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

1、马维峰马维峰 内容内容 风化和重力地貌与堆积物风化和重力地貌与堆积物 地面流水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岩溶地貌与洞穴堆积物 冰川、冻土地貌与堆积物冰川、冻土地貌与堆积物 风力地貌和堆积物与黄土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海洋和海陆交替带地貌和沉积物 重点重点 不同类型介质（固体、流体和气体）沉积物特不同类型介质（固体、流体和气体）沉积物特征的区别征的区别地表流水地表流水面状水流（坡面径流）面状水流（坡面径流）线状水流线状水流 暂时性水流暂时性水流:干旱、干旱地区干旱、干旱地区 经常性水流：经常性水流：湿润气候区湿润气候区 一、暂时性流水地貌

2、与沉积物一、暂时性流水地貌与沉积物二、河流地貌与沉积物二、河流地貌与沉积物 洪流洪流：沟谷中流动的、水位暴涨暴落的暂时：沟谷中流动的、水位暴涨暴落的暂时性水流称洪流。性水流称洪流。洪流的特性：常发生在暴雨或冰雪消融的季洪流的特性：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；节；历时短暂，流速大，水道紊乱；搬运力搬运力大于河流大于河流，分选作用差，地貌塑造和堆积过，分选作用差，地貌塑造和堆积过程比较迅速，并常伴生灾害。程比较迅速，并常伴生灾害。水动力：水动力：E=mvE=mv2 2/2/2m:m:河水流量（河水流量（m m3 3/S/S）根据流态及固体径流量，洪流可分为根据流态及固

3、体径流量，洪流可分为暂时性洪流和泥暂时性洪流和泥石流石流，泥石流又可分为，泥石流又可分为粘性泥石流和稀性泥石流粘性泥石流和稀性泥石流。（1 1）洪积作用地貌洪积作用地貌冲沟：冲沟：发育在坡地上的小型流水侵蚀沟谷。发育在坡地上的小型流水侵蚀沟谷。冲出锥：冲出锥：冲沟水流在沟口形成的小型堆积地冲沟水流在沟口形成的小型堆积地貌。貌。洪积扇：洪积扇：干旱、半干旱地区洪流形成的扇状干旱、半干旱地区洪流形成的扇状堆积地貌。堆积地貌。洪积平原：洪积平原：山前若干洪积扇（或冲积扇）相山前若干洪积扇（或冲积扇）相连形成的中连形成的中-大型组合形态。大型组合形态。冲沟冲沟又称侵蚀沟，是又称侵蚀沟，是发育在坡地上的

4、发育在坡地上的小型流水侵蚀沟小型流水侵蚀沟谷。冲沟的发展谷。冲沟的发展可以分成可以分成细沟阶细沟阶段、切沟阶段、段、切沟阶段、冲沟阶段和坳谷冲沟阶段和坳谷阶段阶段。冲出锥冲出锥是冲沟水流在沟口形成的小型堆积地貌。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。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。异不及洪积扇明显。洪积扇洪积扇多在干旱、半干旱地区形成；多在干旱、半干旱地区形成；面积：几平方公里面积：几平方公里 几十平方公里不等；几十平方公里不等；水系发育：轴部常有干河床，潜水

5、面较深；往扇水系发育：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相交界地带溢出地面成泉、河或形成沼泽地或盐渍地。渍地。阿尔金断裂洪积平原洪积平原 定义定义：山前若干洪：山前若干洪积扇（或冲积扇）积扇（或冲积扇）相连形成的中相连形成的中大大型组合形态。规模型组合形态。规模可达几十甚至上千可达几十甚至上千平方公里。平方公里。形态形态：纵向上往平：纵向上往平原倾斜，平面上波原倾斜，平面上波状起伏。上凸处为状起伏。上凸处为洪积扇轴部，下凹洪积扇轴部，下凹处为扇间洼地。处为扇间洼地。1 1

6、、洪积物及地貌、洪积物及地貌（2 2）洪积物洪积物的岩性、岩相和结构的岩性、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高速运动的浊水流浊水流，分散成多股槽流或者槽流连接成，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，由此堆积形成的积形成的扇形堆积物扇形堆积物称洪积物。称洪积物。岩性：岩性：主要是碎屑混合物，很少发现化学沉积物。主要是碎屑混合物，很少发现化学沉积物。岩相：岩相：A A、扇顶相，扇顶相，B B、过渡相，过渡相，C C、扇缘相扇缘相 结构：结构

7、：多元结构。多元结构。扇顶相扇顶相过渡相过渡相扇缘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。沉积物厚度最大处在中部，度最大处在中部，山前有活动断裂时近断裂带最厚山前有活动断裂时近断裂带最厚。粘土、亚粘土粘土、亚粘土 砂砂 砾、巨砾砾、巨砾 A A、扇顶相：扇顶相：以以巨砾、砾石巨砾、砾石等粗粒沉积物为主（槽洪等粗粒沉积物为主（槽洪相），夹有相），夹有细粒沉积透镜体细粒沉积透镜体，巨砾间为后续水流细粒，巨砾间为后续水流

8、细粒充填，发育急流交错层理。因为有短暂的后续水流，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。使细粒物质被带走，因此孔隙度大。B B、过渡相：过渡相：从砾石过渡到砂，从砾石过渡到砂，以砂为主以砂为主，为漫洪相，为漫洪相砂土夹槽洪相砂砾组成。砂土夹槽洪相砂砾组成。C C、扇缘相：、扇缘相：主要是主要是亚粘土、亚砂土亚粘土、亚砂土组成（漫洪相）组成（漫洪相）看起来象看起来象“纹泥纹泥”，透水性差。，透水性差。沉积结构沉积结构-营力结构营力结构流动营力结构非流动营力结构洪积物的结构洪积物的结构槽洪相透镜体槽洪相透镜体漫洪相透镜体漫洪相透镜体“多元结构多元结构”：槽洪

9、相粗粒沉积物成条状由扇顶伸入，剖面上呈：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，称各种透镜状，常与细粒沉积物交互，呈现不连续层状，称“多多元结构元结构”。砾石透镜体代表古河道位置，砾石。砾石透镜体代表古河道位置，砾石abab面逆指上游。面逆指上游。洪积物洪积物具有明显的相变，具有明显的相变，但比较粗略，各带之间没但比较粗略，各带之间没有截然的有截然的界线界线 具有具有明显的地域性明显的地域性,物质物质成分较单一成分较单一,不同地点的不同地点的洪积物岩性差别洪积物岩性差别较大较大 分选分选性性差差 磨圆磨圆度度较低较低 层理不发育层理不发育 在在

10、剖面上呈现多元剖面上呈现多元结构结构 不具分带现象不具分带现象 坡积物来自附近山坡，一坡积物来自附近山坡，一般比洪积物成分更单纯，般比洪积物成分更单纯，砾石少，碎屑多，而洪积砾石少，碎屑多，而洪积物砾石丰富物砾石丰富 分选性比洪积物差分选性比洪积物差 比洪积物的磨圆度低比洪积物的磨圆度低 坡积物略显层状坡积物略显层状 坡积物多分布于坡麓，构坡积物多分布于坡麓，构成坡积裙，厚度小；而洪成坡积裙，厚度小；而洪积物分布于沟口形成洪积积物分布于沟口形成洪积扇，厚度较大扇，厚度较大洪积物与坡积物的区别洪积物与坡积物的区别 （1）洪积扇反映气候变化）洪积扇反映气候变化水量增加水量增加沉积物增多沉积物增多洪

11、积扇面积变大洪积扇面积变大A、气候变湿：、气候变湿：B、气候变干：、气候变干：水量减小水量减小沉积物减少沉积物减少洪积扇范围缩小洪积扇范围缩小A、如山体继续抬升，山前地带相对下降，在老洪积扇前面、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、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，形成洪积扇

12、以沟谷相连，形成念珠式洪积扇念珠式洪积扇。C、若洪积扇基部发生构造掀斜运动，则洪积扇轴部会沿构、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，形成造掀斜方向不断迁移，形成侧叠式洪积扇侧叠式洪积扇。洪积扇在新构造运动影响下，会发生明显的变形。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，形成垒叠式洪成，而且部分地覆盖在老洪积扇上，形成垒叠式洪积扇。积扇。叠置式洪积扇叠置

13、式洪积扇如果上升的规模、幅度都如果上升的规模、幅度都比较大，老洪积扇也随着比较大，老洪积扇也随着抬升，那么，它的下方将抬升，那么，它的下方将形成新的洪积扇，新、老形成新的洪积扇，新、老洪积扇呈串珠状。洪积扇呈串珠状。串珠状洪积扇串珠状洪积扇如果新构造运动在山前如果新构造运动在山前不等量升降，则新的洪不等量升降，则新的洪积扇轴线向一侧移动，积扇轴线向一侧移动，使新、老洪积扇向一侧使新、老洪积扇向一侧垒叠，并形成不对称侧垒叠，并形成不对称侧叠式的形态。所以，根叠式的形态。所以，根据洪积扇的变形，可以据洪积扇的变形，可以了解新构造运动的性质了解新构造运动的性质和强度。和强度。不对称侧叠式洪积扇不对称

14、侧叠式洪积扇泥石流泥石流是洪水夹带大量固体碎屑物质沿着陡峻的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。其中粘性泥石流山间沟谷下泻而成的特殊洪流。其中粘性泥石流是是高粘度、高密度和高速运动高粘度、高密度和高速运动的重力流。的重力流。l密度大，搬运力强，是洪流的密度大，搬运力强，是洪流的5-505-50倍；爆发突然，来势倍；爆发突然，来势凶猛；破坏力极大，是凶猛；破坏力极大，是山区主要地质灾害之一山区主要地质灾害之一；l搬运介质：泥、砂、水搬运介质：泥、砂、水l被搬运体：大石块被搬运体：大石块l搬运方式：悬运、推移、惯性移动搬运方式：悬运、推移、惯性移动洪流和泥石流洪流和泥石

15、流甘肃文县“世界泥石流博物馆世界泥石流博物馆”云南东川云南东川东川市黑山沟东川市黑山沟“84-5-27泥石流灾害泥石流灾害 1984年年5月月27日凌晨，云南省东川市黑山日凌晨，云南省东川市黑山沟发生了巨大沟发生了巨大泥石流泥石流，最大的漂砾重达，最大的漂砾重达81吨；泥石流堵塞沟道，冲毁沿沟两岸的大吨；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，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。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这次灾害性泥石流造成的经济损失达1100多万元，多万元，121人死亡，人死亡，34人受

16、伤，使国家和人受伤，使国家和人民的生命财产都蒙受极大的损失。人民的生命财产都蒙受极大的损失。中国科学院东川泥石流观测研究站中国科学院东川泥石流观测研究站 （1 1）分类）分类A A、流体性质流体性质：粘性、稀性：粘性、稀性B B、水源条件水源条件：降雨型泥石流、冰川型泥石流、：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冰雪融化型泥石流和溃决型泥石流 C C、地貌地貌：沟谷型和山坡型：沟谷型和山坡型D D、其它（其它（危害性大小，流体中固体物质组成，危害性大小，流体中固体物质组成，发生频率的高低发生频率的高低 ，一次带出的物质量，一次带出的物质量 ，人，人类活动的关系类活动的关系

17、 ）粘性泥石流粘性泥石流 沟谷型泥石流一般沟谷型泥石流一般流域面积大于流域面积大于0.5平平方公里，有明显的方公里，有明显的沟道，水系发育完沟道，水系发育完整。整。山坡型泥石流一般山坡型泥石流一般流域面积小于流域面积小于0.5平平方公里，发生在山方公里，发生在山坡上，流域发育不坡上，流域发育不完整。完整。泥石流的流通区泥石流的流通区泥石流的堆积区泥石流的堆积区2 2、泥石流（、泥石流（Debris flowDebris flow）（3 3）泥石流堆积物特征（粘性泥石流）泥石流堆积物特征（粘性泥石流）A A、岩性岩性：为与当地岩性一致的石块、砂、粘土的：为与当地岩性一致的石块、砂、粘土的混杂堆积

18、。混杂堆积。B B、分选分选：极差：极差，与冰碛物相似。与冰碛物相似。C C、粒径粒径：粒度频率曲线具双峰（图）。：粒度频率曲线具双峰（图）。D D、结构结构：有层而无理，砾石：有层而无理，砾石ABAB面逆指上游。面逆指上游。E E：次生构造次生构造：泥包砾、泥球、充填构造、压楔构：泥包砾、泥球、充填构造、压楔构造；造；0.50.5m m以上砾石上有纺锤状碰撞坑或擦痕。以上砾石上有纺锤状碰撞坑或擦痕。2 2、泥石流（、泥石流（Debris flowDebris flow）（4 4）泥石流的防治）泥石流的防治泥石流防治泥石流防治生物措施生物措施-防防工程措施工程措施-治治防止泥石流发生体系防止泥

19、石流发生体系控制泥石流运动体系控制泥石流运动体系预防泥石流危害体系预防泥石流危害体系 河流动能：河流动能：E=mv2/2m:河水流量（河水流量（m3/S）上游与下游水动力条件的差异上游与下游水动力条件的差异紊流紊流水质点水质点 主流线主流线 顶流顶流 底流底流ADCBBACD 河床河床 河谷与河漫滩河谷与河漫滩 冲积物冲积物1 1、河谷、河谷1 1、河谷、河谷（1 1）河谷的发展（河谷的发展（横剖面横剖面）“V”V”形谷形谷河漫滩河谷河漫滩河谷 成型河谷。成型河谷。A A、V V形谷形谷：以垂直侵蚀作用为主，发育在河流：以垂直侵蚀作用为主，发育在河流上游地区上游地区B B、河漫滩河谷河漫滩河谷

20、：以侧向侵蚀为主，塑造河漫：以侧向侵蚀为主，塑造河漫滩滩C C、成型河谷成型河谷：既有溯源侵蚀、又有垂直侵蚀；：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既发育河漫滩又发育河流阶地 ，为河谷发育，为河谷发育的晚期。的晚期。巫峡雅鲁藏布江大峡谷上游河谷上游河谷 窄、比降和流窄、比降和流速大、水量小、侵蚀强烈、速大、水量小、侵蚀强烈、纵断面呈纵断面呈V V字型并多急滩和字型并多急滩和瀑布的河段。瀑布的河段。中游河谷中游河谷 比降已经和缓，比降已经和缓，河床位置比较稳定，侵蚀和河床位置比较稳定，侵蚀和堆积作用大致保持平衡，纵堆积作用大致保持平衡，纵断面往往成平滑下凹曲线。断面往往成平滑下

21、凹曲线。下游河谷下游河谷 宽广、河道弯宽广、河道弯曲，河水流速小而流量大，曲，河水流速小而流量大，淤积作用显著，到处可见沙淤积作用显著，到处可见沙滩和沙洲。滩和沙洲。（1 1）河谷的发展河谷的发展（纵剖面）（纵剖面）凹形、凹凸形、不凹形、凹凸形、不规则规则 受三重要素影响受三重要素影响,侵蚀基准面、向源侵蚀基准面、向源侵蚀、岩性侵蚀、岩性。裂点：裂点：成型河谷中，成型河谷中，每一次侵蚀基准面下每一次侵蚀基准面下降都会引起河流溯源降都会引起河流溯源侵蚀，溯源侵蚀所达侵蚀，溯源侵蚀所达到的那一段河床纵向到的那一段河床纵向陡坎称为裂点陡坎称为裂点岩槛：岩槛：由于河床上岩由于河床上岩性的差异而形成的陡

22、性的差异而形成的陡坎称为岩槛坎称为岩槛 黄黄 果果 树树 瀑瀑 布布 侵蚀谷侵蚀谷 构造谷构造谷 多成因谷多成因谷 过去不同时期的河谷底部（河床及河漫滩部分），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由于河流下切或构造抬升（侵蚀基准面下降）超出（侵蚀基准面下降）超出一般洪水面以上，一般洪水面以上，呈阶梯状分布于河谷谷坡上呈阶梯状分布于河谷谷坡上，这，这种地貌称为种地貌称为河流阶地河流阶地。阶地的分类阶地的分类侵蚀阶地侵蚀阶地基座阶地基座阶地堆积阶地堆积阶地 嵌入阶地嵌入阶地 内叠阶地内叠阶地 上叠阶地上叠阶地 掩埋阶地掩埋阶地侵蚀阶地侵蚀阶地(erosional te

23、rrace)侵蚀阶地由基岩组成侵蚀阶地由基岩组成，阶地面上没有或残留零，阶地面上没有或残留零星河流沉积物。星河流沉积物。基座阶地基座阶地(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。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。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内叠阶地(in-laid terrace)形成后期阶地时，阶地下

24、切深度达到发育前期阶地的形成后期阶地时，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，新老阶地呈内叠相谷底，年青阶地的坡麓触及基岩，新老阶地呈内叠相接。接。埋藏阶地埋藏阶地(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。成埋藏阶地。下切下切深度深度组成组成物质物质新老阶地新老阶地接触关系接触关系阶地对比阶地对比类型类型上叠阶地上叠阶地内叠阶地内叠阶地基座阶地基座阶地未切穿早期未切穿早期的沉积层的沉积层下切深度刚下切深度刚好达到原先好达到原先的谷底的谷底切过原先切过原先的谷底的谷底河流沉积物河流沉积

25、物河流沉积物河流沉积物河流沉积物河流沉积物基岩基岩新阶地在上新阶地在上老阶地在下老阶地在下新阶地套在新阶地套在老阶地之内老阶地之内新阶地在新阶地在老阶地的老阶地的下方下方阶地的结构阶地的结构河流阶地的研究方法河流阶地的研究方法A、分清真假阶地、分清真假阶地B、作横剖面、作横剖面C、作纵剖面（阶地位相图）、作纵剖面（阶地位相图）D、分析新构造运动、分析新构造运动 1、构造阶地、构造阶地 2、河曲阶地、河曲阶地 3、河流袭夺阶地、河流袭夺阶地 4、冲出锥、洪积扇阶地、冲出锥、洪积扇阶地 5、滑坡、泥流阶地、滑坡、泥流阶地2.2.河床与河漫滩河床与河漫滩 典型的二元结构典型的二元结构 自学自学 洪积

26、物洪积物具有明显的具有明显的相变相变,但但比较粗略，各带之间比较粗略，各带之间没有截然的没有截然的界线界线 具有具有明显的地域性明显的地域性,物质物质成分较单一成分较单一,不同地点的不同地点的洪积物岩性差别洪积物岩性差别较大较大 分选分选性性差差 磨圆磨圆度度较低较低 层理不发育层理不发育 在在剖面上呈现多元剖面上呈现多元结构结构 冲积物具有明显的相变冲积物具有明显的相变 砾石成分复杂砾石成分复杂,往往具往往具叠瓦状排列。砂和粉砂叠瓦状排列。砂和粉砂的矿物成分中不稳定组的矿物成分中不稳定组分较多分较多 分选性较好分选性较好 磨圆度较高磨圆度较高 层理发育，类型丰富，层理发育，类型丰富，层理一般

27、倾向下游层理一般倾向下游 往往具有二元结构，下往往具有二元结构，下部为河床沉积，上部为部为河床沉积，上部为河漫滩沉积河漫滩沉积“冲积扇冲积扇”与与“洪积扇洪积扇”的成因相似，区别在于的成因相似，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。轴部为间歇性河流，主要形成洪积物。名词名词 冲出锥；洪积物；洪积扇；泥石流；洪流；河冲出锥；洪积物；洪积扇；泥石流；洪流；河谷；隘谷；障谷；峡谷；河流阶地谷；隘谷；障谷；峡谷；河流阶地 简答题简答题 流水侵蚀作用形成哪些主要地貌形态？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、沉积特坡积物、洪积物、冲积物的地貌标志、沉积特征有何区别？征有何区别？河流阶地的主要类型、特征与图示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？试述阶地研究的新构造运动意义？