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第五章外動(dòng)力地質(zhì)作用與沉積巖的形成——地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)地質(zhì)營(yíng)力與地質(zhì)作用外地質(zhì)營(yíng)力/作用內(nèi)地質(zhì)營(yíng)力/作用風(fēng)化作用剝蝕作用搬運(yùn)作用沉積作用成巖作用一、地質(zhì)營(yíng)力地質(zhì)營(yíng)力,一般指引起巖石圈物質(zhì)組成、內(nèi)部結(jié)構(gòu)和地表形態(tài)運(yùn)動(dòng)和變化的自然動(dòng)力。根據(jù)能量的來源,可將地質(zhì)營(yíng)力分為外地質(zhì)營(yíng)力和內(nèi)地質(zhì)營(yíng)力。1.外地質(zhì)營(yíng)力外地質(zhì)營(yíng)力,能量來自于地球的外部,包括太陽(yáng)能、日月引力能、隕石撞擊能等,以及大氣、水和生物在太陽(yáng)能、重力能等的影響下產(chǎn)生的動(dòng)力。外地質(zhì)營(yíng)力包括水、冰、風(fēng)和生物四種類型,主要作用于地殼的表層,造成地形高差的減小,使地勢(shì)趨于平坦。2.內(nèi)地質(zhì)營(yíng)力內(nèi)地質(zhì)營(yíng)力,能量來自于地球的內(nèi)部,如內(nèi)熱能、重力能、地球旋轉(zhuǎn)能、化學(xué)能和結(jié)晶能等,但常常可以影響到地球的表層,如可以表現(xiàn)為火山作用、構(gòu)造運(yùn)動(dòng)及地震等。內(nèi)地質(zhì)營(yíng)力主要包括構(gòu)造營(yíng)力和巖漿營(yíng)力,它作用于整個(gè)地球,特別是巖石圈,不僅使巖石圈的物質(zhì)發(fā)生變化,同時(shí)也是地表形態(tài)發(fā)生改變,如大陸的漂移、山脈的形成等,造成地面的起伏。外地質(zhì)營(yíng)力水冰川風(fēng)生物地面流水海水:波浪、潮汐、洋流、濁流地下水地質(zhì)營(yíng)力內(nèi)地質(zhì)營(yíng)力構(gòu)造:引起巖石圈發(fā)生機(jī)械運(yùn)動(dòng)的自然動(dòng)力巖漿:通過巖漿的溫度、壓力和運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)出來的自然動(dòng)力等。。。二、地質(zhì)作用地質(zhì)作用,地質(zhì)營(yíng)力引起的,造成地殼運(yùn)動(dòng)與變化的各種自然作用稱之為地質(zhì)作用。根據(jù)產(chǎn)生地質(zhì)作用的能源及作用發(fā)生的部位,分為內(nèi)力地質(zhì)作用和外力地質(zhì)作用。
地質(zhì)作用既發(fā)生于地表,也發(fā)生于地球內(nèi)部。有的強(qiáng)烈急促,如地震;有的微弱緩慢,如風(fēng)化作用。地球的地表現(xiàn)狀是地質(zhì)作用對(duì)地球表面長(zhǎng)期改造的結(jié)果。外力地質(zhì)作用按地質(zhì)營(yíng)力分按作用過程地面流水、地下水、湖泊和沼澤、海水冰川地質(zhì)作用內(nèi)力地質(zhì)作用構(gòu)造作用變質(zhì)作用巖漿作用地震作用風(fēng)生物風(fēng)化作用剝蝕作用搬運(yùn)作用沉積作用成巖作用1.外地質(zhì)作用外力地質(zhì)作用,由外地質(zhì)營(yíng)力引起的,使地殼物質(zhì)成分和地表形態(tài)改變的地質(zhì)作用。根據(jù)地質(zhì)營(yíng)力,分為地面流水、地下水、湖泊和沼澤、海洋、冰川、風(fēng)和生物地質(zhì)作用;根據(jù)作用程序,分為風(fēng)化作用、剝蝕作用、搬運(yùn)作用、沉積作用和成巖作用。風(fēng)化作用風(fēng)化作用,是指表生條件下(常溫、常壓、富氧和水),由于氣溫、大氣、水和生物等的作用,使巖石和礦物在原地遭受分解和破壞的過程。外力地質(zhì)作用剝蝕作用剝蝕作用,是河流、地下水、冰川、風(fēng)等各種外地質(zhì)營(yíng)力,在運(yùn)動(dòng)中對(duì)地表巖石和地表形態(tài)的破壞作用。外力地質(zhì)作用搬運(yùn)作用搬運(yùn)作用,是地質(zhì)營(yíng)力將風(fēng)化、剝蝕作用形成的物質(zhì)從原地搬往他處的過程。外力地質(zhì)作用沉積作用沉積作用,是各種被外營(yíng)力搬運(yùn)的物質(zhì)因營(yíng)力動(dòng)能減小,或介質(zhì)的物化條件發(fā)生變化而沉淀、堆積的過程。
外力地質(zhì)作用成巖作用成巖作用,是松散沉積物轉(zhuǎn)變?yōu)閳?jiān)硬巖石的過程。這種過程往往是因上覆沉積物的重荷壓力作用使下層沉積物減少孔隙,排除水分、碎屑顆粒間的聯(lián)系力增強(qiáng)而發(fā)生;也可以因碎屑間隙中的充填物質(zhì)具有粘結(jié)力,或因壓力、溫度的影響,沉積物部分溶解并再結(jié)晶而發(fā)生。外力地質(zhì)作用2.內(nèi)地質(zhì)作用內(nèi)力地質(zhì)作用,由內(nèi)地質(zhì)營(yíng)力引起的,使地殼或巖石圈物質(zhì)成分、內(nèi)部結(jié)構(gòu)以及地表形態(tài)發(fā)生改變的作用。內(nèi)力地質(zhì)作用是因地球內(nèi)部能產(chǎn)生的地質(zhì)作用,這類地質(zhì)作用主要發(fā)生在地下深處,有的可波及到地表。它使巖石圈發(fā)生變形、變位,或發(fā)生變質(zhì),或發(fā)生物質(zhì)重熔,以至形成新巖石。分為構(gòu)造運(yùn)動(dòng)、地震作用、巖漿作用和變質(zhì)作用。
構(gòu)造作用構(gòu)造運(yùn)動(dòng),是指巖石圈物質(zhì)的機(jī)械運(yùn)動(dòng)。它有垂直和水平兩種運(yùn)動(dòng)形式。構(gòu)造運(yùn)動(dòng)可使巖石變形、變位,形成各種構(gòu)造形跡,塑造巖石圈的構(gòu)造,并決定地表形態(tài)發(fā)育的基礎(chǔ)。構(gòu)造運(yùn)動(dòng)可引起海陸變遷。內(nèi)力地質(zhì)作用地震作用地震,是巖石中積蓄的應(yīng)變能以彈性波形式突然釋放而引起的地球內(nèi)部的快速顫動(dòng)。地震發(fā)源于地下深處,并波及地表。絕大多數(shù)地震是構(gòu)造運(yùn)動(dòng)引起巖石斷裂而發(fā)生的。內(nèi)力地質(zhì)作用巖漿作用巖漿作用,是巖漿從形成、運(yùn)動(dòng)直到冷凝成巖的全過程。巖漿是地下巖石的高溫(800~1200℃)熔融體。它不連續(xù)地發(fā)源于地幔頂部或地殼深部。巖漿形成后循軟弱帶從深部向淺部運(yùn)動(dòng),在運(yùn)動(dòng)中隨溫度、壓力的降低,本身也發(fā)生變化,并與周圍巖石相互作用。內(nèi)力地質(zhì)作用變質(zhì)作用變質(zhì)作用,是巖石在風(fēng)化帶以下,受溫度、壓力和流體物質(zhì)的影響,在固態(tài)下轉(zhuǎn)變成新的巖石的作用。巖石變質(zhì)后,其原有構(gòu)造、礦物成分都有不同程度的變化,有的可完全改變?cè)瓗r特征。內(nèi)力地質(zhì)作用內(nèi)、外力地質(zhì)作用互有聯(lián)系,但發(fā)展趨勢(shì)相反。內(nèi)力作用使地球內(nèi)部和地殼的組成和結(jié)構(gòu)復(fù)雜化,造成地表高低起伏;外力作用使地殼原有的組成和構(gòu)造改變,夷平地表的起伏,向單一化發(fā)展。一般來說,內(nèi)力作用控制著外力作用的過程和發(fā)展。內(nèi)外力地質(zhì)作用之間的關(guān)系地質(zhì)營(yíng)力與地質(zhì)作用風(fēng)化作用物理風(fēng)化作用化學(xué)風(fēng)化作用影響風(fēng)化作用的因素剝蝕作用搬運(yùn)作用沉積作用成巖作用三、風(fēng)化作用風(fēng)化作用,是指表生條件下(常溫、常壓、富氧和水),由于氣溫、大氣、水和生物等的作用,使巖石和礦物在原地遭受分解和破壞的過程。有以下3種類型:物理風(fēng)化化學(xué)風(fēng)化生物風(fēng)化在自然界以上3種風(fēng)化作用可能并存,但在不同的地區(qū)可能以某一種或兩種為主。物理風(fēng)化作用,由于溫度的反復(fù)變化等原因,使得巖石或礦物在原地發(fā)生機(jī)械破碎,而化學(xué)性質(zhì)不發(fā)生改變的過程。有以下幾種方式:溫差風(fēng)化冰劈作用鹽類的結(jié)晶與潮解作用物理風(fēng)化作用的產(chǎn)物特點(diǎn):物理風(fēng)化的產(chǎn)物多為大小不等的棱角狀巖石碎塊,地形平坦處碎屑物覆蓋在基巖表面,地形陡峭處,則在坡角形成倒石堆。1.物理風(fēng)化作用溫差風(fēng)化作用,巖石表層因溫度的周期性變化,使巖石破碎的過程產(chǎn)生的原因:外因:因溫度的變化,造成巖石里外受熱不均;內(nèi)因:巖石的組成礦物的膨脹系數(shù)不同。(1)溫差風(fēng)化溫差風(fēng)化作用的地域:在溫差較大的地區(qū),如內(nèi)陸干旱沙漠、戈壁灘等,裸露的巖石,因反復(fù)的膨脹、收縮,使原來完整的巖石最終崩解為大小不等的碎塊,并逐漸趨于圓化。(1)溫差風(fēng)化舌狀冰劈作用,巖石裂隙中的水,因結(jié)冰體積膨脹而使裂隙進(jìn)一步擴(kuò)大的過程。封閉在裂隙中的水,結(jié)冰時(shí)體積將增大1/11,并對(duì)巖壁產(chǎn)生960公斤/平方厘米的壓力,足以使裂隙進(jìn)一步擴(kuò)大。(2)冰劈作用冰劈作用的地域:主要發(fā)生在高緯寒冷地帶(如南極)和中低緯高山區(qū),特別是在晝夜變化在0℃上下的雪線地區(qū)(如非洲乞力馬扎羅山腳
)。(2)冰劈作用南極冰劈作用非洲乞力馬扎羅山(3)鹽類的結(jié)晶與潮解作用鹽類的結(jié)晶與潮解作用,巖石裂隙中充填含有鹽分的水溶液時(shí),白天烈日曝曬,水分蒸發(fā),巖類物質(zhì)因過飽和而結(jié)晶,體積膨脹,撐開裂隙;夜間氣溫降低,鹽類從大氣吸收水分溶解,并滲透到巖石裂隙中,如此反復(fù),直至巖石破裂的作用。(3)鹽類的結(jié)晶與潮解作用鹽類的結(jié)晶與潮解作用的地域:巖石裂隙中充填含有鹽分的水溶液時(shí),主要發(fā)生在降水量少,蒸發(fā)強(qiáng)烈的干旱、半干旱地區(qū),特別使內(nèi)陸鹽湖地區(qū),如我國(guó)的塔里木和柴達(dá)木盆地。化學(xué)風(fēng)化作用,出露地表的巖石或礦物,因大氣中水、氧等的作用,而發(fā)生化學(xué)反應(yīng),導(dǎo)致巖石或礦物成分改變,巖石遭受破壞的過程。有以下幾種方式:溶解作用水解作用氧化作用2.化學(xué)風(fēng)化作用溶解作用,巖石中某些溶解度較大的礦物(鹵化物、硫硅酸鹽等)易溶于水,并隨水流失。另外方解石雖不溶于水(純水),但當(dāng)水中含有二氧化碳時(shí),則可形成可溶性的碳酸氫鈣隨水流失。如碳酸巖分布區(qū)的喀斯特地貌。(1)溶解作用水解作用,是指水中的H+和OH-離子,與水中礦物離解的各種離子發(fā)生置換反應(yīng)(特別是堿金屬離子),形成可溶性的溶液或膠體物質(zhì),隨水流失,從而造成巖石的破壞。例如鉀長(zhǎng)石與水作用形成高嶺石(不溶)+二氧化硅(膠體)+氫氧化鉀(溶液)。(2)水解作用氧化作用,巖石中的礦物與水中或大氣中的游離氧發(fā)生化學(xué)反應(yīng),致使巖石遭受破壞的過程。礦物大多數(shù)形成的地下缺氧環(huán)境,一旦出露地表,由低價(jià)元素組成的礦物最易氧化成高價(jià)元素礦物。例如黃鐵礦被氧化成褐鐵礦等。(3)氧化作用褐鐵礦化學(xué)風(fēng)化作用的區(qū)域:主要發(fā)生在中低緯高溫、多雨、潮濕地帶,如熱帶-亞熱帶雨林地區(qū)。化學(xué)風(fēng)化作用的產(chǎn)物特點(diǎn):化學(xué)風(fēng)化不僅改變了巖石中組成礦物的化學(xué)成分,同時(shí)也使得原先堅(jiān)硬的巖石變的松散多孔,其礦物組合以在表生條件下穩(wěn)定的元素(Si,Fe,Al)的礦物組合為主,如褐鐵礦、鋁土礦等。2.化學(xué)風(fēng)化作用生物風(fēng)化作用,生物的生命活動(dòng)引起巖石破壞、分解的作用。有以下幾種方式:生物的機(jī)械破壞作用——物理風(fēng)化生物的化學(xué)風(fēng)化作用——化學(xué)風(fēng)化3.生物風(fēng)化作用生物的機(jī)械破壞作用,生物在其活動(dòng)過程中,因挖掘洞穴,蚯蚓、螞蟻等的翻土,可造成巖石的機(jī)械破壞作用,另外較高等植物的根系在生長(zhǎng)時(shí)對(duì)巖石有撐脹力,隨著根系的不斷生長(zhǎng),也會(huì)使巖石裂隙不斷擴(kuò)大終致崩裂、破碎。(1)生物的機(jī)械破壞作用根劈作用生物的化學(xué)風(fēng)化作用,地表附近的土壤中有大量的細(xì)菌、藻類、真菌等,即使在極地的巖石表面和裂縫中也有地衣生存。它們?cè)谛玛惔x過程中分泌的有機(jī)酸會(huì)引起巖石分解。較高等植物的根系釋放的有機(jī)酸和CO2,也會(huì)破壞巖石。生物死后,遺體腐爛分解出的腐殖酸等會(huì)使巖石分解等。(2)生物的化學(xué)風(fēng)化作用風(fēng)化殼,由殘積物和土壤構(gòu)成的、不連續(xù)地覆蓋于基巖上的薄殼,稱為風(fēng)化殼。風(fēng)化殼的成分和厚度隨地而異,厚度可從幾厘米到幾十米,甚至上百米不等。在剖面上風(fēng)化殼自上而下分為3層:土壤層(Ⅰ);殘積層(Ⅱ);半風(fēng)化巖石(Ⅲ);風(fēng)化殼下為基巖(Ⅳ)。古風(fēng)化殼,地質(zhì)歷史時(shí)期形成的風(fēng)化殼,是一個(gè)地區(qū)長(zhǎng)期出露地表并遭受風(fēng)化剝蝕的證據(jù)。4.風(fēng)化作用的產(chǎn)物——風(fēng)化殼土壤層殘積層半風(fēng)化層鐵嶺組上段(Pt2t)結(jié)晶白云巖馬嶺組(Pt3x)千枚狀板巖(1)古風(fēng)化殼,地質(zhì)歷史時(shí)期形成的風(fēng)化殼,是一個(gè)地區(qū)長(zhǎng)期出露地表并遭受風(fēng)化剝蝕的證據(jù)。4.風(fēng)化殼周口店八角寨(2)殘積物,
出露地表的巖石經(jīng)長(zhǎng)期物理和化學(xué)風(fēng)化后,基本在原地形成的松散風(fēng)化物稱之為殘積物。殘積物主要由粘土和為完全風(fēng)化的巖石碎屑組成;(3)土壤,殘積物經(jīng)生物風(fēng)化作用改造后,形成富含腐殖質(zhì)的表層。4.風(fēng)化殼(1)氣候條件(溫度、降水量、生物等)(2)地形條件(3)基巖巖性(4)時(shí)間5.影響風(fēng)化作用的因素氣候是影響風(fēng)化作用的基本因素。大氣溫差變化越大,物理風(fēng)化越強(qiáng);水量充足有利于物質(zhì)間的化學(xué)反應(yīng);生物,尤其是植物的大量繁殖促進(jìn)生物風(fēng)化等。不同氣候帶的風(fēng)化作用類型和發(fā)育程度不同。極地嚴(yán)寒,降水以雪為主,物理風(fēng)化最為強(qiáng)烈,幾乎沒有化學(xué)風(fēng)化;熱帶、亞熱帶高溫多雨,化學(xué)風(fēng)化強(qiáng)烈,常可達(dá)到風(fēng)化作用的終極階段;溫帶,氣候條件適中,化學(xué)風(fēng)化與物理風(fēng)化發(fā)育程度大致相當(dāng);干旱荒漠區(qū)溫差大、雨量小,物理風(fēng)化作用很強(qiáng)烈。(1)氣候條件地形可影響局部氣候條件,從而影響風(fēng)化作用。中低緯度高山地區(qū)的不同高度上有不同的氣候帶;山脈坡地的朝向造成不同的局部小氣候,因而風(fēng)化類型、風(fēng)化產(chǎn)物有不同。地形的陡緩則直接影響風(fēng)化作用的進(jìn)展?fàn)顩r和風(fēng)化產(chǎn)物保存條件。地形平緩,地下水位高,有利于化學(xué)風(fēng)化和風(fēng)化產(chǎn)物的保存,殘積層厚,利于風(fēng)化作用發(fā)展到最后階段。地形陡峻,利于水的排泄,元素容易遷移,風(fēng)化產(chǎn)物不易保存,因而殘積層薄,物理風(fēng)化比較顯著。(2)地形條件基巖巖性是影響風(fēng)化作用的內(nèi)在因素。巖石的種類,造巖礦物的物理和化學(xué)性質(zhì),巖石的結(jié)構(gòu)和構(gòu)造都影響風(fēng)化作用。此外,巖石中膠結(jié)物的成分和膠結(jié)方式、巖石裂隙發(fā)育程度等,也都影響巖石的抗風(fēng)化能力。(3)基巖巖性巖石形成時(shí)的溫度、壓力等條件與地表相差越大,巖石易風(fēng)化;多種礦物組成的巖石,比單礦物組成的巖石易風(fēng)化;深色礦物比淺色礦物吸熱、散熱均快,故含深色礦物多的巖石易風(fēng)化;巖石的組成礦物顆粒粗、粒徑不均勻的比細(xì)而均勻的易受溫差風(fēng)化;造巖礦物中化學(xué)成分穩(wěn)定的,往往只被機(jī)械破碎而幾乎不發(fā)生化學(xué)分解;而化學(xué)成分不穩(wěn)定的,則易遭風(fēng)化分解。(3)基巖巖性在同一地區(qū)出露的巖層,因巖性的不同,抗風(fēng)化的能力不同,造成不同巖性的巖層風(fēng)化程度的不同,這種現(xiàn)象稱之為差異風(fēng)化現(xiàn)象。
南極風(fēng)化速率,單位時(shí)間內(nèi)風(fēng)化的強(qiáng)度。不同的巖石風(fēng)化速率不同;相同巖石在不同的地域(如干旱地區(qū)vs.濕潤(rùn)地區(qū)),風(fēng)化速率不同;不同的風(fēng)化作用條件下(物理風(fēng)化VS.化學(xué)風(fēng)化),風(fēng)化速率不同。在相同的外界條件下,同樣的巖石遭受風(fēng)化的時(shí)間越長(zhǎng),風(fēng)化程度越強(qiáng)。(4)時(shí)間地質(zhì)營(yíng)力與地質(zhì)作用風(fēng)化作用剝蝕作用
水(河流、海洋、冰川、地下水)
風(fēng)搬運(yùn)作用沉積作用成巖作用河流的侵蝕作用地面流水概述河流的侵蝕作用地下水的侵蝕作用(自學(xué))海洋的侵蝕作用冰川的侵蝕作用風(fēng)的剝蝕作用陸地流水:
地面流水、地下水溶洞一、地面流水地面流水,在重力作用下,沿陸地表面由高處向低處流動(dòng)的液態(tài)水。補(bǔ)給方式:主要來自大氣降水,其次是冰雪融水和地下水。根據(jù)水源補(bǔ)給方式分為常年性地面流水(河流)與暫時(shí)性地面流水(片流、洪流)兩種基本類型。片流洪流河流片流:沿斜坡無(wú)固定水道的面狀流水,水層薄、流速慢、網(wǎng)狀分布。1.片流1.片流片流的洗刷作用:片流主要由大-暴雨形成,片流洗刷地表松散物質(zhì),并將其搬運(yùn)到坡角的過程稱其為洗刷作用。片流不僅將巖石表面的松散物沖離原地,而且也可將地表坡面切割成不規(guī)則的淺槽,有利于風(fēng)化作用的進(jìn)一步進(jìn)行。片流淺槽片流洪流河流2.洪流洪流:由片流匯聚而成,沿河谷流動(dòng),流速快、流量大、有固定水道。2.洪流洪流的地質(zhì)作用:片流在低洼出匯聚成洪流,洪流以其自身的動(dòng)力或裹挾的沙石對(duì)溝谷的破壞,以及將碎屑物搬運(yùn)到低處沉積的過程稱之為洪流的地質(zhì)作用。當(dāng)洪流下切至地下含水層造成常年性水源補(bǔ)給時(shí),洪流則變成為河流。洪流多發(fā)育于山區(qū),縱坡降比較大,因此下蝕作用十分強(qiáng)烈,常將地表切割成較深的線狀溝谷—沖溝。我國(guó)黃土高原地區(qū)因其沖溝十分發(fā)育,形成了獨(dú)特的地貌。2.洪流片流洪流河流3.河流河流,為常年性地面流水,流水主要來源為冰雪溶水和泉水。3.河流河流是塑造大陸地表形態(tài)最主要的因素,因此河流的地質(zhì)作用是外動(dòng)力地質(zhì)作用章節(jié)的重點(diǎn)內(nèi)容。根據(jù)水質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的軌跡與總體運(yùn)動(dòng)方向的關(guān)系可分為層流、紊流和環(huán)流。層流層流:水質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡與總體運(yùn)動(dòng)方向平行,通常發(fā)育于流速緩慢、河床平坦的區(qū)域。紊流紊流:水質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方向與運(yùn)動(dòng)速度隨時(shí)改變,運(yùn)動(dòng)軌跡呈不規(guī)則的水流。紊流是河水水質(zhì)點(diǎn)的主要運(yùn)動(dòng)形式。紊流中上升流的上舉力,可促使水中的泥沙進(jìn)行懸浮搬運(yùn);另外河床底的障礙物也可產(chǎn)生紊流(旋渦)等。環(huán)流環(huán)流:水質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡繞總體運(yùn)動(dòng)方向軸線作環(huán)狀運(yùn)動(dòng)。分為:?jiǎn)蜗颦h(huán)流與雙向環(huán)流。單向環(huán)流,當(dāng)水流進(jìn)入彎曲河道時(shí),主流線向外側(cè)(凹岸)偏離,使得表流流向凹岸、下沉,而底流則從凹岸流向凸岸,形成單向橫向環(huán)流。造成凹岸的侵蝕和凸岸的沉積。環(huán)流雙向環(huán)流,在順直河道,水質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡在垂直水流的橫斷面上的投影為兩個(gè)環(huán),它們的運(yùn)動(dòng)方向相反,對(duì)稱分布于河床主流線兩側(cè)。平水期表流由兩岸流向中央,底流由中央流向兩岸,形成凹面;洪水期則反之,形成凸面。(1)地面流水的動(dòng)能:地面流水總是將自身的勢(shì)能轉(zhuǎn)變?yōu)閯?dòng)能(E),流水的動(dòng)能則受流量(M)和流速(V)的影響,關(guān)系式為:E=1/2MV2。從上式可以看出,流速的微小變化,對(duì)其動(dòng)能的影響十分大。(2)地面流水的負(fù)載:地面流水在流動(dòng)過程中所消耗的全部能量稱為流水的負(fù)載。動(dòng)能與負(fù)載有下列關(guān)系:1)動(dòng)能>負(fù)載,流水以侵蝕為主(上游區(qū))2)動(dòng)能=負(fù)載,流水以搬運(yùn)為主(中游區(qū))3)動(dòng)能<負(fù)載
,流水以沉積為主(下游區(qū))4.地面流水的水動(dòng)力狀態(tài)二、河流的侵蝕作用河流的侵蝕作用,是指河流通過物理(機(jī)械)和化學(xué)方式對(duì)河床及兩側(cè)巖石的破壞作用。河流的侵蝕作用以機(jī)械侵蝕作用為主,化學(xué)溶蝕較弱(僅在可溶性巖石分布區(qū)明顯),故本章僅介紹機(jī)械侵蝕作用。河流的機(jī)械侵蝕作用河流的機(jī)械侵蝕作用,是指河流通過自身的動(dòng)力及裹挾的沙石對(duì)河床底部及河岸兩側(cè)巖石的機(jī)械沖蝕與磨蝕的作用。沖蝕作用,河水本身的沖擊力對(duì)河床巖石的破壞作用,一般在地形變化較陡地區(qū);磨蝕作用,河水?dāng)y帶的砂、礫對(duì)河床巖石的磨損破壞作用。根據(jù)河流侵蝕作用的方向,又可分為下蝕作用與側(cè)蝕作用兩種基本類型。下蝕作用下蝕作用,河流對(duì)河床底部巖石的侵蝕,使河床降低,河谷加深的作用。河谷,河流流經(jīng)的槽狀谷地。谷坡河床河漫灘階地下蝕作用影響河流下蝕作用的因素:主要有河水的流速、含沙量以及組成河床的巖石性質(zhì)等。(1)通常河流的上游區(qū)或山區(qū)河流,縱坡降比較大,流速快,下蝕作用強(qiáng)烈,河谷常呈“V字型”。金沙江虎跳峽下蝕作用(2)因組成河床的巖石性質(zhì)不同,軟弱巖層下蝕程度較大,堅(jiān)硬巖層下蝕程度較小,從而形成跌水—瀑布
伊瓜蘇瀑布下蝕作用(3)河谷、瀑布具有向上游遷移,并逐漸消失的規(guī)律,稱為河流的向源侵蝕作用黃果樹蘇瀑布下蝕作用(4)同一分水嶺兩側(cè)的河流,因向源侵蝕延長(zhǎng)以至相遇,下蝕作用強(qiáng)的將下蝕作用弱的河流河水奪走,這種現(xiàn)象稱之為河流的襲奪現(xiàn)象河流的襲奪下蝕作用(5)
河流入湖或海時(shí),相對(duì)靜止的湖水或海水對(duì)河水的頂托作用,使河流的下蝕作用停止,此時(shí)的湖水或海水的水面是河流下蝕作用的極限面,稱為侵蝕基準(zhǔn)面。侵蝕基準(zhǔn)面分為兩種類型:暫時(shí)性侵蝕基準(zhǔn)面(湖水面等)和最終侵蝕基準(zhǔn)面(海水面)。側(cè)蝕作用側(cè)蝕作用,河流通過自身的動(dòng)力及裹挾的沙石對(duì)河床兩岸或谷坡的破壞作用。產(chǎn)生原因:側(cè)蝕作用主要由于彎曲的河道處形成的單向環(huán)流不斷對(duì)凹岸侵蝕,使其后退。同時(shí)將侵蝕下來的碎屑物質(zhì)搬運(yùn)至凸岸堆積,使凸岸不斷延伸北戴河大石河河谷側(cè)蝕作用(1)隨著河流的側(cè)蝕作用的不斷進(jìn)行,河床越來越彎曲,形成連續(xù)彎曲的河床,稱之為河曲。側(cè)蝕作用(2)河曲進(jìn)一步發(fā)展成為極度彎曲的河床稱為蛇曲。側(cè)蝕作用(3)河床在河谷中來回遷移,使谷底寬而平坦成為箱狀稱“箱”形谷。蛇曲相鄰的兩凹岸不斷靠近,最終貫通,這種現(xiàn)象稱之為“截彎曲直現(xiàn)象”,而廢棄的河道因形似牛軛,故稱其為牛軛湖。牛軛湖截彎曲直“箱”形谷蛇曲河流的侵蝕作用地下水的侵蝕作用(自學(xué))海洋的侵蝕作用海水概述海洋的侵蝕作用冰川的侵蝕作用風(fēng)的剝蝕作用一、海水海洋是地球上最大的水體,也是最大的沉積場(chǎng)所。海洋的地質(zhì)作用是外動(dòng)力地質(zhì)作用的重要章節(jié)。根據(jù)海水的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生原因及特點(diǎn),將海水的運(yùn)動(dòng)分為波浪、潮汐、洋流和濁流。波浪運(yùn)動(dòng)1.海水的波浪運(yùn)動(dòng),由于風(fēng)等原因引起海水波狀起伏的運(yùn)動(dòng)稱為波浪運(yùn)動(dòng)。波浪運(yùn)動(dòng)2.波浪要素波峰波谷波長(zhǎng)波高波浪運(yùn)動(dòng)3.水質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡與浪基面水質(zhì)點(diǎn)圓周運(yùn)動(dòng)的直徑隨深度的增加呈指數(shù)遞減,在水深等于1/2波長(zhǎng)時(shí),水質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)軌跡的直徑僅為0.04波高,波浪在此很微弱。一般把1/2波長(zhǎng)的深度看作波浪作用的下限,并把這一深度帶稱為浪基面。浪基面波浪運(yùn)動(dòng)4.波浪的分帶(1)深水區(qū),水深>1/2波長(zhǎng),組成波浪的水質(zhì)點(diǎn)作圓周運(yùn)動(dòng),圓周的直徑=波高。水質(zhì)點(diǎn)在上半圓(波峰)的運(yùn)動(dòng)方向與波浪前進(jìn)的方向一致,而下半圓(波谷)與波浪前進(jìn)的方向相反,波形是對(duì)稱的。浪基面波浪運(yùn)動(dòng)4.波浪的分帶(2)淺水區(qū),水深<1/2波長(zhǎng),但水深>波高,在浪基面以上的海域,水質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡變成橢圓形,隨著水深變淺,橢圓形軌跡的扁率越來越大。受海底摩擦作用影響,軌跡的上半部分相對(duì)加快,下半部分相對(duì)減慢,使波峰前傾,波形不對(duì)稱。浪基面潛水區(qū)不對(duì)稱波形深水區(qū)波浪運(yùn)動(dòng)4.波浪的分帶(3)激浪帶,水深<波高。當(dāng)波峰水質(zhì)點(diǎn)的速度≥波速時(shí),在波峰處出現(xiàn)浪花,波浪破碎,形成破浪;破浪涌上海灘拍擊海岸,形成拍岸浪;此時(shí)波浪變成沖向海岸的面狀水流,稱為進(jìn)浪流;當(dāng)進(jìn)浪流沖到一定高度之后,能量耗盡,在重力作用下順斜坡退回海中,稱為底流。當(dāng)波浪的前進(jìn)方向不垂直海岸線時(shí),部分海水沿岸流動(dòng),形成沿岸流。浪基面破浪拍岸浪進(jìn)浪流底流沿岸流?5.波浪運(yùn)動(dòng)的影響因素:主要受風(fēng)力的大小與海底地形的影響,另外地震、海底火山可引起落差數(shù)十米的海嘯(tidalwave)。潮汐(tide)1.潮汐,由于日、月引力的作用,造成海水周期性漲落現(xiàn)象(月球引力為主);固體地球表面的漲落稱固體潮。EARTHEARTHMOONABC漲
D漲2.影響潮汐的主要因素:緯度,低緯度海區(qū)潮差高,向兩極減弱;地形,喇叭口海灣潮差高,如我國(guó)杭州錢塘江潮流速度可達(dá)6~7m/s。潮汐(tide)3.濱海與分帶:濱海,是指海陸交互地帶。根據(jù)濱海區(qū)的水動(dòng)力特點(diǎn)可分為:潮下帶潮間帶潮上帶其中潮間帶的中下部水動(dòng)力最強(qiáng)。潮汐(tide)(1)潮下帶,指位于平均低潮線以下、浪基面以上的淺水區(qū)域。此區(qū)域水淺、陽(yáng)光足、氧氣豐、波浪作用頻繁,從陸地及大陸架帶來豐富的餌料,故海洋底棲生物很發(fā)育,有大量魚類、蝦及蟹、珊瑚、苔蘚動(dòng)物、海綿類、腕足類及軟體動(dòng)物等,光合作用的鈣藻也大量繁殖。沉積物以細(xì)砂為主,分選良好,磨圓度高,自低潮水邊線向海,沉積物由粗逐漸變細(xì)。浪基面低潮線潮汐(tide)(2)潮間帶,是指大潮期的最高潮位和最低潮位間的海岸,也就是海水漲至最高時(shí)所淹沒的地方開始至潮水退到最低時(shí)露出水面的范圍。潮汐(tide)(3)潮上帶,潮間帶以上,海浪的水滴可以達(dá)到的海岸,平常只是波浪沖擊的場(chǎng)所,故也稱為浪濺帶。潮汐(tide)洋流(oceancurrent)1.洋流:海洋中沿一定方向有規(guī)律移動(dòng)的海水稱為洋流(海流)。洋流2.分類:表層洋流和深層洋流表層洋流,由季風(fēng)產(chǎn)生的摩擦拖曳力形成,以水平運(yùn)動(dòng)為主,深度約為100-200米,分布與季風(fēng)帶有關(guān)。深層洋流,主要由海水的溫度和鹽度的差異產(chǎn)生,具水平和垂直運(yùn)動(dòng)兩種方式。主要表現(xiàn)為剝蝕作用。濁流(turbiditycurrent)濁流,海底大陸坡處,由于海底地震、火山等的誘發(fā),造成海底沉積物與水充分混合,而形成的一股高密度重力流稱為濁流,也可稱為水下泥石流。活動(dòng)大陸邊緣被動(dòng)大陸邊緣二、海洋的侵蝕作用海水對(duì)海岸及海底巖石的破壞作用稱為海洋的侵蝕作用,簡(jiǎn)稱海蝕作用。分為:機(jī)械侵蝕化學(xué)溶蝕生物侵蝕1、機(jī)械侵蝕作用海水以自身的動(dòng)力和裹挾的沙石對(duì)海岸及海底巖石的機(jī)械破壞作用稱為海洋的機(jī)械侵蝕作用。由于海水的波浪運(yùn)動(dòng)對(duì)巖石海岸的機(jī)械侵蝕作用最強(qiáng)大,故以濱海區(qū)的巖石海岸的侵蝕作用為例加以說明。1、機(jī)械侵蝕作用1.濱海區(qū)巖石海岸(基巖海岸)侵蝕作用的基本特點(diǎn):巖石海岸區(qū)地形坡度較大,海水由波浪運(yùn)動(dòng)急速變?yōu)榧だ嘶蚺陌独耍K云鋸?qiáng)大的動(dòng)力沖蝕與磨蝕海岸巖石,另外海水中富含多種電解質(zhì),而使巖石發(fā)生明顯的化學(xué)侵蝕作用,同時(shí)大量厚殼生物通過分泌生物膠固著于巖石上,生物膠對(duì)巖石具有腐蝕作用,從而使巖石千窗百孔。因此巖石海岸是海水的機(jī)械侵蝕、化學(xué)溶蝕和生物侵蝕共同作用的地帶。1、機(jī)械侵蝕作用2.基巖海岸的侵蝕地形基巖海岸可形成強(qiáng)大的拍岸浪,并通過裹挾的沙石強(qiáng)烈的沖蝕與磨蝕著海岸巖石,由此形成各種侵蝕地形:海蝕凹槽海蝕崖波切臺(tái)波筑臺(tái)海蝕溝海蝕穹隆海蝕凹槽海蝕崖波切臺(tái)海蝕溝海蝕穹隆波筑臺(tái)2、化學(xué)溶蝕作用基巖海岸的化學(xué)溶蝕作用由于海水中含有多種電解質(zhì),與巖石中的不穩(wěn)定礦物常發(fā)生化學(xué)反應(yīng),例如富含輝石、角閃石、黑云母等暗色礦物的巖石,化學(xué)溶蝕作用尤為明顯。可形成以下海蝕地形:蜂窩石海蝕穴海蝕淺槽海蝕穴海蝕淺槽3、生物侵蝕作用基巖海岸的生物侵蝕作用:基巖海岸區(qū)是各種厚殼型生物與孔穴性生物的寄居的場(chǎng)所,它們?cè)谏L(zhǎng)過程中或死亡后產(chǎn)生的腐植酸同樣對(duì)巖石產(chǎn)生破壞作用。海白菜牡蠣基巖海岸常見生物貝類洋流的剝蝕作用,主要發(fā)生在深海底部,長(zhǎng)期的侵蝕破壞可在海底形成深海海谷。濁流的侵蝕作用,可在大陸坡形成"V"形海底峽谷。二、海洋的侵蝕作用河流的侵蝕作用地下水的侵蝕作用(自學(xué))海洋的侵蝕作用冰川的侵蝕作用冰川概述冰川的侵蝕作用風(fēng)的剝蝕作用1、冰川冰川,大陸上在重力作用下運(yùn)動(dòng)的巨大固體水流。冰川雖運(yùn)動(dòng)緩慢,但具有巨大的負(fù)載能力。形成條件:豐富的降雪、具有大量冰雪堆積場(chǎng)所、年平均溫度零度以下。分類:大陸冰川、山岳冰川大陸冰蓋大陸冰川:高緯度極地區(qū),分布面積廣,厚度可大。阿拉斯加冰川山岳冰川,中、低緯度高山地區(qū)的冰川,主要分布于雪線以上地區(qū),規(guī)模小、冰層薄,受地形控制,沿溝谷呈線狀分布。2、冰川的剝蝕作用冰川的剝蝕作用,是指冰川及其挾帶的碎屑物對(duì)冰道基巖的破壞作用,是一種純機(jī)械作用,分為挖掘作用與磨蝕作用。挖掘作用:運(yùn)動(dòng)中的冰川將與之凍結(jié)在一起的冰床基巖碎塊帶走的過程。冰床底部基巖在冰川巨大的壓力下極易破碎并產(chǎn)生裂隙。裂隙在溶水反復(fù)凍結(jié)下松動(dòng)而被冰川帶走。挖掘作用使冰床加深、變寬。2、冰川的剝蝕作用磨蝕作用:冰川攜帶的碎屑物對(duì)冰床的銼磨作用。在冰道上可形成冰溜面、丁字型擦痕、羊背石等。2、冰川的剝蝕作用羊背石冰蝕谷冰斗角峰刃脊冰蝕洼地3、冰蝕地貌冰蝕谷,冰川刨蝕作用形成的谷地,橫截面呈“U”字型,又稱“U”形谷,谷底開闊平坦,兩谷坡陡立;昆侖山北坡冰斗冰舌冰斗,刨蝕作用形成的三面陡壁一面開口的半圓形或圍椅狀洼地,大多分布在雪線附近。冰斗冰斗刃脊角峰,三個(gè)以上冰斗所夾的金字塔形尖銳孤峰,巖壁陡立(如珠峰),是在刨蝕作用下冰斗或冰川谷后退而形成的。珠峰刃脊,兩坡陡峻、山頂尖薄的山脊,狀如魚鰭,又稱鰭背,是在刨蝕作用下冰斗或冰川谷后退而形成的。冰蝕洼地,大陸冰川對(duì)底部巖石刨蝕而形成的大小不等的洼地。冰蝕湖河流的侵蝕作用地下水的侵蝕作用(自學(xué))海洋的侵蝕作用冰川的侵蝕作用風(fēng)的剝蝕作用風(fēng)概述風(fēng)的侵蝕作用一、風(fēng)風(fēng),相對(duì)于地表面的空氣運(yùn)動(dòng),通常指它的水平分量,以風(fēng)向、風(fēng)速或風(fēng)力表示。風(fēng)向,指氣流的來向。風(fēng)速,是空氣在單位時(shí)間內(nèi)移動(dòng)的水平距離,米/秒為單位。大氣中水平風(fēng)速一般為1.0~10米/秒,臺(tái)風(fēng)、龍卷風(fēng)有時(shí)達(dá)到102米/秒,而農(nóng)田中的風(fēng)速可以小于0.1米/秒。風(fēng)力,與風(fēng)速的平方呈正比,P=1/2CV2。
風(fēng)級(jí)和符號(hào)名稱風(fēng)速(米)陸地物象海面波浪浪高(米)
0無(wú)風(fēng)0.0-0.2煙直上平靜0.0
1軟風(fēng)0.3-
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