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1、,第六章 风的地质作用第一节 风力作用原理 风的形成?风力纯为一种机械动力,不稳定,具阵发性,具有面状性质。,根据风速把风分为十三级。风力与风速的关系满足伯努里方程:P=1/2V2 风力与风速的平方成正比。风沙流-风沿地面吹动时,可将地面松散物吹起进入空气中,这种携带沙的气流,称风沙流。,风流动的两种状态:层流、紊流。层流-质点在流动过程中相对位置保持平行。紊流-质点在流动过程中相对位置随时变换。流体的层流与紊流转换符合雷诺公式:Re=Vd/V与d成反比。,第二节 风的剥蚀作用一、风蚀作用的方式与特点 风蚀作用(aeolian erosion)-风沿地表前进时,由于风力或携带碎屑物对地表的岩石
2、和松散沉积物的吹毁或磨损作用,称风蚀作用。包括吹蚀和磨蚀两种方式。,(一)吹蚀作用 吹蚀作用(deflation)-是指风力将地表松散沉积物或基岩物理风化产物,吹离原地的作用。1、最容易被剥蚀的粒径为0.08毫米。2、剥蚀物的粒径与流速平方成正比。3、发生吹蚀作用的力有:迎面冲力 碎屑粒上下风速不同产生的上举力 紊流产生的上举力,吹蚀作用的方式?其一、当风的迎面冲力和上举力的合力超过碎屑粒的重量和地表摩擦力时,碎屑粒便被吹扬而去。其二、被风吹扬起来的碎屑物在沿地表运动时,对组成地面的碎屑进行撞击,致使后者推移。吹蚀作用强度取决于风速和地面性质。,(二)磨蚀作用(abrasion)磨蚀作用-被风
3、吹扬起来的碎屑物质和风一起组成风沙流,当其沿地表运动时,对地面岩石和粗大的碎屑、砾石进行碰撞和磨损的作用。磨蚀作用强度取决于风力和地面性质。0-0.5米,尤其是10厘米高度范围内,沙砾数量最多,磨蚀作用最强。,二、风蚀作用的产物,风棱石风蚀蜂窝石,风蚀洞风蚀蘑菇,风蚀柱风蚀谷风蚀残丘,风城风蚀盆地,第三节 风的搬运作用一、风运物的运动方式与分布特征 风运物运动方式主要有:悬运 跃运,推运(包括滑动、滚动),风沙流中风运物分布特点:(1)风运物的80-90集中在离地面10厘米高度内。(2)不同高度处、不同风力下的含沙量不同。(3)沙粒的粒度组成是下粗上细。,二、风的搬运力和搬运量 风的搬运力取决
4、于风力的大小。风的搬运力不大,在相同流速下,只及流水的 l800左右,搬运量巨大。Q44310-6V3L,Q随风速的增大而迅速增大。累积搬运量可观。,三、风的分选作用与磨圆作用 风的搬运作用具分选性。重大-跳跃、滑动或滚动-小段距离,细轻-悬浮搬运-较远的距离,风搬运过程中的磨圆作用。,第四节 风的沉积作用一、风的分选沉积作用分选沉积作用平面粒度具有分带性:从风源地开始,沿着风的前进方向,风积物从粗逐渐变细,依次出现细砾带、粗沙带、中沙带、细沙带、粉沙带和尘土带。,风积作用有两类:一类为推运物、跃运物的停积,主要为沙,形成风成沙;另一类为悬运物的沉积,为粉沙和尘土,形成风成黄土(Loess)。
5、,二、风成沙沉积推运物和跃运物-障碍物-反弹回来-大量停积-障碍物埋没-沙堆-气流动力结构改变-沙堆背风面出现涡流-风速减弱-风积作用-涡流后面沉积-背风坡上部沙粒远多于下部-坡度变陡-坡度34-泻溜,形成沙丘(sand dune)。,单向风下,背风坡泻流形成倾斜一致的纹层,即风成单向斜层理。由于各次风向不同,形成不同倾向的风成斜层理,即风成交错层理。风力作用使沙丘迎风面呈波纹状,叫风成沙波纹。风成沙波纹的两坡不对称,缓坡为迎风坡,波峰和波谷走向垂直于风向。风成沙埋藏,压实、胶结成风成砂岩。,三、风成黄土沉积 风吹蚀地面,使大量粉沙和尘土离开地面,在紊流上举力作用下,悬浮空中。当它们被风带往沙
6、漠的下风处,随着风力的减弱徐徐沉降下来,形成风成黄土(简称黄土)。,风成黄土的特征:灰黄、棕黄色,不显层理,岩性一致。分选性良好。主要为粉沙和粘土粒级。颗粒细,垂直节理发育。颗粒磨圆度和球度差。孔隙度高达44-55,具大孔隙。,矿物组成较一致,石英和长石为主,次为绿帘石、黝帘石、磁铁矿、角闪石和黑云母等。不同于下伏基岩和上风区岩石。化学成份相近,均以 SiO2和Al2O3为主,其次为 CaO、Fe2O3和 MgO,其它成分极少。,世界黄土均分布在现代半干燥气候的草原地带。我国为世界黄土最发育的地区。现在仍在进行着黄土的堆积过程。黄土是近40万年内的年轻沉积物。,风成沙和黄土是干燥气候的产物,掌握风成沙和黄土的岩性和岩相特征,可帮助我们识别古代气候。,地球自有大气圈以来,亚热带高压带和古大陆内地终归是存在的,因而出现沙漠和黄士势所必然。由此可见地质历史上风成沙形成的砂岩和由黄土形成的粉砂岩,理应存在,可惜地质学在这方面的工作还很有限。,第五节 荒漠概况荒漠(desert)-是大陆内气候干旱、草木异常稀少的不毛之地。根据地面形态和堆积物特征,划分为岩漠、砾漠、沙漠和泥漠等类型:岩漠-为基岩裸露的地区。砾漠(又称戈壁)-为较平坦的地面上无基岩出露、无细沙质只是由砾石组成的地区。沙漠-为大量沙层覆盖的地区。泥漠-为富含盐碱的泥质地面。若地面全是盐碱,称盐漠。,谢 谢!,