第六章 搬运作用与沉积作用

地下水的搬运作用
主要为化学搬运，化 学搬运物的成分和数量，取决于地下水渗流区的 岩石性质和风化程度。流经灰岩地区的地下水， 含HCO3-、Ca2+、Mg2+较多。在干旱及半旱地区， 因化学风化较弱，只有极易迁移的K+、Na+、Cl、SO42-等离子容易被地下水带走。 在湿热气候 区，地下水搬运的物质除上述物质以外，可有较 多的SiO2、Al(OH)3、Fe(OH)3等胶体物质。
图6－8 密西西比 河全新世三角洲
1－分支河道；2－三角洲前缘； 3－三角洲平原；4－前三角洲
在纵剖面上，三角洲常具有三层构造，即顶积层 、前积层和底积层。前积层是最先在盆地边缘沉积的 较粗的砂、粉砂沉积物，它向海(或湖)方向倾斜，近 岸处较陡，离岸渐远而变缓。底积层是河流带来的悬 浮物，在前积层前方形成的水平沉积层，由粉砂和粘 土组成，粒细、层薄。顶积层是前积层增长到河底高 度时，随着三角洲向海推进，在前积层之上沉积的、 近水平的冲积物。
浮力（F）、重力（G）、水平推力（P）、垂直上举力（R）
悬移 细小的碎屑颗粒在流体中，由于R+F＞＞G，故 不易沉到底部，总是呈悬浮状态被搬运，这种搬运方式 称悬移。
载移 被冰川搬运的物质，有的堆积在冰川表面，有 的冻结在冰体内，随冰川一起运移。恰似一条传送带载 运物质，称为载移。
冰川的搬运作用－－载移
（一）机械搬运作用
碎屑物质的搬运方式取决于颗粒在介质中的 受力状况。流体作用于碎屑颗粒上的力主要有： 浮力（F）、重力（G）、水平推力（P）和垂直 上举力（R）。 水平推力是流体作用于颗粒上的顺流向的力 ，垂直上举力是由于紊流的扬举作用和流体在不 同深度的速度差而产生的一种向上的力。
浮力（F）、重力（G）、水平推力（P）、垂直上举力（R）
（二）化学搬运作用 基岩经化学风化、剥蚀作用 所分解的产物（溶解物质），呈 胶体溶液或真溶液的形式被搬运 称化学搬运作用。 Al、Fe、Mn、Si的氧化物 难溶于水，常呈胶体溶液搬运； Ca、Mg、Na等元素所组成的盐类 ，常呈真溶液搬运。
自然界中胶体溶液与真溶液的分布状况
二、不同营力的搬运作用特点
山口沉积 山区河流在流出山口时，由于坡度 明显减小，水流散开，所携带的大量碎屑物便堆 积在山口开阔的平地上。沉积物堆积成半圆锥形 或扇状地貌，称为冲积锥或冲积扇。在锥顶的沉 积物粒度粗，以砾石、砂为主，向边缘逐渐变细 ,为砂、粘土。
河口沉积 当河流进入河口时，水域骤然变宽 ，再加上海水或湖水对河流的阻挡作用，流速减 小，碎屑物便大量沉积，所形成的沉积体形态从 平面上看像三角形，故称为三角洲沉积。
冰川的搬运作用
和流体的搬运 有很大的差别。冰川上叠加再大的岩块、 再多的岩屑，也不会阻止冰川的流动，相 反会加快冰川的流动。因此，冰川的机械 搬运力巨大，可将重几十吨到几万吨的岩 块搬走。一般将冰川搬运的、直径大于1m 的岩块称为漂砾。
风的搬运作用
风的密度远较流水小。通常风只能 吹动砂级以下的颗粒。但由于风沿地面吹动常波及几 万平方公里的范围，因此，风沙流所携带的砂量往往 是很大的。风的搬运能力主要决定于风速，此外还与 搬运物的颗粒大小、比重、形状以及地面状况有关。 总的说，推移物质较少，大部分颗粒以跃移、悬移的 方式搬运。
地面流水的搬运作用 以机械搬运为主，包括 推移、跃移和悬移三种方 式。在洪流中，往往推移 、跃移和悬移三种方式同 时存在；在片流中，主要 是推移和悬移。
地面流水的搬运作用 在河流中，上游水急 、颗粒较大，推移、跃移和悬移三者共存，且 推移、跃移更重要一些，在中下游则是跃移和 悬移更主要。 颗粒的搬运方式不是固 定不变的，随着流速增大 ，推移可变为跃移，跃移 也可变为悬移；流速降低 时，则发生相反的转变。 在河流中的砾石多数 是以推移搬运，砾石的最 大扁平面倾向河流上游， 并呈叠瓦状排列。
分选性还与粒度有一定关系，即愈趋向于细 砂级，分选就愈好。应该注意，分选性与营力 的性质有密切关系，风积物分选性好，滨海次 之，而冰碛物分选性极差。
图6－3 颗粒分选性示意图
不同营力分选性由好到差的一般顺序：风、 滨浅海、湖泊、河流、洪流、片流、冰川。
圆度和球度的变化 圆度指颗粒棱角磨 损而接近圆形的程度。球度指颗粒接近于 球形的程度。
地下水的搬运作用
地下水的溶运能力 ，与水温、压力、运移速度、酸碱度及CO2含量 有关。一般来说，温度高、压力大、流速快、 CO2和酸类物质含量高时,其溶运能力强；反之 ，则较弱。
冰川的搬运作用
为固体搬运 即载移，搬运能力很大；其次，冻结在冰 体内的岩石碎块不能自由移动，彼此间很 少磨擦与碰撞。冰川搬运的物质称冰碛。
由于磨蚀作用， 随着搬运距离的增长 ，圆度和球度一般是 愈来愈高。特别在搬 运初期，圆化较为迅 速。
图6－4 碎屑颗粒的磨圆度示意图
碎屑颗粒的圆化还受到 矿物物理性质、搬运方式等 因素的影响。 硬度低者易于磨圆，粒 状矿物易于磨圆。
推移、跃移易使颗粒圆 化，悬移难使颗粒圆化，载 移则不能使颗粒圆化，故冰 碛物多为棱角状。
跃移是风搬运砂粒的主要形式，一个飞扬的颗粒如 果撞击在基岩上，其跳跃几乎像弹性体，很少失去动能 。如果飞扬的颗粒落在松散砂质沉积物上，被撞击的颗 粒就会被抛向空中，这样就发生了“连锁反应”。 在正常的地面风条件下，粒径小于 0.1～0.2mm的 颗粒，可呈悬浮搬运；粒径小于0.005 mm的粉砂与粘土 ，可以像尘埃一样弥散在空气中被长距离搬运。当发生 风暴时，这种搬运作用就更为强烈。
洪流形成的沉积物叫洪积物。洪积物在冲沟口所形 成的扇状堆积体叫洪积扇。 洪积物具有明显的分带现象.在洪积扇顶部，有粗大 的砾石；在边缘，主要为砂、粘土，并具有层理。在扇 顶与扇缘之间，沉积物既有砾石，又有砂及粘土。洪积 物这种分带现象是粗略的，各带之间没有截然的界线。
天然堤与决口扇沉积 洪水期河水漫出河床，由于 水体变浅、流速骤减，大量碎屑物质很快在岸边沉积 ，形成天然堤。天然堤主要发育在蛇曲河流中，沉积 物为粉砂和泥互层。决口扇是洪水冲决天然堤，在天 然堤外侧斜坡上形成的扇状堆积物。沉积物粒度比天 然堤的粗，主要为细砂和粉砂。
牛轭湖沉积 沉积物的底部是早先沉积形成 的河道沉积物，往上为牛轭湖沉积形成的粉砂 和粘土，富含有机质，一般具水平层理。这些 细粒物质是由洪水期河水所带来的。
三、搬运过程中碎屑物质的变化
搬运中矿物成分的变化 由于搬运过程中的化 学分解、破碎和磨蚀作用，随着搬运距离增长， 不稳定组分如长石、铁镁矿物等就会逐渐减少， 而稳定组分如石英、燧石等含量就会相对增加。
重矿物随远离侵蚀 区，其含量明显减少。
搬运中粒度和分选性的变化 粒度是指碎屑 颗粒的大小。分选性是指颗粒大小趋向均一的 程度。随搬运距离的增长，沉积颗粒愈来愈细 。河流上游因距离近，河床中只有较粗的物质 ；下游搬运距离远，河床中的物质则较细。 另外，磨蚀和破碎作用不断使颗粒变小。 随着搬运距离的增大，分选程度也愈来愈高， 即颗粒大小越趋向于一致。
搬运过程中粒度、圆度和球度的变化 不同营力磨圆度由好到差的一般顺序：风、 滨浅海、湖泊、河流、洪流、片流、冰川。
第二节
沉积作用
一、地面流水的沉积作用 二、地下水、冰川及风的沉积作用 三、湖泊（及沼泽）的沉积作用 四、海洋的沉积作用
沉积作用
被搬运的物质到达适当 的场所后，由于条件变化而发生沉淀、堆 积的过程称为沉积作用。所形成的松散物 质叫沉积物。 陆地和海洋是地球表面最大的两类沉 积单元或沉积环境，前者包括地面流水（ 河流、洪流、片流）、地下水、冰川、风 、湖泊（及沼泽）等沉积环境，后者可分 为滨海、浅海、半深海和深海等环境。 沉积方式可以分为3种类型，即机械沉 积、化学沉积和生物沉积。
图6－9 三角洲构造及层序
1－顶积层；2－破坏期沉积；3－前积层；4－底积层
河流的沉积物统称为冲积物。 冲积物的主要鉴别标志是： ①砾石成分复杂, 往往具叠瓦状排列； 砂和粉砂的矿物成分中不稳定组分较多。 ②碎屑物质的分选性较好。 ③碎屑颗粒的 磨圆度较高。。④冲积物层理发育，类型 丰富(如水平层理、交错层理等)，其中，倾 斜的交错层理一般倾向河流下游。⑤冲积 物在剖面上常呈透镜状或豆荚状展布，少 数呈平行板状延伸。⑥冲积物往往具有二 元结构，下部为河床沉积，上部为河漫滩 沉积。
第六章
搬运作用与沉积作用
搬运作用 沉积作用
第一节 第二节
第三节
成岩作用
第一节
搬运作用
自然界中的风化、剥蚀产物被运动 介质从一个地方转移到另一个地方的 过程称为搬运作用。
如河流的搬运作用
一、搬运作用的方式
机械搬运 化学搬运 生物搬运
是各种营力搬 运风化、剥蚀所形成的碎屑物质的过程。 可分为推移、跃移、悬移和载移四种方式。
海洋（及湖泊）的搬运作用
在滨海地区， 通常波浪是主要的搬运营力；在峡、湾或潮汐通道附近 ，潮流的搬运作用明显；在半深海与深海则以海流为主 要营力。推移方式的搬运主要出现在海滨，推移物质一 部分来自河流，另一部分来自海蚀作用。
海洋（及湖泊）的搬运作用
当波浪垂直海岸 作用时，进流将砾石推向岸边，回流则将砂带向深水区 。这种物质垂直海岸方向的移动称为横向搬运。它可使 碎屑物质产生良好的分选，并造成碎屑物质由岸向海呈 带状分布，即砾石、粗砂在岸边，较细的物质在海洋一 侧。滨海砾石的长轴大致与海岸线平行，其最大扁平面 倾向海洋。 当波浪斜向冲击海岸时，在进流与回流的 共同作用下，粗砂和砾石以推移方式沿海岸方向运移， 称为斜向搬运。
推移 流体在运动过程中，对碎屑物质有一个向前的 推力。当P≥f·(G－F－R)时（f为摩擦系数），碎屑颗 粒就会沿着介质底面滑动和滚动，这种搬运方式叫推移 。被推移的物质一般为粗碎屑物质，如粗砂和砾石。
浮力（F）、重力（G）、水平推力（P）、垂直上举力（R）
跃移 在搬运过程中，碎屑物质沿地面呈跳跃方式前 进的过程叫跃移。一般来说，细砂、粉砂的搬运方式以 跃移为主。当R≥G－F时，碎屑颗粒就会从地面上跃起 ，并在推力作用下向前移动。上举力减小，在重力作用 下，颗粒再次落到地面上。
一、地面流水的沉积作用
河流的沉积作用
自上游至下游普 遍存在。发生沉积作 用的原因有3点：一是 流速减小，二是流量 减小，三是进入河流 的碎屑过多。
百度文库
河流发生沉积作用 有3个主要场所： 一是河流汇入其它相对 静止的水体处，如河流 入海、入湖（河口区） 以及支流入主流处； 二是河床纵比降变小 处，一般来说河流中、 下游地势较平坦，沉积 作用明显； 三是河流的凸岸，由单 向环流侵蚀凹岸，所产 生的碎屑在凸岸沉积。
心滩沉积 在洪水期，双向环流的表流从中央向两 侧流，底流从两侧向中心汇聚，然后上升，由于水流 的相互抵触和重力作用，使碎屑在河心发生沉积。随 着心滩扩展、加高，最后露出水面，造成河流分叉， 最终形成网状河流。心滩沉积物成分复杂，粒度变化 范围大，常见大型槽状交错层理。
图6－7 洪水期双向环流与心滩形成示意图
机械沉积作用 指被搬运的碎屑物质，因为 介质物理条件的改变，而发生堆积的过程。这 种介质物理条件的改变，包括流速、风速的降 低和冰川的消融等。 化学沉积作用 指以胶体溶液和真溶液形式 被搬运的物质，由于物理、化学条件变化，而 产生沉淀的过程。
生物沉积作用 指与生物活动及生物遗体相 关的沉积作用。可表现为生物遗体直接堆积； 另外还表现为间接的方式，即由于生物的原因 ，引起介质的物理、化学环境发生变化，从而 使某些物质沉淀、堆积。
滞留砾石沉积 在河流上游，河流具有较大的动能 ，细粒物质被冲走，粗粒物质留下来成为滞留沉积。 沉积物以河床砾石为主，常呈透镜体分布于河道中。
图6－5 弯曲河流的沉积模式
边滩沉积与河漫滩 在凸岸发生沉积，开始仅形成 浅滩，随着河流不断侧向迁移，浅滩也不断增长，最 后形成宽阔的边滩。边滩沉积一般以砂为主，有少量 的砾石和粉砂，是单向环流侧向堆积的产物，发育大 型板状交错层理。在洪水期，边滩被淹没。洪水中的 细粒物质(粉砂、亚粘土等)就会叠积在边滩沉积物之 上，形成河漫滩，发育水平薄层状层理。这称河漫滩 的二元结构，即底部为边滩沉积（粗粒），顶部为河 漫滩沉积（细粒）。