八章黃土及黃土地貌課件

1、第八章黃土及黃土地貌課件第八章黃土及黃土地貌課件第八章黃土及黃土地貌課件第八章黃土及黃土地貌課件黃土（包括黃土狀土）在世界上分布相當(dāng)廣泛，特別在歐亞大陸上，幾乎從大西洋東岸到太平洋西岸成斷續(xù)帶狀分布。黃土主要位于比較干燥的中緯度地帶（中緯度干旱、半干旱氣候帶），即溫帶森林草原、草原及荒漠草原。 如西歐萊茵河流域，東歐平原南部，北美密西西比河中上游以及我國西北、華北等地，面積約1300 104 km2 ，約占全球陸地面積的1/10。1、黃土是第四紀(jì)時期形成的一種特殊的土狀堆積物。其顆粒大小介于粘土與細(xì)砂之間，呈淺黃色或黃褐色黃土（包括黃土狀土）在世界上分布相當(dāng)廣泛，特別在歐亞大陸上，全球風(fēng)成沙的

2、分布全球風(fēng)成沙的分布全球黃土的分布全球黃土的分布中國北方是世界上黃土最發(fā)育的地區(qū)，面積有63.1 104 km2 ，占全國面積6.6。其中，黃土高原（黃河中下游的陜西北部、甘肅中部和東部、寧夏南部以及山西西部）黃土和黃土地貌最發(fā)育，規(guī)模最大，實際覆蓋面積近40 104 km2，大部分地區(qū)的黃土厚度在50100m之間，六盤山以西的部分地區(qū),有的超過200m。中國北方是世界上黃土最發(fā)育的地區(qū)，面積有63.1 104 （1）顏色：灰黃色或棕黃色2、黃土的性質(zhì)粒度成分（機(jī)械組成）：以粉砂為主（60% ），其次是粘土（10 25），大于0.1 mm的細(xì)砂極少。礦物成分：包括石英、長石和云母等碎屑礦物（占

3、80），伊利石、高嶺土、蒙脫石等粘土礦物（小于20），還有輝石、角閃石等礦物；化學(xué)成分：SiO2占優(yōu)勢，其次是CaO 、AI2O3 等； 富含碳酸鈣（1016）（2）成分：（1）顏色：灰黃色或棕黃色2、黃土的性質(zhì)粒度成分（機(jī)械組成）結(jié)構(gòu)松散，孔隙度高（達(dá)4050）無沉積層理，垂直節(jié)理發(fā)育，直立性很強(qiáng)；透水性很強(qiáng)，濕陷性明顯。（3）結(jié)構(gòu)構(gòu)造： （4）厚度： 黃土最厚達(dá)180300m。山西黃土高原厚度達(dá)100m，陜北黃土高原達(dá)100200m，隴西黃土高原達(dá)200300m 。結(jié)構(gòu)松散，孔隙度高（達(dá)4050）（3）結(jié)構(gòu)構(gòu)造： （4）第八章黃土及黃土地貌課件二、黃土的成因 英國人萊伊爾提出“水成說”，德

4、國李?；舴覄?chuàng)立“風(fēng)成說”，俄國的奧勃魯契夫院士、中國的劉東生院士對黃土進(jìn)行了深入研究。此外還有風(fēng)化殘積說。黃土的水成說：認(rèn)為在一定的地質(zhì)、地理環(huán)境下，黃土物質(zhì)為各種形式的流水作用所搬運堆積（也括坡積、洪積、沖積等），形成各種水成黃土。黃土的殘積說：認(rèn)為黃土是在干燥氣候條件下，通過風(fēng)化和成土作用過程使當(dāng)?shù)氐亩喾N巖石改造成黃土，而不是從外地搬運來的。二、黃土的成因 英國人萊伊爾提出“水成說”，德國李?；糁袣W和北美的黃土，冰期時大陸冰川區(qū)干而冷的反氣旋風(fēng)，將冰水平原上的細(xì)顆粒吹送到外緣草原地帶沉積而成，所以稱為冰緣黃土（冷黃土）。印度西北部，伊朗和中亞、里海周圍等地的黃土，則是由內(nèi)陸干旱荒漠、半荒漠

5、區(qū)強(qiáng)大的反氣旋風(fēng)從中部吹向外圍，把大量的黃土物質(zhì)吹送到草原地帶，逐漸堆積成厚層的黃土，故稱為荒漠黃土（暖黃土）。我國黃土的風(fēng)成過程與荒漠的關(guān)系更加明顯。我國的黃土分布區(qū)的北面正是沙漠戈壁，自北而南戈壁、沙漠、黃土三者逐漸過渡，成帶狀排列。黃土風(fēng)成說：中歐和北美的黃土，冰期時大陸冰川區(qū)干而冷的反氣旋風(fēng)，將冰水平黃土披蓋在多種成因的、形態(tài)起伏顯著的各種古地貌上，并保持相似的厚度。粒度組成，依蒙古高壓經(jīng)常吹刮的西北風(fēng)方向，呈有規(guī)律性的變化，西北部靠近沙漠地區(qū)的黃土顆粒成分較粗，黃土剖面中夾有風(fēng)成沙層（如陜北地區(qū)所見），而愈往東南，遠(yuǎn)距沙漠粒度成分逐漸變細(xì)。黃土中含有陸生草原動、植物化石；有隨下伏地形

6、起伏的多層埋藏古土壤。這些特征比較充分證明我國黃土是風(fēng)成的，且與沙漠戈壁的關(guān)系密切。中國黃土風(fēng)成說的證據(jù)：黃土披蓋在多種成因的、形態(tài)起伏顯著的各種古地貌上，并保持相似粉塵沉積速率（吳海斌，沉積學(xué)報，1998）粉塵沉積速率（吳海斌，沉積學(xué)報，1998）黃土狀土自然界有一種與黃土性質(zhì)相近的堆積物，稱為黃土狀土，它具有黃土的部分特性。但是，這種土往往具有沉積層理，粒度變化較大，孔隙度較低，含鈣量的變化顯著，并無明顯的濕陷性，借此可與黃土相區(qū)別。黃土狀土自然界有一種與黃土性質(zhì)相近的堆積物，稱為黃土狀土三、黃土地貌類型溝谷和溝間地黃土高原的主要地貌形態(tài)。溝谷地貌：主要是現(xiàn)代流水侵蝕作用所成；溝間地貌：其

7、形成明顯受到古地形的影響，即在古地形基礎(chǔ)上由黃土風(fēng)成堆積疊加而成。潛蝕地貌：由于黃土獨特的巨大的孔隙度，易形成塌陷，形成潛蝕地貌。三、黃土地貌類型溝谷和溝間地黃土高原的主要地貌形態(tài)。黃土溝谷地貌黃土溝谷按照發(fā)生的部位、發(fā)育階段和形態(tài)特征，一般也有細(xì)溝、切溝、沖溝和坳溝等幾種。所以，黃土溝谷的發(fā)展過程，與一般正常流水溝谷發(fā)展相似。但由于黃土質(zhì)地疏松，垂直節(jié)理發(fā)育，加上有濕陷性，常伴以重力、潛蝕作用，故黃土溝谷系統(tǒng)發(fā)展較快。黃土溝谷的發(fā)展具繼承性，部分現(xiàn)代黃土溝谷重疊發(fā)育在老溝谷之上，即這部分水系是繼承早期水系發(fā)展而來的。溝谷密度是指單位面積上的溝道長度，以千米/平方千米表示。黃土溝谷地貌黃土溝谷

8、按照發(fā)生的部位、發(fā)育階段和形態(tài)特征，一般黃土高原破碎的地形和密集的溝系分布黃土高原破碎的地形和密集的溝系分布黃土高原與我國其他地區(qū)的水系密度（或溝谷密度）比較黃土高原與我國其他地區(qū)的水系密度（或溝谷密度）比較黃土高原深達(dá)幾十米的切溝（山西晉中）黃土高原深達(dá)幾十米的切溝（二）黃土溝間地地貌黃土溝間地 溝谷之間的地面。黃土高原的地貌主體。主要由黃土堆積作用造成。主要地貌形態(tài)：塬、梁、峁。（二）黃土溝間地地貌黃土溝間地 溝谷之間的地面。黃土高原 塬是面積廣闊而且頂面平坦的黃土高地，是在比較平坦的古地面（平緩的盆地或傾斜平原等）上經(jīng)黃土堆積而成。塬面中央部分坡度不到1，邊緣部分大約在35。 現(xiàn)面積較大

9、的塬有隴東的董志塬、陜北的洛川塬等。 董志塬介于涇河的支流蒲河與馬蓮河之間，以西峰鎮(zhèn)為中心，長達(dá)80km，寬達(dá)40km，面積2200多km2。1、黃土塬 塬是面積廣闊而且頂面平坦的黃土高地，是在比較平坦的古黃土塬（甘肅慶陽）黃土塬（甘肅慶陽） “破碎塬”：塬受到溝谷長期切割，面積逐漸縮小，同時也變得比較破碎，就形成“破碎塬”。如甘肅合水、陜西定邊、宜川和山西呂梁山西側(cè)的一些小型塬。 破碎黃土塬（陜西定邊） “破碎塬”：塬受到溝谷長期切割，面積逐漸縮小，同時也變得比2、黃土梁梁是長條形的黃土高地，主要是黃土覆蓋在古代山嶺上而成的，也有些梁是塬受現(xiàn)代流水切割產(chǎn)生的。根據(jù)梁的形態(tài)，可分為平頂梁和斜梁

10、兩種。2、黃土梁梁是長條形的黃土高地，主要是黃土覆蓋在古代山嶺上而平頂梁頂部比較平坦，寬度有限，長可達(dá)幾公里。其橫剖面略呈穹形，坡度在15；沿分水線的縱向坡度不過13。梁頂以下是坡長很短的梁坡，坡度較大，多在10以上，兩者之間有明顯的坡折。在梁坡以下，即為溝坡，其坡度更大。黃土平頂梁（陜北）平頂梁頂部比較平坦，寬度有限，長可達(dá)幾公里。其橫剖面略呈穹形斜梁是黃土高原最常見的溝間地，是當(dāng)?shù)厝罕娬嬲傅摹傲骸薄Ａ喉攲挾容^小，呈明顯的穹形。沿分水線已有較大起伏，梁頂橫向和縱向坡度，由35可大到810。梁頂坡折以下直到谷緣的梁坡坡長很長，坡度變化在1535。梁坡的坡形隨其所在部位而有不同，在溝頭的谷緣

11、上方為凹斜形坡，在梁尾（溝頭兩側(cè)）為凸斜形坡。梁坡以下，就是溝坡。黃土梁（陜北）斜梁是黃土高原最常見的溝間地，是當(dāng)?shù)厝罕娬嬲傅摹傲骸薄Ａ狐S土斜梁（陜北）在緩坡地區(qū)修建梯田保水保肥黃土斜梁（陜北）在緩坡地區(qū)修建梯田保水保肥黃土峁是一種孤立的黃土丘，呈圓穹形。峁頂坡度為310，四周峁坡均為凸形斜坡，坡度1035不等。兩峁之間有地勢顯著凹下的分水鞍，稱為墕。墕之兩側(cè)均為凹斜形坡。分水鞍為兩側(cè)溝頭所侵蝕，殘余成為極窄的長脊，則稱“崾嶺”。2、黃土峁崾嶺黃土峁是一種孤立的黃土丘，呈圓穹形。峁頂坡度為310，墕墕黃土梁黃土峁崾嶺也常出現(xiàn)在塬和梁間，但其地勢并不顯著凹下。黃土梁黃土峁崾嶺也常出現(xiàn)在塬和梁

12、間，但其地勢并不顯著凹下。 峁相互連接時稱為峁梁，有時峁還可成為黃土梁頂?shù)木植拷M成體，稱為梁峁 黃土峁梁（陜北) 峁相互連接時稱為峁梁，有時峁還可成為黃土梁頂?shù)木植拷M成（三）黃土潛蝕地貌 流水沿著黃土中的裂隙和孔隙下滲，進(jìn)行潛蝕，使土粒流失，產(chǎn)生洞穴，最后引起地面崩塌，可形成黃土特有的潛蝕地貌。黃土碟黃土陷穴黃土橋黃土柱（三）黃土潛蝕地貌 流水沿著黃土中的裂隙和孔隙下滲，進(jìn)行潛1、黃土碟黃土碟是指直徑數(shù)米到數(shù)十米的碟形凹地。它是由于地表水下滲浸濕黃土后，在重力作用下，黃土逐漸壓密，使地面沉陷而成，即由濕陷作用造成的。黃土碟多出現(xiàn)在平緩的地面上。1、黃土碟黃土碟是指直徑數(shù)米到數(shù)十米的碟形凹地。它

13、是由于地表成因：流水沿著黃土中節(jié)理裂隙進(jìn)行潛蝕作用而成。分布：在地表水容易匯集的溝間地邊緣地帶和谷坡上部，特別是沖溝的溝頭 附近最發(fā)育。類型：根據(jù)形態(tài)分三種，漏斗狀陷穴、豎井狀陷穴和串珠狀陷穴2、黃土陷穴漏斗狀陷穴 呈漏斗狀，深度不超過10 米，主要分布在谷坡上部和梁峁的邊緣地帶。成因：流水沿著黃土中節(jié)理裂隙進(jìn)行潛蝕作用而成。2、黃土陷穴漏豎井狀陷穴，呈井狀，口徑小而深度大，深度可超過2030 米，主要分布在塬的邊緣地帶；串珠狀陷穴，幾個陷穴連續(xù)分布成串珠狀，陷穴的底部常有孔道相通，它常見于沖溝溝床上或坡面長、坡度大的梁峁斜坡上。黃土陷穴(甘肅環(huán)縣)豎井狀陷穴，呈井狀，口徑小而深度大，深度可超

14、過2030 米 兩個或幾個陷穴不斷擴(kuò)大，下部由地下水流串通不斷擴(kuò)大其間孔道，則在陷穴之間未崩塌的殘留土體，就形成黃土橋。3、黃土橋黃土橋（甘肅皋蘭思和） 兩個或幾個陷穴不斷擴(kuò)大，下部由地下水流串通不斷黃土柱是分布在溝邊的柱狀殘留土體。形成：由于流水不斷地沿黃土垂直節(jié)理進(jìn)行侵蝕和潛蝕，以及黃土的崩塌作用，殘留的土體就形成黃土柱。黃土柱有柱狀和尖塔形的，其高度一般為幾米到十幾米。4、黃土柱黃土柱黃土柱是分布在溝邊的柱狀殘留土體。4、黃土柱黃土柱（四）黃土谷坡地貌黃土地貌，除了上述各種地貌類型外，谷坡黃土物質(zhì)在流水和塊體運動作用下，使谷坡擴(kuò)展也可產(chǎn)生多種地貌形態(tài)。如由于土層表面受濕干、熱冷、凍融等的

15、變化而引起的漲縮作用，造成表土的剝裂，在重力作用下順坡瀉溜； 雨水或片流沿黃土的垂直節(jié)理下滲，通過潛蝕作用，使裂隙逐漸擴(kuò)大，形成交錯的裂溝或成行的陷穴，一旦土體失去穩(wěn)定時發(fā)生崩塌；以及在巖性不同的傾斜地層接觸面上，因受地下水滲流，破壞土層間的凝聚力，在重力的影響下發(fā)生龐大土體滑坡等。（四）黃土谷坡地貌黃土地貌，除了上述各種地貌類型外，谷坡黃土黃土滑坡黃土滑坡黃土滑坡甘肅烽火巷溝（大滑坡中套小滑坡）黃土滑坡第八章黃土及黃土地貌課件風(fēng)成地貌的時空演變大地構(gòu)造地表起伏濕潤氣候區(qū)基巖風(fēng)化黃土沉積（沙漠/冰川邊緣）旱/寒氣候區(qū)沖洪殘冰積物懸移（公里級）礫漠（沖洪冰積物大小混雜）V形谷-寬谷河漫灘-準(zhǔn)平原

16、（水蝕）石海/巖漠-島山（風(fēng)蝕）侵蝕搬運湖積物躍移（米級）蠕移（厘米級）堆積沙漠（原沉積物粉砂含量高的地區(qū)）蝕余堆積雅丹地貌（泥漠基礎(chǔ)上發(fā)育）山麓剝蝕面山前夷平面 山前洪積扇 風(fēng)成地貌的時空演變大地構(gòu)造濕潤氣候區(qū)基巖風(fēng)化黃土沉積（沙漠/山麓剝蝕平原（piedmont denudation plain,pediment）又稱山前夷平面（piedmont graded surface）。山麓地帶受長期的片狀水流沖刷和重力崩落作用，山坡逐漸后退而形成的山麓剝蝕面，簡稱山麓面，又稱山足剝蝕面，簡稱山足面。許多山麓剝蝕面連接后形成的廣大平原，稱山麓剝蝕平原。這種夷平面形成的論點稱山麓剝蝕平原學(xué)說。山麓剝

17、蝕平原（piedmont denudation plaArid Erosion CyclesYouth(V-shaped Valleys Divides Flat, Undissected)Maturity(Slopes Stay Steep, Retreat Alluvial FansPlaya Lakes ,Pediment)Old (Inselbergs,Playa Lakes,Pediplain)Arid Erosion CyclesYouthMaturi第八章黃土及黃土地貌課件第八章黃土及黃土地貌課件沙丘形態(tài)類型與風(fēng)況和沙源之間的關(guān)系沙丘形態(tài)類型與風(fēng)況和沙源之間的關(guān)系沙丘分類沙物質(zhì)積

18、累特征（Pye & Tsoar ，1990）與粗糙度與空氣動力學(xué)變化 自由沙丘（流動沙丘）與植被有關(guān) 拋物線形沙丘，灌叢沙丘等（固定半固定沙丘）與地形和障礙物有關(guān) 障礙物沙丘形態(tài)-動力學(xué)分類（Hunter等，1983）純形態(tài)學(xué)分類（McKee等，1979）成因分類（Manguet，1978）形態(tài)復(fù)雜程度的分類（McKee等，1979）沙丘分類沙物質(zhì)積累特征（Pye & Tsoar ，1990）純形態(tài)學(xué)分類純形態(tài)學(xué)分類從沙丘迎風(fēng)坡至沙丘頂部，風(fēng)速值漸漸被放大，氣流加速約為1.3-2 倍。隨高度的增加，風(fēng)速的加速率減小，風(fēng)速趨于穩(wěn)定，到一定高度，氣流速度幾乎不再增加.（Wiggs,1996;Weaver & Wiggs,2011;Wu,2011）湍流持續(xù)的時間和強(qiáng)度影響蝕積狀況(Livestone,2007)。迎風(fēng)坡流場從沙丘迎風(fēng)坡至沙丘頂部，風(fēng)速值漸漸被放大，氣流加速約為1.3風(fēng)速的增加量與迎風(fēng)坡的坡度、沙丘高度成正相關(guān).(Parsons,2004;Faria,2011)坡度、風(fēng)速對迎風(fēng)坡流場的影響不同部位的風(fēng)速廓線迎風(fēng)坡各點的風(fēng)速廓線除坡腳外，均符合對數(shù)律；坡腳風(fēng)速廓線異常.(Wiggs,1996)風(fēng)速的增加量與迎風(fēng)坡的坡度、沙丘高度成正相關(guān).坡度、風(fēng)速對迎背風(fēng)坡流場特征（Frank &