普通地质学第七章

3、环流( Circular c来自百度文库rrent)----水质点作螺旋 、环流 形的运动，过水横切面上投影为环状。 单向环流( 单向环流 single circular current) * 惯性离心力 F ＝ MV2/R。 * 科里奥利力 * 凹岸冲刷，凸岸沉积。 双向环流( 双向环流 double circular current） * 水动力变化。 4、涡流 eddy current)----水质点绕轴旋转 、涡流( 的现象。竖直和水平。障碍物。
（二）沉积场所及冲积物的类型 1、河流沉积作用概述 、 • 主要是机械沉积作用 • 分选沉积作用(sorting deposition)----当河 水流速逐濒减小时，机械搬运物就按粒径 大小、颗粒形状或比重，从大到小，从重 到轻，先后沉积下来的过程。
分选有两种情形：
• 粒径分选沉积， • 比重分选沉积， • 粒径＜0.01毫米不沉积。
•河流 河流(river)----暂时性流水（片流、洪流） 河流 流到低洼沟谷中获得地下水补给，形成经 常性流水。 •流域 drainage area)----地面流水直接流入 流域( 流域 同一条河流的区域， •分水岭 divide)----流域之间的高地。 分水岭( 分水岭 •水系 drainage system)----流域内河流汇集 水系( 水系 成的水网。分内流水系和外流水系。
（二）河流侵蚀作用的类型
按侵蚀方向，河流侵蚀作用分： •下蚀作用 vertical erosion) ----河流侵蚀 下蚀作用( 下蚀作用 河床底部岩石，使河床降低的作用。 •侧蚀作用 lateral erosion)----河水侵蚀河 侧蚀作用( 侧蚀作用 床两壁或谷坡，使河床左右迁徒和谷坡 后退的作用。
2、河流的机械搬运 、 •悬运 悬运(suspension)----如果上举力大于颗粒 悬运 的重量，这些颗粒将悬浮于水中运动。 •推运 推运(traction)----如果上举力小于颗粒的重 推运 量，颗粒在水流冲力推动下，或沿河床滚 动，或沿河床滑动。 •跃运 saltation)----颗粒的重量与上举力不 跃运( 跃运 相上下，时而重量大干上举力，时而重量 小于上举力，颗粒在水流冲力同时作用下 跳跃前进。
二、河流的搬运作用
（一） 河流的机械搬运力和搬运量 •河流机械搬运力 河流机械搬运力(competence)----机械搬运最大 河流机械搬运力 颗粒的能力。 R--V2，G--R3，G--V6 启动速度
•机械搬运量 机械搬运量(capacity)----机械搬运物的总重量。 机械搬运量 河流机械搬运量不仅与流速、流量有关，还 与流域内自然条件有关。 河流悬运量占机械搬运量的大多数。
（2）下蚀作用的极限 ） •侵蚀基准面 base level of erosion)----下 侵蚀基准面( 侵蚀基准面 蚀作用的极限。 *海平面是最终侵蚀基准面。 *侵蚀基准面以下可有局部下蚀作用。 *侵蚀基准面不固定。 地方性或暂时性侵蚀基准面。 地方性或暂时性侵蚀基准面
2、侧蚀作用 、 （1）侧蚀作用原因 ） • 惯性离心力 • 科里奥利力 • 山崩、滑坡、支流注入等原因。
冲积物的特征： 冲积物的特征： • 清晰的层理 二元结构： •漫滩相沉积----微细层理 •河床相沉积----透镜体/单向斜层 理/槽形层理/粒序层。 • 分选性良好。 • 磨圆度较好甚至良好。 • 砾石的最大扁平面，以10-30度倾向 上游，叠瓦状。
冲积物的利用： 冲积物的利用： • 冲积沙矿 alluvial placer)----碎屑含有用 冲积沙矿( 矿物--化学性质稳定、硬度大--保存--比 重大--沉积--富集。 • 直接采矿、寻找原生矿体， • 建筑材料， • 研究地史中河流动态和古地理环境。
（二）河流的搬运方式
• 河流搬运的物质主要是机械碎屑物， 包括各种粒径的砾石、沙、粉沙和粘土， • 小部分为溶解于水中的盐和胶体。
• 河流对前一种物质的搬运叫机械搬运， • 后一种叫化学搬运(溶运)。
1、河流的化学搬运 、 • 溶运物主要是离子，其次是胶体。 • 溶运物未达饱和度， • 缺少电解质，胶体很少絮凝。 因而在化学搬运途中，不管流速发生 多么急剧的变化，极少发生溶运物沉淀。
（2）山口沉积作用 ） • 冲积锥 冲积锥(alluvial cone)--沉积物在山口堆 积成半圆锥形地貌。 • 冲积扇 冲积扇(alluvial fan)--大河流出山口平地 堆积成扇形。 • 扇顶沉积物最粗，边缘渐细， • 扇顶坡度可达3—10度，向边缘变缓。 • 联合冲积扇 联合冲积扇。
• 上迭式洪积扇。
第三节 河流的地质作用 一、河流的侵蚀作用
• 侵蚀作用 erosion)----河流在流动过程 侵蚀作用( 中，因自身的化学动力(溶解力)、机械 动力(水力)及携带的泥沙砾石等不断破 坏河床的过程。
（一）河流侵蚀作用的方式
1、溶蚀作用( corrosion) 、溶蚀作用 河水是溶剂，河流以溶解方式破坏岩石。 2、冲蚀作用( hydraulic process) 、冲蚀作用 河流以水力侵蚀河床，也叫水力作用 3、磨蚀作用( abrasion) 、磨蚀作用 河流以携带的泥砂砾石作工具磨损河床。
•雨蚀作用 雨蚀作用(rain erosion)----山坡上部松散 雨蚀作用 沉积物经雨滴冲击，遭受剥蚀，堆积于山 坡下部的地质作用。 * 机械的冲击作用， * 化学溶蚀作用。 • 降雨量和降雨强度， • 斜坡的坡度与性质， • 风向也有一定关系。
二、片流的地质作用
•洗刷作用 洗刷作用（sheet wash）----片流沿斜坡把 洗刷作用 细小的松散物质冲洗至斜坡下部的过程。
2、河流沉积作用的主要场所 、 主要场所有： • 河口 • 山口 • 谷底 河谷沉积只占搬运量的一半不到，而 且是暂时沉积。
3、主要场所的河流沉积作用 、 （1）谷底沉积作用 ） •二元结构 二元结构，河床和漫滩； 二元结构 •河床相沉积 河床相沉积，流速快，沉积物粗 河床相沉积 •漫滩相沉积 漫滩相沉积，流速慢，沉积物细 漫滩相沉积 •粒序层--每一沉积层的粒度都是下粗上细。 •侵蚀面--层与层之间洪峰到来时侵蚀作用 的痕迹。
• 洪积物 diluvium) ----洪流一旦流出沟 洪积物( 口，搬运的碎屑在沟口大量沉积，此种 沉积物称洪积物。
• 洪积扇（diluvial fan）----洪积物常呈扇 洪积扇 形堆积，称洪积扇。
洪积扇的特点： 洪积扇的特点： • 由扇顶向外，沉积物数量减少，粒径变 细，扇顶区地面坡度大，扇缘区平缓。 • 洪积物分选、磨圆均较差，层理不好。 洪积扇演化： 洪积扇演化： • • 山前冲积-洪积平原。 联合洪积扇。
• 溶沟石牙（karren）----可溶性岩石。 溶沟石牙（ ） • 土柱 土柱（earth pillar）----石块保护底下的 松散堆积物。
• 坡积物 坡积物(Slope wash)----洗刷作用使山坡 上松散物质顺坡向下搬运，到缓坡处沉 积，形成的沉积物。 • 坡积裙 坡积裙----坡积物沿山麓分布，形成平 缓的地形。 * 碎屑棱角明显， * 分选性不好，略显一些层理， * 物质成分与山坡基岩成分相同。
谷底沉积地貌： • 漫滩 （ 点滩 ） ----河床边缘沉积地貌， 漫滩（ 点滩） 凸岸，新月形。 • 心滩 江心洲----河床中间，呈棱形， 心滩或江心洲 江心洲 长轴平行于流向。
心滩的成因 • 宽谷段水流变缓，易生沉积。 • 在直河段，双向环流 • 河中障碍物 • 漫滩因洪水冲刷变为心滩。 心滩的演化 • 心滩上端遭受冲刷，下端沉积---慢慢往下游移动， • 心滩一侧侵蚀而另一侧沉积----左 右迁徒甚至靠岸。 • 心滩可能扩大、缩小、消失。
（2）侧蚀作用塑造河谷的过程 ） • 单向环流的侧蚀作用过程 发展最快的时期，是洪峰刚降落时。 • 侧蚀作用不是无限的。 • 裁弯取直 cut off) 裁弯取直( 单向环流--河道的曲率增加--同侧相邻两 个河弯靠拢--连通 • 牛轭湖 oxbow lake) 牛轭湖(
3、下蚀作用与侧蚀作用的关系 、 • 以下蚀为主，河谷呈V字形。 • 以侧蚀为主，谷底宽平、槽形河谷。 • 下蚀和侧蚀同等进行，谷形不对称。
砾石在水流中的运动方式： 砾石在水流中的运动方式： • 水动力减小时，悬运物--跃运物，跃运 物--推运物，推运物不再被搬运。 • 水动力逐渐增大，长轴垂直流向--滚动 长轴平行流向--滑动--跳跃--悬浮。 • 主流线附近--长轴平行流向--滑动， 主流线两侧--长轴垂直流向--滚动。
三、河流的沉积作用 （一）沉积作用及冲积物的特点 冲积物(alluvium)----河流沉积的碎屑物质。 冲积物 沉积作用 •分选作用 分选作用 •磨圆作用 磨圆作用 •磨细作用 磨细作用(极限约为0.05毫米) 磨细作用
第七章 地面流水的地质作用
第一节 概述 一、地面流水的概念
•地面流水 •地面流水(flowing surface water)--陆地表面上流 地面流水(flowing water)-动着的液态水。 •片流 (sheet flow)--顺斜坡片状流动的地面流水。 片流 •洪流 (flood current)--片流遇到凹凸不平的地面 洪流 时，水便集中到低洼的沟中流动。
三、流水动能与地质作用
• 流动过程中，势能不断转变为动能。 • 不同的河流、不同河段具有不同动能。 E = 1/2*MV2 • 动能的变化导致流水地质作用方式、强 度的改变。 • 流水除机械动力外，还有化学动力。
四、地面流水水力作用原理
• 侵蚀作用 侵蚀作用----当地面由松散的泥砂砾石 组成时，地面流水的水力作用，可使颗 粒离开原地。
F4+F5+F F2 F3
F1
G
实验研究表明: 实验研究表明 ① V＞15m／s，d ＜ l m 颗粒被侵蚀； ② V＜18cm/s，所有粒度都不会被侵蚀； ③ 固结的要比未固结的抗侵蚀， ④ 最易侵蚀的为细砂(0.125--0.25mm)， ⑤ 细砂以下粒级，尤其是固结的粘土， 不易被侵蚀。
第二节 暂时性流水的地质作用 一、雨蚀作用
1、下蚀作用 、
）．下蚀作用的过程 （1）．下蚀作用的过程 ）． •河谷 河谷(valley)----下蚀作用使河床不断加深， 河谷 切刻出的槽形凹地。 河谷横剖面的形态要素： •谷底 谷底 •河床 河床 •谷坡 谷坡 V字型峡谷。
河流下蚀作用过程中，形成急流和瀑布。 瀑布成因： 瀑布成因： • 河床上出现陡坎， • 熔岩流、山崩、滑坡堵塞； • 断层崖， • 冰川作用 • 坚硬岩石濒临软弱岩石河段处。尼阿加 拉瀑布、黄河壶口大瀑布。 瀑布并不是永存的，向上游方向退移 瀑布并不是永存的，向上游方向退移。
三、洪流的地质作用
•冲刷作用 冲刷作用(scouring)----洪流以巨大的机 冲刷作用 械力冲刷沟底及沟壁岩石的过程。 • 冲沟(gully)----冲刷作用形成的沟谷。 冲沟 向源头伸长，发展支沟，可达分水岭。 歹地(bad land)----冲沟把地面切割得支 • 歹地 离破碎，千沟万垒，形成沟望纵横、支 离破碎、草木稀少的地面。
• 溯源侵蚀 headward erosion)----河流的 溯源侵蚀( 源头下蚀力导致河谷后退，这个过程称为 河流的溯源侵蚀 溯源侵蚀，也叫向源侵蚀 向源侵蚀。 溯源侵蚀 向源侵蚀
• 河流袭夺 river capture)----当某一河流 河流袭夺( 溯源侵蚀时，中途切断另一条河流，并因 下切深而把后者的水夺过来 的现象。 后者叫断头河 断头河，前者叫袭夺河 袭夺河。 断头河 袭夺河
二、地面流水的运动方式
层流、紊流、环流、 层流、紊流、环流、涡流 1、层流( Lamellar flow)----水质点在流动 、层流 过程中相对位置保持平行的水流。 2、 紊流 、 紊流(turbulent flow)----水质点在流动 过程中，彼此间相对位置随时变换。 临界速度----流水从层流转变为紊流时 临界速度 的速度。