第十章-風(fēng)沙黃土地貌課件

第十章風(fēng)成地貌與黃土第一節(jié)風(fēng)沙作用第二節(jié)風(fēng)成地貌第三節(jié)黃土的分布和性質(zhì)第四節(jié)黃土地貌類(lèi)型第五節(jié)黃土地貌發(fā)育過(guò)程第十章風(fēng)成地貌與黃土第一節(jié)風(fēng)沙作用1風(fēng)成地貌與黃土風(fēng)成地貌與黃土地貌是干旱和半干旱區(qū)發(fā)育的獨(dú)特地貌，它們?cè)跁r(shí)間和空間分布上以及成因上都有密切聯(lián)系。風(fēng)力對(duì)地表物質(zhì)的侵蝕、搬運(yùn)和堆積過(guò)程中所成的地貌，稱(chēng)為風(fēng)成地貌。黃土地貌特別是現(xiàn)代的黃土侵蝕地貌，流水的侵蝕作用當(dāng)然十分顯著。然而，黃土(Loess)的堆積地貌、黃土物質(zhì)的形成中，風(fēng)力作用是主導(dǎo)作用，是風(fēng)把干旱沙漠和戈壁地區(qū)以及大陸冰川區(qū)冰水平原上的細(xì)顆粒吹送到半干旱草原區(qū)堆積成的。風(fēng)成地貌與黃土風(fēng)成地貌與黃土地貌是干旱和半干旱區(qū)發(fā)育的獨(dú)特地2第一節(jié)風(fēng)沙作用

風(fēng)是沙粒運(yùn)動(dòng)的直接動(dòng)力，當(dāng)風(fēng)速作用力大于沙粒慣性力時(shí)，沙粒即被起動(dòng)，形成含沙粒的運(yùn)動(dòng)氣流，即風(fēng)沙流。風(fēng)沙流對(duì)地表物質(zhì)所發(fā)生的侵蝕、搬運(yùn)和堆積作用稱(chēng)為風(fēng)沙作用。在一定粒徑范圍內(nèi)，隨粒徑增大，起動(dòng)風(fēng)速也增大。起沙風(fēng)速與粒徑平方根成正比。風(fēng)力作用下的泥沙起動(dòng)條件第一節(jié)風(fēng)沙作用風(fēng)是沙粒運(yùn)動(dòng)的直接動(dòng)力，當(dāng)3主要類(lèi)型一、風(fēng)沙侵蝕作用

（1）吹蝕作用

風(fēng)吹過(guò)地表時(shí)，產(chǎn)生紊流，使沙離開(kāi)地表，從而使地表物質(zhì)遭受破壞，稱(chēng)為吹蝕作用。吹蝕作用的強(qiáng)度與風(fēng)速成正比，和粒徑成反比。

（2）磨蝕作用

風(fēng)沙流緊貼地面遷移時(shí)，沙粒對(duì)地表物質(zhì)的沖擊和摩擦作用，稱(chēng)為磨蝕作用。迎風(fēng)面的巖壁，特別是砂巖，由于風(fēng)沙流鉆進(jìn)孔隙之中，不斷旋磨，可能形成口小內(nèi)大的風(fēng)蝕穴。風(fēng)力搬運(yùn)沙量隨高度的變化4主要類(lèi)型一、風(fēng)沙侵蝕作用風(fēng)力搬運(yùn)沙量隨高度的變化4二、風(fēng)沙搬運(yùn)作用

地表松散的碎屑物質(zhì)，在風(fēng)沙流的作用下，從一處轉(zhuǎn)移到另一處的過(guò)程稱(chēng)為風(fēng)沙的搬運(yùn)作用。其搬運(yùn)方式有懸移（懸?。?、躍移（跳躍）和蠕移（推移）

細(xì)小的沙粒受氣流紊動(dòng)上升分速的作用，而懸浮于空中的搬運(yùn)方式稱(chēng)為懸移。

高處風(fēng)速/(m.s-1)總輸沙量/(g.min-1)蠕移躍移沙量/(g.min-1)所占百分比/(%)沙量/(g.min-1)所占百分比/(%)5.00.780.24310.54696.01.390.31221.08787.02.830.59231.94778.04.050.82203.23809.06.191.15195.048110.09.421.86197.5681平均2278表

氣流中躍移和蠕移沙量比較5二、風(fēng)沙搬運(yùn)作用細(xì)小的沙粒受氣流紊動(dòng)上升分速的風(fēng)沙運(yùn)動(dòng)的三種基本形式（2）躍移

跳躍的沙粒和組成地面的顆粒彈性愈大，反跳也愈高，跳起的沙粒又受風(fēng)速的推進(jìn)獲得能量，前進(jìn)的水平分速增大，在自重作用下再沉降，再與地面碰撞而跳起，沙粒如此彈跳式的搬運(yùn)作用，稱(chēng)為躍移。（3）蠕移

在低風(fēng)速時(shí)，滾動(dòng)距離只有幾毫米，但在風(fēng)速增加時(shí)，滾動(dòng)的距離就大了，而且有較多的沙粒滾動(dòng)；高風(fēng)速時(shí)，整個(gè)地表有一層沙粒都在緩慢向前蠕動(dòng)，這種搬運(yùn)沙子的方式稱(chēng)為蠕移。風(fēng)沙運(yùn)動(dòng)的三種基本形式（2）躍移6三、風(fēng)沙堆積作用

風(fēng)沙的堆積作用包括沉降堆積和遇阻堆積。在氣流中懸浮運(yùn)行的沙粒，由于風(fēng)速減弱，當(dāng)沉速大干紊流漩渦的垂直分速時(shí)，就要降落堆積在地表，稱(chēng)為沉降堆積。沙粒的沉速隨粒徑增大而增大。風(fēng)沙流運(yùn)行時(shí)，遇到障阻，使沙粒堆積起來(lái)，稱(chēng)遇阻堆積。風(fēng)沙流因遇障阻發(fā)生減速，而把部分沙粒卸積下來(lái)，也可能全部越過(guò)（或部分），繞過(guò)障礙物繼續(xù)前進(jìn)，在障礙物的背風(fēng)坡形成渦流。三、風(fēng)沙堆積作用7風(fēng)蝕地貌名稱(chēng)主要特征成因分析風(fēng)蝕壁龕（石窩）直徑約20cm，深10~15cm小凹坑晝夜溫差風(fēng)化、片狀剝落、旋轉(zhuǎn)磨蝕風(fēng)蝕蘑菇上部寬大、下部窄小的蘑菇狀地形近地面風(fēng)沙流，較強(qiáng)侵蝕巖石下部風(fēng)蝕柱高低不等、大小不同孤立石（土）柱垂直裂隙發(fā)育巖石或土體，長(zhǎng)期吹蝕風(fēng)蝕壟槽（雅丹）不規(guī)則的背鰭形壟脊和寬淺溝槽干涸湖底、干縮裂開(kāi)，裂隙擴(kuò)大風(fēng)蝕谷沿主風(fēng)向延伸、底部崎嶇、寬窄不均偶有暴雨沖刷（沖溝）、風(fēng)蝕擴(kuò)大風(fēng)蝕洼地小型：橢圓形、沿主風(fēng)向伸展、深1m松散物質(zhì)組成的地面、風(fēng)蝕而成大型：深度可達(dá)10m左右流水侵蝕基礎(chǔ)上再經(jīng)風(fēng)蝕改造風(fēng)蝕殘丘（風(fēng)城）桌狀平頂較多、亦有尖峰狀、高10~30m基巖地面，風(fēng)蝕谷擴(kuò)展、殘留小丘風(fēng)棱石棱角明顯、表面光滑適當(dāng)沙粒、強(qiáng)風(fēng)和開(kāi)闊地面風(fēng)對(duì)地表松散碎屑物的侵蝕、搬運(yùn)和堆積過(guò)程所形成的地貌，稱(chēng)風(fēng)成地貌。第二節(jié)風(fēng)成地貌風(fēng)蝕地貌類(lèi)型劃分表風(fēng)蝕地貌名稱(chēng)主要特征成因分析風(fēng)蝕壁龕（石窩）直徑約20cm，8陡峭的巖壁受風(fēng)沙的吹蝕和磨蝕，巖壁表面形成大小不等、形狀各異的小凹坑，其直徑大多約20cm，深達(dá)10-15cm，有群集，有分散，使巖石表面具有蜂窩狀的外貌，稱(chēng)為石窩。突起的孤立巖石，尤其是裂隙比較發(fā)育的不太堅(jiān)實(shí)的巖石，受風(fēng)蝕作用后而成上部寬大、下部窄小的蘑菇狀地形，稱(chēng)風(fēng)蝕蘑菇。垂直裂隙發(fā)育的巖石或土體，在風(fēng)長(zhǎng)期吹蝕下，形成一些孤立的石（土）柱，稱(chēng)為風(fēng)蝕柱。吹蝕溝槽與不規(guī)則的壟崗相間組成的崎嶇起伏、支離破碎的地面，稱(chēng)為風(fēng)蝕壟槽?；哪畢^(qū)有時(shí)一次暴雨能把地面侵蝕成很多溝谷，風(fēng)就沿著溝谷吹獨(dú)，溝谷進(jìn)一步擴(kuò)大，成為風(fēng)蝕谷。經(jīng)長(zhǎng)期風(fēng)蝕后，風(fēng)蝕谷不斷擴(kuò)大，原始地面不斷縮小，最后殘留下來(lái)的小塊原始地面稱(chēng)為風(fēng)蝕殘丘。風(fēng)蝕洼地：松散物質(zhì)組成的地面，經(jīng)風(fēng)長(zhǎng)期吹蝕形成大小不同的以橢圓形為主的，沿主風(fēng)向伸展的洼地稱(chēng)風(fēng)蝕洼地（wind-erosiondepression）。風(fēng)棱石（ventifact）是指任何被風(fēng)攜砂磨蝕或磨砂而磨損、切削或拋光的具有多面體的石頭或礫石。陡峭的巖壁受風(fēng)沙的吹蝕和磨蝕，巖壁表面形成大小不等、形狀各異9風(fēng)蝕柱石窩（風(fēng)蝕壁龕）玉門(mén)魔鬼城-雅丹地貌風(fēng)蝕城風(fēng)蝕洼地（敦煌月牙泉）風(fēng)棱石（克拉瑪依）風(fēng)蝕柱石窩（風(fēng)蝕壁龕）玉門(mén)魔鬼城-雅丹地貌風(fēng)蝕城風(fēng)蝕洼地（敦10二、風(fēng)積地貌（1）信風(fēng)型風(fēng)積地貌①灌叢沙丘②新月型沙丘③縱向沙壟④拋物線沙丘（2）季風(fēng)-軟風(fēng)型風(fēng)積地貌①新月形沙丘鏈②橫向沙壟③梁窩狀沙地（3）對(duì)流型風(fēng)積地貌（4）干擾型風(fēng)積地貌

前進(jìn)中的風(fēng)沙流在遇障礙物（植物、山體、凸起的地面或建筑物）時(shí)，就會(huì)因受阻而產(chǎn)生渦漩或減速，使其動(dòng)能降低而發(fā)生堆積，形成各種風(fēng)積地貌。

風(fēng)積地貌的形態(tài)與風(fēng)沙流的結(jié)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)方向和含沙量有關(guān)。根據(jù)風(fēng)沙流的結(jié)構(gòu)等特征，B.A.費(fèi)道洛維奇（1954）將風(fēng)積地貌劃分為4種類(lèi)型：二、風(fēng)積地貌（1）信風(fēng)型風(fēng)積地貌前進(jìn)中的風(fēng)沙11①灌叢沙丘：風(fēng)沙流在前進(jìn)中，遇到障礙物時(shí)，便在其背風(fēng)面發(fā)生沉積，形成各種不規(guī)則的沙堆，是不穩(wěn)定的堆積體。②新月型沙丘：是一種平面形如新月的沙丘。③縱向沙壟：沙漠中順著主要風(fēng)向延伸的壟狀堆積地貌。形成原因有：A．由新月形沙丘發(fā)展而成；B．由單向風(fēng)和龍卷風(fēng)共同作用而成；C．受地形影響而成；D．由灌叢沙堆發(fā)育而來(lái)。④拋物線沙丘：其與新月形沙丘相反，沙丘的兩個(gè)翼角指向風(fēng)源方向，沙丘的凹側(cè)迎風(fēng)，平面上像一條拋物線，一般高2~8m。拋物線沙丘是一種固定或半固定的沙丘。二、風(fēng)積地貌①灌叢沙丘：風(fēng)沙流在前進(jìn)中，遇到障礙物時(shí)，便在其背風(fēng)面發(fā)生沉12柴達(dá)木盆地的沙堆（灌叢沙丘）新月型沙丘縱向沙壟拋物線沙丘柴達(dá)木盆地的沙堆（灌叢沙丘）新月型沙丘縱向沙壟拋物線沙13（2）季風(fēng)-軟風(fēng)型風(fēng)積地貌是指在2個(gè)方向相反的風(fēng)交替作用時(shí)，其中一個(gè)風(fēng)向占優(yōu)勢(shì)所形成的沙丘。季風(fēng)-軟風(fēng)型風(fēng)積地貌有：新月形沙丘鏈、橫向沙壟和梁窩狀沙地等（3）對(duì)流型風(fēng)積地貌夏季的沙漠中常形成龍卷風(fēng)，在龍卷風(fēng)作用下形成的堆積地貌稱(chēng)為對(duì)流型風(fēng)積地貌。蜂窩狀沙地就是這類(lèi)地貌的代表。（4）干擾型風(fēng)積地貌當(dāng)主要?dú)饬飨蚯斑\(yùn)動(dòng)時(shí)，遇到山地阻擋而產(chǎn)生折射，引起氣流干擾形成的各種地貌。金字塔形沙丘是一種角錐形沙丘，具有三角形面（坡度約30°左右），一般高50-100m。在荒漠區(qū)還可形成一種交錯(cuò)的復(fù)合新月形沙丘。如果地面稍有植被，氣流受到干擾，改變方向，則可形成格狀沙丘。二、風(fēng)積地貌（2）季風(fēng)-軟風(fēng)型風(fēng)積地貌二、風(fēng)積地貌14干擾型風(fēng)積地貌（金字塔形沙丘）梁窩狀沙地新月形沙丘鏈格狀沙丘干擾型風(fēng)積地貌（金字塔形沙丘）梁窩狀沙地新月形沙丘鏈格狀沙丘15第三節(jié)黃土的分布和性質(zhì)一、黃土的分布從全球來(lái)看，黃土覆蓋面積約占地球陸地表面的10%，主要分布在中緯度干旱或半干旱的大陸性氣候地區(qū)，即現(xiàn)代的溫帶森林草原、草原及荒漠草原地區(qū)，分布于北緯30°~55°左右和南緯30°~40°左右的地帶內(nèi)。中國(guó)黃土與黃土狀沉積物有約63萬(wàn)平方公里，約占全國(guó)總面積的4.4%。黃土大致沿昆侖山、秦嶺以北，阿爾泰山、阿拉善和大興安嶺一線以南分布，構(gòu)成北西西-南東東走向的黃土帶。

中國(guó)黃土分布的海拔高度，從西-東從3000m降到數(shù)十米；

黃土分布亦受坡向影響，西北坡或北坡黃土堆積較厚，在南坡或東南坡黃土或缺失或堆積厚度不大。第三節(jié)黃土的分布和性質(zhì)一、黃土的分布16二、黃土的性質(zhì)

（1）黃土的成分

黃土的成分包括黃土的粒度成分、黃土的礦物成分和黃土的化學(xué)成分三部分。

①黃土的粒度成分

組成黃土的顆粒成分以粉沙為主。在黃土中粉沙(粒徑0.05~0.005mm)含量占40%~60%，細(xì)粉沙(0.01~0.005mm)的含量一般僅占5%~10%，最多不超過(guò)15%。

②黃土的礦物成分中國(guó)黃土中的礦物組成中碎屑礦物中以輕礦物為主，主要是石英（50%以上），其次是長(zhǎng)石（29%~43%）、碳酸鹽礦物（10%~15%）和云母（>2.5%)。重礦物僅占4%~7%，主要有不透明金屬礦物（如磁鐵礦、赤鐵礦等）、綠簾石類(lèi)、角閃石類(lèi)、輝石類(lèi)和其他硅酸鹽礦物。重礦物主要集中在0.05~0.01mm級(jí)的顆粒中。

③黃土的化學(xué)成分化學(xué)成分依賴于其主要礦物成分和風(fēng)化程度，以SiO2占優(yōu)勢(shì)，其次是Al2O3、CaO，再次為Fe2O3、MgO、K2O、Na2O、FeO、TiO2和MnO2。二、黃土的性質(zhì)②黃土的礦物成分17（2）黃土的結(jié)構(gòu)

黃土一般具有粒狀微結(jié)構(gòu)（偏光顯微鏡下觀察），碎屑組成骨骼顆粒由空隙相連。顯著風(fēng)化的黃土與古土壤一般為斑狀結(jié)構(gòu)。黃土的物理性質(zhì)和黃土地貌發(fā)育的關(guān)系極為密切。黃土以粉砂為主，顆粒之間結(jié)合得不緊密，有許多孔隙，黃土中的孔隙度一般在40%~50%，吸水能力強(qiáng)，適水性高。（2）黃土的結(jié)構(gòu)18三、黃土的成因

黃土屬多成因沉積物，主要有風(fēng)成說(shuō)、水成說(shuō)和風(fēng)化殘積說(shuō)三種觀點(diǎn)。其中風(fēng)成說(shuō)歷史長(zhǎng)、影響大、擁護(hù)者最多。

劉東生等（1985）把黃土成因分為黃土形成與黃土演化兩個(gè)階段（右圖）黃土形成過(guò)程和黃土演變示意圖三、黃土的成因黃土形成過(guò)程和黃土演變示意圖19黃土粉塵搬運(yùn)、堆積示意圖

對(duì)于中國(guó)黃土，其物源（粉砂級(jí)石英、長(zhǎng)石、方解石等）產(chǎn)生在物理風(fēng)化強(qiáng)烈的西北區(qū)沙漠和戈壁（可能部分來(lái)自中亞沙漠），粉塵在高空西風(fēng)氣流和近地面風(fēng)共同作用下，以塵暴形式被風(fēng)從WN往ES方向懸移，運(yùn)途中粉塵因氣流下降和按顆粒大小分異沉降。黃土粉塵搬運(yùn)、堆積示意圖對(duì)于中國(guó)黃土，其物源（粉砂級(jí)20第四節(jié)黃土地貌類(lèi)型類(lèi)小類(lèi)型典型代表地貌黃土堆積地貌黃土高原黃土塬白草塬、董志塬、洛川塬黃土梁山西柳林黃土峁陜北黃土平原、丘陵渭河平原、寧夏西吉梁峁丘陵溝壑區(qū)黃土侵蝕地貌黃土區(qū)大型河谷地貌黃河、渭河、洛河、涇河黃土溝谷地貌紋溝、細(xì)溝、切溝、沖溝黃土潛蝕地貌黃土碟圓形、橢圓形黃土陷穴漏斗狀、豎井狀、串珠狀黃土橋洛川地質(zhì)公園黃土橋黃土柱柱狀、尖塔形黃土重力地貌瀉溜、崩塌、滑坡、湫地

按主導(dǎo)地質(zhì)營(yíng)力將黃土地貌分類(lèi)，可分為黃土堆積地貌、黃土侵蝕地貌、黃土潛蝕地貌和黃土重力地貌等4種類(lèi)型。第四節(jié)黃土地貌類(lèi)型類(lèi)小類(lèi)型典型代表地貌黃土堆積地貌黃21黃土堆積地貌可分為塬、墚、茆三種類(lèi)型。（1）黃土塬黃土塬是指在第四紀(jì)以前的山間盆地的基礎(chǔ)上，被厚層黃土覆蓋，面積較大、頂面平坦、侵蝕較弱、周?chē)粶瞎惹懈畹呐_(tái)地。主要分布于陜甘寧盆地南部與西部，以及隴西盆地北部。（2）黃土墚黃土墚是平行溝谷的長(zhǎng)條狀高地。根據(jù)墚的形態(tài)可分為平頂墚和斜墚兩種。（3）黃土峁黃土峁是頂部渾圓、斜坡較陡的黃土小丘。黃土平原則分布于新構(gòu)造下降區(qū)，是由黃土沉積形成的低平原，只在局部?jī)A斜地面上發(fā)育溝谷系統(tǒng)。一、黃土堆積地貌黃土堆積地貌可分為塬、墚、茆三種類(lèi)型。一、黃土堆積地貌22一、黃土堆積地貌黃土塬（甘肅董志塬）黃土墚（山西柳林）黃土峁（陜北）渭河平原一、黃土堆積地貌黃土塬（甘肅董志塬）黃土墚（山西柳林）黃土峁23黃土侵蝕地貌可分為黃土區(qū)大型河谷和黃土區(qū)溝谷地貌。根據(jù)黃土溝谷的形成的部位、溝谷的發(fā)育階段和形態(tài)特征，可分四類(lèi)：（1）紋溝（rills）在黃土坡面上，降雨時(shí)常形成很薄的片狀水流，由于原始坡面上的微小起伏和石塊、植物根系、草叢的阻礙，水流可能分異，聚成許多條細(xì)小的股流，侵蝕土層，即形成細(xì)小的紋溝。（2）細(xì)溝（shallowgullies）坡面水流增大時(shí)，片流就逐漸匯集成股流，侵蝕成大致平行的細(xì)溝。（3）切溝（gullies）細(xì)溝進(jìn)一步發(fā)展，下切加深，切過(guò)耕作土層，形成切溝。（4）沖溝（valley）切溝進(jìn)一步下切侵蝕形成。規(guī)模較大，長(zhǎng)度可達(dá)數(shù)公里或數(shù)十公里，深度達(dá)數(shù)十米至百米二、黃土侵蝕地貌黃土侵蝕地貌可分為黃土區(qū)大型河谷和黃土區(qū)溝谷地貌。根據(jù)黃土溝24紋溝細(xì)溝切溝沖溝二、黃土侵蝕地貌紋溝細(xì)溝切溝沖溝二、黃土侵蝕地貌25地表水沿黃土中的裂隙或空隙下滲，對(duì)黃土進(jìn)行溶蝕和侵蝕，稱(chēng)為潛蝕。潛蝕后，黃土中形成大的空隙和空洞，引起黃土的陷落而形成的地貌，稱(chēng)之黃土潛蝕地貌?？偡治孱?lèi)：黃土碟：是一種直徑數(shù)米至數(shù)十米、深數(shù)米的碟形凹地。黃土陷穴：是黃土區(qū)地表的穴狀洼地，向下延伸可達(dá)10~20m黃土井：黃土陷穴向下發(fā)展，形成深度大于寬度若干倍的陷井。黃土橋：兩個(gè)陷穴之間或從溝頂陷穴到溝壁之間，由于地下水作用使它們溝通，并不斷擴(kuò)大其間的地下孔道，在陷穴間或陷穴到溝床間地面頂部的殘留土體形似土橋，稱(chēng)之黃土橋。黃土柱：是分布在溝邊的柱狀殘土體。三、黃土潛蝕地貌2023/7/31地表水沿黃土中的裂隙或空隙下滲，對(duì)黃土進(jìn)行溶蝕和侵蝕，稱(chēng)為潛26黃土陷穴（豎井狀和漏斗狀）黃土柱（陜西）與黃土橋三、黃土潛蝕地貌27黃土陷穴（豎井狀和漏斗狀）黃土柱（陜西）與黃土橋三、黃土潛蝕黃土谷坡的物質(zhì)在重力作用和流水作用影響下，常發(fā)生移動(dòng)，形成崩塌、滑坡、瀉溜等重力地貌。（1