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第十二章河流地質(zhì)作用河流對(duì)地表的改造過(guò)程稱為河流地質(zhì)作用。河流地質(zhì)作用以機(jī)械作用為主，化學(xué)作用較弱。河流的動(dòng)能決定了河流機(jī)械作用的強(qiáng)度。 第一節(jié)河流概述第十二章河流地質(zhì)作用第二節(jié)河流的侵蝕作用第三節(jié)河流的搬運(yùn)作用第四節(jié)河流的沉積作用第五節(jié)構(gòu)造運(yùn)動(dòng)對(duì)河流地質(zhì)作用的影響 第一節(jié)河流概述一、河流的形成過(guò)程二、河流的動(dòng)能 一、河流的形成過(guò)程河流是由片流和洪流逐漸發(fā)育而成的。1、片流(sheetflow)：大氣降水向下沿自然斜坡均勻流動(dòng)，其流速小，水層薄，水流方向受地面起伏影響，無(wú)固定流向，成網(wǎng)狀細(xì)流稱為片流。片流對(duì)山坡松散層產(chǎn)生的破壞作用稱為片流的剝蝕作用。片流是一種在斜坡上的面狀流水，流速慢，水層薄，它的剝蝕作用弱且具有面狀發(fā)展的特點(diǎn)，故又稱洗刷作用?，F(xiàn)今許多地區(qū)出現(xiàn)的大量水土流失與片流的剝蝕作用有關(guān)。 洪流以其自身的動(dòng)力和挾帶的沙石對(duì)沿途溝壁和溝底的破壞作用稱為洪流的剝蝕作用。洪流的流量較大，流速快，挾帶沙石較多，機(jī)械的沖擊很強(qiáng)，常具較強(qiáng)的剝蝕能力，以機(jī)械的方式作用為主，故又稱沖蝕作用。2、洪流(floodcurrent)：隨著片流的發(fā)育形成溝槽，水層逐漸增厚，流水量增加，片流轉(zhuǎn)變成線狀水流，是為洪流。洪流的沖刷能力增強(qiáng)，溝槽發(fā)展成溝谷。 片流的沖刷能力較弱，片流搬運(yùn)的物質(zhì)一般在山坡的凹入部位或山麓堆積起來(lái)，形成坡積物(talus)。坡積物在山麓地帶常連結(jié)成一種覆蓋斜坡的裙?fàn)畹匦危Q為坡積裙(talusapron)。 洪流的沖刷能力較強(qiáng)，常形成規(guī)模不等的沖溝。沖溝的發(fā)展常常造成很陡并且很不平直的溝壁。沖溝一方面沖刷溝谷，通過(guò)溯源侵蝕向源頭伸長(zhǎng)，另一方面將大量碎屑物質(zhì)搬運(yùn)到山前或山坡的低平地帶迅速堆積形成洪積物。洪積物在溝口呈扇狀分布，形成沖積扇。一系列沖積扇相互連結(jié)，可形成山前的平坦地形，構(gòu)成洪積平原。 A沖積扇是指河流流出峽谷后，在山口地區(qū)形成的粗碎屑扇狀沉積體。 河谷的組成要素有谷底、河床、谷坡、坡麓和谷緣等。河流在地面上沿著狹長(zhǎng)的谷地流動(dòng)，這個(gè)谷地稱河谷。河谷在平面上呈線狀分布，在橫剖面上一般近“V”字形，主要由谷坡、谷底、河床組成。河谷兩側(cè)斜坡稱谷坡；谷坡所限定較平坦的下部稱谷底；河床是指常年被水占據(jù)的水槽，這三者常稱為河谷要素。3、河流(stream)－河谷中的經(jīng)常性水流。 河谷的形態(tài)分類：（1）峽谷(canyon)或“V”形谷－谷坡陡，谷底窄，無(wú)平坦谷底，河床直接嵌在谷坡之間。（2）“U”形谷－谷底寬闊，谷坡較陡，坡麓明顯。（3）碟形谷－谷底平坦而寬闊，谷坡緩，沒(méi)有明顯的坡麓。 河谷橫剖面類型A－“V”形谷C－碟形谷B－“U”形谷 河流下蝕作用形成V形谷 沖溝系河流下切 二、河流的動(dòng)能河流具有動(dòng)能，河流的作用取決于河流的動(dòng)能。而河流的動(dòng)能大小與流量及流速有關(guān)。其表達(dá)式為：E=1/2QV2（Q為流量；V為流速） 1、流速(flowvelocity)－取決于三方面的因素：（1）河床的坡度；（2）河床的橫剖面形狀和大??；（3）負(fù)荷的類型。河流所攜帶的固體物質(zhì)稱為河流負(fù)荷。 2、流量(discharge)－是在單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)一定過(guò)去過(guò)水面積的水量。它取決于流域面積和降水量，隨季節(jié)而變化。同一河流的流量向下游方向逐漸增加（干旱沙漠地區(qū)除外），河床的寬度和深度向下游方向逐漸加大，形態(tài)也逐漸改變。 第二節(jié)河流的侵蝕作用一、河流侵蝕作用的方式二、河流侵蝕作用的方向河流在流動(dòng)過(guò)程中以其自身的動(dòng)力（活力）及所挾帶的泥沙對(duì)河床的破壞，使其加深、加寬和加長(zhǎng)的過(guò)程稱為河流的侵蝕作用。 河流的侵蝕作用可分為機(jī)械和化學(xué)兩種方式。河流的機(jī)械侵蝕作用是通過(guò)其動(dòng)能或挾帶的沙石對(duì)河床的機(jī)械破壞過(guò)程；化學(xué)侵蝕作用是通過(guò)河水對(duì)河床巖石的溶解和反應(yīng)完成的，尤在可溶性巖石地區(qū)比較明顯。這兩種方式通常共同破壞河床，難以區(qū)分開(kāi)來(lái)。總的說(shuō)來(lái)，機(jī)械的侵蝕作用更為主要。一、河流侵蝕作用的方式機(jī)械侵蝕作用表現(xiàn)為水力作用和磨蝕作用?；瘜W(xué)侵蝕作用表現(xiàn)為溶蝕作用。 河流侵蝕作用按侵蝕的方向又可分為下蝕作用和側(cè)蝕作用。二、河流侵蝕作用的方向 一、下蝕作用(bottomerosion)下蝕作用：侵蝕河床下部，使河床高度不斷降低的作用。河流自身力量下蝕(流速)，溶蝕，河水?dāng)y帶沙石撞擊河床(含沙量，河床巖石的軟硬，河床松散物的粘度)。1.發(fā)生在河流發(fā)育的初期和上游地段，V形峽谷，流速大，如長(zhǎng)江三峽。2.河床巖石軟硬不一(或抗溶蝕能力不同)，易于下蝕形成急流地段。急流－瀑布，貴州黃果樹(shù)瀑布(我國(guó)最大)，瀑布后退。 由于不同河段不同巖性的抵抗剝蝕能力的不同，在河床的縱剖面上形成緩、陡坡交替出現(xiàn)的階梯，較陡的河床處流水急，出現(xiàn)水花，形成急流。在長(zhǎng)期下蝕作用下，急流陡坡下部軟的巖石不斷被較快剝蝕，出現(xiàn)直立陡坡，河水從陡坎處直瀉而下形成瀑布。急流與瀑布 瀑布直瀉而下，侵蝕基部巖石，使陡坎下部巖石被淘空形成壁龕(kan)。壁龕不斷擴(kuò)大，壁龕上部巖石由于失去支撐力而崩塌形成新的陡坎，于是瀑布不斷向上游移動(dòng)。向源侵蝕作用：下蝕作用在加深河谷的同時(shí)，瀑布和急流向上游后退，使河流向源頭發(fā)展，加長(zhǎng)河谷。這種河流向源頭發(fā)展的侵蝕作用稱為向源侵蝕作用。 黃果樹(shù)瀑布 尼加拉瓜大瀑布 河流的下切及形成過(guò)程 3.河流向源侵蝕－河流源頭，地勢(shì)較陡，也是一個(gè)跌水區(qū)，類似瀑布后退一樣，源頭后退，河谷向上游伸長(zhǎng)、推進(jìn)。4.下蝕作用使河谷不斷加深，但有一定限度，即如果一條河流流向湖泊，當(dāng)河谷加深到河水面與湖水面一樣高時(shí)，河流流速為0，下蝕作用停止。河流一般最終要入海，故海平面是河流的下蝕基準(zhǔn)面。5.河流的襲奪－侵蝕速度快的河流，將侵蝕速度慢的河流切斷，使其歸入自己上游河段。據(jù)其特點(diǎn)可分為襲奪河，斷頭河。 二、側(cè)蝕作用(lateralerosion)（旁蝕作用）河水以自身的動(dòng)力及挾帶的砂石對(duì)河床兩側(cè)或谷坡進(jìn)行破壞的作用。其結(jié)果使河床彎曲、谷坡后退、河谷加寬。河流彎道的單向環(huán)流 側(cè)蝕作用的表現(xiàn)特征：1.發(fā)育地段－河流中、下游，河床坡度變緩，下蝕不顯著，以側(cè)蝕為主.2.水流作用方式－橫向環(huán)流，橫剖面上看，河流表層水從凸岸流向凹岸，底層水則反向，形成一種環(huán)形流動(dòng)。但實(shí)際上不是簡(jiǎn)單環(huán)流，同時(shí)又向前運(yùn)動(dòng)，螺旋狀前進(jìn)。 側(cè)蝕作用的表現(xiàn)特征：3.側(cè)蝕位置－凹岸處破壞下來(lái)的碎屑物搬運(yùn)到凸岸，沉積下來(lái)，這樣凹岸不斷后退，凸岸不斷前伸，河流越來(lái)越彎，河谷越來(lái)越寬。4.河流的演化過(guò)程－河床裁彎取直，形成牛軛湖；長(zhǎng)江下游十五世紀(jì)到二十世紀(jì)河流變遷。 河流的側(cè)蝕作用 側(cè)蝕作用使河谷加寬和形成河曲、蛇曲的過(guò)程 河曲的形成曲流河 河流蛇曲 河流的截彎取直：蛇曲河床相鄰兩個(gè)河灣的距離不斷靠近，當(dāng)在洪水期，由于水量猛增，沖擊力加大，河水沖潰兩河灣之間的河岸，河水從上一個(gè)河灣直接流入相鄰的下一個(gè)河灣，這種現(xiàn)象稱為河流的截彎取直。牛軛湖：被遺棄的彎曲河道的兩個(gè)河口，由于河水受阻發(fā)生沉積作用，稱為牛軛湖。 牛軛湖 河流地形模式 河流把所攜帶的物質(zhì)從一個(gè)地方搬至另一個(gè)地方的過(guò)程即河流的搬運(yùn)作用。第三節(jié)河流的搬運(yùn)作用三、河流的搬運(yùn)能力與搬運(yùn)量二、物質(zhì)搬運(yùn)的方式一、流水質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方式 一、流水質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方式流體的兩種運(yùn)動(dòng)方式：層流－質(zhì)點(diǎn)呈平行層狀，不互相混合，流動(dòng)的層與層之間界線互不交錯(cuò)。紊流－質(zhì)點(diǎn)以復(fù)雜的流線型式交錯(cuò)，質(zhì)點(diǎn)相互混合。河水的流動(dòng)形式基本為紊流，極少為層流。 2、化學(xué)搬運(yùn)（溶運(yùn)）－呈溶解狀態(tài)物質(zhì)(NaCl，F(xiàn)eSO4等)。呈溶解狀態(tài)搬運(yùn)的物質(zhì)：真溶液－K，Na，Ca，Mg等鹵化物、硫酸鹽；膠體－K，Mg，Al，Si等氧化物、氫氧化物。二、物質(zhì)搬運(yùn)的方式1、機(jī)械搬運(yùn)（牽引搬運(yùn)及懸運(yùn)）－碎屑物質(zhì)(礫石，砂，泥等)。粗砂、礫石－牽引或拖運(yùn)搬運(yùn)(滑動(dòng)、滾動(dòng)、跳躍)搬運(yùn)近。粉砂、泥－懸浮搬運(yùn)，搬運(yùn)較遠(yuǎn)。 三、河流的搬運(yùn)能力與搬運(yùn)量河流能夠搬運(yùn)多大粒徑碎屑的能力稱為河流的搬運(yùn)能力。河流搬運(yùn)碎屑物質(zhì)的最大量稱為河流的搬運(yùn)量。它取決于流速和流量，流速大，搬運(yùn)量大，碎屑物粒度大；流速小，懸浮變推移。 河流的沉積作用：是指當(dāng)河流的動(dòng)能減小(流速，流量減小)或化學(xué)條件改變，降低了河流搬運(yùn)力，致使搬運(yùn)物沉積下來(lái)，或在河口處化學(xué)條件改變使得呈溶解狀態(tài)搬運(yùn)的物質(zhì)發(fā)生沉淀。但主要的是流速降低，使機(jī)械搬運(yùn)物發(fā)生沉積，一般在河流凸岸，或河流入湖、入海處。機(jī)械沉積分異－大而重先沉積，小而輕后沉積上游(下層)，下游(上層)分選性：粗細(xì)均勻性。若大小相差不大，則分選好；大小懸殊則分選性差。沖積物－河流沉積的碎屑物質(zhì)。第四節(jié)河流沉積作用 （1）分選性較好；河流沉積的基本特征（2）磨圓度較好；（3）成層性比較清楚；（4）具韻律性；（5）具流水成因的沉積構(gòu)造。 一、河谷內(nèi)的沉積作用較粗，多為粗砂、礫石，常具斜層理。沉積的主要類型有心灘，邊灘，河漫灘。1.心灘：河流變寬，河心障礙物，河流速降低，河心沉積。長(zhǎng)幾十－幾千米，寬幾－幾百米，表面平坦，干水期出露水面，洪水期淹沒(méi)。上游受侵蝕，下游接受沉積，故心灘向下游移動(dòng)。 河谷內(nèi)的沉積類型心灘沉積 2.邊灘：橫向環(huán)流把凹岸侵蝕物攜帶到凸岸堆積成新月形邊灘。3.河漫灘：洪水期，河水上漲，淹沒(méi)了邊灘，并在原地邊灘沉積物上沉積了較細(xì)的物質(zhì)，這就是河漫灘沉積，具有不明顯的水平層理。二元結(jié)構(gòu)：由下部邊灘的粗粒沉積物和上部河漫灘的細(xì)粒沉積物兩部分組成的沉積剖面結(jié)構(gòu)。華北平原即黃河下游的河漫灘，稱沖積平原。 河流的邊灘沉積 二、河口的沉積作用1、河口處流速變緩，水域擴(kuò)大，絕大部分碎屑物沉積下來(lái)。另一方面，河水中呈膠體狀態(tài)的搬運(yùn)物(粘土；Si，Al等氧化物、氫氧化物)與海、湖水中的溶解質(zhì)相遇發(fā)生沉淀。2、三角洲：沉積物在河口處形成類似三角形的地形，故稱之。三角洲頂端指向河流方向，表面比較平坦向湖、海方向傾斜，其上常有沼澤分布。 黃河河口沉積－黃河三角洲 3、河口處因河流帶來(lái)大量有機(jī)食物，生物繁殖，沉積物中有機(jī)質(zhì)豐富，常形成石油和天然氣等有機(jī)礦產(chǎn)，美麗富饒地區(qū)。4、三角洲是河流與海洋或湖泊共同作用形成的，但沉積物來(lái)源于河流。三角州形成條件：(1)河流搬運(yùn)來(lái)的物質(zhì)數(shù)量要大；(2)河口處的海岸或湖岸坡度平緩，同時(shí)無(wú)強(qiáng)大的波浪或潮汐。錢塘江口，潮汐強(qiáng)大，河口堆積物全部搬走，不能形成三角洲。 三、沖積砂礦沖積物中有用礦物含量達(dá)到具有開(kāi)采價(jià)值。金沙江、黑龍江的沙金礦，廣西沙錫礦、金、金剛石、鋯石、獨(dú)居石。 一、構(gòu)造運(yùn)動(dòng)微弱地區(qū)河流發(fā)展分三個(gè)階段：1、初期階段(相當(dāng)于上游段)：以下蝕作用為主，地表起伏增大，河床坡度較大?？v剖面呈階梯狀，河谷較直，常形成V形峽谷及急流瀑布。2、中期(中游)：地形起伏，河床坡度減小，下蝕作用減弱，側(cè)蝕作用占主導(dǎo)地位，河谷加寬，形成曲流，橫切面“U”形，出現(xiàn)心灘、邊灘、河漫灘各種形態(tài)的沉積地形。第五節(jié)構(gòu)造運(yùn)動(dòng)對(duì)河流地質(zhì)作用的影響 3、晚期(下游)：地面起伏，河床坡度進(jìn)一步變緩，側(cè)蝕作用不再加寬河谷，僅使河流擺動(dòng)形成蛇曲和牛軛湖。河流將高處物質(zhì)搬運(yùn)至低洼處沉積總體上使地面起伏變小，即使地面逐漸變平，稱為夷平作用。 二、構(gòu)造運(yùn)動(dòng)強(qiáng)烈地區(qū)地殼上升：側(cè)蝕－>下蝕；地殼下降：下蝕－>側(cè)蝕。 1、河谷形態(tài)不僅在縱剖面上是階梯狀，而且在橫剖面上也往往呈現(xiàn)階梯狀。位于谷坡上的這種臺(tái)階叫做河谷階地(階梯狀地形)不被洪水淹沒(méi)。2、河谷階地形成原因：每一級(jí)階地都有一個(gè)平坦的階面和一個(gè)陡坎。階面微向下游和河床傾斜。從陡坎上可看到沉積物具有二元結(jié)構(gòu)，上部是漫灘沉積，下部為河床沉積，再下為基巖(有時(shí)無(wú))。三、河谷階地 地殼上升，下蝕；停止上升，側(cè)蝕為主，發(fā)生沉積作用；地殼又上升，下蝕，原來(lái)的河漫灘就要高出水面以上，在洪水期也不被淹沒(méi)，這就形成了河谷階地。由下往上，階地由新－>老，一級(jí)，二級(jí)，三級(jí)，…；或用城鎮(zhèn)命名，如雨花臺(tái)階地。 課堂作業(yè)（課后上交）：1、簡(jiǎn)要敘述地質(zhì)學(xué)中“將今論古”研究方法的具體含義，并舉例說(shuō)明。2、簡(jiǎn)要說(shuō)明地質(zhì)學(xué)中“三大爭(zhēng)論”的實(shí)質(zhì)及代表性人物。3、系統(tǒng)說(shuō)明“三大巖類”之間的聯(lián)系及區(qū)別。4、簡(jiǎn)要說(shuō)明各類褶皺與斷裂的判別標(biāo)志。