地质学第9章风的地质作用.ppt

第九章 风的地质作用第一节概述第二节风沙运动特点第三节风蚀作用第四节风的搬运作用第五节风的沉积作用第一节 概述风是地表环境中经常发生的一种地质营力。风的形成风的形成风是地球大气层的循环、调整循环、调整、流动状态。地球上任何地方都在吸收太阳的热量太阳的热量，而地面每个部位的大气受太阳辐射的程度是不均匀太阳辐射的程度是不均匀的，空气的温度也随之变化，温度的不同又导致空气密度的差异空气密度的差异。暖空气膨胀，密度变小；冷空气冷却，密度变大，这样大气就从密度较大的地方（冷区）向较小的地大气就从密度较大的地方（冷区）向较小的地方（暖区）流动方（暖区）流动，这一流动的过程就是风风。风的地质作用在干旱气候区的荒漠地带及其邻近地区最为显著，但在某些植被稀疏、松散沉积物大量裸露的潮湿气候区，风的地质作用也很显著。荒漠（desert）是指大陆内部气候干旱、雨量极少（年降雨量少于250mm）、几乎没有植物生长、荒无人烟的不毛之地。荒漠植被骆驼草、芨芨草、胡杨、沙枣、仙人掌。荒漠类型岩漠、砾漠、沙漠、泥漠等。名称（省份）面积（104km）名称（省份）面积（104km）塔克拉玛干沙漠（新）32.74毛乌素沙漠（内蒙）2.50古尔班通古特沙漠（新）4.73科尔沁沙地（内蒙）2.46巴丹吉林沙漠（甘、宁）4.71浑善达克沙地（内蒙）2.33腾格里沙漠（甘、宁）3.67库姆塔格沙漠（新、甘）1.95柴达木盆地沙漠（青）3.31库布齐沙地（内蒙）1.61表9-1我国主要的沙漠中国沙漠分布图大漠，令人畏惧；大漠，更给人诱惑。大漠，令人畏惧；大漠，更给人诱惑。第一部分第一部分 大漠鸟瞰大漠鸟瞰第二部分第二部分 沙海风光沙海风光第三部分第三部分 奇景瑰观奇景瑰观第四部分第四部分 生命之泉生命之泉第五部分第五部分 大漠生灵大漠生灵第六部分第六部分 翰海春光翰海春光Copyright?1996,byYangtao.E-mailaddress:沙漠鸟瞰新月形沙丘山新月形沙丘沙丘上为沙波纹新月形沙丘链羽毛状沙丘各种风力、流水作用下形成的各类型沙波汶沙漠中的河流和湖泊沙漠中的生物红嘴鸥、黑鹳、骆驼、蜥蜴大漠孤烟直长河落日圆胡杨秋色胡杨枯茬风城雅丹地形傲立沙丘骆驼刺盛开的怪柳胡杨枯林现代沙漠类型与分布1、热带、副热带沙漠位于南北纬15-35之间。受副热带高压控制，常年少云，少雨，气候干旱。如撒哈拉沙漠、阿拉伯沙漠、澳大利亚沙漠等。2、大陆内部温带和暖温带沙漠距离海洋较远，海洋的湿润气流难于到达。如中国的塔克拉玛干沙漠、巴丹吉林沙漠，美国西部沙漠。3、副热带大陆沿岸冷洋流影响下的沙漠分布于南北半球冷洋流活动带冷洋流活动带沿岸，风从大陆吹向海洋，滨海受垂直向上的冷洋流影响，气候干冷，形成沙漠。如撒哈拉沙漠的西部大沙漠。4、极地沙漠受寒冷干燥的空气控制，降水量少，且终年冰冻，形成沙漠。如格陵兰北部、极地加拿大以及南极的无冰谷地。撒哈拉沙漠西撒哈拉三毛笔下的伊甸园1943三月二十六日出生于重庆，浙江省定海县人，取名为陈懋平,后改陈平。48年入台。1974进入撒哈拉沙漠，1974年7月，与西班牙人荷西在沙漠小镇阿尤恩结婚。1991年1月4日清晨去世，年仅48岁。1946因为觉得“懋”字麻烦，三毛就把它去掉。改名陈平1948随父母迁台，入台北国民小学读书澳大利亚沙漠第二节 风沙运动特点风地质作用的强、弱取决于风力的大小，同时受地面的物质组成、地面性质以及地形特征的影响。当风力达到一定程度，风就能移动地面上的砂粒。砂粒在气流中运动的力学机制与河水中的泥砂运动相似，是气流的冲击力和上举力使砂粒起动的。使一定粒径的砂粒脱离地表进入气流中移动的临界速度称为起砂风速或称起砂风。携带砂粒的气流称风砂流。风砂中含砂量直接影响风的地质作用的强弱。风级表台风（typhoon）发生在太平洋西部海洋和南海海上的热带空气旋涡。是一种极强烈的风暴，风力常达10级以上，同时有暴雨。飓风(Hurricane)发生在大西洋西部的热带空气旋涡，相当于西太平洋上的台风。风级表风力风速(m/s)海面情况地面情况000.2静静烟直上10.31.5渔船略觉摇动烟能表示风向,树叶略有摇动21.63.3渔船张帆时可以随风移动,时速2-3公里人的脸感觉有风,树叶有微响,旗子开始飘动33.45.4渔船渐觉波动,随风移动,时速5-6公里树叶和很细的树枝摇动不息,旗子展开45.57.9渔船满帆时,船身向一侧倾斜能吹起地面上的灰尘和纸张,小树枝摇动58.010.7渔船缩帆(收起一部分)有叶的小树摇摆,内陆的水面有小波610.813.8渔船加倍缩帆,捕鱼须注意风险大树枝摇动,电线呼呼有声举伞困难713.917.1渔船停息港中,在海面上的渔船应下锚全树摇动,迎风步行感到不便817.220.7近港的渔船都停留在港内,不出来折毁小树枝,迎风步行感到阻力很大920.824.4机帆船航行困难烟囱顶部和平瓦移动,小房子被破坏1024.528.4机帆船航行很危险陆地上少见,能把树木拔起或把建筑物摧毁1128.532.6机帆船遇到这种风极危险陆地上很少见,有则必有严重灾害1232.6海浪滔天陆地上绝少见,摧毁力极大第三节 风蚀作用风蚀作用（aeolianerosion）是指风以其自身的力量和所挟带的砂石对地表岩石进行冲击和磨擦，致使地表岩石遭受破坏的地质作用。按作用方式分为吹蚀（吹扬）作用和磨蚀作用两种。吹蚀作用（deflation）风的冲击力及其紊流作用，把在地表的疏松物质吹离原地的作用。磨蚀作用（abrasion）是指在风砂流动过程中所带砂粒对地表岩石的冲击、磨擦及其使岩石发生破坏的作用。风蚀作用的产物主要有以下类型：1.蜂窝石（风蚀壁龛，tafoni）由于风的吹蚀作用和砂粒的旋转磨蚀，使岩壁上所形成的蜂窝状孔洞和大小不等的凹坑，称为蜂窝石或风蚀壁龛。2.风蚀穴（blowhole）由于岩石的岩性不同，在风蚀作用下所形成的不规则的洞穴。3.风蚀石蘑菇（mushroomrocks）风蚀作用随高度而降低，分布于盆地边缘的孤石或岩块，在风砂长期磨蚀下，常可形成上大下细，形似蘑菇的石块，称风蚀石蘑菇。下部很细，仿佛能被风吹动，称为摇摆石。蜂窝石风蚀蘑菇风蚀穴4.风蚀柱（deflationcolumn）若岩块发育垂直的裂隙，经长期风蚀，可形成风蚀柱。5.风蚀谷（windvalley）与风蚀洼地早期形成的河谷和盆地可以被风蚀作用改造成风蚀谷和风蚀洼地。风蚀谷没有一定的形态，谷底忽高忽低，忽宽忽窄，平面上蜿蜒曲折，纵横交错，宛如迷宫。风蚀柱罗布泊风蚀柱风蚀蘑菇风蚀谷6.风城（winderodedcastle）在风蚀盆地中所形成的平顶状多层的基岩墩台，酷似残垣断壁的古城堡，称为风城。7.风蚀湖（wind-erosionlake）风蚀作用将地面深切形成一定范围的洼地，当洼地贮(zh)水后，即形成风蚀湖，多呈月牙状。8.风棱石（ventifact）散布在风蚀盆地中不能为风力吹动的岩石碎块，在风向时有变化的风砂流的长期磨蚀作用下，可形成由几个磨光面组成的砾石。我国著名的风蚀地形区准噶尔盆地的西北部塔里木盆地的东端柴达木盆地的西北部罗布泊附近的风蚀区达2600Km2罗布泊乌尔禾魔鬼城塔克拉玛干沙漠、胡杨、绿洲沙漠公路塔里木沙漠公路横贯塔里木盆地塔克拉玛干大沙漠，是世界上第一条在流动性沙漠中修筑的等级公路，1990年6月3日开工建设，1995年9月竣工通车，全长522公里，其中沙漠段长446公里。公路北连公路北连巴州轮台县境内的轮南巴州轮台县境内的轮南油田公路及油田公路及 314国道，国道，南至和田地区民丰县以南至和田地区民丰县以东东20公里处的公里处的315国道，国道，由原中国石油天然气总公司出资修建。1999年9月，这条沙漠等级公路，获得吉尼斯世界纪录证书。沙漠公路防护林非洲纳米比亚的骷髅(klu，死者头骨或骨架)、髑髅(dlu，死者头骨）海岸撒哈拉沙漠中的月牙湖第四节 风的搬运作用风的搬运作用风力把各种碎屑物携带至他处的过程。碎屑物在风力作用下的运动方式分为：悬移 跃移 推移（蠕移）1.悬移 指粒径小而轻的砂粒，在其它砂粒的撞击和气流紊流的上举力作用下长期悬浮在空中，并被风运至远方的过程，称为悬移。2.跃移 砂粒被风起动后，风力可以把它加速至接近风速，并可使其跃入空中，在重力作用下，它又可以以抛物线的方式落到地面，与地面撞击后又重新跳入空中，这样反复跳跃不断前进的方式，称跃移。3.推移（蠕移）沙层表面的砂粒和细砾在砂粒的冲击下，部分被推动或以滚动方式缓慢向前移动的过程称为推移。第五节 风的沉积作用一、风的沉积作用及其特点1、风的沉积作用当风速减弱，紊流的上举速度低于砂粒的沉降速度时，砂粒和尘土便堆积下来，形成风积物（eolian deposit）。这一过程称为风的沉积作用。引起风速降低的原因：（1）在运行过程中，由于地面的摩擦而逐渐减弱；（2）风砂流遇到障碍物时，在背风面由于屏障作用会使风速急剧下降；（3）在两股风砂流汇合处；（4）干燥气流与冷气流相遇时，气流被迫上升而使风速下降。2、风的沉积作用的特点分带性风力强劲的荒漠地区，可以分出：粗砂砾组成的戈壁；风成砂覆盖层；沙漠的外缘常有黄土堆积。中国戈壁分布adeadcamel二、风的沉积物风成砂黄土（一）风成砂沉积1.风成砂的主要特征风成砂（aeolian sand）多数是其它外力地质作用形成的松散堆积物，经反复吹扬、堆积而成的。风成砂的主要特征（1）砂粒的磨圆度较好即使是粒径为0.100.15mm的砂粒也可以磨得很圆。但颗粒表面常因撞击而成毛玻璃状。（2）分选性极好90%左右为粒径0.250.5mm的砂粒，超过0.5mm的数量很少。（3）矿物成分稳定大多数砂粒是由最稳定和最坚硬的矿物颗粒，如石英等组成的，一般不存在云母。（4）易氧化较粗的砂粒表面上常因受强烈的氧化致使氧化锰和铁析出，并附于地表或颗粒表面上形成鲜艳色彩（橙黄色或者红色）具有油脂光泽的被膜，俗称“沙漠漆”。麒麟沙漠漆沙漠漆金色玫瑰沙漠漆依据画面分类可划分出山水画山水画(中国画中国画)、油画、朦胧画、生物图形、油画、朦胧画、生物图形等。依据载体的岩石来分，有板岩、灰岩、花岗岩、火山岩、玛瑙、碧玉、蛋白石等。以石质而论，载体岩石越硬收藏价值越高。沙漠漆并不少见，但难得一见的是画面奇特新颖。它与模树石有类似之处，以做画于硬质岩石上者为佳，如能被玛瑙、蛋白石等透明矿物或岩石所包裹，则成绝品，价值倍增。沙漠漆的发现，宋代杜绾在云林石谱中有所记述（5）风成砂中一般不含任何生物遗迹。2.风砂的各种堆积形态沙波纹、沙堆、沙丘（1）沙波纹和沙堆沙波纹沙地表面形成的相互平行，微有起伏的洼槽和垄脊。沙堆沙波纹在迁移过程中，若遇到障碍物时，风砂流受阻，背风面则产生涡流，消耗气流的能量，风速相对减弱，砂粒大量集聚形成。（2）沙丘沙堆逐渐扩大和加高而形成的圆丘状地形。新月形沙丘平面上呈弯月形，沙丘两侧有顺风向延伸且向内弯曲的翼角。新月形沙丘链单个的新月形沙丘顺风向前移动，其翼部相互衔接，所形成的延伸方向与盛行风向垂直的新月形沙丘链。纵向沙丘轴向与主要风向平行的垄岗状风砂堆积地形。横向沙丘沙丘的总的延长方向与盛行风向垂直。新月形沙丘3.风砂的危害及沙漠化风砂流和沙丘的移动，可以造成耕地淹没，建筑毁坏，交通阻塞，是一种严重的自然灾害。原因：滥垦、滥伐、滥牧，造成植被被破坏，地表失去固沙固土能力，沙尘在风的吹动作用下，发生移动。造成沙漠化。目前，世界上受沙漠威胁的地区约占全球陆地的1/3，我国涉及11个省207个县。（二）黄土沉积在风的作用下，一些粉砂和尘土（粒径0.1mm）等质轻的碎屑物可以长期悬浮空中，作远距离搬运。由风堆积的粉砂和尘土沉积物称黄土（loess）。风成黄土被流水搬运再沉积后，称次生黄土，或称黄土状岩石。1、黄土的一般特征疏松多孔，无层理，干燥时坚硬，遇水时易于剥落，易受侵蚀，使地表支离破碎。颜色为黄灰色，棕黄色，质地较均一。常发育垂直的节理。形成特有的黄土地貌黄土高原。黄土高原2、黄土的物质成分粉砂为主，并有一定数量的细砂和粘土。矿物成分石英、长石、碳酸盐类矿物为主。其它矿物有磁铁矿、角闪石、辉石、黑云母等。化学成分：SiO250-60%，Al2O39-12%CaO7-10%,Fe2O33.31%K2O2.55%，MgO2.44%3、黄土的分布中纬度气候温暖的地带，特别是在半干旱气候的草原地带。世界黄土分布区乌克兰、阿根廷、美国中部、捷克、苏丹。我国黄土分布区位于北纬3435以北的广大地区，包括东北、山东、河北、河南、山西、陕西、甘肃、宁夏、青海、新疆等省。我国黄土总面积63.1万Km2。4、黄土的成因风成说，沙漠是黄土的来源地。标志：（1）黄土的厚度从沙漠边缘向外逐渐变薄；（2）组成黄土的颗粒由沙漠向外逐渐变细；（3）既分布在低平地区，也出现在高山之巅；（4）黄土的成分与下伏的基岩成分无关。“天有不测风云，人有旦夕祸福。”宋玉有风赋以讽谏楚王。刘邦大风歌高祖还归，过沛，留。置酒沛宫，悉召故人父老子弟纵酒，发沛中儿得百二十人，教之歌。酒酣，高祖击筑，自为歌诗曰：“大风起兮云飞扬，威加海内兮归故大风起兮云飞扬，威加海内兮归故乡，安得猛士兮守四方！乡，安得猛士兮守四方！”全唐诗咏风【咏风】(李世民)萧条起关塞，摇飏下蓬瀛。拂林花乱彩，响谷鸟分声。披云罗影散，泛水织文生。劳歌大风曲，威加四海清。劳歌大风曲，威加四海清。【奉和咏风应魏王教】(虞世南)逐舞飘轻袖，传歌共绕梁。动枝生乱影，吹花送远香。动枝生乱影，吹花送远香。【咏风】(王勃)肃肃凉景生，加我林壑清。驱烟寻涧户，卷雾出山楹。去来固无迹，动息如有情。去来固无迹，动息如有情。日落山水静，为君起松声。【咏风】(张祜)摇摇歌扇举，悄悄舞衣轻。引笛秋临塞，吹沙夜绕城。引笛秋临塞，吹沙夜绕城。向峰回雁影，出峡送猿声出峡送猿声。何似琴中奏，依依别带情。咏春风【第三岁日（第三岁日，正月初三日也）咏春风，凭杨员外寄长安柳】(元稹)三日春风已有情，拂人头面稍怜轻。殷勤为报长安柳，莫惜枝条动软声。【咏春风】(崔涯)动地经天物不伤，高情逸韵住何方。扶持燕雀连天去，断送杨花尽日狂。绕桂月明过万户，弄帆晴晚渡三湘。孤云虽是无心物，借便吹教到帝乡。卷199_11【走马川行，奉送出师西征】岑参君不见，走马川行雪海边，平沙莽莽黄入天。走马川行雪海边，平沙莽莽黄入天。轮台九月风夜吼，一川碎石大如斗，随风满地石乱走。轮台九月风夜吼，一川碎石大如斗，随风满地石乱走。匈奴草黄马正肥，金山西见烟尘飞，汉家大将西出师。将军金甲夜不脱，半夜军行戈相拨，风头如刀面如割。风头如刀面如割。马毛带雪汗气蒸，五花连钱旋作冰，幕中草檄砚水凝。虏骑闻之应胆慑，料知短兵不敢接，车师西门伫献捷。卷199_3【白雪歌，送武判官归京】岑参北风卷地白草折，胡天八月即飞雪。忽然一夜春风来，千树万树梨花开。散入珠帘湿罗幕，狐裘不暖锦衾薄。将军角弓不得控，都护铁衣冷难著。瀚海阑干百丈冰，愁云黪淡万里凝。中军置酒饮归客，胡琴琵琶与羌笛。纷纷暮雪下辕门，风掣红旗冻不翻。轮台东门送君去，去时雪满天山路。山回路转不见君，雪上空留马行处。