第六章-风成地貌与黄土地貌

第六章风成地貌及黄土地貌第六章风成地貌与黄土地貌风沙地貌与黄土地貌主要分布在干旱与半干旱地区。风沙地貌是风沙（风力）作用形成的，而黄土地貌主要是流水作用的结果。风沙作用---风沙作用指气流沿地表流动时，对地面物质的侵蚀、搬运和堆积等过程。风蚀作用包括吹蚀作用和磨蚀作用。风成地貌的分布1主要分布于大陆内部的干旱和半干旱区,尤其是亚热带大陆西岸(纬度15°～35°)2沙质海岸带、河湖岸、冰缘区如海南岛的海岸沙丘，黄河下游沿岸等风成地貌的成因干旱区降水稀少日照强烈、蒸发旺盛，植被稀少，地表径流欠缺，昼夜温差大，物理风化强烈，形成了大量的风化碎屑物质来源，同时，容易引起气压变化，进而形成风，又因地表植被稀疏，因此有利于气流对地面的直接作用，从而引起沙粒的吹扬，沙丘的移动，使地面受到风沙的侵蚀。形成风沙流要取决于两点：即有丰富的沙源外，还要有强劲的风力。干旱地区风的强度和频度都较大。研究风成地貌的意义第一节风沙流概念：含沙的气流气－固两相流运动过程：静止－滑动或滚动－受冲击力作用－风沙流在干旱地区，并不是所有的风都能进行吹蚀的，只有当风力达到使沙粒移动的临界速度时才能起作用，这种风速称为起动风速。起沙风速≥起动风速起动风速大小的影响因素：粒径、粗糙程度、含水率。山前洪积砂质戈壁地区的起动风速一般要大于干燥裸露沙地粒径（mm)不同含水率下沙粒的起动风速（m/s）干燥状态含水率（％）12342.0－1.09.010.812.0——1.0-0.56.07.09.512.0—0.5-0.254.85.87.512.0—0.25-0.1753.84.66.010.512.0沙子含水率与起动风速的关系（根据格恩诺尔诺）粒径d(mm)起动风速（离地面2m高处）（m/s）0.10－0.254.00.25－0.505.60.50－1.006.7＞1.007.1不同粒径的起动风速（新疆布古里沙漠）•风沙运动的三种基本形式：悬移：脱离地表粉砂和粘土输送至几千公里之外风速大，但输沙量小，1％跃移：若即若离地表，细砂，具连锁反应，78％，为主要运动形式蠕移：沿地表滑动或滚动，22％，风速小小结：风沙流运动是一种贴近地面的沙粒搬运现象。搬运沙量绝大部分约90％是在离地面30厘米的高程内通过的，而其中特别集中在近地面0～10厘米的气流层中。据实验证实，风蚀作用最强的地方是在距离地表约23cm的高度风沙运动的三种基本形式1).风蚀作用——指的是风对地表的破坏作用，包括地表松散物质被风吹走的吹蚀作用和风沙流对地表的冲击、摩擦和旋磨的磨蚀作用两种形式。2).风蚀地貌——由风蚀作用形成的地貌形式称风蚀地貌，主要有以下五种形态：石窝和石檐风蚀谷和风蚀残丘风蚀雅丹风蚀洼地风蚀蘑菇和风蚀柱第二节风蚀地貌ⅰ石窝和石檐1.概念与形态特征——石窝是在陡峭的迎风岩壁上，经风蚀形成的许多圆形或不规则椭圆形的小洞穴和凹坑，直径20cm左右，深10-15cm，有的散布，有的聚集。石檐是相对突出的硬岩石。它们为附属在残丘、石柱或石蘑菇表面上的小地貌2.形成机理——主要是由于阳光的热力作用使得岩石发生差别风化发生崩解破碎，而后风沙沿破碎的凹坑钻磨，旋蚀，使凹坑不断扩大而逐渐发展成为石窝。新疆西北的博尔塔拉州新疆西北的博尔塔拉州新疆西北的博尔塔拉州新疆西北的博尔塔拉州甘肃ⅱ风蚀蘑菇和风蚀柱1.概念与形态特征——发育在水平节理和裂隙上孤立突起的岩石，经受长期的风蚀作用以后，可形成上部大、基部小、外形为蘑菇状的岩石，称为风蚀蘑菇。2.形成机理①岩石水平层理、裂隙发育②岩石岩性软硬不同上部坚硬，下部较软③发生了岩石上部与下部的差异磨蚀受高度限制，水平岩层的岩石下部受到近地面含沙量较多的风沙流的磨蚀，而上部受到含沙量较少的风沙流的磨蚀，导致岩石上下部发生差异性风化，下部磨蚀比上部快。④如果岩石的垂直节理发育的话，还容易形成柱状岩石，称之为风蚀柱。风蚀蘑菇风蚀柱大自然巧夺天工之作ⅲ风蚀谷和风蚀残丘1.风蚀谷——干旱的荒漠地区由基岩组成的丘陵或台地，偶尔因暴雨产生洪流冲刷地面，可形成许多冲沟。冲沟再经长期风蚀改造，可加深和扩大成为风蚀谷。2.风蚀残丘——风蚀谷之间的原始地面，它是经风化作用和暂时性流水的冲刷以及长期的风蚀作用以后，原始地面不断缩小，最后残留下一些孤立的小丘，形状为桌状平顶、或尖塔状。3.风蚀城堡——若基岩软硬相间，水平成层，经风化后形成许多平顶的层状山丘和宝塔状的山丘，远看宛如废弃的古城堡的断垣残壁屹立于平地之上，则称为风蚀城堡。美国阿齐斯国家公园风蚀残丘地貌尖塔状桌状平顶风蚀天生桥风蚀天生桥风蚀残丘风蚀城堡风蚀城堡新疆乌尔禾新疆吐鲁番，2000多年历史准噶尔盆地的风蚀城堡大自然的鬼斧神工ⅳ风蚀雅丹1.概念与形态特征——发育在古代河湖相冲积物中、地表上呈现出的一些不规则长条形土墩和沟槽相间的地貌组合。这种地貌在地表形态上呈现出支离破碎的景观。又称之风蚀垄槽。2.形成机理——在极干旱地区的干涸湖底或河湖堆积阶地上，定向风沿干缩裂隙吹蚀，使裂隙扩大，导致平坦的地面逐渐形成与主风向平行的土墩和沟槽相间地貌。雅丹地貌陡壁的小丘敦煌－罗布泊风蚀雅丹敦煌－罗布泊风蚀雅丹雅丹地貌白龙堆白龙堆“白龙堆，乏水草，形如卧龙”——《汉书·地理志》雅丹地貌粉砂、细砂和砂质粘土互层ⅴ风蚀洼地1.概念与形态特征——干旱区地表的凹陷地貌，多呈椭圆形，长轴方向为主风向，并沿主风方向伸展。2.形成机理——松散物质组成的地面，受风的长期吹蚀，可形成大小不同的风蚀洼地，单纯由风蚀作用造成的洼地多为小而浅的碟形洼地，而一些大型的风蚀洼地面积较大，若积水则可成为干旱区的湖泊。如呼伦贝尔沙地中的乌兰湖宁夏银川的沙湖风蚀洼地宁夏银川的沙湖风蚀洼地风蚀洼地积水成湖石窝与石檐风蚀蘑菇与风蚀柱风蚀谷和风蚀残丘雅丹地貌风蚀洼地风蚀作用风蚀地貌小结当风力减弱、下垫面结构发生改变或风沙流前进遇到障碍物使风速减小时，可以使沙粒发生堆积，这种现象称为风积作用。风力堆积的碎屑物称为风积物。风积物的主要类型有风沙堆积和风成黄土。风沙堆积通常就是风成沙，往往组成各种沙丘。风积物的主要特征有：粒级多为粘土到沙；粒度非常均一，分选很好，磨圆度高，矿物成分以石英为主，也有少量的长石和各种重矿物颗粒。第三节风积地貌风积地貌主要是指各种类型的沙丘，它是干旱区最主要的堆积地貌。风积地貌分类（按沙丘的走向与风向的关系）（1）垂直于风向的横向沙丘形态——新月形沙丘、沙丘链和复合型沙丘链等；（2）平行于风向的纵向沙丘形态——新月形沙垄、沙垄和复合型沙垄等；（3）多方向作用下的沙丘形态——金字塔沙丘等。1.横向沙丘（垂直）－－新月形沙丘、沙丘链和复合形沙丘新月形沙丘（最简单的横向沙丘）新月形沙丘是在风向比较固定的风力作用下形成的堆积地貌，形似新月，其两翼顺着主风向延伸，迎风坡凸而平缓（10°—20°左右），背风坡位于两翼之间，凹而较陡（28°—33°左右），两翼之间为马蹄形洼地，沙丘高度一般为数米至30余米。新月形沙丘的形成过程新月形沙丘是由沙堆进一步发育而成的。沙堆的不断增高，使气流在越过沙堆时，分成上下两股气流，上部气流在迎风坡风速较大，压力较小，但到达背风坡后，背风坡为静风区，压力较大，形成水平轴向涡流，风速减低，出现堆积，同时丘顶也沿中央向前移动；下部气流沿沙丘两侧到达背风坡的两边各自产生一个垂直轴涡流，将砂子吹向两侧，形成马蹄形凹地，和两翼。这时，沙堆演化为雏形新月形沙丘。随着沙量的继续供给，雏形新月形沙丘进一步扩大增高，就形成新月形沙丘。新月形沙丘的形成过程示意图上部气流下部气流塔克拉玛干沙漠新月形沙丘风沙地貌与黄土地貌单个新月形沙丘一般分布在沙漠的边缘地区。而新月形沙丘链发育在沙漠腹地，或是沙子来源丰富的地区。这类沙丘都属于垂直于风向的横向沙丘。二个以上新月形沙丘连结起来，构成新月形沙丘链。规模巨大的沙丘链，在迎风坡上往往叠置着次一级新月形沙丘或沙丘链，因而形成复合新月形沙丘链。新月形沙丘链沙丘链新月形沙丘链格状沙丘(两个近于垂直方向的风)风沙地貌与黄土地貌2.纵向沙垄特征:长条形的沙丘,延伸方向与风向一致,形成像钓鱼钩状的新月形沙垄成因3.多风向沙丘---金字塔形沙丘、蜂窝状沙丘等。这类沙丘是在多风向、且风力又相差不大的情况下形成的。沙堆---草灌丛沙堆思考:在p111图6－12B中风向是怎样的？灌丛沙堆沙垄沙垄新月形沙垄金字塔状沙丘金字塔状沙丘沙垄的成因各有不同，以新月形沙丘演化而来的沙垄，是一种钓鱼钩状的新月形沙垄。在两种主次风向呈锐角斜交的情况下，新月形沙丘一翼延伸，另一翼相对萎缩。图a表示来自主要风向（g）的稳定风向形成的最初的新月形沙丘。b图为新月形沙丘来自s方向风的作用下，A翼顺新风向（s）前进，B翼将日益萎缩，而在C点则另出现一个新翼。c图为风又回到原先的方向g，A翼伸长成低矮的沙舌。d图表示又在s方向风的作用下，A翼又沿s方向成长。如此反复进行，逐渐形成沿风的合力方向延伸的沙垄。gs在纵向螺旋形涡流之间，地表的收敛空气狭长带内，由下降风对地面侵蚀，将沙粒带到沙丘两侧和顶部堆积而成，沙丘脊呈狭条状。纵向沙垄还可由地形条件控制而成。在一些风力强烈的地区，如山口附近，亦可形成巨大的纵向沙垄。gs蜂窝状沙丘(近于垂直的多风向作用下形成)三、沙丘的移动沙丘按照其稳定程度又可分为固定、半固定沙丘、流动沙丘沙丘移动的动力－－风（其风速要大于起动风速）移动特征：风力作用是沙里由迎风坡吹扬搬运，在背风坡发生堆积沙丘移动的三种方式：单一风向作用下的前进式；方向相反大小不等的二力交替作用下的往返前进式；方向相反大小大致相等的二力交替作用下的往复式。影响沙丘移动的因素：风向、风速、沙丘高度，沙的含水量、植被等思考：为什么沙漠内部高大的沙丘移动慢，而边缘低矮的沙丘移动快？沙丘的危害：侵入农田、牧场、掩埋房屋、公路铁路、给农牧业生产和工矿交通带来很大的影响防治：为削弱风沙流，固定沙丘，采取工程措施和生物措施。工程措施：设置障碍、覆盖沙面。生物固沙：种草、种植乔灌木A、B两图中，对于防止沙漠较为合理的布局是（）绿洲草地灌木林工程措施乔木林绿洲草地灌木林工程措施乔木林AB荒漠概念：气候干旱、地表缺水、植被稀少及岩石裸露或砂砾覆盖的地面自然景观第四节荒漠的类型荒漠分布：世界：面积占1／4，主要分布在两个地区。南北纬15°～35°之间的副热带地区终年信风控制，由高纬向低纬的干冷气流，高压盛行下沉气流，空气绝热增温，湿度小，干燥少雨，大陆西岸离岸风温带内陆地区，深居内陆远离海洋，地形封闭荒漠的分类（按地貌特征和地面物质组）岩漠（石质荒漠）分布：干旱区的低山丘陵、山麓地区特征：山坡陡峭，沟谷发育，地面石骨嶙峋，切割破碎，山麓地带发育剥蚀面形成动力：风力、重力、暂时性洪流作用山麓剥蚀面（山足面）岛状山砾漠（砾石荒漠）分布：山前地区、地貌上为洪积坡积物组成的倾斜平原特征：组成物质为粗大砾石，细小的物质被强劲的风力吹走，砾石常具棱角和磨光面的风棱石砾漠在蒙古称为戈壁，在中国戈壁的含义包括岩漠和砾漠，为了区分二者，前者为石质戈壁，后者为砾石戈壁祁连山前戈壁（砾质荒漠）风棱石敦煌沙漠（沙质荒漠）分布：山地丘陵外围的平地或山间盆地中部，地貌上为地表覆盖着大片沙丘或沙地的砂质平地。干旱沙漠占世界面积的1/10，西亚、北非、中亚、澳大利亚为主要分布区中国沙漠占国土面积的7.4％，三北地区形成原因：气候干旱，风力大，砂质来源丰富沙漠泥漠（粘土荒漠）分布：干旱区的低洼地带或封闭盆地中心特征：由粘土组成，地面平坦，常发育有龟裂文，植被稀少，泥层裸露，常有盐渍化现象盐漠小结：以上四种类型的荒漠，从地貌的相对高度来看越来越低，从物质的组成来看，粒径越来越小，而且它们之间存在密切的演化关系岩漠－砾漠－沙漠－泥漠1、沙尘天气2、沙尘暴的产生3、沙漠化4、中国沙漠化及其扩展速率四.沙尘暴与沙漠化我国的沙漠、沙漠化土地约占国土总面积16％（153万km2），即东起吉