòng)
斜坡上的表層巖屑,受溫差或凍脹影響,在重力作用下發(fā)生順坡緩慢移動(dòng)的現(xiàn)象。速度慢,
幾mm~幾十cm/年。但長(zhǎng)期積累也會(huì)引起建筑物的破壞
原因:重力作用,斜坡上碎石片熱脹冷縮,使土層緩慢移動(dòng)
7.片流作用
降雨或冰雪融化后在斜坡表面上形成的面狀水流(片流)對(duì)坡面的破壞作用
它可以帶走雨滴濺起的泥沙,對(duì)坡面上松散的土層產(chǎn)生較均勻的破壞作用,即面狀洗刷作
用。它是水土流失的重要原因。坡度為45度時(shí)片流作用最強(qiáng)
剝蝕地貌:斜坡洗刷帶,可以分為三個(gè)亞帶。微洗刷亞帶,弱洗刷亞帶,強(qiáng)洗刷亞帶
堆積地貌:坡積裙,是坡積物圍繞山坡下部形成的裙邊狀堆積地形;其寬度在山坡較陡處
窄,緩坡地帶則較寬。在平緩丘陵區(qū)坡積裙規(guī)模較大。要注意從坡面坡度、沉積成因等方
面等把坡積裙與倒石錐區(qū)別開(kāi)來(lái)
坡積物
是片流和重力共同作用下,在斜坡地帶堆積的沉積物,其中有時(shí)夾有沖溝和重力的粗粒堆
積物
坡積物巖性,以片流搬運(yùn)的砂、粉砂和亞粘土為主,其正態(tài)概率為細(xì)一段式。角礫以棱角
一次棱角狀為主,短距離搬運(yùn),巖性與斜坡上基巖一致
坡積物厚度,與斜坡形態(tài)和坡面流速有關(guān)
坡積物結(jié)構(gòu)、構(gòu)造
由于片流往坡下運(yùn)動(dòng)速度逐漸變慢,坡積物呈現(xiàn)水平與垂直方向粒度變化
平面上:近坡以粗粒為主,夾細(xì)粒碎石砂土透鏡體,寬度和厚度不大。中部以亞砂土或亞
粘土為主,夾少量碎石透鏡體,寬度和厚度最大。近谷底部為亞粘土,厚度不大;有時(shí)過(guò)
渡為坡積——沖積層
垂直坡面上:形成自下而上由碎石——亞砂土——亞粘土構(gòu)成的韻律層。表面常發(fā)育古土
壤。坡積物層理與坡面傾向、傾角大體一致,巖屑扁平面多順坡向排列,長(zhǎng)軸與坡向近垂
直
3.3斜坡地貌的發(fā)展
發(fā)展是指斜坡的高度、坡度、穩(wěn)定性三個(gè)方面的變化
總趨勢(shì):高——低;陡——緩;不穩(wěn)定——穩(wěn)定。不同坡度,重力作用的方式不同
不同坡度的重力作用類(lèi)型:>50度:崩塌、錯(cuò)落、撒落。40~20度:滑動(dòng)。D、20~30度:
土層蠕動(dòng)。20度:片流作用
斜坡發(fā)展的兩種基本觀點(diǎn)
W.M.戴維斯“平行下降說(shuō)”:在坡面流水作用下,斜坡按下凹形坡面平行降低其高度與坡度,
最終形成有圓頂殘丘的和緩地形。
M.彭克“平行后退說(shuō)”:改造斜坡的動(dòng)力為重力作用,在斜坡演化過(guò)程中上部重力作用不斷
進(jìn)行,使陡坡不斷平行后退,最終形成有尖頂殘丘和山足剝蝕面的和緩地形。彭克認(rèn)為:
斜坡的發(fā)展是由于重力作用而非流水作用,即使到晚期仍有崩塌、錯(cuò)落之類(lèi)的重力作用發(fā)
生。
實(shí)際情況:斜坡演化受巖性、地質(zhì)構(gòu)造、氣候、植被和人為活動(dòng)影響,演變過(guò)程復(fù)雜,既
有平行下降為主的地區(qū)(濕潤(rùn)氣候區(qū)):也有平行后退為主地區(qū)(干燥區(qū)),甚至同一地
區(qū)平行下降和平行后退交替進(jìn)行。
復(fù)習(xí)題
,名詞解釋?zhuān)?/p>
-風(fēng)化殼,古土壤,殘積物,崩塌,錯(cuò)落,撒落,倒石堆,倒石錐,滑坡,滑
坡要素,片流,坡積物
?簡(jiǎn)述殘積物和坡積物的特征
?試對(duì)比土壤與風(fēng)化殼的區(qū)別
?簡(jiǎn)述斜坡重力作用的分類(lèi)
?簡(jiǎn)述滑坡要素和主要的滑坡地貌
?簡(jiǎn)述滑坡形成條件并論述滑坡的防治措施
?古滑坡的識(shí)別標(biāo)志有哪些
滑坡發(fā)生的前兆
1、滑坡前緣出現(xiàn)放射狀裂縫、土體隆起現(xiàn)象;
2、滑坡后緣裂縫急劇擴(kuò)大,并不斷出現(xiàn)新裂縫,后部快速下座,四周巖土體松弛;
3、滑動(dòng)帶巖土體因摩擦錯(cuò)動(dòng)發(fā)出聲響,裂縫中冒出熱氣或冷氣;
4、泉水、民井出現(xiàn)異常現(xiàn)象;
5、動(dòng)植物出現(xiàn)驚恐異?,F(xiàn)象;
6、樹(shù)林出現(xiàn)歪斜現(xiàn)象。
滑坡治理措施
措施:夯填、排水、護(hù)坡、減重、支擋
原則:一是消除或減輕水對(duì)滑坡的作用,即排除滑坡地表水、地下水和防止水對(duì)坡腳掏蝕。
二是增加滑坡的重力平衡條件,即改變滑坡外形,降低滑坡重心和修建支擋建筑物而增加
滑坡抗滑力
抗滑樁與擋墻
牽引式滑坡和推動(dòng)式滑坡的力學(xué)機(jī)制和運(yùn)動(dòng)形式不同,對(duì)它們的整治措施也不一樣。若是
牽引式滑坡,只需針對(duì)前部第一塊坡體設(shè)置抗滑工程就能防治以后的幾塊滑動(dòng);若是推動(dòng)
式滑坡,就需對(duì)整個(gè)滑體作防治工程。
四,流水地貌及堆積物
暫時(shí)性流水地貌與沉積物
?洪流:溝谷中流動(dòng)的、水位暴漲暴落的暫時(shí)性水流稱洪流。
?洪流的特性:常發(fā)生在暴雨或冰雪消融的季節(jié);歷時(shí)短暫,流速大,水道紊亂;搬
運(yùn)力大于河流,分選作用差,地貌塑造和堆積過(guò)程比較迅速,并常伴生災(zāi)害。
水動(dòng)力:E=mv2/2
m:河水流量(m3/S)
根據(jù)流態(tài)及固體徑流量,洪流可分為暫時(shí)性洪流和泥石流,泥石流又可分為粘性泥石流和
稀性泥石流。
1、洪積物及地貌:(D洪積物的巖性、巖相和結(jié)構(gòu);(2)洪積作用地貌
2、泥石流沉積物:(D分類(lèi),(2)形成條件,(3)泥石流堆積物特征,(4)泥石流的防治
(1)洪積作用地貌
①?zèng)_溝:發(fā)育在坡地上的小型流水侵蝕溝谷。
②沖出錐:沖溝水流在溝口形成的小型堆積地貌。
③洪積扇:干旱、半干旱地區(qū)洪流形成的扇狀堆積地貌。
④洪積平原:山前若干洪積扇(或沖積扇)相連形成的中-大型組合形態(tài)。
沖溝:又稱侵蝕溝,是發(fā)育在坡地上的小型流水侵蝕溝谷。沖溝的發(fā)展可以分成細(xì)溝階段、
切溝階段、沖溝階段和坳谷階段。
沖出錐:是沖溝水流在溝口形成的小型堆積地貌。其面積大小僅僅幾平方米到幾十平方米。
與洪積扇的區(qū)別:坡角較陡、分選差、巖相分異不及洪積扇明顯。
洪積扇:多在干旱、半干旱地區(qū)形成;面積:幾平方公里~幾十平方公里不等;水系發(fā)育:
軸部常有干河床,潛水面較深;往扇緣相方向潛水面逐漸升高,潛水在過(guò)渡相與扇緣相交
界地帶溢出地面成泉、河或形成沼澤地或鹽漬地。
洪積平原。定義:山前若干洪積扇(或沖積扇)相連形成的中一大型組合形態(tài)。規(guī)??蛇_(dá)
幾十甚至上千平方公里。形態(tài):縱向上往平原傾斜,平面上波狀起伏。上凸處為洪積扇軸
部,下凹處為扇間
(2)洪積物的巖性、巖相和結(jié)構(gòu)
洪積物的定義:暴雨或冰雪消融季節(jié),含有大量砂石高速運(yùn)動(dòng)的濁水流,分散成多股槽流
或者槽流連接成面狀洪流,從山地流出山口或流入主流河谷,由此堆積形成的扇形堆積物
稱洪積物。
巖性:主要是碎屑混合物,很少發(fā)現(xiàn)化學(xué)沉積物。巖相:A、扇頂相,B、過(guò)渡相,C、扇
緣相。結(jié)構(gòu):多元結(jié)構(gòu)。
各相帶在平面和剖面上都呈過(guò)渡關(guān)系。洪積物巖相界限離山口的距離取決于氣候和新構(gòu)造
運(yùn)動(dòng)對(duì)洪流作用的影響。沉積物厚度最大處在中部,山前有活動(dòng)斷裂時(shí)近斷裂帶最厚。
A、扇頂相:以巨礫、礫石等粗粒沉積物為主(槽洪相),夾有細(xì)粒沉積透鏡體,巨礫間為
后續(xù)水流細(xì)粒充填,發(fā)育急流交錯(cuò)層理。因?yàn)橛卸虝旱暮罄m(xù)水流,使細(xì)粒物質(zhì)被帶走,因
此孔隙度大。
B、過(guò)渡相:從礫石過(guò)渡到砂,以砂為主,為漫洪相砂土夾槽洪相砂礫組成。
C、扇緣相:主要是亞粘土、亞砂土組成(漫洪相)看起來(lái)象“紋泥”,透水性差。
沉積學(xué)標(biāo)志,積結(jié)構(gòu)沉--營(yíng)力結(jié)構(gòu)
洪積物的結(jié)構(gòu)
“多元結(jié)構(gòu)”:槽洪相粗粒沉積物成條狀由扇頂伸入,剖面上呈各種透鏡狀,常與細(xì)粒沉積
物交互,呈現(xiàn)不連續(xù)層狀,稱“多元結(jié)構(gòu)”。礫石透鏡體代表古河道位置,礫石ab面逆指
上游。
洪積物與坡積物的區(qū)別
①洪積物具有明顯的相變,但比較粗①不具分帶現(xiàn)象
略,各帶之間沒(méi)有截然的界線②坡積物來(lái)自附近山坡,一般比洪積物
②具有明顯的地域性,物質(zhì)成分較單一,成分更單純,礫石少,碎屑多,而洪積
不同地點(diǎn)的洪積物巖性差別較大物礫石豐富
③分選性差③分選性比洪積物差
④磨圓度較低④比洪積物的磨圓度低
⑤層理不發(fā)育⑤坡積物略顯層狀
?在剖面上呈現(xiàn)多元結(jié)構(gòu)⑥坡積物多分布于坡麓,構(gòu)成坡積裙,
厚度小;而洪積物分布于溝口形成洪積
扇,厚度較大
洪積扇的研究意義
(1)洪積扇反映氣候變化
A、氣候變濕:
水量增加f沉積物增多一洪積扇面積變大
B、氣候變干:
水量減小一沉積物減少一洪積扇范圍縮小
(2)洪積扇反映構(gòu)造運(yùn)動(dòng)
A、如山體繼續(xù)抬升,山前地帶相對(duì)下降,在老洪積扇前面可形成新的洪積扇,后者部分地
覆蓋在前者之上,成為疊置式洪積扇。
B、如洪積扇的下方相對(duì)下降,則形成的新洪積扇頂端向下遷移,老洪積扇被溝谷水流切割
成為洪積臺(tái)地,或新老洪積扇以溝谷相連,形成念珠式洪積扇。
C、若洪積扇基部發(fā)生構(gòu)造掀斜運(yùn)動(dòng),則洪積扇軸部會(huì)沿構(gòu)造掀斜方向不斷遷移,形成側(cè)疊
式洪積扇。
疊置式洪積扇
洪積扇在新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)影響下,會(huì)發(fā)生明顯的變形。洪積扇形成后,如果山體不斷抬升,山
前平原相對(duì)下降,在已經(jīng)形成的洪積扇上,往往有新洪積扇形成,而且部分地覆蓋在老洪
積扇上,形成壘疊式洪積扇。
串珠狀洪積扇
如果上升的規(guī)模、幅度都比較大,老洪積扇也隨著抬升,那么,它的下方將形成新的洪積
扇,新、老洪積扇呈串珠狀。
不對(duì)稱側(cè)疊式洪積扇
如果新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)在山前不等量升降,則新的洪積扇軸線向一側(cè)移動(dòng),使新、老洪積扇向一
側(cè)壘疊,并形成不對(duì)稱側(cè)疊式的形態(tài)。所以,根據(jù)洪積扇的變形,可以了解新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的
性質(zhì)和強(qiáng)度。
2、泥石流(Debrisflow)
泥石流是洪水夾帶大量固體碎屑物質(zhì)沿著陡峻的山間溝谷下瀉而成的特殊洪流。其中粘性
泥石流是高粘度、高密度和高速運(yùn)動(dòng)的重力流。
?密度大,搬運(yùn)力強(qiáng),是洪流的5-50倍;爆發(fā)突然,來(lái)勢(shì)兇猛;破壞力極大,
是山區(qū)主要地質(zhì)災(zāi)害之一;
?搬運(yùn)介質(zhì)泥、砂、水
?被搬運(yùn)體大石塊
?搬運(yùn)方式懸運(yùn)、推移、慣性移動(dòng)
(1)分類(lèi)
A、流體性質(zhì):粘性、稀性
B、水源條件:降雨型泥石流、冰川型泥石流、冰雪融化型泥石流和潰決型泥石流
C、地貌:溝谷型和山坡型
D、其它(危害性大小,流體中固體物質(zhì)組成,發(fā)生頻率的高低,一次帶出的物質(zhì)量,人
類(lèi)活動(dòng)的關(guān)系)
溝谷型與坡面型
溝谷型泥石流一般流域面積大于0.5平方公里,有明顯的溝道,水系發(fā)育完整。
山坡型泥石流一般流域面積小于0.5平方公里,發(fā)生在山坡上,流域發(fā)育不完整。
(3)泥石流堆積物特征(粘性泥石流)
A、巖性:為與當(dāng)?shù)貛r性一致的石塊、砂、粘土的混雜堆積。
B、分選:極差,與冰硬物相似。
C、粒徑:粒度頻率曲線具雙峰(圖
D、結(jié)構(gòu):有層而無(wú)理,礫石AB面逆指上游。
E:次生構(gòu)造:泥包礫、泥球、充填構(gòu)造、壓楔構(gòu)造;>0.5m以上礫石上有紡錘狀碰撞坑或
擦痕。
(4)泥石流的防治
河流地貌與沖積物
河流動(dòng)能:E=mv2/2m:河水流量(m3/S)上游與下游水動(dòng)力條件的差異
河水的運(yùn)動(dòng)方式水質(zhì)點(diǎn)
層流紊流
河床河谷與河漫灘沖積物
1、河谷
(1)河谷的發(fā)展(橫剖面)“V”形谷一河漫灘河谷一成型河谷。
A、V形谷:以垂直侵蝕作用為主,發(fā)育在河流上游地區(qū)
B、河漫灘河谷:以側(cè)向侵蝕為主,塑造河漫灘
C、成型河谷:既有溯源侵蝕、又有垂直侵蝕;既發(fā)育河漫灘又發(fā)育河流階地,為河谷發(fā)
育的晚期。
"V"形河谷的三個(gè)發(fā):育階或
上游河谷:窄、比降和流速大、水量小、侵蝕強(qiáng)烈、縱斷面呈V字型并多急灘和瀑布的河
段。
中游河谷:比降已經(jīng)和緩,河床位置比較穩(wěn)定,侵蝕和堆積作用大致保持平衡,縱斷面往
往成平滑下凹曲線。
下游河谷:寬廣、河道彎曲,河水流速小而流量大,淤積作用顯著,到處可見(jiàn)沙灘和沙洲。
(1)河谷的發(fā)展(縱剖面)
?凹形、凹凸形、不規(guī)則
?受三重要素影響,侵蝕基準(zhǔn)面、向源侵蝕、巖性。
裂點(diǎn)與巖檻
裂點(diǎn):成型河谷中,每一次侵蝕基準(zhǔn)面下降都會(huì)引起河流溯源侵蝕,溯源侵蝕所達(dá)到的那
一段河床縱向陡坎稱為裂點(diǎn).
巖檻:由于河床上巖性的差異而形成的陡坎.稱為巖檻.
河谷類(lèi)型:侵蝕谷,構(gòu)造谷,多成因谷
(3)河流階地
過(guò)去不同時(shí)期的河谷底部(河床及河漫灘部分),由于河流下切或構(gòu)造抬升(侵蝕基準(zhǔn)面下
降)超出一般洪水面以上,呈階梯狀分布于河谷谷坡上,這種地貌稱為河流階地。
①階地的分類(lèi):侵蝕階地,基座階地,堆積階地,嵌入階地,內(nèi)疊階地,上疊階地,掩埋
階地
侵蝕階地(erosionalterrace):侵蝕階地由基巖組成,階地面上沒(méi)有或殘留零星河流沉積物
基座階地(bedrockseatedterrace):基座階地是指以基巖為基座,基巖頂面覆蓋有河流沖積
物的階地?;A地的形成是由于構(gòu)造上升。河流下切,并切過(guò)原先河谷的底部。
內(nèi)疊階地(in-laidterrace):形成后期階地時(shí),階地下切深度達(dá)到發(fā)育前期階地的谷底,年青
階地的坡麓觸及基巖,新老階地呈內(nèi)疊相接。
埋藏階地(buriedterrace):早期形成的階地,被后期河流沖積物所埋藏,就形成埋藏階地。
階地對(duì)比
類(lèi)型下切深度組成物質(zhì)新老階地接觸關(guān)
系
上疊階地未切穿早期的沉河流沉積物新階地在上
積層老階地在下
內(nèi)疊階地下切深度剛好達(dá)河流沉積物新階地套在老階
到原先的谷底地之內(nèi)
基座階地切過(guò)原先的谷底河流沉積物新階地在老階地
基巖的下方
階地的結(jié)構(gòu)
圖4-34河流階地的結(jié)構(gòu)圖
(據(jù)阿布拉多夫,1954)
A—B—C為切開(kāi)的剖面線;1、2、3.河床沉積物;4.河漫灘沉
積物;5?重力和片流堆積物;I、I、■為斷面或鉆孔位置;力、
隊(duì)、心為河面以上不同鉆孔中巖性長(zhǎng)度:ABC為地形線
②河流階地的研究方法:A、分清真假階地B、作橫剖面C、作縱剖面(階地位相圖)
D、分析新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)
非旋回性階地,即假階地:1、構(gòu)造階地,2、河曲階地,3、河流襲奪階地,4、沖出錐、
洪積扇階地,5、滑坡、泥流階地
2.河床與河漫灘
3沖積物:河流的沉積物統(tǒng)稱為沖積物。其主要鑒別標(biāo)志是:
①礫石成分復(fù)雜,往往具疊瓦狀排列。砂和粉砂的礦物成分中不穩(wěn)定組分較多。
②碎屑物質(zhì)的分選性較好,磨圓度較高。
③沖積物層理發(fā)育,類(lèi)型豐富,層理一般傾向河流下游。
⑤沖積物常呈透鏡狀或豆莢狀,少數(shù)呈板片狀。
⑥沖積物往往具有二元結(jié)構(gòu),下部為河床沉積,上部為河漫灘沉積。
洪積物與沖積物的區(qū)別
①洪積物具有明顯的相變,但比較粗略,①?zèng)_積物具有明顯的相變
各帶之間沒(méi)有截然的界線②礫石成分復(fù)雜,往往具疊瓦狀排列。
②具有明顯的地域性,物質(zhì)成分較單一,砂和粉砂的礦物成分中不穩(wěn)定組分
不同地點(diǎn)的洪積物巖性差別較大較多
③分選性差③分選性較好
④磨圓度較低④磨圓度較高
⑤層理不發(fā)育⑤層理發(fā)育,類(lèi)型豐富,層理一般傾向
⑥在剖面上呈現(xiàn)多元結(jié)構(gòu)下游
@往往具有二元結(jié)構(gòu),下部為河床沉
積,上部為河漫灘沉積
“沖積扇”與“洪積扇”的成因相似,區(qū)別在于前者扇面軸部有常年性河流并形成沖積物,
后者軸部為間歇性河流,主要形成洪積物。
復(fù)習(xí)題
?名詞
-沖出錐;洪積物;洪積扇;泥石流;洪流:河谷;隘谷;障谷;峽谷;河流
階地
?簡(jiǎn)答題
-流水侵蝕作用形成哪些主要地貌形態(tài)?
-坡積物、洪積物、沖積物的地貌標(biāo)志、沉積特征有何區(qū)別?
-河流階地的主要類(lèi)型、特征與圖示
-試述階地研究的新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)意義?
五,風(fēng)成地貌與黃土
風(fēng)力地貌和堆積物:1、風(fēng)的地質(zhì)作用特點(diǎn),2、風(fēng)蝕地貌3、風(fēng)積地貌4、荒漠5、風(fēng)成沙
風(fēng)的地質(zhì)作用特點(diǎn)
>多發(fā)生于植被稀少、地表物質(zhì)疏松、蒸發(fā)量遠(yuǎn)大于降雨量的干旱地區(qū)。
>風(fēng)的地質(zhì)作用是一種純機(jī)械性作用,侵蝕、搬運(yùn)、沉積均以機(jī)械方式進(jìn)行。
>風(fēng)是氣體介質(zhì),多無(wú)固定的流動(dòng)路線。
風(fēng)蝕作用(aeolianerosion)
風(fēng)蝕作用(aeolianerosion):風(fēng)以其自身力量和所挾帶的沙石對(duì)地表巖石、松散物的破壞作
用
吹蝕作用:風(fēng)將地表松散物質(zhì)吹離原地的過(guò)程。對(duì)象主要為粘土-粉砂級(jí)的松散物質(zhì)
磨蝕作用:風(fēng)攜帶的沙粒對(duì)地表巖石的沖擊、磨擦使其破壞的作用
風(fēng)的含沙量具明顯的垂直分帶性,絕大部分沙粒集中近地面,故風(fēng)的磨蝕作用主要發(fā)生在
30cm的高度內(nèi)。
2、風(fēng)蝕地貌
風(fēng)蝕壁龕:風(fēng)沙吹蝕巖壁所形成的蜂窩狀小形態(tài)。龕:kdn,供奉神佛或神主的石室或小^子,
泛指墻上小室
風(fēng)棱石:由風(fēng)沙流長(zhǎng)期磨蝕形成的幾個(gè)磨光面組成棱角明顯的礫石。
風(fēng)蝕蘑菇石:風(fēng)沙流對(duì)孤立突起巖石的長(zhǎng)期磨蝕過(guò)程中,由于風(fēng)沙主要集中在近地面附近
部分,形成上大下小的風(fēng)成蘑菇石。
風(fēng)蝕壟槽:在干旱地區(qū)、干涸的湖底常因干縮而裂隙發(fā)育,風(fēng)沿著裂隙不斷地吹蝕,形成
壟槽地形(雅丹:險(xiǎn)峻的土丘)。
風(fēng)蝕洼地:松散物質(zhì)組成的地面,經(jīng)風(fēng)吹蝕而形成的洼地。
風(fēng)蝕谷:風(fēng)沿著暫時(shí)性洪水所形成的沖溝吹蝕,使谷地進(jìn)一步擴(kuò)大,形成風(fēng)蝕谷。
魔鬼城:在較軟弱的水平巖層分布區(qū),風(fēng)蝕作用常形成一些平頂層狀山丘,類(lèi)似斷壁殘?jiān)?/p>
的千載古城。
19世紀(jì)末至此20世紀(jì)初,瑞典人斯文赫定和英國(guó)人斯坦因,赴羅布泊地區(qū)考察,在撰文中
采用了“Yardang”。于是,“雅丹”一詞就成了世界上地理學(xué)和考古學(xué)的通用術(shù)語(yǔ),專(zhuān)指干
旱地區(qū)的一種特殊地貌。
世界分布
中國(guó)的雅丹地貌面積約2萬(wàn)多平方公里,主要分布于青海柴達(dá)木盆地西北部,疏勒河中下
游和新疆羅布泊周?chē)?。典型的雅丹?-5米,10-20米高的雅丹又稱為mesa(麥薩),即方臺(tái)
地。
非洲乍得盆地的特貝斯荒原的雅丹群范圍最大,約26萬(wàn)平方公里。
而最高大的雅丹在伊朗的盧特荒漠東南部,約2萬(wàn)平方公里,雅丹高200米,風(fēng)蝕谷寬500
米,雅丹呈城脊?fàn)钛由欤L(zhǎng)數(shù)公里至十幾公里。
3、風(fēng)積地貌
(1)信風(fēng)型風(fēng)積地貌
?灌叢沙丘:風(fēng)沙流在前進(jìn)中,遇到障礙物時(shí),便在其背風(fēng)面發(fā)生沉積,形成各種不
規(guī)則的沙堆,是不穩(wěn)定的堆積體。
?新月形沙丘:是一種平面形如新月的沙丘。其縱剖面有兩個(gè)不對(duì)稱斜坡:迎風(fēng)坡微
凸而平緩,延伸較長(zhǎng),坡度5~20°,背風(fēng)坡微凹而陡,坡度為28~34°。
?縱向沙壟:大致順著主要風(fēng)向延伸的長(zhǎng)壟狀沙丘。高度一般為10~30m,長(zhǎng)數(shù)百米
至數(shù)十公里。(形成因素:灌叢沙堆發(fā)育而來(lái),由新月型沙丘發(fā)展而成,受地形條
件控制而形成,由單向風(fēng)和龍卷風(fēng)相互作用而成)
?拋物線沙丘:形態(tài)與新月型沙丘相反,沙丘的2個(gè)翼角指向風(fēng)源方向,沙丘的凹側(cè)
迎風(fēng),平面上像一條拋物線,一般高2~8m.
(2)季風(fēng)-軟風(fēng)型風(fēng)積地貌
指在2個(gè)方向相反的風(fēng)交替作用時(shí),其中一個(gè)風(fēng)向占優(yōu)勢(shì)所形成的沙丘。風(fēng)積地貌的
排列延伸方向大都與主風(fēng)向垂直,沙丘經(jīng)常是前后往返或移動(dòng)。
?新月形沙丘鏈:在2個(gè)方向相反的風(fēng)物交替作用下,新月形沙丘的翼角彼此相連面
形成新月形沙丘鏈,高度一般為10~30m,長(zhǎng)幾百米至幾公里。
?橫向沙壟:一種巨形的復(fù)合新月形沙丘鏈,長(zhǎng)10~20km,一般高50-100m,最高可
達(dá)400m。沙壟整體比較平直,兩側(cè)不對(duì)稱,背風(fēng)坡陡,迎風(fēng)坡平緩。
?梁窩狀沙地:由隆起的沙脊梁與半月形的沙窩相間組成。
?新月形沙丘鏈:在2個(gè)方向相反的風(fēng)物交替作用下,新月形沙丘的翼角彼此相連面
形成新月形沙丘鏈,高度一般為10~30m,長(zhǎng)幾百米至幾公里。
?橫向沙壟:一種巨形的復(fù)合新月形沙丘鏈,長(zhǎng)10~20km,一般高50-100m,最高可
達(dá)400m。沙壟整體比較平直,兩側(cè)不對(duì)稱,背風(fēng)坡陡,迎風(fēng)坡平緩。
?梁窩狀沙地:由隆起的沙脊梁與半月形的沙窩相間組成。
4、荒漠
氣候干旱、地面缺乏植物覆蓋,組成物質(zhì)粗瘠的自然帶,稱為荒漠。干旱荒漠面積約占全
球陸地總面積的1/4左右,主要分布在兩個(gè)地區(qū),一是南北緯15~35度之間的亞熱帶,二是
溫帶的內(nèi)陸地區(qū)。根據(jù)荒漠地貌特征和地表物質(zhì)組成,可將荒漠分成巖漠、礫漠、沙漠和
泥漠四種類(lèi)型。
巖漠:多形成在荒漠區(qū)的山前地帶,地面被切割得破碎不堪,山嶺陡峭,石骨嶙峋,基巖
突露地表。在干旱的地區(qū),巖石表面上的石子、沙粒和塵土被風(fēng)和暴雨完全搬走,留下了
一個(gè)裸露的巖石表面,這種地形叫做巖漠。
礫
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