【地理拓展】关于各种外力沉积分选作用的知识点总结

原标题:【地理拓展】关于各种外力沉积分选作用的知识点总结

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物理沉积,即我们地理教科书上通常讲的“沉积”,是指物质在搬运过程中,如果外力减弱或遇到障碍物,被搬运的物质沉积下来,形成的沉积地貌。如一般流水沉积形成的地貌三角洲、冲积扇、河漫滩等;冰川沉积地貌,即冰碛地貌;海水沉积地貌海滩;风力沉积形成的沙丘等。这些都属于物理沉积作用形成的地貌。

化学沉积,这个在我们的地理教材中没有单独讲到,但在实际生活中却大量存在着。主要发生在由石灰岩形成的喀斯特地貌地区。石钟乳、石笋、石柱等都是在发生沉积过程中伴随着化学反应而形成的沉积地貌,这类沉积被称为化学沉积。“水滴石穿”这个成语讲的实际上是流水的侵蚀作用,而在喀斯特地区,溶洞内的滴水往往会形成石笋等,这是化学沉积的典型特点。

注意物理沉积和化学积沉的不同之处:物理沉积的重要特点是,搬运动力减弱时,沉积作用显著,而搬运能力强时,则沉积作用较弱。而化学沉积往往表现出在水流速度较快时,沉积作用显著。如云南香格里拉附近的白水台梯田、四川九寨沟黄龙五彩池的形成都与此有关。由于石灰岩的化学特性,在梯田边缘水流速度较梯田面内水流速度快,速度快化学沉积作用较快,从而形成梯田的边缘,导致形成壮丽的梯田。

生物沉积,在这里提出的生物沉积是指在物理沉积或化学沉积过程中,伴有生命活动的沉积。生物沉积物多形成于海洋中,部分形成于湖沼中。如蓝藻等附着在石灰岩上,并使石灰岩不断向各个方向生长长大等。

注意化学沉积和生物沉积的不同之处:化学沉积符合重力作用原理,具有直上直下生长的特点。如石笋、石钟乳等的生长。而生物沉积则是克服重力作用,肆意向各个方向生长,具有反重力作用的特点。如贵州织金洞内的各种地貌具有生物沉积的特点。生物沉积形成的岩石即是放在洞穴外部,它也会生长。另外生物沉积具有明显的趋光性,在面向光线较强的一侧沉积物生长较快。

重力堆积:

重力堆积物又称坠积物,是在陡坡下方或洞穴底部由于重力作用而堆积的物质。它包括崩坍堆积物、滑坡堆积物等多种类型。重力堆积物可由基岩的新鲜角砾碎屑组成,也可由各种第四纪沉积物再堆积而成。重力堆积物中碎屑多呈棱角状。它没有层理,厚度和规模不一。大型滑坡堆积物中,有时还保持原来地层的层理、结构和构造,容易被误认为是原始地层的露头。处于相对稳定状态的重力堆积物,一旦平衡条件被破坏,还会重新移动。重力堆积一般无分选性,但由于物质重力作用大小不同,导致在崩塌物沿一定坡度滑动的过程中,较重的物质滚动的较远,而较轻的物质则滚动的较近,这样就有了一定的层次,所以在有的重力堆积物如岩屑堆,其上部物质较细,下部较粗。重力堆积作用这种层次性多见于具有一定的坡度上出现的崩塌堆积物。

流水堆积:

流水堆积,即碎屑物质在水流搬运能力变弱的情况下,水流速度减慢,河流搬运的物质逐渐在一定地带堆积下来。如冲积扇、三角洲等地貌类型。由于流水搬运物体的重量与水流速度的6次方成正比。所以流水堆积物的颗粒大小分布有着越远越细小,而越近则颗粒较大的规律。这一点刚好同重力堆积相反。这也是判断重力堆积与流水堆积的区别之一。

冰川堆积:

冰川在移动过程中,含有大量的物质,这些物质大小不一,当冰川融化后,这些物质会堆积在冰川融化的地方,形成冰川堆积地貌。所以冰川堆积地貌的物质缺乏层次性,是杂乱无张的。这是冰川堆积地貌的一个重要特点。在我国许多有山岳冰川的地区,有着巨大的石阵,这些石阵大小不一无序,据此可以判断是冰川堆积地貌。

分选性:是指沉积物颗粒直径的均匀程度,不但流水沉积具有分选性,风力沉积也具有分选性。颗粒物的大小取决于流水和风的携带能力,风力越大、流水速度越快携带能力越强,沉积物颗粒物越大,反之越小。

风力搬运作用

蠕移

粒径较大的砂粒会随着风力的牵引作用,沿着地面发生滑动或者滚动。

跃移

粒径较小的砂粒的沉积物会以跳跃的方式前移,是风力搬运的最主要形式。

悬移

细而轻的砂粒在风力的吹扬下,悬浮在气流中移动,是风力搬运距离最远的方式。

搬运物随风速的减弱而堆积,颗粒大的先沉积,颗粒小的后沉积,所以颗粒大的一侧为上风向。

颗粒越细搬运距离越远。搬运能力取决于风速。被风吹扬的颗粒大小与风速成正比,

风速越大,搬运的颗粒越粗,移动的距离越远。

水流搬运作用

推移

类似于蠕移,水流作用使得砂粒沿着沟底或者河床滑动活着滚动。

跃移

一定大小的砂粒在水流作用下跳跃前进。

悬移

水流中的细粒物质成悬浮状态随水流运动。搬运能力取决于流速。

冰川生长与消退

冰雪积累高峰期,冰川沿着山谷向下流动。冰雪的积累体积超过消融体积时,冰川会向前移动,平衡线也会向前移动。当冰川的积累量和消融量平衡时,冰川体积保持不变,运动再次恢复稳定。与生长过程相反,当积累量小于消融量时,冰川会向后移动,平衡线向后移动。许多冰川底部的侵蚀地貌会因此显现。

冰川沉积

在运动速率降低或者发生消融时,冰川携带的各种碎屑物会沉积下来。图示的沉积物称为终碛,是冰川在某一稳定时期,沉积物在冰川末端连续堆积而成。不同的稳定期会形成不同的冰碛物。

从以上的四幅动图中,我们应该可以清晰的看出,风力搬运与流水搬运的过程中,随着搬运力的减弱或遇到阻力时,颗粒大的会先沉积,颗粒小的会后沉积,这两种作用对颗粒物都有分选作用,这样会对三角洲等沉积物粒径大小的分布有一定的理解。而冰川沉积物中颗粒大小的堆放并没有明显的空间差异,所以冰川搬运过程中对颗粒物没有分选性,它是最终混杂堆放在一起的。

在外力搬运过程中,有的对搬运的颗粒物有分选作用,即按颗粒物的大小顺序堆积,比如流水、风力;而有的则没有分选作用,颗粒物混乱堆积,比如冰川。为了更好的了解这些,今天小编带着大家一起来了解一下流体的分选作用。

河流的分选作用

河流流速降低,导致泥沙堆积,在沉积时,颗粒大、比重大的总是先沉积,颗粒小、比重小的后沉积,因此,顺着河流流向,沉积物颗粒由粗到细,具有明显的分选性。但这个规律只适合于连续发生沉积的某个河段,对于整条河流来说,由于受地形等因素影响,河流的侵蚀与堆积往往是交替进行的。

洪积—冲积平原地貌以谷口为顶点呈扇形,谭老师地理工作室综合整理冲积扇顶端到边缘地势逐渐降低,堆积物颗粒由粗变细;在干旱地区,冲积扇边缘因地下水位埋藏浅且堆积物颗粒细,土壤肥沃,绿洲和农业通常分布于此。

在自然界中,另外一种与冲积扇形态、成因都相似的扇状堆积物也很常见,这就是泥石流扇。与冲积扇从上到下粒径逐渐减小的趋势不同,泥石流扇恰恰相反,在扇体最下端往往有体积较大的砾石块,偶尔也夹杂有断木,而扇顶部位则是粒径细小的沙砾和黏土。

造成泥石流扇与冲积扇粒径沉积顺序截然相反的原因是由于泥石流与洪流的不同性质引起的。形成冲积扇的水流对固体物质的搬运力量会随着流动距离的增加而不断减弱,因此体积大、重量大的砾石往往在洪流的上游,也就是冲积扇的扇顶部位沉积下来,而体积小、重量小的细沙和黏土,谭老师地理工作室综合整理则可以跟随洪流走得更远,漂到洪积扇的扇缘。而泥石流中往往含有大量的固体物质(浓度为40%—60%,最大能达到80%),使得流体的黏稠度过高。这时,泥石流已经不是夹杂固体物质的水流,而变成一种类似于固体的弹性流体。因此,重量大的巨石由于重力和惯性的作用,会顺着山势一直冲到泥石流扇的扇缘,而重量小的黏土则没有足够的动力完成远行,只能停在扇顶遥望前面的巨石滚滚向前。

冲积扇可分为扇顶、扇中、扇缘三部分,这种分法,体现了河流在冲积扇上的分选作用。

冲积扇上的这种分选结构,还造成了另外的结果,冲积扇成了一座天然的地下水库,因为分选作用,粗大的砾石留在扇顶,层垒在一起的砾石间遍布空隙,这有利于水流的下渗和转变为地下径流。

而扇缘部分沉积的是粒径极小的黏土,黏土透水性差,这相当于在扇缘建起了一道天然的水库大坝,一座天然的地下水库就这样建成了。当水库中积蓄的水超过了黏土堤坝的高度后,积水就会涌出地表形成一处处泉水流淌,因此在冲积扇的黏土带与细沙带接触的部分,会形成一个泉水带,就是在这个环形的带状区域内一处处泉水涌流。而水正是干旱区的人类最缺乏的宝贵资源,沿着冲积扇的泉水带,人类开垦田地,种植果蔬粮食,因此泉水带也是人类的聚落带。

冲积扇成泉原理图

为什么冲积扇的扇缘部位常常会有泉水出露?这与冲积扇的结构有很大关系:从冲积扇的纵剖面图上可以看出,上层通常是粒径较大的砾石,而下层则是颗粒更小的细沙和黏土。每当山洪暴发,大量的水流从山口的扇顶部位倾泻下来,漫过整个扇体,而洪水在沿着扇体向下奔流的同时,也大量地渗入扇体内部。由于扇体最表层的洪积物粒径较大,排列并不紧密,彼此之间的缝隙很宽,非常利于地表水的下渗。而当水下渗到扇体下层的黏土层时,由于沉积物粒径的减小,排列变得更加紧密,不利于水的继续下渗,水流垂直运动的速度减缓,变为近似水平方向的流动。当水流到冲积扇扇缘部位的时候,已经离地表很近,非常利于打井汲水甚至直接形成泉水出露。而且,由于扇缘部位的黏土在一定程度上起到了对水体阻隔的作用,它能保证季节性山洪的水长期储存在扇体中,相当于一个“水坝”,保证了泉水的稳定性。

为何冰川沉积无分选性?

一般风力、河流的分选作用明显,而冰川沉积物则无分选性。那是因为冰川流属于块体运动,当冰川前端位置向前推移时,它会象推土机那样把铲刮的各类物质推进,故冰碛物与其它任何外营力搬运的沉积物明显不同。

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