第十章河流地質(zhì)作用

主講：楊斌二零一一年普通地質(zhì)學(xué)第十章河流地質(zhì)作用第一節(jié)河流的剝蝕作用第二節(jié)河流的搬運(yùn)作用第三節(jié)河流沉積作用第四節(jié)構(gòu)造運(yùn)動(dòng)對(duì)河流地質(zhì)作用的影響河流是陸地上永久性有固定水流。它與人類的生活生產(chǎn)有著極其密切的關(guān)系，人類文明的發(fā)展與河流分不開(kāi)的。河流是陸地上最活躍的地質(zhì)動(dòng)力，河流的地質(zhì)作用是陸地上最強(qiáng)烈的外動(dòng)力地質(zhì)作用。有關(guān)黃河的詩(shī)句和傳說(shuō)詩(shī)句：

1）君不見(jiàn)，黃河之水天上來(lái)，奔流到海不復(fù)回李白《將進(jìn)酒》；2）白日依山盡,黃河入海流王之渙《登鸛雀樓》；3）九曲黃河萬(wàn)里沙，浪淘風(fēng)簸自天涯劉禹錫《浪淘沙》。傳說(shuō)：大禹治理黃河時(shí)有三件寶，一是河圖；二是開(kāi)山斧；三是避水劍。傳說(shuō)河圖是黃河水神河伯授給大禹的。有關(guān)長(zhǎng)江的詩(shī)句1．無(wú)邊落木蕭蕭下，不盡長(zhǎng)江袞袞來(lái)。——《登高》唐.杜甫2．孤帆遠(yuǎn)影碧山盡，唯見(jiàn)長(zhǎng)江天際流。

——《送孟浩然之廣陵》唐.李白3．長(zhǎng)江春水綠堪染，蓮葉出水大如錢(qián)。

——《春別曲》唐.張籍4．小溝東接長(zhǎng)江，柳堤葦岸連云際。

——《水龍吟》宋.蘇軾有關(guān)長(zhǎng)江的傳說(shuō)炎帝是長(zhǎng)江流域上古神話傳說(shuō)中的重要角色。炎帝又稱為赤帝。炎帝的小女兒女娃因“溺于東?！倍兂闪司l(wèi)鳥(niǎo)，每天銜著木石去填埋大海。炎黃之爭(zhēng)，炎帝失利，但炎帝的臣裔們并不服輸。蚩尤、夸父、刑天、共工等，相繼與黃帝及其后裔爭(zhēng)斗。共工就曾在與顓頊爭(zhēng)斗時(shí)，怒觸不周山，造成天傾地斜。炎帝雖然在軍事上失利，但在農(nóng)耕和醫(yī)藥方面卻大有創(chuàng)獲。

zhuānxū

長(zhǎng)江石與傳說(shuō)重慶流傳著禹與涂山氏的傳說(shuō)，傳說(shuō)涂山氏渴盼禹歸來(lái)而站在一塊石頭上望眼欲穿，那塊石頭即朝天門(mén)長(zhǎng)江南岸的“夫歸石”。原始人類有一種石崇拜。認(rèn)為石頭是“生命的本源，創(chuàng)始的母體”。石崇拜與原始人的宇宙觀和生命起源觀有著淵源關(guān)系，石頭也能生人，這與盤(pán)古開(kāi)天辟地、女?huà)z煉石補(bǔ)天的神話有著內(nèi)在的相似的精神聯(lián)系。河流對(duì)地表的改造過(guò)程稱為河流地質(zhì)作用。河流地質(zhì)作用以機(jī)械作用為主，化學(xué)作用較弱。一、河流的形成過(guò)程二、流水的種類：1.層流與紊流；2.環(huán)流(單向，雙向)第十章河流地質(zhì)作用(概述)一、河流的形成過(guò)程

河流是由片流、洪流發(fā)展而來(lái)的。片流

—沿山坡均勻流動(dòng)的網(wǎng)狀細(xì)流，片流的侵蝕作用使山坡松散層產(chǎn)生的破壞。片流的產(chǎn)物為坡積物，構(gòu)成的地貌為坡積裙。坡積裙加州洪流與洪積扇片流進(jìn)一步發(fā)展水量增大，在一些溝槽中匯集，并以其較大的能量刷深和擴(kuò)大溝槽，片流變?yōu)檠貨_溝流動(dòng)的暫時(shí)性水流——洪流。溝谷中的洪流能量大，（雨季）攜帶大量沖刷碎屑在溝口（山角處）堆積稱洪積扇，洪積平原。斜坡上的沖溝洪積物特點(diǎn)分選性和磨圓度較差，扇頂部分沉積物比較粗，向著扇體邊緣逐漸變細(xì)，及至扇底前緣可出現(xiàn)粘土物質(zhì)。層流紊流流水的種類：層流：流體中液體質(zhì)點(diǎn)彼此互不混雜，質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)軌跡呈有條不紊的線狀形態(tài)的流動(dòng)。環(huán)流環(huán)流：水質(zhì)點(diǎn)作螺旋狀運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)跡線在橫剖面上投影為環(huán)行。渦流：水質(zhì)點(diǎn)繞軸旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，軸與河底近于垂直。渦流作用形成的凹坑渦流作用形成的凹坑河流由河水和河谷兩部分組成。河谷：谷底－河谷底部平坦的部分，其中經(jīng)常為河水占據(jù)的部分稱河床。谷坡－高出河谷谷底的兩側(cè)的斜坡部分。河谷是地面流水沿巖石軟弱帶或破碎帶發(fā)育而成。河流對(duì)地表的改造過(guò)程稱為河流地質(zhì)作用。河流地質(zhì)作用以機(jī)械作用為主，化學(xué)作用較弱。河流的動(dòng)能決定了河流機(jī)械作用的強(qiáng)度。12345河谷橫切剖面要素1-河床；2-谷底；3-谷坡；4-谷緣；5-坡麓河谷分類(按橫剖面)：V形谷U形谷碟形谷V形谷河流的動(dòng)能

E=1/2×QV2

Q—流量V—流速流速指單位時(shí)間內(nèi)流過(guò)的距離。取決于河床坡度，橫剖面形狀和大小，負(fù)荷類型；流量指單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)一定過(guò)水面積的水量。取決于流域面積、降水量。河流的動(dòng)能決定了河流機(jī)械作用的強(qiáng)度第一節(jié)河流的剝蝕作用河流的剝蝕作用即河水在流動(dòng)過(guò)程中，對(duì)地表的破壞作用。分下蝕、側(cè)蝕兩種：一、下蝕作用侵蝕河床下部，使河床高度不斷降低的作用。河流自身力量下蝕(流速)，溶蝕，河水?dāng)y帶沙石撞擊河床(含沙量，河床巖石的軟硬，河床松散物的粘度)1.發(fā)生在河流發(fā)育的初期和上游地段，V形峽谷，流速大，長(zhǎng)江三峽。2.河床巖石軟硬不一(或抗溶蝕能力不同)，易于下蝕形成急流地段.3.河流向源侵蝕，河流源頭，地利較陡，也是一個(gè)跌水區(qū)，類似瀑布后退一樣。源頭后退，河谷向上游伸長(zhǎng)、推進(jìn)。下蝕作用特征下蝕最強(qiáng)烈的是瀑布地區(qū)北美尼加拉瀑布下蝕作用結(jié)果——向源侵蝕（溯源侵蝕）向源侵蝕：由于下蝕作用使河流向源頭方向伸長(zhǎng)（加長(zhǎng)）。a2a1a34.下蝕作用使河谷不斷加深，但有一定限度，即如果一條河流流向湖泊，當(dāng)河谷加深到河水面與湖水面一樣高時(shí)，河流流速為0，下蝕作用停止。河流一般最終要入海，故海平面是河流的下蝕基準(zhǔn)面。5.河流的襲奪：侵蝕速度快的河流，將侵蝕速度慢的河流切斷，使其歸入自己上游河段。襲奪河，斷頭河。河流局部侵蝕基準(zhǔn)面（湖水面）侵蝕基準(zhǔn)面（海平面）河流平衡剖面與侵蝕基準(zhǔn)面河流沿水平方向?qū)恿鲀蓚?cè)和谷坡的破壞作用。1.河流中、下游，河床坡度變緩，下蝕不顯著，以側(cè)蝕為主。2.橫向環(huán)流，橫剖面上看，河流表層水從凸岸流向凹岸，底層水則反向，形成一種環(huán)形流動(dòng)。但實(shí)際上不是簡(jiǎn)單環(huán)流，同時(shí)又向前運(yùn)動(dòng)，螺旋狀前進(jìn)。3.河流越來(lái)越彎，河谷越來(lái)越寬。曲流→蛇曲。4.河床裁彎取直。牛軛湖。二、側(cè)蝕作用河流側(cè)蝕作用示意圖河流彎道處的單向環(huán)流在凹岸侵蝕是側(cè)蝕的最重要的原因凸岸沉積凹岸侵蝕凹岸凹岸凸岸凸岸側(cè)蝕的結(jié)果：河床彎道處曲率增大科里奧利力：地球自轉(zhuǎn)偏向力。由于地球自轉(zhuǎn)作用帶來(lái)的作用于地表一切運(yùn)動(dòng)物體的力沿運(yùn)動(dòng)方向北半球向右偏，南半球向左偏。

由于科氏力的作用，即使是很平的河道也將有一側(cè)受到側(cè)方侵蝕，北半球河流的左轉(zhuǎn)彎處，離心力與科氏力同時(shí)作用凹岸，側(cè)蝕強(qiáng)烈；右轉(zhuǎn)彎處，離心力與科氏力相反。側(cè)蝕的結(jié)果１河床彎道處曲率增大河流彎道的演化２河谷加寬，不對(duì)稱，凹岸陡，凸岸緩。在平坦寬闊的沖積平原上的河流彎道

自由河曲——河流在平坦寬闊的沖擊平原上流動(dòng)時(shí)，側(cè)蝕作用強(qiáng)烈彎道自由發(fā)展，彎曲加大，河床在平面上蜿蜒回環(huán)。彎曲很多時(shí)，稱蛇曲。３自由河曲及牛軛湖的形成。牛軛湖的形成自由河曲的某一段上，兩對(duì)的彎道溝通，棄廢的部分河道形成了牛軛湖。

自由河曲與牛軛湖第二節(jié)河流的搬運(yùn)作用河流把所攜帶的物質(zhì)從某處搬至另一個(gè)地方的過(guò)程即河流的搬運(yùn)作用。1.碎屑物質(zhì)(礫石，沙，泥等)－機(jī)械搬運(yùn)；呈溶解狀態(tài)物質(zhì)(NaCl，F(xiàn)eSO4等)－化學(xué)搬運(yùn)。呈溶解狀態(tài)搬運(yùn)的物質(zhì)：真溶液－K，Na，Ca，Mg等鹵化物、硫酸鹽；膠體－K，Mg，Al，Si等氧化物、氫氧化物。2.流速大，搬運(yùn)量大，碎屑物粒度大；流速小，懸浮變推移。粗砂、礫石－推移搬運(yùn)(滑動(dòng)、滾動(dòng)、跳躍)搬運(yùn)近。粉砂、泥－懸浮搬運(yùn)，搬運(yùn)較遠(yuǎn)。3.磨蝕作用、磨園作用：搬動(dòng)過(guò)程中，相互碰撞，與河床碰撞。懸運(yùn)躍運(yùn)滾運(yùn)流水搬運(yùn)物質(zhì)的方式第三節(jié)河流沉積作用河流的沉積作用：是指當(dāng)河流的動(dòng)能減小(流速，流量減小)或化學(xué)條件改變，降低了河流搬運(yùn)力，致使搬運(yùn)物沉積下來(lái)，或在河口處化學(xué)條件改變使得呈溶解狀態(tài)搬運(yùn)的物質(zhì)發(fā)生沉淀。但主要的是河速降低，使機(jī)械搬運(yùn)物發(fā)生沉積，一般在河流凸岸，或河流入湖、海處。機(jī)械沉積分異－大而重先沉積，小、輕后沉積。上游(下層)下游(上層)。分選性：粗細(xì)均勻性。若大小相差不大，則分選先好；大小懸殊則分選性差。沖積物－河流沉積的碎屑物質(zhì)。沖積物的特征沖積物主要是機(jī)械沉積的碎屑物質(zhì)。

1.分選性好

2.磨圓度好

3.層理清晰

4.韻律性

5.具流水成因的構(gòu)造特征

由于水動(dòng)力的季節(jié)性變化洪水期沉積顆?？菟诔练e顆粒粗細(xì)從上游至下游沉積物顆粒由粗變細(xì)一、河谷內(nèi)的沉積作用較粗，多為粗砂、礫石，常具斜層理。地形上分心灘，邊灘，河漫灘。1.心灘：河流變寬，河心障礙物，河流速降低，河心沉積。長(zhǎng)幾十－幾千米，寬幾－幾百米，表面平坦，干水期出露水面，洪水期淹沒(méi)。上游受侵蝕，下游接受沉積，故心灘向下游移動(dòng)。2.邊灘：橫向環(huán)流把凹岸侵蝕物攜帶到凸岸堆積成新月形邊灘.3.河漫灘：洪水期，河水上漲，淹沒(méi)了邊灘，并在原地邊灘沉積物上沉積了較細(xì)的物質(zhì)，這就是河漫灘沉積，具有不明顯的水平層理。心灘與雙向環(huán)流心灘：河床中間的沉積地貌，平水位時(shí)（枯水期）高出河面，洪水期被淹沒(méi)。平面上梭形、長(zhǎng)軸平行于流向；雙向環(huán)流是形成心灘的主要原因，支流的相互頂托而形成，外來(lái)障礙物也可形成心灘。

江心洲：心灘增大，甚至幾個(gè)心灘連在一起，洪水期亦露出水面。邊灘：?jiǎn)蜗颦h(huán)流作用下，河流彎道處凸岸堆積（單向環(huán)流將凹岸侵蝕下的碎屑在凸岸堆積下來(lái)）新月形，向河流方向傾斜。邊灘凸岸沉積凹岸侵蝕凹岸凹岸凸岸凸岸單向環(huán)流河流邊灘盧森堡河漫灘：邊灘變寬、加高且面積增大的產(chǎn)物。在洪水期被水淹沒(méi)，在枯水期露出水面。河漫灘的二元結(jié)構(gòu)：由于河床在侵蝕作用下常發(fā)生左右遷移，因此，現(xiàn)代的河浸灘之處，常是地史中的河床位置。在現(xiàn)代較細(xì)的河漫灘沉積之下，有河床的粗顆沉積。河流沖積層的二元結(jié)構(gòu)：由下部邊灘的粗粒沉積物和上部河漫灘的細(xì)粒沉積物兩部分組成的沉積剖面結(jié)構(gòu)。平行于河床的壟狀堆積，洪水期，河水水量加大，溢出河巖。當(dāng)溢出兩岸時(shí)，流速聚然減低，河水中攜帶的較粗物質(zhì)在緊靠河床的邊緣部大量堆積下來(lái)，形成自然堤。河漫灘的平面與剖面結(jié)構(gòu)早期沉積天然堤邊灘河漫湖泊決口扇堤牛軛湖沉積河床沉積

河床沉積河漫灘沉積河床河漫灘沖積平原：由于河床往復(fù)擺動(dòng)，河漫灘不斷發(fā)展擴(kuò)大，相鄰的河漫灘連成一片，形成廣闊的沖積平原。華北平原即黃河下游的河漫灘，稱沖積平原。二、河口的沉積作用1.河口處流速變緩，水域擴(kuò)大，絕大部分碎屑物沉積下來(lái)。另一方面，河水中呈膠體狀態(tài)的搬運(yùn)物(粘土；Si，Al等氧化物、氫氧化物)與海、湖水中的溶解質(zhì)相遇，也可沉淀下來(lái)。2.這些沉積物在河口處形成類似三角形的地形，稱為三角洲。三角洲頂端指向河流方向，表面比較平坦向湖、海方向傾斜，其上常有沼澤分布。3.河口處因河流帶來(lái)大量有機(jī)食物，生物繁殖，沉積物中有機(jī)質(zhì)豐富，常形成石油和天然氣等有機(jī)礦產(chǎn)，美麗富饒地區(qū)。4.三角洲是河流與海洋或湖泊共同作用形成的，但沉積物來(lái)源于河流。三角州形成條件：(1)河流搬運(yùn)來(lái)的物質(zhì)數(shù)量要大；(2)河口處的海岸或湖岸坡度平緩，同時(shí)無(wú)強(qiáng)大的波浪或潮汐。錢(qián)塘江口，潮汐強(qiáng)大，河口堆積物全部搬走，不能形成三角洲。三角洲內(nèi)部的三重層結(jié)構(gòu)

三、沖積砂礦沖積物中有用礦物含量達(dá)到具有開(kāi)采價(jià)值。金沙江、黑龍江的沙金礦，湖南××、廣西沙錫礦、金、金剛石、鋯石、獨(dú)居石。第四節(jié)構(gòu)造運(yùn)動(dòng)對(duì)河流地質(zhì)作用的影響一、構(gòu)造運(yùn)動(dòng)微弱地區(qū)河流發(fā)展分三個(gè)階段：1.初期階段(相當(dāng)于上游段)：以下蝕作用為主，地表起伏增大，河床坡度較大..縱剖面呈階梯狀，河谷較直，常形成V形峽谷及急流瀑布。2.中期(中游)：地形起伏，河床坡度減小，下蝕作用減弱，側(cè)蝕作用占主導(dǎo)地位，河谷加寬，形成曲流，橫切面"U"形，出現(xiàn)心灘、邊灘、河漫灘各種形態(tài)的沉積地形.3.晚期(下游)：地面起伏，河床坡度進(jìn)一步變緩，側(cè)蝕作用不再加寬河谷，僅使河流擺動(dòng)形成蛇曲和牛軛湖。河流將高處物質(zhì)搬運(yùn)至低洼處沉積總體上使地面起伏變小，即使地面逐漸變平，稱為夷平作用。夷平化的過(guò)程：即準(zhǔn)平原的形成過(guò)程。二、構(gòu)造運(yùn)動(dòng)強(qiáng)烈地區(qū)地殼上升：側(cè)蝕→下蝕；地殼下降：下蝕→側(cè)蝕河流階地示意三、河谷階地1.河谷形態(tài)不僅在縱剖面上是階梯狀，而且在橫剖面上也往往呈現(xiàn)階梯狀。位于谷坡上的這種臺(tái)階叫做河谷階地。(階梯狀地形)不被洪水淹沒(méi)。2.河谷階地形成原因：每一級(jí)階地都有一個(gè)平坦的階面和一個(gè)陡坎。階面微向下游和河床傾斜。從陡坎上可看到沉積物具有二元結(jié)構(gòu)，上部是漫灘沉積，下部為河床沉積，再下為基巖(有時(shí)無(wú))。地殼上升，下蝕；停止上升，側(cè)蝕為主，發(fā)生沉積作用；地殼又上升，下蝕，原來(lái)的河漫灘就要高出水面以上，在洪水期也不淹沒(méi)，這就形成了河谷階地。由下往上，階地新→老，一級(jí)，二級(jí)，三級(jí)，…；或用城鎮(zhèn)命名，如雨花臺(tái)階地。不同類型的河流階地具有不同的成因機(jī)制。河流階地按成因可以