高教版自然地理学第五章(第六节)

第六节风沙地貌与黄土地貌•思考题：•1.名词：起沙风•2.风沙作用具体包括哪些作用？•3.风蚀地貌包括哪些类型？•4.沙丘的形态分类具体内容是什么？•5黄土的特征？•6黄土沟间地地貌中各种类型的概念和特点？•7黄土地貌中各种沟谷的特点及其相互之间的关系？第六节风沙地貌与黄土地貌•1风沙作用•2风沙地貌•3黄土与黄土地貌1风沙作用•风是产生尘沙飞扬与风成地貌的主要动力。风成地貌发育的本质仍然是风力作用下的尘沙颗粒运动。1风沙作用•1.1风蚀作用•1.2搬运作用•1.3风积作用1.1风蚀作用•包括吹蚀和磨蚀两方面。•起沙风：当风力达到足以使沙粒移动的临界速度时的风。•影响因素：地表起伏、沙粒含水量多少、粒径大小•我国：0.1～0.25mm4m/s•0.25~0.55.6m/s•1mm7.1m/s1.1风蚀作用•起动风速与沙粒粒径的平方根成正比。不过，极小沙粒不易起动，起动风速反而更大。粒径d＜0.1mm，上述的平方根定律就不复存在。小颗粒不易起动的原因：–①粒间内聚力大，–②持水性强，–③地面粗糙程度低。不同大小石英颗粒进入气流的起动风速（吴正,1987）1.2搬运作用•通过风沙流的运动实现。•风力作用下的绝大部分沙粒运动（沿地表的滚动和滑动）分蠕移、跃移和悬移。•下表列举了不同风速下蠕移沙量与跃移沙量的变化。可见，风沙运动中跃移沙量的比例较大，其原因在于空气密度小。•一般，跃移沙粒约占3/4，蠕移沙粒近1/4,悬移沙粒仅1％~5%。1.2搬运作用新疆莎车不同风速下的跃移沙量与蠕移沙量（吴正，1987）每分钟的跃移沙量每分钟的蠕移沙量(2m高处的)风速（m/s）每分钟的总输沙量（g）(g)(%)(g)(g)5.06.07.08.09.010.00.781.392.834.056.199.420.541.081.943.235.047.566978778081810.240.310.590.821.151.86312223201919平均--78-221.2搬运作用•总的输沙量（q,g/s），扎金诺夫（Zakinov,1969）的经验公式：q=0.160（V1.0－4.1）3•式中V1.0为1m高的风速（cm/s）,4.1（cm/s）为起动风速，即总输沙量与实际风速的超过沙粒起动风速部分的三次方成正比。1.3风积作用•概念：当风力减弱或风沙流遭遇阻碍，风中挟带的沙粒沉降于地表的现象。•风成物质有：风成沙和风成黄土。•风成沙的特征：粒级在粘土与沙之间，粒度均匀，分选好，磨圆度高，矿物成分因地而异，堆积形态为各种沙丘。2风沙地貌•风沙地貌分为风蚀地貌和堆积地貌（风积地貌）。克拉玛依“魔鬼城”2.1风蚀地貌•2.1.1风棱石与石窝•风棱石－戈壁砾石迎风面经长期风蚀磨平而形成。•依据棱的数目，分单棱石、三棱石、多棱石等。2.1.1风棱石与石窝•石窝（风蚀壁龛）是陡峭岩壁上呈蜂窝状的凹坑。•小凹坑直径20cm左右，深10－15cm。•成因：首先是强烈的物理风化，岩面呈片状剥落，出现浅凹坑，其后是风携沙粒的钻磨。•有些海滨岩壁上也有这样的小凹坑，如果具有口小内大的特点，就是风携沙粒钻磨形成的。2.1.2风蚀柱与风蘑菇•风蚀柱、风蘑菇是风沙流磨蚀的产物。特别地因为气流含沙的浓度以下部为高时。所以常将孤立岩块磨蚀成上部展宽如帽、下部仅留支柱的“蘑菇”，甚至蚀去支柱后该磨盘样的岩块成了风动摇摆石。单个岩砾经风沙磨蚀后会成为似尖嘴猴腮的风棱石。2.1.2风蚀柱与风蘑菇风蘑菇、摇摆石2.1.3风蚀洼地与风蚀盆地•风蚀洼地在干旱半干旱地区比较普遍，它的特点是开阔宽浅，暴雨之后暂时性地积水为湖，间歇性内流浅水湖。有的风蚀洼地底部有蒸发形成的盐盘。•风蚀盆地规模较大。风蚀洼地和干涸的河道2.1.4风蚀残丘与雅丹地貌•风蚀残丘是风蚀谷扩展之后残留的岩丘，高10－30m不等，以桌状平顶居多，也有成尖峰状的。甘肃金塔和民勤等地有砂砾组成的风蚀残墩。准噶尔盆地五彩湾2.1.4风蚀残丘与雅丹地貌•风城是水平岩层组成的风蚀残丘与风蚀残岗等，远远望去好似废弃的古城堡。不过，也确有废弃的古城堡遭受强烈的风蚀作用。罗布泊汉代仓城遗址2.1.4风蚀残丘与雅丹地貌•雅丹是风蚀垄沟的概称。•浅湖萎缩或干涸之后，出露的湖滩地面干裂，风顺裂隙吹蚀形成槽沟，有时其上口比底宽还窄，槽沟之间为鳍形垄脊。•塔里木的罗布泊区，风蚀槽沟深达十余米，长数十数百米，走向与主风向一致，当地人称这种支离破碎的地面叫雅丹。2.1.4风蚀残丘与雅丹地貌雅丹（风蚀垄脊、土墩、风蚀沟槽、洼地）2.2风积地貌•风沙堆积地貌就基本类型而言则十分简单。•一是黄土，二是沙丘。全世界沙丘与黄土的分布（R.J.Chorleyetal，1984）*沙丘中不包括海岸沙丘。1.活动沙丘，2.固定沙丘，3.厚层黄土，4.可能有黄土或薄层黄土，5.150mm等雨量线（欧亚的等雨量线已省略）2.2.1沙丘及其形态类型•风积地貌主要指各种沙丘。•按沙丘形态与风向的关系，分为：•A.横向沙丘（新月形沙丘、新月形沙丘链及复合新月形沙丘链）•B.纵向沙丘（沙垄）•C.多风向形成的沙丘（金字塔形沙丘、蜂窝状沙丘、格状沙丘、星状沙丘、反向沙丘）A.横向沙丘•沙丘走向与风向垂直或交角60°。•新月形沙丘是由沙堆演化形成的，特别是背风坡产生涡流和发展马蹄形的小洼地，导致沙丘的平面形态呈新月形，而丘脊呈弧形。A.横向沙丘•新月形沙丘的形成条件：•一是主风向稳定，•二是有稳定的沙源。•新月形沙丘最高可达30m，宽100－300m，迎风坡10°－20°微凸，背风坡接近自然休止角为28°－30°，有的可达36°。•新月形沙丘形成之后，迎风坡沙粒被风起动到背风坡落积，于是在沙丘内部发育倾向与主风向相反、倾角30°左右的略带弧凹的斜层理，与此同时出现沙丘的顺主风向的迁移。沙丘移动速度与沙丘的高度成反比，而与输沙量成正比，因而也与超过沙粒起动风速部分的风速的三次方成正比。A.横向沙丘新月形沙丘的形成示意图（杨景春，1985）A.沙堆使近地面风速发生变化B.迎风坡受到风沙的冲击，并因上面风速增大而产生上举分力，背风坡产生涡流C.沙丘增高的同时，背风坡马蹄形洼地也增大D.形成典型的新月形沙丘A.横向沙丘角锥状沙丘利比亚星状沙丘A.横向沙丘•新月形沙丘的翼角彼此相连而成新月型沙丘链。阿拉善东南部的腾格里沙漠，有北东—南西走向的新月形沙丘链，它与冬季盛行西北风、夏季又多东南风有关。A.横向沙丘•巨型的复合新月形沙丘链称横向沙垄，长可达10－20km，高100m左右。横向沙垄表面常叠许多次级的沙丘链。相邻沙丘链间距1.5－3.0km，并由一些小新月形沙丘链分隔成一个个封闭洼地。B.纵向沙（丘）垄纵向沙垄指走向与起沙风风向平行或夹角30°。大沙垄上叠置小沙垄则形成复合纵向沙垄。B.纵向沙（丘）垄•中国敦煌鸣沙山的沙垄高达130m；塔克拉玛干的沙垄高50－80m，最长可达45km；北非的沙垄高100－200m，长数十公里。鸣沙山月牙湖C.多风向形成的沙丘•包括：金字塔形沙丘、蜂窝状沙丘、格状沙丘、星状沙丘、反向沙丘C.多风向形成的沙丘格状沙丘鱼鳞状沙丘2.2风积地貌海岸沙丘（加拿大爱德华王子岛）2.2风积地貌鄱阳湖沙山风沙丘2.2.2沙丘的移动•单位时间内沙丘移动距离为：•D＝Q/rH•Q－单位时间通过单位宽度的沙量；•H－沙丘高度；•r－沙的容重2.2.2沙丘的移动•中国沙漠沙丘的移动分为慢速、中速、快速三种类型。•慢速类型的沙丘移动平均每年不到5m，包括塔克拉玛干沙漠与巴丹吉林沙漠的绝大部分，库姆塔格沙漠和腾格里沙漠的大部分，乌兰布和沙漠东部和贺兰山以东沙地的绝大部分。柴达木盆地2.2.2沙丘的移动•塔克拉玛干沙漠与巴丹吉林沙漠，虽然属于裸露流动沙丘，但因沙丘高大而又密集，所以沙丘移动速度一般不超过2m/a。•中速类型沙丘移动速度5－10m/a。•快速类型沙丘移动＞10m/a，主要是塔克拉玛干沙漠西南和东南边缘，以及河西走廊的民勤、金塔等绿洲附近的沙丘。3黄土与黄土地貌•3.1黄土•黄土是灰黄色质地均一的土状堆积。3.1黄土•黄土主要分布于大陆中纬地带。•在中国主要分布在北纬34°－45°之间地带，在黄河中下游地区组成有名的黄土高原(海拔800－2000m)，向东延布到辽东半岛滨海地带，向南扩展到长江以南，并被称为下蜀(黄)土。•黄土的一般厚度20－30m，最厚可达175－200m以上，总面积约63.5×104km2。3.1黄土•黄土的特征：•化学成分方面含有比较多的易溶盐类(CaCO3，3%－10%以上)；•矿物成分方面高度混杂，多达数十种矿物，并有比较多的易风化不稳定矿物；•粒度成分方面高度集中在0.05－0.005mm粒级，以粉沙为主；•所含生物化石方面以耐旱草本植物花粉和耐干旱动物化石为主；•黄土结构方面松散，发育大孔隙和垂直节理，有湿陷性；•黄土的空间分布多位在干旱沙漠区的外围。3.1黄土粒级含量（%）地区＞0.05mm0.05-0.005mm＜0.005mm山东8.9564.725.7山西27.253.5619.09陕西30.5952.6117.00甘肃25.0556.3618.59青海柴达木41.9341.2516.81晚更新世马兰黄土的粒度结构3.1黄土•因此，国内外许多学者倾向于认为大片黄土是第四纪风扬尘沙的落积，可与历史上的“尘暴”“雨土”相比拟，但仍有少数学者认为中国黄土是第四纪以来几个多水期的洪积冲积(张天曾，1993)。•另外，局部地点还确有粉砂岩风化残积的“黄土”，如长江三峡楚王台的黄土。3.2黄土地貌•黄土经侵蚀剥蚀后形成黄土区特有地貌类型，借用当地的名称叫“塬”、“梁”、“峁”、“坪”。黄土区的沟谷发育也比较特殊。•3.2.1黄土沟间地地貌•3.2.2黄土沟谷地貌3.2.1黄土沟间地地貌•黄土塬：是大面积的黄土(高原)平台。单个塬的面积可达2000－3000km2，塬面即为黄土高原地面，地面倾斜一般不到1°，边缘部分向外倾斜可增达5°，四周为短小支沟割入而呈花瓣状。如果两支沟源头十分接近，它们之间的窄长脊称“崾险”。塬3.2.1黄土沟间地地貌•黄土梁：是长条形的黄土高地。有的是平顶梁，宽几百米，长数公里，中间分水部位的纵向坡度1°－3°，两侧向外倾斜1°－5°，向下转为较陡(10°以上)的梁坡。有的称斜梁，沿梁脊有较大的倾斜和起伏，两侧的倾斜可达5°－10°，梁坡倾斜15°－35°。梁3.2.1黄土沟间地地貌•黄土峁：孤立圆穹状的黄土丘。若干黄土峁排列为和缓起伏的梁峁，有的概称为黄土丘陵。•黄土坪：是黄土区沟谷底部黄土覆盖的阶地或平台。峁3.2.1黄土沟间地地貌•黄土塬、梁、峁的相互关系是进一步流水侵蚀分割的产物，许多情况下，又与被黄土掩埋的基岩地形有关。•塬面上有时出现碟形凹地，直径10－20m，深数米，是地表水下渗、地面沉陷形成的，称黄土堞。•有时，由于地表水下渗在地面以下发生潜蚀作用，并导致黄土塌陷，形成深10－20m的竖井状陷穴和漏斗状陷穴，甚至陈列为串珠状陷穴，陷穴之间残留为黄土(天生)桥。塬边梁侧的沟谷中有时还有高十数米的黄土柱。3.2.2黄土沟谷地貌•黄土较易被流水侵蚀而发育沟谷，导致黄土区千沟万壑，地面支离破碎。降雨在平缓的黄土地面聚成许多细小股流，冲刷土层，形成交织穿插的纹沟。3.2.2黄土沟谷地貌•在稍陡的斜面上，细小股流再汇聚冲刷，形成大致互相平行的细沟，深0.1－0.4m，宽不足0.5m，长可达数十米，横剖面呈宽浅的V字形，上缘无明显坡折，谷底纵剖面恰与斜坡坡形一致。细沟的进一步发展成为切沟，它的宽度与深度达1－2m，横剖面有明显的谷缘坡折，谷底纵剖面不但多陡坎，而且其坡度与斜坡坡面坡度也不再一致。切沟3.2.2黄土沟谷地貌•顺切沟的再下切侵蚀便发展为冲沟，显著特点是冲沟谷底纵剖面线呈下凹曲线，与凸形斜坡构成反照；沟头与沟壁均较陡；长可达数十公里，深可达百米；另外，黄土区冲沟沟头上方或沟床中常有一些深深的陷穴。冲沟的再发展，或者转变为谷缘不清、沟底平缓并有较厚堆积的坳沟，或者转变为受地下水补给的河沟