第八章风力地貌及其堆积物讲解

第八章风力地貌及其堆积物
风力地貌（aeolian landform)：风对地表物质的侵蚀、搬运和堆积所形成的地貌。

包
括风沙地貌和黄土地貌。

主要分布在干旱气候区，即在副热带高压区（南、北纬15°—35°），如北非撒哈
拉和西南亚的阿拉伯沙漠等地，或温带内陆区（北纬35°—50°），如苏联的中亚，我国西北和美国西部等。

一、风砂作用
风将地表沙粒吹离地面，随气流运动形成风沙流。

它对地表物质所发生的侵蚀、搬运和堆积作用称为风沙作用。

（一）风砂侵蚀作用
风砂流：风沿地面吹动时，可将地面松散物质吹起进入空气中，这种携带砂的气流，称风砂流。

只有当风速达到使砂粒脱离地表进入气流中移动的临界速度（即起砂风速）时，才
能形成风砂流。

起砂风速大小与砂粒粒径、地表干湿及植物多少等自然条件有关。

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。

1吹蚀作用：一定风力作用下，未固结或固结差的细粒物质发生移动而离开原地，当风力进一步增大，较粗物质也被带走，从而使地面遭受破坏。

最容易被剥蚀的粒径为0.08毫米。

剥蚀物的粒径与流速平方成正比。

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。

风速越大、地表颗粒越细、松散、干燥，吹蚀越强。

2磨蚀作用：砂粒一旦起动，在地表附近形成风沙流，移动的风沙流对地表岩土冲击、摩擦，使其遭受磨蚀。

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）风沙搬运作用
风运物运动方式主要有：
1悬移：细小砂粒受气流紊动上升分速的作用而悬浮于空中进行搬运。

2跃移：当风速超过起砂风速时，有一部分颗粒从地面跃起到一定高度，在风的推动下而加速，并在空中掠过一条很短的弹道痕迹。

绝大多数跃移砂粒在距
地30厘米以下，1米以上者很少。

3蠕移：地表砂粒和细砾，当受到跃移砂粒冲击时，获得能量，并沿地面徐徐向前移动或滚动。

风砂搬运的物质中，以跃移为主，一般占70-80%，蠕移次之，20%左右，悬移最少，10%以下。

风砂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。

风砂搬运特点：
（1）风的搬运力取决于风力的大小；
（2）风的搬运力不大，在相同流速下，只及流水的 l／800左右；
（3）搬运量巨大,随风速的增大而迅速增大；
（4）累积搬运量可观；
（5）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；
（6）风搬运过程中的磨圆作用。

（三）风沙堆积作用
风积作用：被风移动的物质，在风力减小、遇到障碍物或地面结构及性质改变时，就会停滞下来，堆积在一起，这种作用称为风积作用。

风砂堆积包括沉降堆积和遇阻堆积：
沉降堆积：风速减弱或停息时发生。

遇阻堆积：风砂流遇山脉、森林等障碍物时发生沉积。

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)。

二、风积物
（一）风成砂的层理：
1 水平层理：大面积分布在较平坦的砂地中，由沙层的粒度粗细变化显示出来的。

风速大时细粒吹走留下粗粒，形成粗砂层，弱风时细粒又沉积在上面，
如此反复交替，形成许多极薄的微层。

2 斜层理和交错层理：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。

风积物：风搬运后堆积的物质。

最常见的风积物是沙漠、黄土和风成粘土。

（二）风成砂的粒度成分及砂粒表面特点：
1 粒度成分：颗粒粒径<2mm；以0.05-0.25毫米砂粒占优势，粒度均一，分选极好，
磨圆度高；分选比湖泊砂、河流砂和海滨砂都好；大砂粒表面有许多
凹坑，是砂粒运动过程中互相撞击而成；砂粒以石英为主，少量长石
和各种重矿物。

易磨损矿物经风搬运大都磨成更细小颗粒被吹扬到更
远处，如云母在风成沙中少见。

2 砂粒表面特点：由于风砂搬运过程中砂粒相互碰撞，因而砂粒表面常有许多凹坑
和麻点，呈毛玻璃状，无光泽。

三、风沙地貌
（一）风蚀地貌
风蚀作用在地表形成一系列的地貌形态，最常见的有岩漠(rock desert)、石漠(gravel deserd)、石蘑菇(mushroom rock)、石柱(deflaction column)、雅丹(yardan)、风蚀洼地(wind depression)和风蚀残丘(wind erosion unaka)等
1石窝（风蚀壁龛）：陡峭岩壁上满布的大小不一的凹坑，小凹坑直径20cm左右，深10
－15cm。

有的分散，有的集中，形如窗格或蜂窝，称石窝。

2风蚀蘑菇和风蚀柱：水平地层组成或水平节理发育的岩石，特别是当气流含沙浓度以
下部为高时，经风蚀作用，常将孤立岩块磨蚀成上部展宽如帽、
下部仅留支柱的“蘑菇”，甚至蚀去支柱后该磨盘样的岩块成了
风动摇摆石。

垂直裂隙发育的岩石，经风蚀形成孤立的柱状岩石。

3雅丹（风蚀垄槽）即风蚀槽谷，在岩性软硬不同，岩层倾角较陡区，或浅湖萎缩或
干涸后，出露的湖滩地面干裂，风顺裂隙或岩层走向吹蚀，使地
表形成许多不规则的脊形垄岗和宽浅的沟槽。

这种地貌在塔克拉
马干沙漠东面的雅丹发育最为典型，故名。

"雅丹"是维吾尔语，
意为"险峻的土丘" 专指干燥地区的一种风蚀地貌。

4风蚀洼地：松散物组成的地面，经风长期吹蚀，形成大小不同的洼地。

干旱半干旱区较普遍。

特点是开阔宽浅，暴雨后暂时性地积水为湖。

5 风蚀谷：风沿着暂时性洪水形成的冲沟吹蚀，使谷地进一步扩大，形成风蚀谷，它
常沿主风向延伸，迂回曲折，长可达数十公里。

6风城：即水平岩层（或缓倾岩层）组成的风蚀残丘与风蚀残岗等，远望好似废弃的古城堡。

不过，也确有废弃的古城堡遭受强烈的风蚀形成风城。

7风蚀残丘（山）：风蚀谷扩展后残留的残丘，残丘多成群分布，形状不一，高10－
30m不等，以平顶桌状居多，也有成尖峰状的。

甘肃金塔和民勤等
地有砂砾组成的风蚀残丘。

（二）风积地貌
风积地貌风积物在一定条件下堆积形成的地貌。

主要有沙漠和黄土地貌等。

1沙丘：是风沙运动产生的最基本的地貌类型，一般有三种基本（简单）形态：新月型沙丘、抛物线形沙丘和金字塔形沙丘，由这些简单沙丘可组合出多种地貌形态
如梁窝状沙丘、格子状沙丘、蜂窝状沙丘、横向新月形沙链和纵向沙垄。

沙漠
由各种形态沙丘组成。

各种形态沙丘。

2 新月形沙链：
3 沙垄：
4 沙堆：风沙流在前进中，遇到障碍物（植物等）时，便在其背风面发生沉积，所形成
的各种不规则沙体。

四、沙丘的移动
（一）移动方向：与一个地区盛行风的方向或起沙风速年合成风向一致。

（二）移动方式：前进式：单向风作用下沙丘终年保持向前移动。

往复前进式：沙丘在两个相反风向而风力不等的情况下移动。

往复式：沙丘在两个相反风向而风力相等的情况下移动。

（三）移动速度：与风的频率与风速成正相关，与沙丘高度成负相关。

与沙丘间距离
成正比。

湿度大，植被覆盖移动小。

据沙丘的移动性，将其划分为：
1 流动沙丘：地面缺少植被，其位置正在不断发生变化的沙丘。

沙漠里这类沙丘最普遍。

2 半固定沙丘：该沙丘分布区生长有喜湿而抗风强的植物，致使风沙运动受阻，其移动
能力弱。

随着条件改变，半固定沙丘可转化成流动沙丘；也可向固定沙
丘转化。

3固定沙丘：地面大部分为植被，覆盖率30%以上，植物不仅长在沙丘背风面，且也长在迎风面，风沙运动几乎完全被禁止，沙丘位置基本是固定的。

五、荒漠类型
岩漠：风蚀作用带走表土，留下起伏不平的裸露基岩，该区叫岩漠。

是我国西北一个重要的地质灾害。

砾漠或戈壁：指主要由砾石组成的平坦地面，地形最大坡度为5°～10°。

山麓地带由粗砾砾石和块石等组成的洪积或冰碛物等，在风的侵蚀作用下，细砂被吹
走，在地面留下粗砾砾石、块石和碎石。

有些砾石经风改造为风棱石。

如
甘肃玉门、新疆的柴达木盆地边缘等地有砾漠分布。

沙漠：指整个地面覆盖着大量流沙，常见于岩漠或石漠顺风侧，沙漠区地势一般低平，并发育有时代不同的各种沙丘组合的荒漠。

1 沙漠形成的气候因素：世界范围干燥区的形成，主要是南北纬15-35度副热带高压
区决定的，此区内对流层气流下沉，相对湿度小，空气异常
干燥。

空气下沉也抑制了对流和阵雨，使这一带成为地球上
著名的干旱区。

另一干旱区在温带大陆内部，远离海洋，受
山脉阻挡，海洋的暖湿气流难以到达，并受北方冷旱高压影
响形成温带干旱区。

我国和中亚沙漠分布区。

2 沙漠来源：只要沉积物裸露地表，就可能成为沙漠沙来源。

泥漠：为富含盐碱的泥质地面。

若地面全是盐碱，称盐漠。

六、黄土
具黄色色调的粉砂质松散土状风积物，形成在第四纪。

（一）黄土和次生黄土
黄土（原生黄土）：风力搬运沉积，又没有经过次生扰动，以粉沙堆积为主、质地均一、
富含钙质、疏松多孔、无层理、有显著垂直节理、具很强的湿陷性、
黄色粉质的土状沉积物称为黄土。

次生黄土：其他成因的、黄色的、略具层理和夹有砂、砾石层类似黄土堆积的土状沉积物称为黄土状土(也称次生黄土)。

（二）黄土分布和厚度
世界黄土均分布在现代半干旱的中纬度地带。

北纬30-55度，南纬30-40度之间的地区。

我国为世界黄土最发育的地区。

主要分布在甘肃、山西，陕西。

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。

山西，陕西发育齐全的黄土厚度一般为100-150米，甘肃境内黄土厚度大，兰州附近达410米，是世界上黄土厚度最大的地区。

（三）黄土的物质成分
1 粒度成分：质地均匀，以粉沙颗粒（粒径0.05-0.005mm）为主，含量>50%，粒径0.05-0.01
的粗粒粉砂，含量约30-60%，少有>0.1mm颗粒。

2 矿物成分：多达60余种。

碎屑矿物以轻矿物（比重<2.9）为主，主要是石英（50%以
上）、长石（29%-34%）、白云母（10%）、方解石、白云石、石膏等。

重矿
物仅占4%-7%，为磁铁矿、赤铁矿、辉石和角闪石等。

3 化学成分：以SiO2(>50%), CaO(10-20%)和Al2O3(8-15%)为主, 其次Fe2O3(4-5%),
MgO(2-3%) 和K2O(2%)等。

4 黄土结构：垂直节理发育。

其产生一是重力作用，黄土内部出现水平张应力；二是黄
土中众多的铅直裂隙，削弱了水平方向的结合力，因而沿铅直方向易于产
生裂隙。

（四）黄土中的古土壤
黄土中发育古土壤，尤其是黄土高原南部，多达数十层。

古土壤呈红褐色，具明显的粘化层和碳酸钙淀积层，风化强，陆生动植物化石丰富，是温湿条件下风成黄土风化产物。

七、黄土地貌
在规模巨大的黄土高原、黄土平原和黄土丘陵上还发育着次一级的地貌类型。

（一）黄土沟谷地貌
侵蚀初期依次形成以下几种沟谷形态：
1 冲沟：黄土高原上分布很普遍的一种地貌。

①纹沟：在黄土坡面上面流的反复侵蚀形成的细小沟纹。

这些沟纹彼此穿插交织在一起。

②细沟：坡面上水流增大，片流演化成股流，将坡面侵蚀成大致平行的细沟。

细沟宽不
超过0.5m，深约0.1-0.4m，长数米至数十米，横剖面呈“V”字形，沟底坡度
无明显转折。

③切沟：细沟进一步发展，下切加深，形成切沟。

切沟宽和深度均可达1-2m，长度可超
过几十米。

其纵剖面和横剖面坡度均不一致，沟床多陡坎。

④冲沟：切沟进一步下切侵蚀，纵剖面呈一下凹曲线，与凸形的斜坡剖面绝然不同，即
为冲沟。

冲沟的沟头和沟壁都较陡，规模也较大，长度可达数千米至数十千米，
深可达数十至百米。

⑤拗沟：冲沟进一步发展，沟床纵剖面的坡度逐渐变缓，沟底平坦并沉积了较厚的堆积
物，成为拗沟。

拗沟较稳定，一般情况下不会加深，由于沟底宽、沟壁缓，常
开垦成耕地。

当沟床达到潜水面时，开始接受地下水的补给，成为溪流。

2 干沟：发育在早、中更新世黄土中的侵蚀沟谷，后经晚更新世黄土堆积成洼地，近代
流水切割洼地形成。

3 河沟：黄土堆积前早已存在的沟谷，黄土堆积覆盖谷地成洼地，后经流水切割形成河
沟。

（二）黄土沟间地貌
黄土高原上的平缓地面经水流切割侵蚀后的残留部分。

主要有塬、墚和峁。

1 黄土塬：黄土高原受现代沟谷切割，保存下来的大型平坦地面。

如陕西的洛川塬、甘
肃的西峰塬等。

2 黄土墚：平行沟谷间的长条状高地，长数百米至数十公里，宽仅数十至数百米，顶面
平坦或微有起伏，为黄土塬进一步切割或黄土覆盖在古高梁地而成。

3 黄土峁：顶部浑圆、斜坡较陡的黄土小丘。

成因同黄土墚。

梁和峁大片分布的地区称
黄土丘陵。

4 黄土墹：黄土掩埋古河谷而成的长条形凹地。

（三）黄土潜蚀地貌
由于黄土中含有较多的易溶盐类，并具有大量孔隙和节理，为地下水化学溶蚀创造了条件，强烈的溶蚀作用在黄土区形成一系列与岩溶地貌类似的地貌形态，如黄土碟、黄土陷穴、黄土陷沟、黄土井、黄土桥及黄土柱等。

1 黄土碟：近似碟形的凹地。

地表水下渗侵蚀黄土，在重力作用下，土层逐渐压紧，地
面均匀沉陷而成。

2 黄土陷穴：地表水汇集到黄土节理裂隙内进行潜蚀作用而形成。

3 黄土桥：二个陷穴串通后，其表面没有塌陷的部分，形如桥梁，称黄土桥。

4 黄土柱：流水不断沿垂直节理侵蚀和溶蚀，使黄土发生崩塌，其残留部分成为柱状体。