地质学-第6章 地面流水的地质作用(1)

一、下蚀作用（vertical erosion）
河水及其携带的碎屑物对河床底部产生破坏， 从而使河床降低、加深河谷的作用称为下蚀 作用。 1、“V”形谷——峡谷——三峡（three gorges)、 虎跳峡
三峡大坝
2．瀑布（water fall）——由于谷底岩石软硬程 度不同，抗侵蚀能力有差异，形成的明显跌水。 黄果树瀑布、壶口瀑布、庐山瀑布。 3．急流（rapids）
源自文库
（二）弯曲河道河流沉积作用 及其冲积物
1、滨河床浅滩——凸岸河床堆积物。 2、天然堤（natural levee）——粗碎屑物 在滨河床浅滩的边缘堆积所形成的垄岗 地形。 3、河漫滩（valley flat）——天然堤不断 发展所形成。 4、牛轭湖内沉积 4、辫状河道（braided stream）
射，左右洗青壁。飞珠散轻霞，流沫 沸穹石。 而我乐名山，对之心益闲。无论漱琼 液，还得洗尘颜。且谐宿所好，永愿 辞人间。
【湖口望庐山瀑布泉】(张九龄) 万丈洪泉落，迢迢半紫氛。奔飞流杂树，洒 落出重云。日照虹蜺似，天清风雨闻。灵山 多秀色，空水共氤氲。
日照香炉生紫烟， 遥看瀑布挂前川。 飞流直下三千尺， 疑是银河落九天。
（一）顺直河道河流沉积作用 和河床冲积物
1．沙坝——顺直河段凸岸大致平行于河床的长条
形沉积。
2．心滩（river island）——洪水期，河床中心，
因上升底流所发生的堆积。
古代称之为“洲”。 “关关雎鸠，在河之洲。” “晴川历历汉阳树，芳草萋萋鹦鹉洲。” ——崔颢
一 九 二 五 年 的 武 汉 三 镇 形 势 图
不同类型的环流
平 直 河 段 双 向 环 流 -
弯 曲 河 段 单 向 环 流 -
第二节 地面暂时流水的地质作用
一、片流的地质作用 1．洗刷作用（sheet wash）——片流在斜坡上流动 过程中，可冲走细粒物质，并将这些物质带到斜 坡下部。 2．坡积物（diluvium）——由片流搬运的物质一
（1）河床坡降发生显著变缓的地段； （2）河流流入相对静止水体的地段； （3）弯曲河道的凸岸。
2．冲积物的特点
（1）磨圆度、分选性随搬运距离增大而增大； （2）具有层理构造——水平层理 + 斜层理。
二、各河段的沉积作用 及其冲积物特点
冲积扇（alluvial fan）——河流沉积物所形成的 扇状沉积地形。 顺直河道——弯曲河道——泛滥平原——河口区
1．河曲（meander）——河床的 连续弯曲 2．蛇曲（自由曲流，free meander）——河曲的巨度弯 曲。 3．截弯取直（cut-off） 4．牛轭湖（ox-bow lake）
克鲁伦河发源于蒙古国的 肯特山东麓，中下游流入 我国内蒙古自治区呼伦贝 尔市，河道九曲回肠。
萨拉乌苏河也叫红柳河，黄河的支 流——无定河的蛇曲
二、河流对碎屑颗粒的机械搬运方式
1．推移式（重力>浮力） 2．跃移式（重力>或<浮力) 3．悬移式 (重力<浮力）
4. 倒移式（冲力<<重力)
河中石兽
F推
F浮
F磨
重力
纪昀《阅微草堂笔记》卷十六 《姑妄听之》
• 沧州南一寺临河干，山门圮(pǐ)于河，二石兽并沉焉。 • 阅十余岁，僧募金重修，求二石兽于水中，竟不可得，以为顺 流下矣。棹(zhào)数小舟，曳铁钯，寻十余里无迹。 • 一讲学家设帐寺中，闻之笑曰 “尔辈不能究物理。是非木杮， 岂能为暴涨携之去？ 乃石性坚重，沙性松浮，湮(yān)于沙上， 渐沉渐深耳。 沿河求之，不亦颠乎？”众服为确论。 • 一老河兵闻之，又笑曰：“凡河中失石，当求之于上流。 盖石 性坚重，沙性松浮，水不能冲石，其反击之力，必于石下迎水 处啮沙为坎穴。 渐激渐深，至石之半，石必倒掷坎穴中。 如 是再啮，石又再转。转转不已，遂反溯流逆上矣。 求之下流， 固颠；求之地中，不更颠乎？” 如其言，果得于数里外。 • 然则天下之事，但知其一，不知其二者多矣，可据理臆断欤？
刚果河辫状河道 ——卫星照片
（三）泛滥平原的冲积物
1．决口扇（flood fan） 洪水期，河流冲决河堤，在决口处形成的由 岸或天然堤向外的扇形堆积物。 2．泛滥平原（flood plain） 河流多次溢流或改道形成的宽广的平坦地形。
泛滥平原景观
（四）河口区的沉积作用
河口区（river mouth）河床纵坡降相对平缓， 水流分散，加上被其注入的海水、湖水的 顶托，使其成为河流的主要沉积场所。
洪积物
洪积扇
洪积扇
洪积裙——若干个相邻的洪
积扇扩大相连成为围绕山脚 的洪积裙 。 洪积平原——洪积裙,进一步 发展为微向山外倾斜的洪积 平原 。
第三节 河流概述
一、河谷和水系 （一）河谷（river valley） 被流水所开凿和改造的线状谷地。
1．谷坡（valley wall） 2．谷底（valley bottom） 3．河床（stream bed）
第一节 地面流水的种类及 运动状态
一、地面流水的种类
地面流水按其水源补给特点分为常年流水及暂时性流水两类。 1、常年流水（河流）——固定的水源补给，固定的流水渠道。 2、暂时性流水——降雨后或雨季才有水流动的地面流水。 （1）片流 （sheet flow)——沿斜坡无固定水道的面状流水。 流速慢，呈网状分布。 （2）洪流 (flood flow)——沿沟谷流动的水流。由片流汇聚 到沟谷中而形成，流速快，流量大，有固定水道。
主要流域位于陕西省北部以及内蒙古鄂尔多斯高原
【陇西行四首其一】 (陈陶) 誓扫匈奴不顾身， 五千貂锦丧胡尘。 可怜无定河边骨， 犹是春闺梦里人。
小兴安岭蛇曲
大兴安岭牛轭湖
黄河蛇曲牛轭湖
第五节 河流的搬运作用
一、河流搬运作用 的方式
1．机械搬运——搬运碎 屑物质 2．化学搬运——搬运离 子、胶体
底 积 层
因水动力状态的改变，河水的搬运能力降低， 致使搬运物堆积下来的过程称沉积作用。 河流的沉积作用以机械沉积作用为主。 河流的沉积物称冲积物（alluvium）。
一、河流沉积作用的原因 及冲积物的一般特点
1．河流沉积作用的原因
水动力状态（流量+流速）改变
——E=1/2mv2
有利于发生机械沉积作用的场所：
1．三角洲（ delta） 在河口区所形成的弧顶朝海，顶 端向陆的巨大的三角形沉积地形。
长江三角洲
珠江三角洲
恒河三角洲
2．三角洲的沉积结构 （1）顶积层（topset bed） （2）前积层（foreset bed） （3）底积层（bottomset bed）
水上 顶积 层
水下 顶积 层
前积 层
般在山坡的凹入部位或山麓堆积起来，形 成坡积物。 3．坡积裙（talus fan）——坡积物在山麓地带 常连接成覆盖斜坡的裙状地形，称为坡积 裙。
二、洪流的地质作用
1．洪积物（proluvium） ——山区溪沟间歇性洪水挟带，堆积在山前沟 口的碎屑物质。一般颗粒较粗，除砂、砾外， 还有巨大的块石，分选性较差，大小混杂。 2．洪积扇（proluvial fan） ——暂时性山地水流流出山口堆积形成的扇形 地貌。组成洪积扇的泥沙、石块颗粒粗大， 磨圆度差，层理不明显，透水性较强，扇面 上水系不发育。
4．向源侵蚀作用（retrogressive erosion）
——由于河流的下蚀作用造成河谷向源头方向伸 展的过程。
5．侵蚀基准面（base level of erosion）
——下蚀作用不再发生的基准面。
6．河流的袭夺（river capture）
——一条河流的源头切入另一条河流，将其上游 水流夺过来的现象。
长江水系图
二、河流的水文状况
流量、流速、水位变化情况。
• 流量—— 一般向下游逐渐增大，少数内 陆河（如塔里木河）的流量向下游减少。 黄河下游也有断流的情形。 • 流速——随流量和河谷地形变化。
第四节 河流的侵蚀作用 （erosion)
河流以自身动能以及搬运的固体物质对河床 的破坏作用。 机械侵蚀为主，化学溶蚀为辅。 侵蚀作用主要有下蚀和侧蚀两种。
7．断头河（beheaded river）
——被袭夺的河流。
二、侧蚀作用（lateral erosion）
1、概念 河水及其携带的碎屑物对河床两侧或河谷 谷坡的破坏作用称侧蚀作用。 2、结果 侧蚀作用的结果是使河谷展宽，使河床变 弯曲。在河流的任一河段其下蚀作用和 侧蚀作用都是同时进行的，但在河流纵 比降较小的弯道河段中侧蚀作用占主要 地位。
山洪暴发
二、地面流水的运动状态
按照流体内部水质点的运动轨迹，可分为层 流、紊流、环流等不同的水动力结构。
1．层流（laminellar flow）——水质点在流动过程 中保持平行。 2．紊流（turbulent flow）——水质点在运动过程中， 速度与方向随时改变。 3．环流（circular current）——水质点绕水流方向 轴作螺旋状有规律地运动。 （1）双向横向环流——平直河段 （2）单向横向环流——弯曲河段 4、涡流（eddy current)——水质点沿垂直方向作螺 旋状运动。
河流中碎屑物的描述参数
• 磨圆度——碎屑被磨圆 的程度。 • 成熟度——碎屑物中稳 定矿物所占的比例。 • 分选性——碎屑物中颗 粒大小的一致性。
玉龙喀什河河卵石
三、河流的机械搬运能力和搬运量
1、河流的机械搬运能力 指流水能搬运的最大碎屑物的能力。 2、河流的机械搬运量 可由河水中的含砂量和河流的输砂量来衡量。 • 含砂量——单位体积河水中的泥沙含量。 • 输砂量——单位时间内通过单位截面的总沙量。
四、碎屑颗粒在搬运过程中 的机械分异现象
• 碎屑颗粒按大小、形状、比重依次发生沉积的现象， 称机械分异现象。 • 碎屑物按粒径大小依次沉积的顺序是：砾石→砂→粉 砂→粘土； • 按颗粒比重大小依次沉积的顺序是：金（18.0) →黄 铁矿（5.0)→铬铁矿(3.1) →石英(2.7) →石墨(2.16) →琥珀(1.07) 。 • 根据机械分异原理所揭示的规律：贵金属（Au、Pt、 Ag）等矿物因其比重较大，常与粒径较大的碎屑混杂 在一起堆积。 • 如含金砾岩型金矿。
谷底
河谷的形态要素
河 床
谷 坡
怒江河谷
（二）水系（drainage system）
指由主流和注入它的所有支流共同组成的 地面水流网。 • 分水岭（water divide)——相邻两个水系 的分界。 • 水系类型——树枝状、格子状、放射状、 平行状、羽毛状。
河水
《说文解字》水部——江
淮水
第六章 地面流水的地质作用
第一节 概述 第二节 地面暂时流水的地质作用 第三节 河流概述 第四节 河流的侵蚀作用 第五节 河流的搬运作用 第六节 河流的沉积作用 第七节 地壳运动对河流地质作用的 影响 第八节 地面流水的地质作用所形成的宝玉 石矿床
有了我，才有 了河流，有了 平原。以天下 之至柔，驰骋 天下之至刚。 开采宝石也不 用爬到高山上 了啊！
五、河流的化学搬运作用
河水对可溶性物质的搬运过程，称化学搬运或溶运。 1．真溶液形式的搬运 Cl、S、Ca、Na、Mg等。 沉淀条件——矿物在水中的离子积超过其溶度积。 2．胶体形式的搬运 Al、Fe、Mn、Si、P等氧化物和氢氧化物。 沉淀条件——电解质加入或PH值的变化。
第六节 河流的沉积作用
非洲维多利亚瀑布
黄果树瀑布 《花果山福地，水帘洞洞天》 《一派白虹起，千寻雪浪飞。海风吹不断，江月照还依。冷气分青嶂，余流润 翠微。潺媛名瀑布，真似挂帘帏。》 ——吴承恩 《西游记》
【望庐山瀑布水二首】(李白)
西登香炉峰，南见瀑布水。 挂流三百丈，喷壑数十里。欻如 飞电来，隐若白虹起。初惊 河汉落，半洒云天里。 仰观势转雄，壮哉造化功。海风吹 不断，江月照还空。空中乱潈