地貌和第四纪地质学--第四章-2-地面流水地貌与堆积物课件.ppt

地貌学及第四纪地质学,马维峰,第四章 第四纪主要沉积物与地貌,概述,内容风化和重力地貌与堆积物地面流水地貌与堆积物岩溶地貌与洞穴堆积物冰川、冻土地貌与堆积物风力地貌和堆积物与黄土海洋和海陆交替带地貌和沉积物重点不同类型介质（固体、流体和气体）沉积物特征的区别,4.2 流水地貌及堆积物,一、暂时性流水地貌与沉积物二、河流地貌与沉积物,一、暂时性流水地貌与沉积物,洪流：沟谷中流动的、水位暴涨暴落的暂时性水流称洪流。洪流的特性：常发生在暴雨或冰雪消融的季节；历时短暂，流速大，水道紊乱；搬运力大于河流，分选作用差，地貌塑造和堆积过程比较迅速，并常伴生灾害。,水动力：E=mv2/2m:河水流量（m3/S）,根据流态及固体径流量，洪流可分为暂时性洪流和泥石流，泥石流又可分为粘性泥石流和稀性泥石流。,粘性,稀性,洪流,1、洪积物及地貌（1）洪积物的岩性、岩相和结构（2）洪积作用地貌2、泥石流沉积物（1）分类（2）形成条件（2）泥石流堆积物特征（3）泥石流的防治,1、洪积物及地貌,（1）洪积作用地貌冲沟：发育在坡地上的小型流水侵蚀沟谷。冲出锥：冲沟水流在沟口形成的小型堆积地貌。洪积扇：干旱、半干旱地区洪流形成的扇状堆积地貌。洪积平原：山前若干洪积扇（或冲积扇）相连形成的中-大型组合形态。,冲沟又称侵蚀沟，是发育在坡地上的小型流水侵蚀沟谷。冲沟的发展可以分成细沟阶段、切沟阶段、冲沟阶段和坳谷阶段。,冲出锥是冲沟水流在沟口形成的小型堆积地貌。其面积大小仅仅几平方米到几十平方米。与洪积扇的区别：坡角较陡、分选差、岩相分异不及洪积扇明显。,洪积扇多在干旱、半干旱地区形成；面积：几平方公里几十平方公里不等；水系发育：轴部常有干河床，潜水面较深；往扇缘相方向潜水面逐渐升高，潜水在过渡相与扇缘相交界地带溢出地面成泉、河或形成沼泽地或盐渍地。,阿尔金断裂,加利福利亚，死谷,洪积平原定义：山前若干洪积扇（或冲积扇）相连形成的中大型组合形态。规模可达几十甚至上千平方公里。形态：纵向上往平原倾斜，平面上波状起伏。上凸处为洪积扇轴部，下凹处为扇间洼地。,1、洪积物及地貌,（2）洪积物的岩性、岩相和结构洪积物的定义：暴雨或冰雪消融季节，含有大量砂石高速运动的浊水流，分散成多股槽流或者槽流连接成面状洪流，从山地流出山口或流入主流河谷，由此堆积形成的扇形堆积物称洪积物。岩性：主要是碎屑混合物，很少发现化学沉积物。岩相：A、扇顶相，B、过渡相，C、扇缘相结构：多元结构。,扇顶相,过渡相,扇缘相,洪积相,各相带在平面和剖面上都呈过渡关系。洪积物岩相界限离山口的距离取决于气候和新构造运动对洪流作用的影响。沉积物厚度最大处在中部，山前有活动断裂时近断裂带最厚。,粘土、亚粘土 砂 砾、巨砾,A、扇顶相：以巨砾、砾石等粗粒沉积物为主（槽洪相），夹有细粒沉积透镜体，巨砾间为后续水流细粒充填，发育急流交错层理。因为有短暂的后续水流，使细粒物质被带走，因此孔隙度大。B、过渡相：从砾石过渡到砂，以砂为主，为漫洪相砂土夹槽洪相砂砾组成。C、扇缘相：主要是亚粘土、亚砂土组成（漫洪相）看起来象“纹泥”，透水性差。,沉积学标志,沉积结构-营力结构,叠瓦式 离散式 弥散式 充填式,流动营力结构,非流动营力结构,洪积物的结构,槽洪相透镜体,漫洪相透镜体,“多元结构”：槽洪相粗粒沉积物成条状由扇顶伸入，剖面上呈各种透镜状，常与细粒沉积物交互，呈现不连续层状，称“多元结构”。砾石透镜体代表古河道位置，砾石ab面逆指上游。,洪积物具有明显的相变，但比较粗略，各带之间没有截然的界线具有明显的地域性,物质成分较单一,不同地点的洪积物岩性差别较大 分选性差磨圆度较低层理不发育在剖面上呈现多元结构,不具分带现象坡积物来自附近山坡，一般比洪积物成分更单纯，砾石少，碎屑多，而洪积物砾石丰富分选性比洪积物差比洪积物的磨圆度低坡积物略显层状坡积物多分布于坡麓，构成坡积裙，厚度小；而洪积物分布于沟口形成洪积扇，厚度较大,洪积物与坡积物的区别,（1）洪积扇反映气候变化,洪积扇的研究意义,A、如山体继续抬升，山前地带相对下降，在老洪积扇前面 可形成新的洪积扇，后者部分地覆盖在前者之上，成为 叠置式洪积扇。,B、如洪积扇的下方相对下降，则形成的新洪积扇顶端向下 迁移，老洪积扇被沟谷水流切割成为洪积台地，或新老 洪积扇以沟谷相连，形成念珠式洪积扇。,C、若洪积扇基部发生构造掀斜运动，则洪积扇轴部会沿构 造掀斜方向不断迁移，形成侧叠式洪积扇。,（2）洪积扇反映构造运动,洪积扇在新构造运动影响下，会发生明显的变形。洪积扇形成后，如果山体不断抬升，山前平原相对下降，在已经形成的洪积扇上，往往有新洪积扇形成，而且部分地覆盖在老洪积扇上，形成垒叠式洪积扇。,叠置式洪积扇,如果上升的规模、幅度都比较大，老洪积扇也随着抬升，那么，它的下方将形成新的洪积扇，新、老洪积扇呈串珠状。,串珠状洪积扇,如果新构造运动在山前不等量升降，则新的洪积扇轴线向一侧移动，使新、老洪积扇向一侧垒叠，并形成不对称侧叠式的形态。所以，根据洪积扇的变形，可以了解新构造运动的性质和强度。,不对称侧叠式洪积扇,泥石流是洪水夹带大量固体碎屑物质沿着陡峻的山间沟谷下泻而成的特殊洪流。其中粘性泥石流是高粘度、高密度和高速运动的重力流。密度大，搬运力强，是洪流的5-50倍；爆发突然，来势凶猛；破坏力极大，是山区主要地质灾害之一；搬运介质：泥、砂、水被搬运体：大石块搬运方式：悬运、推移、惯性移动,2、泥石流（Debris flow）,洪流和泥石流,甘肃文县,“世界泥石流博物馆”云南东川,东川市黑山沟“84-5-27泥石流灾害,1984年5月27日凌晨，云南省东川市黑山沟发生了巨大泥石流，最大的漂砾重达81吨；泥石流堵塞沟道，冲毁沿沟两岸的大部分房屋建筑及其它工业设施，中断交通，给黑山沟上、下游都带来严重的危害。这次灾害性泥石流造成的经济损失达1100多万元，121人死亡，34人受伤，使国家和人民的生命财产都蒙受极大的损失。,研究机构,中国科学院东川泥石流观测研究站,2、泥石流（Debris flow）,（1）分类A、流体性质：粘性、稀性B、水源条件：降雨型泥石流、冰川型泥石流、冰雪融化型泥石流和溃决型泥石流 C、地貌：沟谷型和山坡型D、其它（危害性大小，流体中固体物质组成，发生频率的高低，一次带出的物质量，人类活动的关系）,粘性泥石流,稀性泥石流,暴雨型与冰川型泥石流,沟谷型与坡面型,沟谷型泥石流一般流域面积大于0.5平方公里，有明显的沟道，水系发育完整。山坡型泥石流一般流域面积小于0.5平方公里，发生在山坡上，流域发育不完整。,形成区,流通区,泥石流的流通区,堆积区,泥石流的堆积区,2、泥石流（Debris flow）,（3）泥石流堆积物特征（粘性泥石流）A、岩性：为与当地岩性一致的石块、砂、粘土的混杂堆积。B、分选：极差，与冰碛物相似。C、粒径：粒度频率曲线具双峰（图）。D、结构：有层而无理，砾石AB面逆指上游。E：次生构造：泥包砾、泥球、充填构造、压楔构造；0.5m以上砾石上有纺锤状碰撞坑或擦痕。,2、泥石流（Debris flow）,（4）泥石流的防治,谷坊坝,梯级拦沙坝,排导槽,二、河流地貌与冲积物,河流动能：E=mv2/2m:河水流量（m3/S）上游与下游水动力条件的差异,河水的运动方式,层流,紊流,水质点,河水的运动方式,二、河流地貌与冲积物,河床河谷与河漫滩冲积物,1、河谷,1、河谷,（1）河谷的发展（横剖面）“V”形谷河漫滩河谷 成型河谷。A、V形谷：以垂直侵蚀作用为主，发育在河流上游地区B、河漫滩河谷：以侧向侵蚀为主，塑造河漫滩C、成型河谷：既有溯源侵蚀、又有垂直侵蚀；既发育河漫滩又发育河流阶地，为河谷发育的晚期。,巫峡,雅鲁藏布江大峡谷,上游河谷 窄、比降和流速大、水量小、侵蚀强烈、纵断面呈V字型并多急滩和瀑布的河段。中游河谷 比降已经和缓，河床位置比较稳定，侵蚀和堆积作用大致保持平衡，纵断面往往成平滑下凹曲线。下游河谷 宽广、河道弯曲，河水流速小而流量大，淤积作用显著，到处可见沙滩和沙洲。,（1）河谷的发展（纵剖面）凹形、凹凸形、不规则受三重要素影响,侵蚀基准面、向源侵蚀、岩性。,裂点与岩槛,裂点：成型河谷中，每一次侵蚀基准面下降都会引起河流溯源侵蚀，溯源侵蚀所达到的那一段河床纵向陡坎称为裂点岩槛：由于河床上岩性的差异而形成的陡坎称为岩槛,黄 果 树 瀑 布,尼亚加拉大瀑布,河谷类型,侵蚀谷构造谷多成因谷,（3）河流阶地,过去不同时期的河谷底部（河床及河漫滩部分），由于河流下切或构造抬升（侵蚀基准面下降）超出一般洪水面以上，呈阶梯状分布于河谷谷坡上，这种地貌称为河流阶地。,阶地的分类侵蚀阶地基座阶地堆积阶地 嵌入阶地 内叠阶地 上叠阶地 掩埋阶地,侵蚀阶地(erosional terrace)侵蚀阶地由基岩组成，阶地面上没有或残留零星河流沉积物。,基座阶地(bedrock seated terrace）,基座阶地是指以基岩为基座，基岩顶面覆盖有河流冲积物的阶地。基座阶地的形成是由于构造上升。河流下切，并切过原先河谷的底部。,长江右岸红花套一级基座阶地,长江右岸红花套一级基座阶地,内叠阶地(in-laid terrace),形成后期阶地时，阶地下切深度达到发育前期阶地的谷底，年青阶地的坡麓触及基岩，新老阶地呈内叠相接。,埋藏阶地(buried terrace),早期形成的阶地，被后期河流冲积物所埋藏，就形成埋藏阶地。,阶地对比,类型,上叠阶地,内叠阶地,基座阶地,未切穿早期的沉积层,下切深度刚好达到原先的谷底,切过原先的谷底,河流沉积物,河流沉积物,河流沉积物基岩,新阶地在上老阶地在下,新阶地套在老阶地之内,新阶地在老阶地的下方,阶地的结构,河流阶地的研究方法A、分清真假阶地B、作横剖面C、作纵剖面（阶地位相图）D、分析新构造运动,非旋回性阶地，即假阶地,1、构造阶地2、河曲阶地3、河流袭夺阶地4、冲出锥、洪积扇阶地5、滑坡、泥流阶地,2.河床与河漫滩,典型的二元结构自学,3 冲积物,河流的沉积物统称为冲积物。其主要鉴别标志是：砾石成分复杂,往往具叠瓦状排列。砂和粉砂的矿物成分中不稳定组分较多。碎屑物质的分选性较好，磨圆度较高。冲积物层理发育，类型丰富，层理一般倾向河流下游。冲积物常呈透镜状或豆荚状，少数呈板片状。冲积物往往具有二元结构，下部为河床沉积，上部为河漫滩沉积。,洪积物与冲积物的区别,洪积物具有明显的相变,但比较粗略，各带之间没有截然的界线具有明显的地域性,物质成分较单一,不同地点的洪积物岩性差别较大 分选性差磨圆度较低层理不发育在剖面上呈现多元结构,冲积物具有明显的相变砾石成分复杂,往往具叠瓦状排列。砂和粉砂的矿物成分中不稳定组分较多分选性较好磨圆度较高层理发育，类型丰富，层理一般倾向下游往往具有二元结构，下部为河床沉积，上部为河漫滩沉积,“冲积扇”与“洪积扇”的成因相似，区别在于前者扇面轴部有常年性河流并形成冲积物，后者轴部为间歇性河流，主要形成洪积物。,复习题,名词冲出锥；洪积物；洪积扇；泥石流；洪流；河谷；隘谷；障谷；峡谷；河流阶地简答题流水侵蚀作用形成哪些主要地貌形态？坡积物、洪积物、冲积物的地貌标志、沉积特征有何区别？河流阶地的主要类型、特征与图示试述阶地研究的新构造运动意义？,