表部圈层相互作用

边缘珊瑚礁
堤礁
环礁
礁湖
湖泊的沉积作用
潮湿气候区：主要是机械沉积，如砂、泥等。
潮湿气候区降水充沛，湖泊多为泄水湖。
➢ 溶解度大的组分如K、Na、Mg、Ca等沉积作用的卤化物、硫酸 盐很少发生沉淀；
➢ 河流及地下水带入的Fe、Mn、Al等的胶体物质或盐类物质易受 水质变化的影响，成为潮湿气候区湖泊化学沉积的主要组成部分；
河流的下蚀作用
河水对河床底部岩石进行破坏，使河 谷加深、增长的过程。
动力：重力的垂直分量，水的冲击，
砂石的磨蚀。
结果：河谷加深，横剖面为V字形，河
谷增长。
下蚀作用的极限：侵蚀基准面
侵蚀基准面：控制河流下蚀的极限面。
瀑布与向源侵蚀
向源侵蚀：河流或沟谷发育过程中，因水流冲刷作用加剧，下 切侵蚀不仅加深河床或沟床，受冲刷的部位随着物质的蚀离， 并使其向上游源头侵蚀后退的现象。又称溯源侵蚀。
对大气运动的影响
（4）形成矿产
形成煤、石油、天然气。 生物骨骼、贝壳等堆积形成石灰石矿。 形成铜、铁、磷、钒、钼等矿产。
三、水圈对其他圈层的作用
1. 水圈对岩石圈的作用 2. 水圈对大气圈的作用 3. 水圈对生物圈的作用
1. 水圈对岩石圈的作用
(1) 地面流水对陆地表面的作用 (2) 地下水对陆地表面的作用 (3) 冰川对陆地表面的作用 (4) 海水对岩石圈的作用 (5) 沉积岩的形成与沉积矿床
重结晶作用：在温度和压力的影响下，沉积物中的矿物组 分部分发生溶解和再结晶，使非晶质变为晶质，细粒晶体 变为粗粒晶体的过程。
沉积岩的类型
碎屑沉积岩：砾岩(>2mm)、砂岩(2-0.05mm, 0.05-0.005mm)、泥岩、页岩等。 化学及生物化学沉积岩：灰岩、硅质岩、磷质 岩等。 生物沉积岩：生物碎屑灰岩、煤等。 火山碎屑沉积岩：火山角砾岩、凝灰岩等。
冰川侵蚀地貌
冰蚀谷 冰斗 刃脊 角峰
刃脊
角峰 山坳
削断山嘴 侧[冰]碛
中[冰]碛
冰斗湖
冰斗
悬谷
冰蚀谷
马特峰
U形谷
冰川的搬运作用和沉积作用
冰川搬运的特点：载移 冰川沉积作用：由于冰川融化，被携带
的物质堆积下来 冰碛物：分选性极差，无层理，砾石磨
圆差。 冰碛地貌：终碛堤
冰碛物
终碛堤
(4) 海水对岩石圈的作用 剥蚀作用、搬运作用、沉积作用
第七章 地球表部圈层的相互作用
一、大气圈对其他圈层的作用 二、生物圈对其他圈层的作用 三、水圈对其他圈层的作用 四、地表圈层的相互作用
一、大气圈对其他圈层的作用
1、对水圈和生物圈的作用
(1) 大气圈是水圈运动和循环的媒介和重要动力
107
36
398
71
434
398
36
水循环示意图
(2)大气圈是生物生存和发展的必要条件
沙下湖阶段 当湖泊全被固体盐类充满，全年都不存在天然卤水，
盐层常被碎屑物覆盖成为埋藏的盐矿床，盐湖的发展结束。
上述盐湖发展过程是个理想的过程，只有在气候长 期不变，湖水化学成分沉积作用多的情况下才能达 到。
柴达木查卡盐湖
水圈对岩石圈表层 改造的基本规律
削高填低
(5) 沉积岩的形成与沉积矿床
沉积岩的形成
地下水的溶蚀作用
也称岩溶作用，是指地下水对可溶性 岩石进行溶蚀，并形成各种地貌的过程。
在地表发育的称地表岩溶地貌或喀斯 特地貌，地下的一般是溶洞。
云南石林
溶蚀作用地貌
桂林骆驼峰
桂林山水 溶蚀作用地貌
桂林冠岩
溶蚀作用地貌
溶蚀作用地貌
阳朔月亮山
重庆小寨天坑
溶蚀作用地貌
地下水ຫໍສະໝຸດ Baidu沉积作用
主要是化学沉积作用，可在溶洞中沉积形 成钟乳石，也可在洞外沉积形成泉华（钙 华和硅华）。
此外，在地下暗河和地下暗湖中可发育一 些泥、砂等沉积物。
桂林芦笛岩
钟乳石
桂林芦笛岩
钟乳石
石笋
桂林芦笛岩
石笋
层层叠叠分布的钙华台地，形如梯田，被喻为“仙人遗田”。台地 高一般在20~50cm，斜坡坡度多在10°~20°之间。
钙华台地
(3) 冰川对陆地表面的作用
冰川的剥蚀作用
是以纯机械的方式（刨蚀、磨蚀） 对冰床岩石的破坏过程。
一些藻类，如海带、紫菜等，吸收碘元 素，使其富积上万倍。
净化污水，一些微生物能吸收有害元素。
（3）调节水的运动
植物吸收水的99.9％都要蒸腾到大气中， 只有0.1％的水用于植物的建造上。因 此，具有调节大气湿度和气温之功效。
植被减慢地表水的运动速度和循环时间， 保护一个地区的水源。
3、生物圈对岩石圈的作用
1、对大气圈的作用
（1）增氧、减二氧化碳
初始的大气是缺氧，二氧化碳大量 富积的环境。由于植物光合作用的作用， 使大气中的氧逐渐富积起来。
大气圈中氧气和二氧化碳随时间的变化
（2）大气污染
人类活动是大气污染的根源，大 量排放二氧化碳（60亿吨/年）、二氧 化硫、氮氧化物、粉尘等。
（3）清洁大气
灌木和乔木具有减尘的作用。 植物具有吸收有害气体的作用。
成岩作用 ➢ 压实作用 ➢ 胶结作用 ➢ 重结晶作用
成岩作用：由松散的沉积物转变成坚硬的沉积岩的过 程。作用方式：
压实作用：在上覆水体和沉积物本身重量的压力下，沉积 物水分排出、孔隙减小、体积缩小的过程。
胶结作用：充填在沉积物孔隙中的溶液沉淀出来的矿物质 （称胶结物），将沉积物粘结成整体的过程。 胶结物：钙质、铁质、硅质、泥质。
育，其次在半深海和深海带。
沉积物：浅海的碳酸钙沉积，硅质沉积，铝、
铁、锰沉积，磷质沉积；半深海和深海的金属 软泥和锰结核沉积。
机械搬运、沉积
发生场所：滨海、浅海 形成的地貌：波筑台、沙滩、砂坝 沉积物：碎屑
生物碎屑沉积：在滨海、浅海较发育 沉积物：最常见的有珊瑚礁、生物碎屑灰岩
生物碎屑灰岩
➢ 这些物质沉积后，常形成湖相的铁、锰、铝矿床，其中最常见的 是铁矿床，矿物成分以褐铁矿、菱铁矿及黄铁矿为主；
➢ 湖水中的钙质可以CaCO3的形式沉淀出来，并与湖底淤泥混在一 起，形成钙质泥，成岩后形成泥灰岩，有时钙质沉淀较少，则形 成钙质结核。
湖泊的沉积作用
干旱气候区湖泊化学沉积
➢ 干旱气候区湖水很少外泄，主要消耗在蒸发上。 ➢ 蒸发作用使湖水的盐度逐渐增加，变成咸水湖甚
河流的侧蚀作用：
河水对河床岩石破坏，河道变弯曲，使 河谷拓宽的过程。
动力：河水的横向环流，砂石的磨蚀。
牛轭湖
河流的搬运作用
是指河水将剥蚀的物质随水流从一个 地方运移到另一个地方。
被搬运的物质：化学溶解物质和非溶解的 碎屑物质。
搬运方式：化学搬运和机械搬运。
在机械搬运过程，碎屑的搬运作用方式可分为： 推移 、 跃移 、 悬移 、 载移（冰川） 。
土壤层 残积层 半风化层
基岩层
（2）风对地表的作用 (wind action)
剥蚀作用、搬运作用、沉积作用
剥蚀作用：各种运动的介质在其运动过程 中，是地表岩石产生破坏并将其产物剥离 原地的作用
搬运作用：风化、剥蚀的产物被运动介质 从一地转移到另一地的过程
沉积作用：被运动介质搬运的物质，由于 条件发生改变而发生沉淀、堆积的过程。
剥蚀作用：各种运动的介质在其运动过程
中，使地表岩石产生破坏并将其产物剥离原 地的作用
搬运作用：风化、剥蚀的产物被运动介质
从一地转移到另一地的过程
沉积作用：被运动介质搬运的物质，由于
条件发生改变而发生沉淀、堆积的过程。
沉积作用的产物称为沉积物
海洋的侵蚀作用（海蚀）
基岩海岸的侵蚀过程
海蚀凹槽
波切台
波切台：在基岩海岸，由海蚀作用形成的平缓的、向
上表中为河流机械搬运，“载移”为冰川的搬运方式。
河流的沉积作用
河水将携带的物质沉淀、堆积下来的过 程。沉积作用形成的松散堆积物叫沉积 物—冲积物。
主要的沉积场所：河床坡度变缓的部位
河床变宽的部位 河床的凸岸 河流的出口处
沉积物：河床沉积物, 河漫滩沉积物
河流沉积物（冲积物）的特点
分选性好 常发育层理 砾石的磨圆度好 发育二元结构 从上游到下游沉积物逐渐变细
（1）对岩石圈的破坏作用
生物的风化作用：生物在活动过 程中，使岩石发生破坏。
方式
生物物理风化：根劈作用 生物化学风化：化学的腐蚀作用
（2）影响土壤形成
土壤：是指经风化作用形成，含有 有机质或腐植质的土层。
（3）保持水土
植被的枝叶能降低大气降水对土层 的冲击作用，植物根系能稳固作用。
林地可以阻留80％的降水。 裸露的地表比林地的水土流失可大 100倍。
2、生物圈对水圈的作用
（1）影响元素在水中的迁移、沉淀过程
放射虫、硅藻等吸收海水中的二氧化 硅，沉淀51011kg/a(5亿吨)的二氧化 硅。
浮游生物使2105kg/a(20万吨)铅沉淀。
使大量的碳酸钙沉淀。
（2）浓缩水中的微量元素
一些微生物吸收锰、铜、钴、镍等元素， 死亡后沉淀到海底形成锰结核。
(2)大气圈是生物生存和发展的必要条件 世界植被分布图
2、对岩石圈的作用
（1）风化作用(weathering)
是指在近地表，在大气、水、生物等要 素的影响下，使岩石或矿物在原地被破 坏的过程。
风化作用的类型
物理风化作用：使岩石发生机械破碎，岩 石成分不发生变化。
化学风化作用：使岩石发生破碎，而且岩 石成分发生变化。
(1) 地面流水对陆地表面的作用
片流和洪流的剥蚀、搬运和沉积作用
剥蚀作用：形成冲沟 沉积作用：形成坡积物和洪积物，坡积
裙和洪积扇。
晚更新世洪积物 中更新世洪积物
河流的侵蚀、搬运和沉积作用
河流的侵蚀作用
河水以自身的动力和夹带的砂石 对河床进行破坏，使河谷加深、 增长和拓宽过程。
下蚀作用、侧蚀作用
砾岩
砂岩
火山角砾岩
火山角砾岩
凝灰岩
沉积矿床
机械沉积矿床：砂金矿、砂锡矿、金刚石 矿等。
化学及生物化学沉积矿床：石膏、钾盐、 钠盐、赤铁矿、铝土矿、水锰矿、石灰石 矿等。
生物沉积矿床：煤、石油、硅藻土矿床、 珊瑚礁等。
2. 水圈对大气圈的作用
对气候的影响
海洋起到温床作用 大气吸收太阳辐射 洋流运输太阳能 厄尔尼诺和拉尼娜现象
至盐湖。 ➢ 在湖水逐渐咸化的过程中，溶解度小者首先沉淀，
沉淀的顺序大致为碳酸盐、硫酸盐、氯化物，据 此将盐湖沉积划分为四个阶段。
碳酸盐阶段 湖水在咸化过程中，溶解度较低的碳酸盐先达到饱
和而结晶沉淀。钙的碳酸盐沉淀最早，镁、钠碳酸盐次之，形成 CaCO3（方解石）、MgCa（CO3）2（白云石）、Na 2 CO3·10H2O （苏打），Na2CO3·NaHCO3·2H2O（天然碱）。若湖水中含硼酸盐， 则可出现硼砂（Na2B4O7·10H2O），此类湖泊称碱湖或苏打湖。
生物风化作用：生物在活动过程中，使岩 石发生破坏。
球形风化 是差异风化的结果
风化作用的产物
（a）形成岩石和矿物的碎屑 （b）形成细小的粘土 （c）风化壳 （d）形成土壤
残积物：地壳表层的岩石经长期风化 作用后，残留在原地的松散堆积物。
风化壳：覆盖在地壳基岩上的残积物 的不连续薄壳。
分选性：碎屑颗粒在搬运过程中 大小趋于均一的程度
磨圆度：碎屑颗粒在搬运过程中 棱角磨损而接近圆形的程度
河流沉积物发育二元结构
河流沉积物（冲积物）的特点 沉积物分选性好 常发育层理 砾石的磨圆好 发育二元结构 从上游到下游沉积物逐渐变细
河流的侵蚀、沉积与阶地
河流的侵蚀、沉积与阶地
(2) 地下水对陆地表面的作用
风蚀作用：风对地表的破坏作用
—— 吹蚀与磨蚀
形成各种风蚀地形：风蚀蘑菇石、 风蚀谷、风蚀城、风蚀穴、风蚀柱等 （雅丹地貌）。
风的搬运与沉积作用
形成各种地貌：岩漠、戈壁、 沙漠、黄土
新月形沙丘 横向沙丘
纵向沙丘 抛物线状沙丘
新月形沙丘链
蜂窝状沙丘或金字塔沙丘
戈壁滩
黄土高原
二、生物圈对其他圈层的作用
海蚀柱
海蚀柱
海蚀拱桥(海蚀穹)
海蚀地貌：海蚀凹槽、海蚀崖、海蚀
穴、波切台、海蚀柱等
结果：在波浪的作用下，海岸线不断向
陆地方向后退。海岸线变得平直，海湾 和海岬消失。
海洋的搬运、沉积作用
机械搬运、沉积：以滨海和浅海带为主要沉
积场所。
沉积物：砾石、砂、泥。
化学及生物化学搬运、沉积：在浅海带最发
硫酸盐阶段 湖水进一步咸化，深度变浅，溶解度较大的硫酸盐
类沉淀下来，形成CaSO4·2H2O（石膏）、Na2SO4·10H2O（芒硝）、 Na2SO4（无水芒硝）等矿物，这类盐湖又称为苦湖。
氯化物阶段 湖水进一步浓缩，残余湖水便能成为可供直接开采的、
以氯化钠为主的天然卤水。湖水继续蒸发，食盐（NaCl）、光卤石 （KCl·MgCl2·6H2O）和钾盐（KCl）开始析出，此类湖泊称为盐湖。