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1、第七章 风力地貌和堆积物与黄土,风力地貌和堆积物 黄土地层 黄土研究的古气候和实际意义,一.风力作用特征,干旱、半干旱地区 降雨量少而集中 植被稀少 地表松散物质裸露,我国沙漠和戈壁面积109.5万平方公里，占国土面积的11.4,风的地质作用特点,多发生于植被稀少、地表物质疏松、蒸发量远大于降雨量的干旱地区。风的地质作用是一种纯机械性作用，即侵蚀、搬运、沉积均以机械方式进行。风是气体介质，多无固定的流动路线，风速和风向变化大等。,（二）风蚀地貌,1 概念 风蚀作用（aeolian erosion)：风以其自身力量和所挟带的沙石对地表岩石、松散物的破坏作用。,2 风蚀作用的类型,吹蚀作用（def
2、lation)：风将地表松散物质吹离原地的过程。对象主要为粘土 粉沙级的松散物质。磨蚀作用(abrasion)：风携带的沙粒对地表岩石的冲击、磨擦使其破坏的作用。因风的含沙量具明显的垂直分带性，绝大部分沙粒集中在距地面30 cm 范围内，尤其是10cm以下范围，故风的磨蚀作用主要发生在30 cm的高度内。如电线杆近地表处变细等。,风的侵蚀作用,(1）风蚀小形态,风蚀壁龛：风沙吹蚀岩壁所形成的蜂窝状小形态。风棱石:由风沙流长期磨蚀形成的几个磨光面组成棱角明显的砾石。风蚀蘑菇石：风沙流对孤立突起岩石的长期磨蚀过程中，由于风沙主要集中在近地面附近部分，形成上大下小的风成蘑菇石。风蚀柱：,风棱石,风棱
3、石,风蚀磨菇,风蚀蘑菇,（2）风蚀垄槽,在干旱地区，干涸的湖底常因干缩而裂隙发育，风沿着裂隙不断地吹蚀，形成垄槽地形（雅丹地形，也可由暂时性流水形成）。,雅丹地形,风蚀雅丹群（河西走廊）,松散物质组成的地面，经风吹蚀而形成的洼地。沿主要风向伸展，当风蚀作用达到地下水面时形成风蚀湖泊。,（3）风蚀洼地,风蚀洼地的形成过程,（4）风蚀谷和风城,风沿着暂时性洪水所形成的冲沟吹蚀，使谷地进一步扩大，形成风蚀谷。（无一定形态，可宽可窄，可长可短，主支流交汇无一定特征。）在较软弱的水平岩层分布区，风蚀作用常形成一些平顶层状山丘，类似残垣断壁的千载古城，称之为风城。,（三）风积地貌,1信风型风积地貌 在单向
4、风或几个方向近似的风的作用下形成的各种风积地貌。主要有：沙堆、新月型沙丘、纵向沙垄、抛物线型沙丘,（1）沙堆,风沙流在前进中，遇到障碍物时，便在其背风面发生沉积，形成各种不规则的沙体，称为沙堆，是不稳定的堆积体。,柴达木盆地中的青藏公路 沙堆,（2）新月型沙丘,是一种平面形如新月的沙丘。其纵剖面有两个不对称斜坡：迎风坡微凸而平缓，延伸较长，坡度为5-20，背风坡微凹而陡，坡度为28-34.,（3）纵向沙垄,大致顺着主要风向延伸的长垄状沙丘。高度一般为10-30m，也有更低或更高的，长数百米至数十公里。由灌丛沙堆发育而来 由新月型沙丘发展而成 受地形条件控制而形成 由单向风和龙卷风相互作用而成,
5、（4）抛物线沙丘,形态与新月型沙丘相反，沙丘的2个翼角指向风源方向，沙丘的凹侧迎风，平面上像一条抛物线，一般高2-8m.,2季风-软风型风积地貌,指在2个方向相反的风交替作用时，其中一个风向占优势所形成的沙丘。风积地貌的排列延伸方向大都与主风向垂直。沙丘经常是前后往返移动。主要有新月形沙丘链、横向沙垄、梁窝状沙丘,（1）新月形沙丘链,在2个方向相反的风交替作用下，新月形沙丘的翼角彼此相连形成新月形沙丘链，高度一般为10-30m，长几百米至几公里。,（2）横向沙垄,一种巨形的复合新月形沙丘链，长10-20km，一般高50-100m，最高可达400m.沙垄整体比较平直，两侧不对称，背风坡陡，迎风坡
6、平缓。,（3）梁窝状沙地,由隆起的沙梁与半月形的沙窝相间组成。,3对流型风积地貌,夏季的沙漠中常形成龙卷风，在龙卷风作用下形成的堆积地貌。蜂窝状沙地,4干扰型风积地貌,主要气流向前运动时，遇到山地阻挡而产生折射，引起气流干扰形成的各种地貌。金字塔型沙丘,沙漠化,人与自然如此“和谐”,（四）荒漠,气候干旱、地面缺乏植物覆盖，组成物质粗瘠的自然带，称为荒漠。干旱荒漠面积约占全球陆地总面积的1/4左右。根据荒漠地貌特征和地表物质组成，可将荒漠分成岩漠、砾漠、沙漠和泥漠四种类型。,1岩漠,岩漠多形成在荒漠区的山前地带，岩石表面上的石子、沙粒和尘土被风和暴雨完全搬走，结果留下了一个裸露的岩石表面，这种地
7、形叫做岩漠。剥蚀地貌,2砾漠,砾漠是指由砾石组成的荒漠，又称“戈壁”。荒漠中的各种沉积物（洪积、冲积和冰积等）以及基岩风化后的碎屑残积物，在强烈的风力作用下，细粒的沙和粉尘被吹走，留下粗大砾石覆盖着地面，形成砾漠。,3沙漠,沙漠是指地面覆盖着大量流沙的荒漠。这里风力作用很强，形成各种风积地貌。荒漠中沙漠面积最大，中国沙漠面积约63.7万平方千米。沙漠中的沙粒来源于古代或现代的河流、湖泊和洪积扇的沉积物中的细颗粒物质或风化残积物中的细颗粒物质。,（五）风成沙特征,概念由风力搬运并堆积的沙级堆积物。,1粒度特征,风成沙的粒度成分主要集中在的细沙部分，粉沙、粘土的成分一般不超过10%。在粒度频率曲线
8、上，风成沙通常成峰态。风成沙的概率曲线为精三段或多段式：地面滚动组分0.25mm)，跃移组分为2-3（），悬移组分3。滚动和跃移组分占90%以上，悬移组分10%。,2形态特征,风成沙的磨圆度一般较高，特别是大于0.5mm的沙粒，但很少有滚圆的颗粒，这与沙粒以跳跃为主的搬运方式有关。风成沙在搬运中由于连续的高能冲击，沙粒表面常呈毛玻璃状，无光泽，并常有不规则的麻坑、碟形坑、裂纹等。,3矿物特征,风成沙的矿物成分90%以上是石英和长石等轻矿物组成，密度大于2.9的矿物含量很少。由于风力搬运过程中的强烈冲击与磨蚀作用，致使风成沙中的稳定矿物（如石英）含量高。,4化学成分,由于风力搬运使风成沙的矿物成
9、分变化，因而其化学成分也会发生改变。随着风的吹扬，沙中的Al2O3、CaO、CaCO3和有机质成分不断减少，而SiO2和Fe2O3的含量则相应地有所增加。,5结构构造,（1）近水平层理（2）斜层理（3）交错层理,砂丘层理,砂丘表面波纹,黄土是第四纪时期形成的广泛分布的松散土状堆积物，主要特征是：呈浅灰色或棕黄色，主要由粉沙组成，富含钙质，疏松多孔，不显宏观层理，垂直节理发育，具有很强的湿陷性。,二黄土,（一）黄土的分布和厚度,1黄土的分布 从全球来看，黄土覆盖面积约占地球陆地表面的10%，集中分布在温带和沙漠前缘的半干旱地带，即分布于北纬30-50左右和南纬30-40 左右的地带内。从黄土的生
10、成环境来看，黄土主要分布在两种区域：古冰盖的前缘 荒漠或半荒漠区的边缘,中国黄土的分布,中国黄土与黄土状沉积物有63万平方公里，约占全国总面积的4.4%，主要分布于北纬35-45 的范围内。,2黄土的厚度,中国黄土以黄河中游陕北的洛河、泾河中下游地区厚度最大，一般100m以上，最厚可达200m或更多。,（二）中国黄土的岩性,1黄土的粒度成分 黄土主要由粒径颗粒组成，其中以为主。,黄河中游黄土颗粒粗细分带图,2黄土的矿物成分,黄土中的矿物以石英（占50%）、长石（20%）和碳酸盐类矿物为主，碳酸钙含量占10%左右。粘土矿物含量占10%左右，种类很多，常见的有伊利石、高岭石和蒙脱石。,3黄土的化学
11、成分,以SiO2占优势，其次为Al2O3、CaO，再次为Fe2O3，MgO、K2O、Na2O、FeO和MnO。由于黄土中易溶的化学成分含量很高，对黄土地貌发育有很重要的影响。,4黄土的结构,黄土粗细颗粒的分布及有关孔隙的空间排列。,（三）黄土的成因问题,1.风成黄土 李希霍芬、奥布鲁契夫 刘东生、库克拉 2.水成黄土 莱伊尔 张宗祐,风成黄土,(四）黄土地貌,1黄土堆积地貌：（1）黄土高原 分布于新构造运动上升区，如陕北、陇东和山西高原，是由黄土堆积形成的高而平坦的地面。黄土塬 黄土梁 黄土峁,黄土塬:是黄土高原受现代沟谷切割后，保存下来的大型平坦地面。,黄土梁：是平行沟谷的长条状高地，长可达
12、几百米、几公里到几十公里，宽仅几十米到几百米，顶面平坦或微有起伏。,黄土峁：是顶部浑圆、斜坡较陡的黄土小丘。,（2）黄土平原,分布于新构造下降区，如渭河平原，是由黄土沉积后形成的低平原。,2黄土侵蚀地貌,（1）黄土区大型河谷（2）黄土区冲沟；,3黄土潜蚀地貌,（1）黄土碟（2）黄土陷穴（3）黄土井（4）黄土柱和黄土桥,黄土碟平缓的黄土地面上的一种碟形凹地，深数米，直径1020米。它是由于地表水下渗浸湿黄土后，在重力作用下黄土发生压缩或沉陷使地面陷落而成的。,黄土陷穴是黄土碟进一步发展、沉陷、形成深度大于宽度的陷穴。,黄土柱分布在沟边的柱状黄土体。它是由流水沿黄土垂直节理潜蚀作用和崩塌作用残留的黄土部分。黄土柱有时可高达十几米。,黄土桥两个陷穴之间或从沟顶陷穴到沟壁之间由于地下水作用使它们沟通，并不断扩大其间的地下孔道，在陷穴间或陷穴到沟床间残留在顶部的土体就形成黄土桥。,
