第16章 风的地质作用.pdf

第 16章 风的地质作用 一、风的剥蚀作用 二、风的搬运作用 三、风的沉积作用 四、沙漠与黄土 风的概念 空气的流动就形成了风形成风的直接原因，是气压在水平方向分布的不均匀 •风能搬运堆积砂和尘土，也能剥蚀破坏基岩，是重要地质营力尤其是在干旱气候区，风的地质作用十分重要 •在地质历史中，特别是地球上植物还未出现的时候，风的地质作用更为显著 风的地质作用强度取决于 风力 的大小风力 P=1/2CV2 P单位为 kg/m2； C＝ 0.125为经验常数； V为风速，单位为 m/s 第一节 风的剥蚀作用 风的剥蚀作用简称风蚀，包括 吹扬 和 磨蚀 两种方式 1. 吹扬 风将地表砂粒和尘土扬起吹走 吹扬作用在风速大、地面干燥、植被稀少及松散物覆盖区尤其强烈主要见于沙漠及海滩等地 2. 磨蚀 风力扬起的碎屑物对地表的冲击和摩擦以及碎屑物颗粒之间的冲撞和摩擦 如地面岩石松软，则易遭受磨蚀 卵石或砾石可被磨蚀成多个磨光面，且边棱清晰鲜明，这种石块称为 风棱石 蜂窝石 ： 当组成地面的岩石是 复矿岩 时，由于不同矿物有不同的硬度，它们经受风沙流的磨蚀，磨损程度不等，结果使岩石表面成 蜂窝状 。

风蚀地貌 1、风蚀洼地 因风蚀而形成的洼地 洼地底面如达地下水面，会成为沙漠中的 绿洲 • 由暴雨和洪流强烈冲刷产生，并因风蚀而扩大的谷地称为 风蚀谷 • 如风蚀谷不断扩大联结，地面仅残留许多孤立的高地，称为 风蚀残丘 ，高度一般在 10-20m左右 2、 风蚀谷 和 风蚀残丘 风蚀谷 风蚀残丘 3、 风蚀城 层叠状的平顶残丘，犹如毁坏的古城堡产状平缓的基岩裸露区因其岩层 软硬相间 和 垂直节理发育 经长期风蚀而成 风蚀城 我国新疆东部 吐鲁番盆地 的库姆达格沙漠北部以及 柴达木盆地 西部都有由第三纪砂岩、页岩及泥岩所构成的风蚀城 风蚀城堡 • 上大下小的蘑菇状地形称 风蚀蘑菇 其形成是因气流在近地面部分所含砂粒多，一些突出地面的孤立岩石，下部受风蚀较甚所致如下部岩性较上部软，或因水平节理发育，在差别风蚀下，更易形成 风蚀蘑菇 • 垂直节理发育的岩石经长期风烛后，易成为柱状，称为 风蚀柱 它可以成群分布，成为 风蚀柱群 4、 风蚀蘑菇 与 风蚀柱 风蚀蘑菇及风蚀柱群 5、 风蚀洞 硬度低的矿物被风沙磨蚀成 凹坑 ，凹坑形成后会进一步扩大，当其达到 洞穴 规模时，称为 风蚀洞 。

新疆库车市克孜尔千佛洞 6. 彩虹桥 第二节 风的搬运作用 风的搬运作用： 风把碎屑物质携带到别处的过程 风的 搬运力 取决于 风力的大小 ，即主要取决于 风速的大小 当风速小于 4m/s时，风的搬运力很小十二级大风 (风速 >33.5m/s)可搬运巨大的砾石 虽然 风的搬运力不大 ，但它的 搬运量是巨大 的一次大风暴的侵袭，在方圆几万甚至几十万平方公里的地面上，黄尘滚滚，其中包含着总重达几十万甚至上百万吨的物质 http://earthobservatory.nasa.gov/NaturalHazards/Archive/Mar2002/JapanDust_M2002076_lrg.jpg March 2002 Blown dust from Gobi Desert Tokyo Can reach the west coast of the U.S. 沙 尘 暴 http://www.usgs.gov/125/articles/images/african_dust_satellite.jpg 沙 尘 暴 风沙流中的风运物有 悬浮 、 跳跃 、 蠕动 的运动方式。

以 跃移为主 ，其搬运量约占 70％一 80％； 蠕移量次之 ，约占20％； 悬移量最少 ，一般不超过 10％ 跃移 和 蠕移 物主要是 0.2— 2mm砂，富集在离地 30cm以下，尤在 10cm下，紧贴地面运行，搬运距离近； 悬移 物主要是小于 0.2mm碎屑，搬运距离远，且颗粒愈细搬运愈远 我国西北尘土搬运到达长江中下游地区，蒙古中部尘土吹送到西北黄土高原，美国西部细微尘土竟远扬 3200公里到达美国东部 即 颗粒细，搬运远，细微尘土搬运极远；颗粒粗，搬运近 ，而 砾石等粗大颗粒残留原地 ，这是风力搬运的重要特征 第三节 风的沉积作用 一、风积物的特点 （ 6个） 1、碎屑性 主要是砂、粉砂及少量粘土级碎屑物，粒度 2mm以下； 2、良好分选性 分选较冲积物高，由风力搬运的高度选择性决定； 3、较高圆度 碎屑颗粒即使是很细粉砂 (石英为主 )，也具有圆度； 风力堆积的物质称为 风积物 4、碎屑中可存在较多铁镁质及其它化学性质不稳定矿物 如辉石、角闪石、黑云母、方解石等，这些性质不稳定的矿物在由水力搬运的沉积物中较少存在； 5、具有规模极大的交错层理 是由于风积物作大规模移动的结果 6、颜色多样，优势色调是红色。

二、堆积的方式 •沉降堆积 ： 因 风速减弱 而发生 ; •遇阻堆积 ： 碎屑物因遇到 障碍物 (如树林、砂丘、植被、石块、陡坎等 )而发生堆积沉积作用可出现在障碍物的迎风坡上，也可以出现在障碍物的背风坡上 三、风积地貌 风积物 主要有两类： 一类为 沙级 沉积物，称为 风成沙 ； 另一类为 粉沙和尘土 ，称为 风成黄土 1. 砂堆 含砂气流在障碍物背风面所形成砂堆积体 通常呈舌状，高度不超 10m，长度达数十至数百米，内部具交错层 2. 砂丘 风积物形成的 砂质丘岗 它是从砂堆演化而来的 砂丘的规模不一，小的高几米，大的高达 200m，其宽度可达1km 这种过程反复进行，使砂丘不断向前移动，并在背风坡上形成 顺着风向倾斜的层理 根据砂丘定向和风向关系及砂供给条件因素，砂丘可分为四种类型： • (1)新月型砂丘 • (2)横向砂丘 • (3)纵向砂丘 • (4)星状沙丘 （ 1）新月型砂丘 平面上呈月牙形或新月形，高度一般为 l-5m，很少超过 15m宽度可达 100— 300m 新月形砂丘 新月形砂丘 迎风坡外凸 ，其 坡度缓 ，约 5° － 20° ； 背风坡坡度陡 ，一般在 28° － 34° ； 沙漠中的新月形沙丘 新月形砂丘在 风的持续吹动 下，能较快地向前移动，其速度可达每年 7.5m到 15m。

它可以 掩没田园、村庄和道路 ，给人们带来严重危害 沙漠毁坏房屋 (2) 横向砂丘 砂丘总延长方向与盛行风向直交形成于砂粒供应丰富且风向基本固定区 横向砂丘多为波浪形，顺风坡缓，背风坡陡，并有弯曲砂脊，砂丘间开阔 横向砂丘面积往往很大，像波涛汹涌的海洋，故又称 砂海 （ 3）纵向砂丘（又称赛夫砂丘） 是互相平行的长条形砂岗 其长轴平行于盛行风向脊线连续，略有曲折 砂丘的高度 10-50m，最大可达 100m长度可达 120km 相邻砂丘之间距离为 0.5km到 3km，比较开阔 广泛见于澳大利亚中部、北美北部、阿拉伯半岛以及我国塔克拉玛干沙漠西南部的麻扎、塔格以南、皮山以北 纵向砂丘 (4) 星状砂丘 具较高的顶，从顶点向四周呈放射状伸出三条或更多砂脊 砂体高度一般为 50一 100m，由几个近似三角形的斜面包围而成，斜面坡度一般在 25一 30o之间 星状砂丘是由风力相差不大的几个方向气流造成，每条脊代表一种风向 这类砂丘见于非洲北部、沙特阿拉伯以及我国北疆的古尔班通古特沙漠等地区 第四节 沙漠与黄土 一、沙漠 沙漠 是指 年降雨量小于 250mm或 蒸发量大于降雨量 的地区。

其主要的特点是 气候干燥 （不涉及是否荒凉） 全世界沙漠面积约占陆地面积的 30％ 我国沙漠面积约有 109.5万 km2，约占全国总面积的 11％ 1. 现代沙漠的类型与分布 沙漠的形成主要取决于 气候 并受 地形 影响，现代沙漠有以下四类： （ 1）热带、副热带沙漠 它位于南北纬 15º-35º 之间的低纬带，受 副热带高压 所控制这里终年有 信风 吹刮， 气候干旱少雨 许多著名的大沙漠都分布在这一带上：如北半球有撒哈拉沙漠、阿拉伯沙漠、印度与巴基斯坦的塔尔沙漠；南半球有澳大利亚沙漠、西南非的卡拉哈里沙漠、纳米布沙漠及智利的阿塔卡玛沙漠 （ 2）大陆内部温带或暖温带沙漠 这些地区 距海较远 ，来自海洋的湿润气流受高大山体阻隔而难于到达，即使其中一小部分能到达而其所含水分已在沿途降落，所以在大陆中心和山间盆地降水稀少 尤其是欧亚大陆内部在强大的蒙古西伯利亚冷气团控制下，又干又冷而多风，沙漠容易形成如我国新疆塔克拉玛干沙漠、内蒙巴丹吉林沙漠、乌兰布和沙漠等以及前苏联中亚的卡拉库姆沙漠、美国西南部的沙漠等 （ 3）副热带大陆沿岸冷洋流影响带的沙漠 这些地区风从大陆吹向海洋，而滨海地区又受到从海底垂直上升的冷洋流影响，故气候又干又冷，形成沙漠。

分布在南北半球冷洋流活动带沿岸，如北非撒哈拉大沙漠中的西部大沙漠、西南非的纳米布沙漠中的滨海流动沙漠、南美的阿塔卡马沙漠和秘鲁沿岸沙漠等 （ 4）极地沙漠 极地地区受下降的寒冷而干燥的空气控制，降雨量少且终年冰冻，易形成沙漠 它见于格陵兰北部、极地加拿大以及南极的无冰谷地 2. 沙漠中某些特征性现象 （ 1）沙漠漆 系指基岩或石块表面黑色而光亮的薄膜（通常由锰的氧化物组成），见于长期暴露的岩石表面 锰元素可能是从沙漠尘土分解渗滤而成，或者是由微生物在岩石表面活动而产生的 （ 2）沙漠流水 大部分沙漠中砂丘分布的范围是有限的在无砂处可以出现一块块面积不大的 绿洲 这里地下水面到达地表，植物生长很好 沙漠中更常见 逐渐干涸的水流 它们发源于邻近的山区，不能入海，强烈的蒸发而留下干涸的谷道 月牙泉 （ 3）冲积扇 每次暴雨都伴随着 洪流 的形成，它将大量碎屑物质，搬运到山前的低平地带堆积下来，形成 冲积扇 ，或形成由一系列冲积扇组合而成的 洪积平原 其中有丰富的地下水，是干旱区、及半干旱区的城市建设的理想基地 （ 4）干盐湖 沙漠中因地面径流少且蒸发强烈，湖盆中往往是在暴雨后充水，雨停后积水很快被蒸干。

如此反复作用，湖底可以堆积很厚的盐层 3. 沙漠化 是非沙漠向沙漠的转变沙漠范围随之而扩大 沙漠化在地质历史中是因 气候的变化 及由 构造运动 导致自然地理条件改变而发生； 在当今，则因 人类的活动 (如盲目的开荒、砍伐森林，过度放牧、过量的取用地下水等 )破坏了自然界的生态平衡而加速产生 沙漠化的结果是地下水面降低，水和土壤中盐分增加，地面水减少，土壤加速侵蚀以及植物界的死亡 目前大陆上近 37％的干旱区面临着沙漠化的威胁因此，必须要保护自然界的生态平衡，并采取措施加强与治沙防沙工作 二、黄土 黄土 (loess)是黄灰色或棕黄色的粉砂级及尘土级的风积物，是干旱、半干旱。