6第六章 河流的地质作用
河口沉积作用河
口是河流最主要的沉积 场所。当河流入湖泊、 海洋时受湖水或海水的 顶托,流速迅速减小, 使河水搬运能力减弱甚 至消失,大量机械搬运 物质在河口沉积下来。 另一方面由于湖水、海 水中富含有电解质,当 河流中以胶体搬运的溶 运物与湖水、海水相混 合后,海水中的电解质 破坏了胶体的稳定性, 致使胶体凝聚,而沉积 在河口。 在河流流入湖泊 或海洋的地方,河流沉 积物常形成锥形的沉积 地貌(其外形象三角形) 称为三角洲。
夷平面的形成过程
河流的演化:
牛轭湖
截弯取直
顺直河道
曲流
蛇曲 河道局部取直
侧蚀作用
下 蚀 向源加长 河流的袭夺、断头河、袭夺弯 作 用 向源侵蚀
河谷加深 急流、瀑布
本章重点
1.河谷和河谷要素 2.河流的演化(侧蚀作用、下蚀作 用); 3.河流的主要沉积地貌: 心滩、沙坝、滨河床浅滩、河漫滩、 天然堤的形成及沉积特点; 4.河流阶地的概念、成因及研究意义。
河流对碎屑颗粒的机械搬运方式
1.推移式(traction):流水对碎屑物产生推力,并使 其沿河道底滚动和滑动的搬运方式,砾石在流水的推 动下总是长轴垂直于水流方向,并沿河底向前移动, 当推动力减小时,以长轴垂直于水流方向停积下来, 且粗大砾石的最大扁平面总是向河流上游方向倾斜, 但位于主流线附近的砾石,长轴可平行于水流方向, 据此可恢复古代河流的流向。 2.跃移式(saltation):砂粒级碎屑颗粒的常见搬运方 式,受紊动涡流和不同深度水层流速不同产生的上举 力影响。
3.水系(drainage system):由河流和注入它的支 流组成的地面水流网。 分水岭(water divide):相邻两个水系的分界。 水系分区(据地质作用类型):支流汇聚 区:以侵蚀作用为主;干流运输区:以搬运 作用为主;散流堆积区:以沉积作用为主。 水系类型:树枝状水系、格子状水系、放 射状水系、平行状水系和羽毛状水系。 河流的水文状况:河流的流量、流速、水 位等的变化,河流的水文状况控制了河流的 侵蚀、搬运、沉积等地质作用。
河流阶地、准平面和夷平面
河流阶地(river terrace):指分布于河谷谷坡上, 洪水已不能淹没的,顶面较平坦的台阶状地形。
下蚀作用
河流阶地 的成因 侧蚀作用 侵蚀基准面下降 构造运动引起地壳上升 海平面下降
河流阶地的研究意义:有助于了解海平面变化状 况和地壳升降运动幅度。
准平原(peneplane):指各种外力地 质作用对陆地表面的改造,使原来 高差较大的地形,经填平补齐形成 高差不大的地形,这种近似平原的 地形称准平原。 夷平面:指地表演变达到准平原阶 段后,由于地壳再次抬升(或海平 面下降),形成的在广大区域内, 由海拔大体相近的山顶组成的平缓 的平面。
顺直河道河流沉积作用和河床冲积物
1.浅滩沉积(shoal)特点:①以粗粒沉积为主, 具一定的磨圆度;②碎屑长轴垂直流向分布; ③只在河床的局部地段堆积,剖面上多至透镜 体,出现于河床冲积沙层底部。 2.凸岸沉积:沙坝沉积,以粗粒沉积为主。 3.滨河沙坝和心滩(river island)沉积:平水期 形成滨河沙坝,洪水期形成心滩。
单向横向环流:当水流进入弯曲河段时,河 水在弯道离心力作用下,主流线向凹岸偏离, 表流向凹岸壅水,底流从凹岸流向凸岸,形 成单向横向环流。
涡流(eddy current):当水流在前进 道路上遇到障碍时,会发生一种 与水流方向垂直的螺旋状水流, 称涡流。
河流概述
河流(river):是陆地表面有固定水道的常年 流水。 一、河谷和水系 1.河谷(river valley):被河水改造和开凿的 线状谷地; 2.河谷要素:谷坡(valley wall):河谷两侧的 斜坡; 谷底(valley bottom):谷坡限定的平坦部分; 河床(河槽,stream bed):谷底中常年有水 的部分。
河流的下蚀作用
下 蚀 作 用 的 过 程
深切河谷
黄果树瀑布
维多利 亚瀑布
维多利亚瀑布
尼加拉大瀑布
向源侵蚀作用(retrogressive erosion):下蚀作 用在加深河谷的同时,还 有向源头方向发
展的趋势,这种向源头使河流延伸的侵 蚀作用,称向源侵蚀作用 侵蚀基准面(base level of erosion):指河 流注入水体的水面,一般代表下蚀作用 的极限。入海河流的侵蚀基准面、海平 面;支流注入主流时,主流河面是支流 的侵蚀基准面;一些阶梯状的河床,每 一个阶梯平台可以认为是其上游河 段的侵蚀基准面。
河流的侵蚀作用
以机械侵蚀作用为主,包括水流的 冲蚀作用和其所携带的碎屑物的磨蚀 作用。 按侵蚀作用的方向分为:下蚀作用 (vertical erosion):使河谷加深;侧蚀 作用(lateral erosion):使河谷拓宽。
一、下蚀作用
下蚀作用强度主要由以下因素决定: 流速,组成河床的岩石性质、流水中的泥 沙含量,山区河流以下蚀作用为主,形成 “V”形谷(谷坡高度远大于谷底宽度)。 裂点(knick point);瀑布(water fall);急 流(rapids)。
碎屑颗粒按粒度的机械分异图 示(据普斯托瓦诺夫)
碎屑矿物按比重的机械分异图示 (据普斯托瓦诺夫)
河流的化学搬运作用
河流对可溶性物质的搬运搬运方式:1.真 溶液形式的搬运;2.胶体形式的搬运:胶 体质点是介于粗分散系和真溶液之间的细分 散系。
河流的沉积作用
河流的沉积作用以机械沉积作用为主,河流 的沉积物称冲积物(alluvium): 冲积物的一般特点: ①分选性和磨圆度一般较好,且搬运距离 愈远分选性和磨圆度愈好。 ②冲积物常见有清晰的层理(stratification)。 各河段的沉积作用及其冲积物特点 冲积扇(alluvial fan):河流流出山地或支流注 入主流时形成的扇状沉积地形,称冲积扇。
碎屑颗粒的机械分异
机械分异:指碎屑颗粒按粒径大小、形状、 比重依次沉积的现象。 分选性:指碎屑颗粒机械分异的程度。 流水对碎屑颗粒搬运的远近主要取决于颗 粒的大小、形状、比重以及流速等因素。 按粒径大小沉积的先后顺序:砾石→砂→粉 砂→粘土,按比重沉积的先后顺序:金→黄 铁矿→铬铁矿→石英→石墨→琥珀。
长江的河床纵剖面
河流的袭夺(river capture):当分水岭两侧 河流的侵蚀能力不同时,侵蚀能力强的水 系可以把侵蚀能力较弱的水系上游或其支 流袭夺过来,这种现象称为河流的袭夺。 袭夺弯(elbow of capture):当河流袭夺现 象发生后,被袭夺河的上游或支流以急转 弯的形式流入新的水系,这个急转弯称袭 夺弯。 断头河(beheaded river):被袭夺的河流
牛轭湖
下蚀作用与侧蚀作用的关系
时间上河流 发育的早期 以下蚀作用 为主,随着 坡度减小, 逐渐转为以 侧蚀作用为 主。 空间上河流 的上游以下 蚀作用为主, 河流的下游 以侧蚀作用 为主。
河流的搬运作用
河流搬运作用方式
机械搬运:与流速、碎屑颗粒的大小、形状、 比重等有关; 化学搬运:与区域气候条件、溶解度及其在 河水中的存在状态有关
沙波(sand wave):由于河底的 不平和水流的脉动冲刷,使砂粒在床 底的堆积呈波浪状,称沙波。 3.悬移式(suspension):粉沙和粒土 级的颗粒在水中可长期悬浮 磨圆度:碎屑颗粒在搬运过程中被 磨圆的程度(roundness)。
河流的机械搬运能力和搬运量
河流的机械搬运能力:指流水能搬运的最大碎 屑物的能力,搬运物的总重量(G)与流速的六次 成正比(1∶64),河流的机械搬运量由河水中 的含砂量和河流的输砂量来衡量。 含砂量:单位体积河水中的泥砂含量; 输砂量:单位时间通过单位截面的总砂量。 输砂量主要受地形高差、气候(温度、降雨 量等)、植被发育情况以及岩石的抗腐蚀能力 (侵蚀作用和风化作用)控制。
雅鲁江下游河谷中沉积的心滩素描图 (据李尚宽,1982)
弯曲河道河流沉积作用及其冲积物
滨河床浅滩沉积:弯曲河道凸岸河床堆积物 所构成的地形。 天然堤natural levee):洪水期粗粒沉积物在 滨河床浅滩堆积形成的与河床平行的垄岗状 地形。 河漫滩(valley flat):指洪水期被水淹没,平 水期露出水面的河床两侧谷底平坦部位上的 堆积地形械 沉积作用。引起 河流机械沉积作 用主要原因是河 水流速的降低, 导致机械动能的 减小,使河流的 搬运能力降低而 发生沉积 。根 据沉积的部位分 为:
山口沉积作用
山口沉积作用
河口沉积作用
山口沉积作用 谷底沉积作用 河口沉积作用
河谷内的沉积位置 (a)河谷的凸岸;(b)窄河段流人宽河段;(c)支流注 入主流
第六章
河流的地质作用
流水运动状态分类 按内部质点的运动轨迹: 层流(laminellar flow):质点的运动轨迹彼此 平行,并且平行水流方向。 紊流(lurbulent flow):质点运动轨迹是不规 则状态
环流(circular current):水质点作螺旋形运动,在过 水横切面上的投影为环状。 横向环流:环流轴线与水流方向一致的环流。 双向横向环境:顺直河道的主流线一般位于河床 中央,平水期水流在河面形成由两岸向中央壅水的表 流,沿床底形成由中央向两侧幅散的底流,形成发育 于主流线两侧的对称双向横向环流,洪水期则相反, 形成反向双向横向环流。
侧蚀作用
河水及其携带的碎屑物质对河床两侧和河谷谷 坡的破坏作用,称侧蚀作用。 侧蚀作用的结果是使河谷展宽,河床变弯曲。 河曲(meander):由于侧蚀作用使河床产生的 连续弯曲; 蛇曲(自由曲流)(free meander):极度弯曲 的河床;
侧蚀作用
截弯取直(cut-off)和牛轭湖(ox-bow lake) 蛇曲状河流中,由于洪水期水量突然增加, 侵蚀能力突然增强,水流会冲溃曲颈直接流入 下一河弯,这种现象叫河流的截弯取值,被遗 弃的弯曲河道称牛轭湖。 侧蚀作用导致凹岸侵蚀,凸岸沉积