河流及其地质作用.ppt

第十章河流及其地质作用,南京大学地球科学系舒良树,普通地质学GeneralGeology,Chapter10Theriver旅行时,河流既是他们的主要路线,同时又是他们的旅行障碍。古代埃及人靠春季尼罗河的洪水而获得可耕土地，稍后又学会了储水灌溉。●洪灾则威胁着人类生存,在全球自然灾害中,水灾排在第一位。●古代大禹治水，就掌握了是疏浚而不是堵的先进技术。公元前250年,四川郡守李冰父子筑都江堰,采用“深淘滩,低筑堰,遇弯截角”的方法，引岷江水入川西平原,使川西平原“水旱从人,不知饥谨,时无荒年,天下谓之天府”。,1963-1992年全球自然灾害破坏程度统计,国家南水北调工程示意图,Section1Introduction一.有关概念Someterms1.河流地表上具经常性流水的线形凹地。河流形成过程片流→洪流→大河2.片流大气降水沿地表自然斜坡均匀流动,无固定流向的地表流水。片流通过洗刷作用将山坡上细小的、松散的残积物搬运至山坡的凹入部位，形成坡积物；山麓地带的坡积物连成一片称为坡积裙。3.洪流沿地表斜坡上的沟槽定向流动的水体。●沟的发展沟槽→沟谷→大沟谷；沟分为沟头、沟口、沟壁、沟叉。从源头→下方侵蚀，使沟加深、拓宽、伸长。无雨则干涸。●形成季节性洪积物（分选性差、磨圆度差）→洪积扇、洪积锥（沟口粗、开阔带细）→若干洪积扇在山前连成片则为洪积平原如大青山前的包头。,●“V”形谷为幼年期河流标志我国第一大峡谷（Gorge）长江上游云南金沙江虎跳峡；第二大峡谷为长江三峡ThreeGorges瞿塘峡（川）巫峡（川鄂神女峰）西陵峡（鄂）●“U”形谷只与冰川作用有关；“碟”形谷则形成于平原地区湖北城陵矶二．河流的动能动能E1/2QV2（Q流量，V流速）1.影响流速三因素坡度、河床宽度（宽则流速小，因水体与河床的接触面大）、滚石负荷状况（克服内部摩擦要消耗能量）.2.影响流量三因素WWidth、ddepth、VVelocity3.同一条河流,上游坡度动能大;下游虽水量大,但流速小,动能可能反而小。4.动能大，搬运力就大；搬运力搬运量，则河流侵蚀；搬运力横向力,合力向右；3，底层水流，河流右弯时，离心力横向力,合力向左,2,3,凹岸,凹岸,凸岸,凸岸,包头牛轭湖,3溯源侵蚀Retrogressiveerosion下切侵蚀引起河流朝源头加长的侵蚀。●发生在沟头处片流在此集中，流量、流速增加，侵蚀力加强，发生溯源侵蚀。●若河口处侵蚀面下降,也会发生溯源侵蚀。●溯蚀、下蚀总是相伴而生，下蚀必导致溯蚀。●溯源侵蚀使河流变大、变长，把许多支流连成一片。水系主流支流，水系分布区称流域如长江流域分水岭Dividingcrest流域与流域之间的高地。秦岭-巴颜喀拉山是长江、黄河的分水岭。二侧河流的溯源侵蚀会降低分水岭高度。如果二侧溯源侵蚀能力相同，分水岭仅降低高度，位置不变；如果溯源侵蚀能力不同，分水岭向着侵蚀能力弱的一侧迁移。●河流袭夺由于溯源侵蚀，一条河流将另一条河流上游的水截夺过来。在二条流向垂直的河流之间最易发生。,Section3Transportationofriver一．流水质点的两种运动方式1.层流Laminarflow流体流动时，质点不互相混合，流动的层与层之间不交错。在水浅、流速慢、河床平滑的河段,可成层流。2.紊流Turbulentflow流动层交错，质点互相混合。河流主体表现为紊流运动。二．物质的三种搬运方式Traction,suspension,solutiontransport1.拖运底运物质粗大者多在河床底运。当流速变小时很容易发生沉积。2.悬运物质较细者,则呈悬浮状态搬运。如粘土。3.溶运物质极细者，便呈溶液状态搬运，溶运物主要有Ca、Mg、碳酸盐等。,层流（a与紊流b剖面图,河床堆积-四川大宁河,三.河流的沉积作用专指河流范围内的沉积1.沉积的原因流速降低、流量减小、搬运物增多（搬运力小于搬运量）。2.河流沉积物（冲积物Alluvium）的五大特征1分选性好长时间稳定的河流水动力，可使各种粒级的物质充分分开⑵磨圆度好长距离搬运，使岩块变圆滑。⑶成层性好二个周期变化因素洪水期，粗，枯水期，细；夏季，颜色淡，冬季，颜色深。⑷韵律性好形成递变层理。河流的一次侧向摆动，由下到上可形成河床沉积（粗）、河漫滩沉积（中）、牛轭湖沉积（细）。⑸具流水成因的原生构造冲刷痕,砂丘Dune,大的波痕,波痕,交错层,前积层foresetbed等,四.沉积作用形成的地形1．心滩Channelbar开阔处流速变小→产生双向环流→粗碎屑沉积在河流中部→不断淤积成心滩。心滩在洪水期淹没,枯水期露出水面。2．江心洲Centralbar心滩扩大则为江心洲。江心洲的特点是洲头侵蚀、洲尾沉积、向下游迁移。一般洪水不会淹没。如移向河边，则和河漫滩会合。如南京八卦洲,湘江橘子洲。3．边滩Pointbar点沙坝）凸岸的堆积体。洪水期淹没；由单向环流形成。4．河漫滩Floodplain与冲积平原Alluvialplain●边滩加宽、加高，面积加大，形成河漫滩。●洪水期淹没、枯水期露出水面。,●宽广的河漫滩可形成平原或丘陵地区。●河漫滩的二元结构下部为河床砂砾沉积；上部为河漫滩泥质粉沙质沉积。●自然堤Dam洪水溢出河岸,流速骤降,大量泥沙沉积,形成自然堤。如长江芜湖与安庆间的自然堤;多为一般年份阻挡洪水的天然屏障。●冲积平原河床连续摆动，河漫滩连片扩大，形成冲积平原；主要由河流冲积物组成。区别洪积平原。5．三角洲Delta在河口部位，因流速降低，动能减小，形成的大规模沉积体平面上呈三角形，称之。进一步发展则形成三角洲平原。,河漫滩与河床沉积,河底砂卵石沉积,河曲迁移形成的边滩,漫滩粉砂与黏土,自然堤,侵蚀方向,沉积,侵蚀,●三角洲的形成条件1．有充足的沉积物来源；2．河口处坡度较小，易于沉积（日本东部不能形成）；3．水动力较小，沉积物易于保存。●三角洲的形态1．鸟嘴状（一条河流入海者，如长江）；2．鸟足状（若干条河流入海者，如密西西比河）；3．扇形（许多条河流入海着，如黄河）。●唐时扬州位于长江口，是个重要出海港口。唐天宝十二年（753年），鉴真和尚从这里东渡日本。当时的扬州，地位相当于今日上海，“舟樯栌比，车谷鳞集”，交通繁忙，手工业很发达，所产铜镜久负盛名，首饰玉雕制作精湛，造船业兴旺。现时的上海是公元十世纪才露出海面形成陆地的。元朝至元二十八年（1219年）才设县，1850年才成为商埠。,Section4Degradationofriver1.均夷化Gradation河流削去河底的突起，填平凹地，达到平衡的过程称之。2.去均夷化Degradation当侵蚀基准面（海平面）下降,陆地上升时,平衡会被破坏，河流就会重新下蚀，此过程称为去均夷化。它可形成1深切河曲Incisedmeander深切基岩的河流，2河流阶地Terrace。3.河流阶地六点特征1.原谷地残留在新的谷坡之上;2.形态上具平坦的表面和陡坎,陡坎向河；3.沉积物为泥、沙、砾；4.可对称也可单侧；5.洪水季节也不淹没；6.形成多级阶地,底新顶老。,4.三级河流阶地I级AccumulationT近河床的堆积阶地（沉积物）；II级Basementterrace基座阶地（沉积物基岩）；III级ErosionT远河床的侵蚀阶地（全为基岩）。雨花台为浦镇组Np堆积阶地,故雨花石多。第五节准平原化与地貌演化1.准平原化Peneplaining使高山变成平原的地质作用称之。为河流老年期的标志。2.夷平面Planationsurface当后期地壳抬升时,海拔高出平原,河流再下蚀,起伏增大；导致原先被松散沉积物复盖的平地抬升，形成一系列起伏的山地。其相邻的平坦山顶位于同一高度,代表当时准平原的表面,称作夷平面。,漓江河床砾石,河滩漫双层结构-漓江,3.夷平面的年龄a.保存最老的夷平面不超过140Ma（白垩纪K）;b.越高越老天山夷平面往往大于2000米高度。4．河流地貌的三期演化●幼年期地貌以下蚀为主，形成高山峡谷,V字形河谷.●壮年期地貌以旁蚀为主，形成宽广的河谷和低山丘陵.●老年期地貌形成准平原。地表微弱起伏,存在少数孤立残山。如淮北准平原。第六节河流发育同地质构造的关系1.具体的河流与局部构造有关；2.水系型式反应隐伏的构造；3.区域河流分布与区域构造有关。,本章重点1概念河谷横剖面形态要素；侵蚀方式溶蚀、水冲力、磨蚀；侵蚀方向1下蚀取决于流速、水中泥砂量、河床岩石性质及地质构造等；2旁蚀；3塑源侵蚀；三种侵蚀产物；V型河谷；侵蚀基准面；横向环流；截弯取直；河流袭夺；搬运方式（拖运、悬运、溶运）；沉积原因;沉积作用形成的地形；去均夷化及其产物；河流地貌的三期演化。2基本特征河流沉积物（冲积物）的5点特征；三级河流阶地特征；夷平面特征;河流三角洲沉积特征与形成条件;河漫滩的二元结构；河流阶地6点特征；三级河流阶地特征。,