第05章外動力地質(zhì)作用與沉積巖

第二章巖石圈巖石圈的表面形態(tài)特征巖石圈的物質(zhì)組成巖石圈的構(gòu)造地質(zhì)作用的概念地質(zhì)學(xué)概論1．地質(zhì)作用：由自然原因引起地殼或巖石圈的物質(zhì)組成、結(jié)構(gòu)構(gòu)造及地表形態(tài)等不斷發(fā)生變化的各種作用。

引起這種變化的自然動力稱為地質(zhì)營力，傳播能量的媒介稱為介質(zhì)。地質(zhì)作用的能量來源地球外部能源包括太陽輻射能和日月引力能（外動力）地球內(nèi)部能源主要包括重力能、地?zé)崮堋⒌厍蛐D(zhuǎn)能和化學(xué)能、結(jié)晶能等（內(nèi)動力）。2、地質(zhì)作用的分類(按動力來源)1)內(nèi)動力地質(zhì)作用

由地球內(nèi)部的能量和地球自轉(zhuǎn)的動能所引起的地質(zhì)作用，主要發(fā)生在地殼深處和地球內(nèi)部，表現(xiàn)形式有地殼運動、巖漿活動、變質(zhì)作用和地震等。2)外動力地質(zhì)作用

地球上的氣候變化、風(fēng)、流水、冰川和生物這些地質(zhì)營力，對地殼巖石的破壞、搬運和沉積等作用。外動力地質(zhì)作用風(fēng)化作用：在地表或近地表環(huán)境下，由于氣溫、大氣、水及生物等因素作用，使地殼或巖石圈的巖石、礦物在原地遭受分解和破壞的過程。剝蝕作用：各種地質(zhì)營力（如風(fēng)、水、冰川等）在運動過程中對地表巖石產(chǎn)生破壞并將破壞物剝離原地的過程搬運作用：經(jīng)風(fēng)化作用和剝蝕作用下來的產(chǎn)物隨運動介質(zhì)從一地搬運到另一地的過程。沉積作用：各種營力搬運的物質(zhì)在介質(zhì)動能減小或物化條件發(fā)生改變以及生物作用下，在新場所堆積下來的過程。固結(jié)成巖作用：使松散沉積物固結(jié)形成沉積巖的過程。3、內(nèi)外動力地質(zhì)作用的關(guān)系p21第五章外動力地質(zhì)作用與沉積巖第一節(jié)風(fēng)化作用第二節(jié)剝蝕作用第三節(jié)搬運作用第四節(jié)沉積作用第五節(jié)成巖作用第六節(jié)沉積巖特征與分類地質(zhì)學(xué)概論主要內(nèi)容一、風(fēng)化作用的概念與風(fēng)化作用的類型二、風(fēng)化作用的產(chǎn)物三、剝蝕作用的概念與地面流水的剝蝕作用四、海洋（及湖泊）的剝蝕作用五、地下水、冰川和風(fēng)的剝蝕作用1.概念：

在地表或近地表條件下，由于氣溫、大氣、水及生物等因素的影響，使地殼或巖石圈的礦物、巖石在原地發(fā)生分解和破壞的過程—風(fēng)化作用。

風(fēng)化作用的重要特征：巖石或礦物在原地遭受分解和破壞，風(fēng)化的產(chǎn)物仍保留在原地。2.風(fēng)化作用的類型（據(jù)方式和特點）

1)物理風(fēng)化2)化學(xué)風(fēng)化3)生物風(fēng)化。1)物理風(fēng)化作用

主要由氣溫、大氣、水等因素的作用引起的礦物、巖石在原地發(fā)生機(jī)械破碎的過程。

特點：礦物、巖石的物質(zhì)成分不發(fā)生變化，只是碎裂成為大小不等的碎塊。

類型：①溫差風(fēng)化②冰劈作用③其它物理風(fēng)化作用：鹽類的結(jié)晶與潮解、層裂或卸載作用。①溫差風(fēng)化：由于溫差變化，巖石在熱脹冷縮過程中逐漸破碎的過程，常發(fā)生在溫差較大的干旱氣候地區(qū)。沙漠氣候條件下砂巖的溫差風(fēng)化溫差風(fēng)化左圖：由于溫差風(fēng)化引起的層狀脫落；右圖：球狀風(fēng)化②冰劈作用：充填于巖石裂隙中的水結(jié)冰體積膨脹而使巖石裂解的過程。

水結(jié)成冰時其體積可增大9.2％。冰體將對裂縫壁產(chǎn)生2000kg／cm2的巨大壓力。③其它物理風(fēng)化作用：

鹽類的結(jié)晶與潮解：充填于巖石孔隙、裂隙中含鹽分的溶液，因水溶液濃度的變化，鹽類出現(xiàn)結(jié)晶與溶解使巖石破碎的過程(類似于冰劈作用)。

層裂或卸載作用：巖石因卸載而產(chǎn)生向上或向外的膨脹作用，從而形成一系列平行或垂直地表的裂隙，促使巖石層層剝落和裂解的過程。(2)化學(xué)風(fēng)化作用：是指在大氣、水和水溶液的作用下巖石發(fā)生的化學(xué)分解過程。

特點：不僅發(fā)生巖石破碎，而且?guī)r石的物質(zhì)成分也將發(fā)生變化。可分為氧化作用、碳酸化作用、溶解作用和水解等次級方式。紀(jì)念碑被酸雨化學(xué)風(fēng)化前后①氧化作用：礦物、巖石與大氣或水中的游離氧起化學(xué)反應(yīng)形成氧化物使巖石破碎的過程，常使多價態(tài)元素從低價向高價態(tài)轉(zhuǎn)變。例如黃鐵礦氧化為褐鐵礦：2FeS2﹢7O2﹢2H2O→2FeSO4﹢2H2SO44FeSO4﹢2H2SO4﹢O2→2Fe2(SO4)3﹢2H2OFe2(SO4)3﹢6H2O→2Fe(OH)3﹢3H2SO4②碳酸化作用：是指當(dāng)CO2溶解于水中時，形成CO32-和HCO31-離子，它們與礦物中的陽離子結(jié)合形成易溶于水的碳酸鹽或碳酸氫鹽的過程。

如鉀長石（正長石）經(jīng)碳酸化作用變?yōu)楦啐g石：4KA1Si3O8﹢2CO2﹢4H2O→A14(Si4O10)(OH)8﹢8SiO2﹢2K2CO3

③水的作用

1)水的溶解作用2)水化作用(水合作用)

CaSO4﹢2H2O→CaSO4.2H2O(硬石膏)(石膏)Fe2O3﹢nH2O→Fe2O3.nH2O(赤鐵礦)(褐鐵礦)3）水解作用有些礦物遇水后改變結(jié)構(gòu)，形成帶ＯＨ－的新礦物４Ｋ[A1Si3O8]+6H2O→４Ｋ4[Si4O10](OH)8+4KOH+8SiO2鉀長石高齡石A14[Si4O8](OH)8+nH2O→2Al2O3.nH2O+4SiO2+4H2O高齡石鋁土礦（3）生物風(fēng)化作用：由生物的生命活動引起的巖石的破壞過程，分生物物理風(fēng)化作用和生物化學(xué)風(fēng)化作用。植物根的生長對巖石進(jìn)行的生物物理風(fēng)化作用在山區(qū)的峭壁、陡坡上常生長著一些大樹如榕樹、松、柏等。它們的根系并不都扎在泥土里，而是扎入巖石裂縫中。隨著樹木的成長，樹根加長加粗，必然對裂縫壁產(chǎn)生強(qiáng)大壓力。據(jù)測算這種壓力可達(dá)100kg／cm2。久而久之，可加速巖石的破裂與崩落的進(jìn)程。這種作用稱為根劈作用。主要內(nèi)容一、風(fēng)化作用的概念與風(fēng)化作用的類型二、風(fēng)化作用的產(chǎn)物三、剝蝕作用的概念與地面流水的剝蝕作用四、海洋（及湖泊）的剝蝕作用五、地下水、冰川和風(fēng)的剝蝕作用1.物理風(fēng)化作用的產(chǎn)物：粗細(xì)不等、棱角分明的碎石塊。在地勢較陡的情況下可形成倒石錐。

其特點是大小混雜，層次不清，巖屑成分與原巖基本相同。巖石碎裂2.化學(xué)風(fēng)化作用的產(chǎn)物：固態(tài)產(chǎn)物主要是褐鐵礦和粘土礦物(包括高嶺石)，前者呈黃褐色，后者呈灰白色。二者混合就形成紅土。這是熱帶、亞熱帶地區(qū)多數(shù)巖石經(jīng)化學(xué)風(fēng)化后殘留原地的產(chǎn)物，即殘積物。在金屬硫化物礦床的上部，常發(fā)育以褐鐵礦為主的殘、積物，稱為“鐵帽”。它往往被作為尋找地下隱伏的金屬硫化物礦床的找礦標(biāo)志。氧化帶鐵帽3.生物風(fēng)化作用的產(chǎn)物：包括生物物理風(fēng)化的產(chǎn)物和生物化學(xué)風(fēng)化的產(chǎn)物。土壤主要是由生物風(fēng)化作用形成的。

4.風(fēng)化殼：地表巖石經(jīng)物理、化學(xué)、生物風(fēng)化的長期作用，形成由風(fēng)化產(chǎn)物組成的、分布于大陸基巖面上的不連續(xù)薄殼。剖面上風(fēng)化殼在成分和結(jié)構(gòu)上都有明顯的差異。土壤半風(fēng)化基巖基巖殘積層風(fēng)化作用由地表逐漸向地下深處發(fā)展，巖石的風(fēng)化程度則漸次降低，因而顯示出一定的垂直分帶性(圖5—3)：▲表層為富含腐殖質(zhì)的殘積層—土壤；▲基本不含腐殖質(zhì)的殘積層；▲半風(fēng)化基巖；▲未風(fēng)化基巖。風(fēng)化殼的厚度、結(jié)構(gòu)及土壤的特征都與氣候帶關(guān)系密切。一般地說，▲熱帶和亞熱帶地區(qū)，風(fēng)化殼厚度可達(dá)50一lOOm，表層為磚紅土，局部地段可出現(xiàn)鋁土礦層?！鴾貛У娘L(fēng)化殼一般厚20—50m，土壤多為褐色土。5.土壤：地球表面陸地上能夠生長植物的疏松表層，一般是在風(fēng)化殼和松散沉積層的基礎(chǔ)上，經(jīng)生物及其它風(fēng)化作用的綜合改造而形成的。一般地，自上而下可分為表土層、淀積層或心土層、母質(zhì)層。

土壤剖面主要內(nèi)容一、風(fēng)化作用的概念與風(fēng)化作用的類型二、風(fēng)化作用的產(chǎn)物三、剝蝕作用的概念與地面流水的剝蝕作用四、海洋（及湖泊）的剝蝕作用五、地下水、冰川和風(fēng)的剝蝕作用1.剝蝕作用：風(fēng)、冰川、地面流水、地下水、海洋和湖泊等地質(zhì)營力在其運動過程中使巖石破壞并脫離原地的作用過程。

根據(jù)運動介質(zhì)的類型可把剝蝕作用分為地面流水、海洋、湖泊、地下水、冰川、風(fēng)等的剝作用2.地面流水的剝蝕作用1.地面流水：沿陸地表面流動的水體，它包括坡流、洪流、河流坡流：雨水或融雪水沿地面斜坡成片狀或細(xì)網(wǎng)狀往低處流動時稱為坡流或片流洪流：片流逐漸匯成多股細(xì)流，細(xì)流切出的細(xì)溝逐漸加深、加寬，逐漸發(fā)展成為沖溝。多條沖溝匯入山間谷地，水量加大、流速加快，則成洪流。河流：溝谷切割含水層或侵蝕到潛水面以下，有泉水(地下水)常年不斷地流出，加上坡流和洪流的補(bǔ)充，使谷地或洼地中形成常年流動的水流，即河流。金沙江上游瀾滄江起源—昌都河

河谷河流流經(jīng)的帶狀洼地；谷底大洪水時水淹及的平緩地帶；

谷坡河谷兩側(cè)坡度較陡的地帶；

河床洪水期的流水槽地；

階地谷坡上或谷底兩側(cè)一般洪水淹不到的臺階狀地形，稱為階地。河谷產(chǎn)狀要素：2.河流的剝蝕作用：流動的河水對河谷中巖石的破壞作用。它包括機(jī)械剝蝕作用和化學(xué)溶蝕作用兩種方式。

化學(xué)溶蝕作用:僅發(fā)生在河水流經(jīng)可溶性巖石構(gòu)成的河床中。機(jī)械剝蝕作用:發(fā)生在河流的任一段落，而以上、中游最顯著。

按其剝蝕方向可分為：

1)下蝕作用、2)側(cè)蝕作用1)下蝕作用(底蝕作用):湍急的河水以其動能沖刷谷底巖石或河水挾帶的砂石磨損和撞擊谷底巖石，使河床加深的作用。水力活動：流水使基巖碎片松動并且移動碎屑和礫石磨蝕作用溶蝕作用金沙江的“V”形河谷●瀑布：河床縱剖面上高差突然加大的地段造成的跌水現(xiàn)象。瀑布向上游方向退移現(xiàn)象，稱為向源侵蝕。更為普遍的向源侵蝕現(xiàn)象出現(xiàn)在河流源頭及沖溝頭。河流的下切侵蝕和向源侵蝕河流的下蝕作用河流的侵蝕基準(zhǔn)面：河流注入水體的水面，它控制著河流下蝕作用的深度。河水面將向湖面（局部基準(zhǔn)面）趨近局部侵蝕基準(zhǔn)面區(qū)域性侵蝕基準(zhǔn)面如果湖水干涸，整個河流將向海洋基準(zhǔn)面趨近2)河流的側(cè)蝕作用：河水以自身動力及挾帶的砂石對河床兩側(cè)或谷坡進(jìn)行破壞的過程。側(cè)蝕作用的結(jié)果使河床彎曲，谷坡后退，河谷加寬。河流中水流的流速分布在河谷平直段，最大速度的水流基本位于河流中央；在河谷彎曲段，最大速度的水流總是位于凹岸一側(cè)，這是引起凹岸側(cè)向侵蝕的根本原因。河流彎曲處，單向環(huán)流侵蝕凹岸，凸岸沉積河曲處單向環(huán)流與搬運物的運移路徑凹岸被剝蝕，凸岸接受沉積凹岸受到剝蝕沉積物搬運方向凸岸接受沉積水流蛇曲(曲流河)牛軛湖的形成過程古老河道被沉積物截斷

最大剝蝕作用牛軛湖演化順序主要內(nèi)容一、風(fēng)化作用的概念與風(fēng)化作用的類型二、風(fēng)化作用的產(chǎn)物三、剝蝕作用的概念與地面流水的剝蝕作用四、海洋（及湖泊）的剝蝕作用五、地下水、冰川和風(fēng)的剝蝕作用

1.海水的運動

海水的運動形式主要有:

1)海浪2)潮汐3)洋流4)濁流5)洋底熱泉

1)海浪：海水有規(guī)律的波狀運動。主要是由風(fēng)的吹刮作用引起的;海底發(fā)生大地震或火山猛烈噴發(fā)時，會引起巨大的海嘯。海浪是一種振蕩波。水質(zhì)點僅是大致在原地做圓周運動。波浪愈大，質(zhì)點運動的圓周愈大。海浪由深水區(qū)傳播到海岸附近時，由于海底的摩擦，波形逐漸變態(tài)而發(fā)展為向岸傾倒的卷浪，同時卷起海底泥、砂沖向岸坡，形成激浪或進(jìn)浪在水深為波長的1／2處，水質(zhì)點的運動軌道直徑僅為波高的0.04。這一深度當(dāng)作波浪作用的下限，稱為浪基面。2)潮汐：在月球-地球系統(tǒng)產(chǎn)生的引潮力作用下引起海水周期性漲落的現(xiàn)象。

它造成海水作水平方向的周期性流動，形成潮流。潮流在大洋中的影響不明顯，當(dāng)其涌入窄狹海灣和喇叭形的河口灣內(nèi)，則會激起洶涌的潮浪。八月十八潮，壯觀天下無—蘇軾廬山煙雨浙江潮，未到千般恨不消。及至到來無一事，廬山煙雨浙江潮。

--蘇軾錢塘江大潮3)洋流:海洋中沿固定方向流動的水體?！癖韺友罅鳎褐饕尚棚L(fēng)及溫度差異引起，形成暖流和寒流，其流動的水層厚達(dá)數(shù)米，寬數(shù)十至數(shù)百公里，流速0.51—5m／s，流程長達(dá)數(shù)千至萬余公里。●深層環(huán)流：主要海水鹽度和溫度差異引起，如在大西洋，高密度海水從北緯600附近下沉，沿洋底向南過赤道，至南緯600附近上升。4)濁流：暴風(fēng)浪、地震、海底滑坡及河水沖擊等因素作用下，河口前緣及大架上堆積的大量松散泥砂等物質(zhì)被強(qiáng)烈攪動而形成渾濁水團(tuán)。由于濁水密度較大，會沿陸坡向海洋深處流動，形成高密度流(密度1.2--2S／cm3)，稱為濁流。濁流多呈束狀，最大流速超過l0m/s。1929年12月18日紐芬蘭南部大灘的一次強(qiáng)烈海底地震后，震中附近的海底電纜立即折斷，相距有數(shù)百公里的其它五條海底電纜(編號H—L)在地震后13小時內(nèi)也依次折斷。之后，在約160930km2范圍內(nèi)，深海成因的粘土沉積物上面堆積了0.4—1m厚度的粉砂。據(jù)此推斷，地震引起滑坡并立即形成了速度約19.1m／s的濁流沖斷了海底電纜并沉積了粉砂物質(zhì)。2004年印尼海嘯5)洋底熱泉

海洋考察發(fā)現(xiàn)，不少熱泉從洋脊、洋隆和海溝的破口中涌出。涌的熱水高達(dá)350℃—716℃。熱泉集中處出現(xiàn)海水作垂直循環(huán)。它可對洋流的水平運動形成干擾。2.海洋環(huán)境的分帶

按海平面以下的深度和地貌特點劃分了洋底地形單元。海洋環(huán)境的分帶大致與洋底地形單元對應(yīng)，分為:濱海帶、淺海帶、半深海帶和深海帶。濱海環(huán)境的劃分3.海洋（及湖泊）的剝蝕作用機(jī)械海蝕作用：由海水運動的動能引起的對海岸和海底物質(zhì)的破壞過程，按破壞方式可再分為沖蝕和磨蝕?；瘜W(xué)海蝕作用：海水對巖石的溶解或腐蝕過程。生物海蝕作用：生物對海岸和海底物質(zhì)的破壞過程。1)濱海帶的剝蝕

在濱海帶，海浪和潮流涌向岸坡時，激浪和潮頭以巨大的能量沖擊岸邊巖石，其挾帶的砂、礫撞擊和磨蝕巖石。久之，岸坡腳被沖蝕成一個凹槽，稱海蝕穴

2)大陸坡的剝蝕

近百年來海洋調(diào)查發(fā)現(xiàn)，洋盆邊緣的大陸坡發(fā)育著大量的深切峽谷，有一些峽谷與現(xiàn)代河口相連，峽谷的下端口外普遍發(fā)育大規(guī)模的扇形沉積體。濁流運動形成,其剝蝕過程類似于河流的剝蝕作用。深切峽谷深海扇遭受強(qiáng)烈剝蝕的基巖海岸美國圣弗朗西斯科附近的海蝕崖海蝕凹槽（向大陸楔入的凹槽）不斷擴(kuò)大，其上的巖石因支撐力減小而崩塌，形成陡峭的崖壁，就是海蝕崖。波切臺波切臺：海蝕崖不斷向陸地方向后退，在海岸帶形成一個向上微凸、向海洋方向微傾斜的平臺。美國俄勒岡海濱海蝕柱：海岸被剝蝕后殘余的基巖柱?；鶐r海岸由于岬角（海岬）被剝蝕、海灣被充填，海岸線逐漸變得平直，坡度變緩岬角海灣海蝕崖沉積物海蝕柱岬角被剝蝕海灣被充填主要內(nèi)容一、風(fēng)化作用的概念與風(fēng)化作用的類型二、風(fēng)化作用的產(chǎn)物三、剝蝕作用的概念與地面流水的剝蝕作用四、海洋（及湖泊）的剝蝕作用五、地下水、冰川和風(fēng)的剝蝕作用地下水的潛蝕作用：地下水在運動過程中對周圍巖石的破壞作用，以化學(xué)溶蝕為主。溶洞景觀——地下水溶蝕的產(chǎn)物

巖溶作用（喀斯特作用）：以地下水為主（兼有部分地表水的作用）對可溶性巖石進(jìn)行的以化學(xué)溶蝕為主、機(jī)械沖刷為輔的地質(zhì)作用以及由此產(chǎn)生的崩塌作用等一系列過程。形成的地形稱為巖溶地形或喀斯特地形。喀斯特地形特征溶洞中暗河水流消失巖溶塌陷巖溶塌陷擴(kuò)大2.冰川的刨蝕作用：冰川在流動過程中以自身的動力及挾帶的沙石對冰床巖石的破壞作用，分為挖掘作用和磨蝕作用。冰川底部的兩種類型冰水滲入裂隙，凍結(jié)并拔起巖