第四纪地质学与地貌学分析.doc
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1、第四纪地质学与地貌学1、第四纪地质学:研究在第四纪时期发生在地球表层的各种地质事件及其动力机制的一门学科。 第四纪地质学的研究对象:第四纪的沉积物。第四纪地质学的研究内容:第四纪的气候、生物界、沉积物的研究、构造的研究、地层的对比与划分。 第四纪的特点/第四纪独立研究的理由:(1)人类的出现和人类文明的发展。(2)气候发生了显著的降温,并出现明显的冷暖波动;(3)地壳运动异常活跃;(4)哺乳动物繁盛时代;(5)陆相沉积物广泛发育。2、地貌学:研究固体地球表面的形态特征、成因、演化和分布规律的一门学科。地貌学的研究对象:地表形态。地貌学的研究内容:研究地貌的形态特征、形成的动力作用、组成物质、形
2、成年代,发生的阶段与规律、应用研究、利用侵蚀和堆积的相关性原理。3、 第四纪底限:2.588Ma B.P.4、新构造:由新构造运动造成的地层、地貌和构造变形或变位叫做新构造。新构造运动:新近纪以来所发生的构造运动。新构造运动的标志:地质表现(新地层的变形与变位)、地貌标准、沉积物标志、火山活动、地震、大地测量与地球物理异常新构造运动的意义:新构造运动是控制地球表层环境的重要因素之一,它不仅可以改变地质历史时期形成和蕴藏的自然资源的产出条件,而且可以改变关系到现代和未来人类生存的环境,还可以造成对人类生命财产产生巨大威胁的地质灾害。5、地球的三次大冰期:前寒武纪冰期、石炭-二叠纪冰期、更新世冰期
3、6、第四纪沉积物的特点:岩性松散、成因多样、岩性岩相多变、厚度差异大、含有化石及古文化遗存、形成多种地貌形态。第四纪沉积物代号:1、构造地貌:由内力地质作用(构造运动、岩浆活动、变质作用)所造成的地表形态,称构造地貌。构造地貌识别标志:构造面与地表面基本一致,就称为构造地貌。构造面:岩层层面、褶皱面、断层面、侵入岩体表面、侵入岩体与围岩的接触界面等。2、主要构造地貌类型及其典型代表(1)水平岩层构造地貌:构造高原、构造平原、构造阶地、方山&尖山、丹霞地貌、剥露构造平原。 (2)褶曲构造地貌:A、原生褶曲构造地貌(新构造运动造成):活动褶曲构造山地、挤压构造盆地、拱曲上升与阶地变形; B、次生褶
4、曲构造地貌(地质构造遭受剥蚀造成):背斜山与向斜谷、向斜山与背斜谷、单面山与猪背岭、受褶曲构造控制的河谷(3)穹窿构造地貌:穹窿、盐丘。(4)断层构造地貌:断块山地(地堑式与地垒式)、断层崖和断层三角面、断层谷(5)火山和熔岩地貌:火山堆、火山口、火山盾、火山弹、熔岩平原/高原、熔岩垄岗、熔岩隧道、熔岩堰塞湖等。(6)侵入岩体构造地貌:岩席平原、岩盘丘陵、岩墙山脊、岩株山、岩基山丹霞地貌:一些中新生代的红色盆地堆积,经构造上升和流水切割,由水平岩层构成一种顶平、坡陡、麓缓的地形,称为丹霞地貌。向斜山:向斜两翼如为松软的老岩层,易被侵蚀,而核心部位为新岩层,侵蚀较慢,其坚硬岩层突露,高出背斜谷成
5、为山。背斜谷:由于背斜轴部有张性断裂易被侵蚀,如轴部地层软,翼部和向斜部位地层硬,背斜轴部容易被侵蚀成河谷,而翼部和向斜部分形成山体。地形倒置:正向地质构造形成负地形,负向地质构造形成正地形,称地形倒置。逆地貌:倒置以后的地形称逆地貌。如:向斜山与背斜谷。火山:由地下岩浆或碎屑喷出地表的一种地貌形态。断块地貌:新构造运动产生的盆岭相间的构造地貌形态。断块山地:受(正)断层控制的块体,整体抬升或翘起抬升形成山地。断陷盆地(地堑盆地):受断层控制的陷落盆地。单面山:沿岩层走向延伸,两坡不对称,一坡短而陡,另一坡长而缓。岩层倾角一般小于35o。猪背脊:岩层倾角较大的单斜构造地貌。岩层倾角一般大于35
6、o。1、风化作用:岩石和矿物在地表(或近地表)环境中,受物理、化学和生物作用,发生体积破坏和化学成分变化的过程,称为风化作用。2、风化壳:被风化的岩石圈表层。风化壳分带:全风化带、半风化基石带、半风化基岩带古风化壳:地质历史时期形成的风化壳。残积物:地表岩石经受风化作用发生物理破坏和化学成分改变后,残留在原地的堆积物称为残积物。风化壳类型:a岩屑型残积物在寒冷的高纬、高山冻原带,以冻融风化为主,岩石物理风化速度较快化学风化轻微。它以岩屑为主。b硅铝碳酸盐(或硫酸盐)型残积干早区(荒漠)或温带半干旱区(草原),以温差(热胀冷缩)风化为主,岩石破碎成土状,化学风化早期析出的碱金属等元素与酸根结合,
7、形成钙质残积物。这种残积物以含细角砾的细粒土为主。c硅铝粘土型残积物湿润气候条件下,以化学风化为主。这一类残积物以形成多种粘土矿物为特征,并形成少量次生氧化铁和氧氧化铁矿物。以高岭土矿物为主,蒙脱石次之。d铁铝型残积物(砖红土风化壳)湿热气候条件下,化学风化较彻底,硅酸盐矿物全部分解,转变为以次生铁、铝矿物和高岭石粘土矿物为主的砖红土风化壳。3、土壤:具有生长高等植物能力的残积物的表层。古土壤:在地质时期形成的土壤称古土壤因其往往被后期地层所埋藏,故又称埋藏土壤(也有的露出地表)。*土壤剖面结构:本层特征,具有团粒、孔隙和细小裂隙等。(中部)淋溶层:颜色较浅。被分解物、微粒矿物和有机质在淋滤作
8、用和淋溶作用下,从本层往下移动,故本层缺少腐殖质。(底部)淀积层:位于土壤下部、由母质层组成,颜色和下伏成土母岩相近,但淀积从上部滤下来的成分,故称淀积层。本层以下为成土母岩。1、崩塌:斜坡上部的岩、土体、石块或碎屑层,在重力作用下快速地向下运动,称崩塌。影响崩塌的因素:新构造运动、地形、地质构造、岩性、气候及降水、河流侧蚀造成的陡岸/负坡、人类活动。崩塌的特点:运动速度快、崩塌坡度陡、运动方式多变、基坡坡度与崩塌发育速度有关。崩塌地貌:崩塌崖、倒石堆、倒石群、堆石坝、垮石山。2、滑坡:斜坡上的岩、土体,由于地表水或地下水影响,在重力作用下,沿着滑动面向下滑动,称滑坡。影响滑坡的因素:地形、岩
9、石结构和岩性、气候、人类工程活动、地震。滑坡要素:滑坡体、滑坡面、滑坡壁、滑坡阶地、滑坡鼓丘、滑坡裂缝、滑坡洼地(滑坡湖)、反坡地形、醉汉林(马刀树)。滑坡的识别:古滑壁遗迹、坡角渗泉、双沟同源或单钩转向、局部不协调地形、局部反坡地形、醉树3、泥石流:发生在山区沟谷中,是一种含有大量泥砂石块(固体物质大于50%)等固体物质的特殊洪流。泥石流的特点:泥石流突然爆发,历时短暂,来势凶猛,破坏力极大。泥石流的形成条件:地形条件(山高谷深、地势险峻);地质条件(地质构造复杂、新构造运动强烈、地震烈度大);气象水文条件(水源量、高山湖泊溃决、水库或渠道溃决);植被条件(植被稀少);人类活动。泥石流地貌:
10、泥流舌、泥流裙、泥流阶地。泥石流堆积物识别:1)空间分布,地形特点:分布在沟谷中下游比较开阔的地带,形成泥石流阶地或泥流舌。2)岩矿成分:一般比较复杂,取决于整个流域,不稳定的岩矿成分多(快速堆积)。3)结构构造:A快速堆积,无分选无磨圆,无层理,大孔隙。B砾石互相撞击产生擦痕与冰川擦痕不同,呈纺锤形,粗大毛糙。C常含有泥包砾,砾石的表面附着黏土等细颗粒物质。4、土屑蠕动:斜坡上的碎屑或土壤颗粒,在重力作用下缓慢向下坡运动,称为土屑蠕动。土屑蠕动成因:温度或湿度变化。土屑蠕动现象:电线杆歪斜、树干弯曲、土墙或篱笆墙向下坡倾斜、坡面草皮向下坡移动。1、流水按其规模分类(1)面流(片流、表流):沿
11、平缓斜坡形成的网状细流。(2)洪流:暂时性急流。(3)河流:具有固定流槽的常年流水。2、面流地貌(有哪些?)(1)片蚀坡位于斜坡上部,表面分布有细沟。一般表面微凸,较光滑。(2)坡积裙在平缓斜坡的下部,由坡积物堆积形成的向四周倾斜的环带状地形。(3)坡积平原若干坡积群联结起来,形成规模较大、表面坡度较小的面流堆积地貌。(4)坡积阶地由于地壳上升或其它原因,使坡积平原受到切割,形成一种阶梯状地形。3、坡积物的识别(特点)1)空间分布或组成的地貌分布于平缓斜坡的基部,形成坡积群或坡积平原。2)岩矿成分其岩矿成分和片蚀带成分相似,岩矿成分以细颗粒成分为主(搬运动力小)。3)岩相特征A具有一定的分选,
12、自斜坡上到基部颗粒越来越细。B坡积物常常具有与斜坡倾向一致的原始倾斜层理。C常和残积物共生形成残坡积D岩相由于是细颗粒堆积易黄土化形成黄土状土。4、洪流地貌(1)洪流形成的条件:大量水源、较大的汇水区、植被不太发育、新构造运动强烈。(2)洪流冲蚀地貌:纹沟、细沟、切沟、冲沟、坳谷(3)洪积地貌A洪积扇:在冲沟沟口,洪流堆积形成的扇状堆积体。B洪积平原:在山前地带,若干洪积扇相互连接,形成范围广阔的微倾斜平原,称洪积平原。C洪积阶地: 洪积平原形成以后,若地壳上升或侵蚀基准面下降,使洪积平原受到切割,形成一种阶梯状地形,称洪积阶地。(4)A空间分布或形成地貌分布于山麓地带或冲沟的沟口,组成洪积扇
13、(裙、裾),洪积平原,洪积阶地。B岩矿成分岩矿成分取决于冲沟中的岩矿成分,一般认为不稳定的矿物成分较多,其中常含有动植物的残体。 C结构构造a具有一定的分选,磨圆和层理。b厚度由沟口到下游逐渐变薄,单层厚度变化较大(急流形成切割,侵蚀间断面凹凸不平)。c松散透水含水。d有原始倾斜的层理。e砾度变化较大(有巨砾的堆积)。5、河流地貌(1)水流运动方式:层流与紊流、横向环流、涡流。(2)河流作用侵蚀作用(向源侵蚀、下切侵蚀、侧方侵蚀)、搬运作用(悬移、跃移、推移)、堆积作用。向源侵蚀:河流沟谷发育过程中,水流冲刷加剧。下切侵蚀加深河床沟床,受冲刷部位随物质蚀离,向上游源头侵蚀后退的现象。下切侵蚀:
14、河流不断侵蚀河床,使河床降低及河谷加深和增长的过程。侧蚀作用:侧蚀作用是指流水拓宽河床的作用,主要发生在河床弯曲处。(3)河谷:河水沿着地表流动的线性谷地。河谷发展阶段:V型河谷、河漫滩型河谷、成型河谷。河谷的成因类型:侵蚀谷、构造谷、多成因谷(4)河床:河谷中枯水期水流所占据的谷底部分。河床的平面形态:顺治河床、弯曲河床(曲流)、汊河型河床、游荡型河床。其中曲流可分为自由曲流(构造稳定/下沉区)和深切曲流(构造抬升区)。河床中的地形:深槽与浅槽、岩槛、壶穴、边滩、心滩与江心洲。河床沉积物:蚀余沉积物、滨主流线沉积物、滨河床浅滩沉积物。裂点:每一次侵蚀基准面下降时都会引起一次河流的向源侵蚀作用
15、,两次向源侵蚀作用形成的河床纵剖面坡折处称为裂点。(5) 河漫滩:洪水期被河水淹没的谷底部分。河漫滩形成及其发展过程:A、最原始的河漫滩出现在年青时期的V形谷内,由于河流的侧向侵蚀,使谷坡逐渐后退,谷底开始展宽,在河弯的凸岸处形成狭窄的和由粗大砾石所组成的雏形滨河床浅滩。B、随着侧向侵蚀作用的不断进行,凹岸继续后退,凸岸处雏形滩不断扩大加高,以致在河流平水期也大片露出,发展成为雏形河漫滩。C、雏形河漫滩形成以后,谷底进一步扩宽,滩面再度淤高,洪水时由于滩面水深变浅而流速减小,洪水中的大量悬移质就可以在那里沉积下来,构成由粉沙及粘土组成的沉积层,形成真正的河漫滩。D、随着河床弯曲度的增大,形成狭
16、窄的曲流颈;曲流颈被水流冲开,河道取直,出现新河床,老河床形成牛轭湖。河漫滩微地貌:滨河床沙坝、迂回扇、心滩沙堤、牛轭湖。牛轭湖:由弯曲河床的自然截弯取直或汊道淤塞形成。平面上常呈新月形。(7)河流袭夺:有甲、乙两条河流,甲河溯源侵蚀很快,切穿分水岭,把乙河或乙河上游的水抢夺过来,这种现象称河流袭夺。河流袭夺条件:甲、乙两河河床高度不同,溯源侵蚀速度不同。(8)河流阶地由于地壳上升或其它原因,河流下切侵蚀增强,原来的河谷底部(河漫滩或河床)被抬高到洪水面以上,形成一种阶梯状地形,称河流阶地。河流阶地成因:地壳运动(阶地面与冲积物地面地壳稳定、阶地陡坎地壳上升、巨厚沉积物地壳下降)气候变化、侵蚀
17、基准面变化、河流袭夺。河流阶地类型:侵蚀阶地(阶地面侵蚀面、阶地陡坎都由基岩组成)基座阶地(阶地面、阶地陡坎上部由冲积物组成,阶地陡坎下部由基岩组成)堆积阶地(阶地面、阶地陡坎都由冲积物组成。)真假阶地识别标志:台面的物质成分、台面的形态和倾向、台面与基座底层产状的关系、台面后缘与山坡的接触关系、台面在横向的连续性。阶地要素:如图所示,一级阶地T1为堆积阶地,二级阶地T2为基座阶地,三级阶地T3为侵蚀阶地。在最开始的一个阶段,地壳稳定,河流侧蚀作用明显,拓宽谷底,而后地壳抬升,河流下切,把原河床谷底面抬升到洪水位以上,有零星的堆积物分布,形成三级阶地(侵蚀阶地T3);而后,地壳稳定,河流侧蚀拓
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