第十六章风的地质作用 51.概述 、风的概念:空气的流动就形成了风。(空气流动受到气温的控制) 由于地球上不同纬度接受太阳的幅射量不同,出现大气温差,温差导致 了各处大气密度的变化。高纬地区气温低,密度大,气团下降,并沿地面向 低纬方向运动;低纬地带气温高,密度小的气团上升,并向高续地区运动。 这就造成了全球性大气压环流,因此可以说地球表面无处不有风 对风的描述 1 风向 风的来向 2.风速 单位时间内风的行程 3.风力---风的强度(12级风力)P=1/2CV2 二、风的地质作用特点 作为一种地质营力,风具有这样一些特点 1.面状分布:风不象流水有固定的河道,基本不受地表限制。 2 纯机械动力:仅物理性质贩改变,不造成岩石化学成分的变化。 风沙流:空气运动和流水一样有层注能紊流,由于紊流的上举使风沿 地表吹动时,挟带一些砂粒、尘土,形成风少流风的地质作用,就是这 种风沙地质作用。风沙流中的含砂量与风速有关,风速大、含砂量大、 颗粒大,距地面高度有关,靠近地面,含砂量越大。 干旱、半干旱地区极为盛行。 原因 ①降雨小、蒸发大。②植被小③温差大、物理风化作用强烈地表疏松。 为风的剥蚀提供了有利的场所,为风的托运沉积作用提供了碎屑来源。 §2.风的剥蚀作用 风蚀作用方式 风蚀「吹扬—利用风本身的冲击力对地表的破坏机械破坏 磨蚀——以挟带的碎屑物对地面破坏
1 第十六章 风的地质作用 .§１．概述 一、风的概念：空气的流动就形成了风。（空气流动受到气温的控制）， 由于地球上不同纬度接受太阳的幅射量不同，出现大气温差，温差导致 了各处大气密度的变化。高纬地区气温低，密度大，气团下降，并沿地面向 低纬方向运动；低纬地带气温高，密度小的气团上升，并向高续地区运动。 这就造成了全球性大气压环流，因此可以说地球表面无处不有风。 对风的描述： １． 风向------ 风的来向 ２． 风速------ 单位时间内风的行程 ３． 风力------ 风的强度(12 级风力) Ｐ＝１／２CV2 二、风的地质作用特点 作为一种地质营力，风具有这样一些特点： １． 面状分布： 风不象流水有固定的河道，基本不受地表限制。 ２． 纯机械动力：仅物理性质贩改变，不造成岩石化学成分的变化。 ３． 风沙流：空气运动和流水一样有层注能紊流，由于紊流的上举使风沿 地表吹动时，挟带一些砂粒、尘土，形成风少流风的地质作用，就是这 种风沙地质作用。风沙流中的含砂量与风速有关，风速大、含砂量大、 颗粒大，距地面高度有关，靠近地面，含砂量越大。 ４． 干旱、半干旱地区极为盛行。 原因： ①降雨小、蒸发大。②植被小③温差大、物理风化作用强烈地表疏松。 为风的剥蚀提供了有利的场所，为风的托运沉积作用提供了碎屑来源。 §２．风的剥蚀作用 一、风蚀作用方式 吹扬——利用风本身的冲击力对地表的破坏。 磨蚀——以挟带的碎屑物对地面破坏。 风蚀 机械破坏
(一)吹扬作用 风本身的冲击力及上升流产生的上举力将地面碎屑吸扬到空中或剥离原 地的作用。 ①风力的大小 吹扬强弱程度取决于②松散的粒径大小 ③地面植物情况 不同的粒径,启动风速不同,风速≥起动风速时 (二)磨蚀作用 风以挟带的砂砾为工具,运动中对地表面岩石的碰撞、磨擦旋磨作用。 ①风力的大小 ②碎屑狭带量; 磨蚀强弱取决于{③距地表的高度:在近地表10cm内风砂量多磨蚀强烈,沙漠 地区电线杆基部磨蚀; ④地面岩性。 旋磨作用 吹物和磨蚀作用密切相关,相互影响,吸扬引起磨蚀,磨蚀促进吹扬, 吹扬的风沙为磨蚀提供了动力。而磨蚀所产生的碎块、砂、尘土,为吹扬创 造了有利条件。由于吹扬、磨蚀的共同作用,地表产生了特有的地貌形态。 风蚀地貌(图) 1.风棱石——沙漠地区或戈壁滩上常见一些较大的砾石,有一个或 几个磨光面,磨光面之间有明显的棱脊。 风棱石的产生是:风蚀作用改造了原有砾石形态的结果 ①较大砾石,在多方向风的风蚀下形成 ②嵌在泥土中的砾石 ③砾石风蚀后,又被风吹翻形成另一个风蚀面。 2.蜂窝石和风蚀洞 物理性质不均一的岩石,经风蚀作用,在岩石的表面可形成大、小不等 形状各异的凹坑,似蜂窝。 在凹槽中风的旋磨作用强烈使其扩大形成风蚀洞
2 （一）、吹扬作用 风本身的冲击力及上升流产生的上举力将地面碎屑吸扬到空中或剥离原 地的作用。 不同的粒径，启动风速不同，风速≥ 起动风速时 （二）、磨蚀作用 风以挟带的砂砾为工具，运动中对地表面岩石的碰撞、磨擦旋磨作用。 旋磨作用 吹物和磨蚀作用密切相关，相互影响，吸扬引起磨蚀，磨蚀促进吹扬， 吹扬的风沙为磨蚀提供了动力。而磨蚀所产生的碎块、砂、尘土，为吹扬创 造了有利条件。由于吹扬、磨蚀的共同作用，地表产生了特有的地貌形态。 二、风蚀地貌 （图） １． 风棱石——沙漠地区或戈壁滩上常见一些较大的砾石，有一个或 几个磨光面，磨光面之间有明显的棱脊。 风棱石的产生是：风蚀作用改造了原有砾石形态的结果。 ①较大砾石，在多方向风的风蚀下形成。 ②嵌在泥土中的砾石 ③砾石风蚀后，又被风吹翻形成另一个风蚀面。 ２．蜂窝石和风蚀洞 物理性质不均一的岩石，经风蚀作用，在岩石的表面可形成大、小不等 形状各异的凹坑，似蜂窝。 在凹槽中风的旋磨作用强烈使其扩大形成风蚀洞。 吹扬强弱程度取决于 ①风力的大小 ②松散的粒径大小 ③地面植物情况 磨蚀强弱取决于 ①风力的大小； ②碎屑狭带量； ③距地表的高度：在近地表１０cm 内风砂量多磨蚀强烈，沙漠 地区电线杆基部磨蚀； ④地面岩性
3.风蚀蘑菇和风蚀柱 孤立突起的岩石,近地表的基部易风蚀,形成蘑菇状岩石。垂直节 理发育的岩层,长期风蚀,形成柱太,成群或单一出现。 4风蚀谷风蚀盆地 干旱地区,岩石表面疏松,暴雨后形成很多冲沟,风蚀作用使冲沟扩大 成为大小不一,纵使横交错的风蚀谷。 相邻的风蚀连通形成风蚀盆地 5雅丹(风蚀垅槽) 干旱的泥质地面,泥裂发育,风沿裂隙剥蚀,地面岀现许多不规则的垄 槽 6绿洲 在面积的干旱浇灌地区,由于风蚀作用使地面局部地段降低,地下水面 露出地表,成为水草丰富的绿洲。 §3风的搬运作用 与流水相比,风的密度小,速度大 水的密度大,速度小 风的搬运能力小,搬运量可观(面状分布) 风的搬运形式 (一)悬运—很细小的砂粒、尘土,在紊流上举力作用下,悬浮在 空中随风向前漂移。 ①风速:5m/s￠<0.2mm 悬运及悬运颗粒的大小 <0.05mm沉降速度极低 ②碎屑形态比重:片状比重小,颗粒易被悬运。 (二)跃运——沙粒在风作用下沿地面呈跳跃式向前移动。风的跃运与 流水中的跃运不同 沙粒就是这样如此反复向前移动
3 ３.风蚀蘑菇和风蚀柱 孤立突起的岩石，近地表的基部易风蚀，形成蘑菇状岩石。垂直节 理发育的岩层，长期风蚀，形成柱太，成群或单一出现。 4.风蚀谷风蚀盆地 干旱地区，岩石表面疏松，暴雨后形成很多冲沟，风蚀作用使冲沟扩大 成为大小不一，纵使横交错的风蚀谷。 相邻的风蚀连通形成风蚀盆地。 5.雅丹（风蚀垅槽） 干旱的泥质地面，泥裂发育，风沿裂隙剥蚀，地面出现许多不规则的垄 槽。 6.绿洲 在面积的干旱浇灌地区，由于风蚀作用使地面局部地段降低，地下水面 露出地表，成为水草丰富的绿洲。 §3 风的搬运作用 与流水相比，风的密度小，速度大。 水的密度大，速度小 风的搬运能力小，搬运量可观（面状分布） 一、风的搬运形式 （一）悬运——很细小的砂粒、尘土，在紊流上举力作用下，悬浮在 空中随风向前漂移。 （二）跃运——沙粒在风作用下沿地面呈跳跃式向前移动。风的跃运与 流水中的跃运不同 沙粒就是这样如此反复向前移动 悬运及悬运颗粒的大小 ① 风速：5m/s ￠<0.2mm <0.05mm 沉降速度极低 ② 碎屑形态比重:片状比重小，颗粒易被悬运
推运—粒径较大的沙砾在风的作用下,沿地面滚动或滑动 ①风的冲击力 ②跃运物的撞击 蠕动式搬运 悬运<10% 风运物了跃运70-80%随风速增加风运物增多 推运20% 二、风运的特点 人、上H 重、粗一近顺风向 磨圆好:风运物在搬运过程中与地面的碰撞磨损,使棱角逐渐被磨囻 同时,风密度小,当沙粒在重力下落到地面时,受到的风的阻 力小,与地面撞碰强。因此,碎屑物在风搬运中的磨圆比在流 水中快得多(100-1000倍),表面粗糙,呈毛玻璃状。 §4风的沉积作用 、沉积作用的原因 1.风速减缓—风在前进中如遇到碍障物(土丘、大石块、树井 2.遇阻堆积—受阻后,使得一些风运物迎风坡、背风坡均有沉积。 3.降尘—风运物中的悬运物,当遇到温冷所团时,或降雨进,粉 尘与水滴结合在一起降到地面(一般<0.05mm) 风积物的特点 1.具有分选性和分带性
4 推运——粒径较大的沙砾在风的作用下，沿地面滚动或滑动。 ① 风的冲击力 ② 跃运物的撞击 蠕动式搬运 二、风运的特点： 磨圆好： 风运物在搬运过程中与地面的碰撞磨损，使棱角逐渐被磨圆。 同时，风密度小，当沙粒在重力下落到地面时，受到的风的阻 力小，与地面撞碰强。因此，碎屑物在风搬运中的磨圆比在流 水中快得多（100—1000 倍），表面粗糙，呈毛玻璃状。 §４.风的沉积作用 一、沉积作用的原因 １． 风速减缓——风在前进中如遇到碍障物（土丘、大石块、树井）。 ２． 遇阻堆积——受阻后，使得一些风运物迎风坡、背风坡均有沉积。 ３． 降尘——风运物中的悬运物，当遇到温冷所团时，或降雨进，粉 尘与水滴结合在一起降到地面（一般<0.05mm） 二、风积物的特点： １． 具有分选性和分带性 风运物 悬运 <10% 跃运 70－80%随风速增加风运物增多 推运 20% 分选好 重、粗—近顺风向 轻、细—远
总得说来,风积物颗粒均一,主要是砂级、粉砂的少量粘土(<2mm 由于搬运的分选性(细轻一远,粗、重——近)使得顺风积物有明显的分带 现象。越运颗粒越细,越近颗粒越粗 例如:我国西北地区,气候干燥,盛行西风,风积物由西向东有比较明 明的分带性。 细砾带—粗砂带—中砂带—细砂—粉砂—尘土 陇西 陇东 陕西 2.磨圆度好(球状)风积物球状,表面粗糙感,毛玻璃状。 3.斜层理发育:比河流中斜层理规模大,沙漠地区,水时丰富。 4.砂粒的矿物成分以耐磨的石英为主,颜色偏红色调 三、沙丘 风成沙—风搬运后沉积的碎屑沙粒。所有风积物都属风成沙 沙丘——风成沙堆积下来的突起地貌。 1.新月形沙丘,最常见的沙丘形态 平面上呈月牙形或新月形 纵剖面上,两坡不对称,迎风坡缓5°—20° 背风坡陡28°-34 5-20 28°-34° 新月形小沙丘是在沙源较少,风向稳定、风速较和缓的条件下,由小沙 堆演变而来的
5 总得说来，风积物颗粒均一，主要是砂级、粉砂的少量粘土（<2mm）。 由于搬运的分选性（细轻—远，粗、重——近）使得顺风积物有明显的分带 现象。越运颗粒越细，越近颗粒越粗。 例如：我国西北地区，气候干燥，盛行西风，风积物由西向东有比较明 明的分带性。 细砾带——粗砂带——中砂带——细砂——粉砂——尘土 陇西 陇东 陕西 2 . 磨圆度好（球状）风积物球状，表面粗糙感，毛玻璃状。 3. 斜层理发育：比河流中斜层理规模大，沙漠地区，水时丰富。 ４． 砂粒的矿物成分以耐磨的石英为主，颜色偏红色调。 三、沙丘 风成沙——风搬运后沉积的碎屑沙粒。所有风积物都属风成沙。 沙丘—— 风成沙堆积下来的突起地貌。 １． 新月形沙丘，最常见的沙丘形态。 平面上呈月牙形或新月形 纵剖面上，两坡不对称，迎风坡缓 5°—２０°， 背风坡陡 28°—３４° 新月形小沙丘是在沙源较少，风向稳定、风速较和缓的条件下，由小沙 堆演变而来的。 5-20° 28°-３4°
如有两个相反方向较稳定的风向,且风力相差不大,可形成新月形沙丘链。 2.星状沙丘(金字塔形沙丘) 在几个方向风力相当的风的作用于下,形成的锥状沙丘,有较高的顶, 从顶点,从顶点向四周呈放射状伸出三条或更多的砂脊。(沙丘几乎是由几个 近似三角形的斜面组成的)多角锥状 其形成主要是以砂脊代表了几个风向。 3.沙浪纹: 细粒的沙地及沙丘的迎风坡表面,分阶段布有许多延伸方向与风向垂直 的彼此平行的波纹 4.沙丘的移动 沙丘形成后,在风的作用下顺风向向前移动 移 如果风向持久,沙丘不断向前移动(沙漠边缘移动速度可达几十米/年 如果风向有变化,沙丘可做往复移动 在沙漠边缘由于沙丘的移动,使沙漠扩大,沙漠化可淹没周围的耕地. 道路、村镇等,给人们带来极大的危害。较有效地措施就是在沙漠边缘种植 防护林带。树林一方面减小风速、风力,同时当沙丘移动中遇到植被时,受 阻而停止前进 四、风成黄土 1.概念——灰黄色,棕黄色的粉砂级及尘土般的风积物。形成于第 四纪。矿物成分主要为石英、长石、碳酸盐矿物,SiO2>60% 黄土的颗粒细随风降落,原始分布不受地形影响,均匀地分布在高低 起伏不平的地面上。大面积的黄土地区(陕西、甘肃)形成厚的黄土组成的 特殊地貌形态:梁、塬、川 次生黄土—风成黄土沉积后,又遭受了其它外动力地质作用(流水) 经剥蚀、搬运、再沉积下来(黄土状土层 2.黄土的分布
6 如有两个相反方向较稳定的风向，且风力相差不大，可形成新月形沙丘链。 2．星状沙丘（金字塔形沙丘） 在几个方向风力相当的风的作用于下，形成的锥状沙丘，有较高的顶， 从顶点，从顶点向四周呈放射状伸出三条或更多的砂脊。（沙丘几乎是由几个 近似三角形的斜面组成的）多角锥状。 其形成主要是以砂脊代表了几个风向。 3．沙波纹： 细粒的沙地及沙丘的迎风坡表面，分阶段布有许多延伸方向与风向垂直 的彼此平行的波纹。 4. 沙丘的移动 沙丘形成后，在风的作用下顺风向向前移动 如果风向持久，沙丘不断向前移动（沙漠边缘移动速度可达几十米／年） 如果风向有变化，沙丘可做往复移动。 在沙漠边缘由于沙丘的移动，使沙漠扩大，沙漠化可淹没周围的耕地、 道路、村镇等，给人们带来极大的危害。较有效地措施就是在沙漠边缘种植 防护林带。树林一方面减小风速、风力，同时当沙丘移动中遇到植被时，受 阻而停止前进。 四、 风成黄土 1． 概念——灰黄色，棕黄色的粉砂级及尘土般的风积物。形成于第 四纪。矿物成分主要为石英、长石、碳酸盐矿物，ＳiO2>60%. 黄土的颗粒细随风降落，原始分布不受地形影响，均匀地分布在高低 起伏不平的地面上。大面积的黄土地区（陕西、甘肃）形成厚的黄土组成的 特殊地貌形态：梁、塬、 川。 次生黄土——风成黄土沉积后，又遭受了其它外动力地质作用（流水） 经剥蚀、搬运、再沉积下来（黄土状土层）。 ２. 黄土的分布 前 移
从全球地理位置来看,主要分布在中纬干燥的大陆性气候环境内。覆盖 面积约1000万平方公里。常分布在沙漠地区的外围。与季风活动有直接关 系。 我国是世界上黄土分布面积最广、厚度最大的国家63万km2厚100 200米>200米,主要分布在秦岭大别山以北阳山以南的广大地区。 陕、甘、宁、晋、冀、鲁、豫、皖都有黄土。 黄土高原厚度可达250米) 黄河水之所以混浊,就是因为流经的黄土高原使河水中带大量泥土。我 国的黄土主要是由于西北风(季李风)将西伯利亚、蒙古及新疆内陆干旱地区 粉沙尘土带入并堆积下来形成的总的趋势 NW→SE 厚粗 薄 细 我国的黄土是近400万年以来(晚第三纪)堆积的。目前仍在继续以 大约1mm/年速度堆积 55荒漠概况 荒漠—气候干旱、植被少、地面裸露的地区,不毛之地。我国109.5 万km2,占1%风的地质作用盛行。 1.岩漠—基岩裸露的地带 常岀现在大山脉的山麓地带,这里物理风化作用强烈,风的剥蚀、河流、 暴雨的冲刷作用都是很强烈,大部分风化产物被搬运走,造成基岩裸露,植 被稀少或没有 砾漠(戈壁滩)——地面上大工业面积覆盖着砾石的地带常岀现在 岩漠的外转,风蚀作用强烈,砾石很多且发育成风棱石。 3.沙漠——大面积覆盖沙层的地区,发育各种沙丘 常岀现在岩漠和砾漠的沿线方向上。呈现岀岩漠-砾漠-沙漠的分带性。 我国西北、新疆地区,大面积的沙漠 4.泥漠——富含盐碱的泥质地面。常岀现在荒漠的低洼地带或闭塞盆 地中心,一些暂时性流水带来一些泥质沉积(季节湖沼、暴雨),干旱呈干裂 现象。同时强烈的蒸发使水分减小,盐类物质过饱和而结晶沉淀,分布在地 面上称盐漠
7 从全球地理位置来看，主要分布在中纬干燥的大陆性气候环境内。覆盖 面积约 1000 万平方公里。常分布在沙漠地区的外围。与季风活动有直接关 系。 我国是世界上黄土分布面积最广、厚度最大的国家 63 万 km2 厚 100 －200 米>２００米，主要分布在秦岭大别山以北阳山以南的广大地区。 陕、甘、宁、晋、冀、鲁、豫、皖都有黄土。 黄土高原(厚度可达 250 米) 黄河水之所以混浊，就是因为流经的黄土高原使河水中带大量泥土。我 国的黄土主要是由于西北风（季风）将西伯利亚、蒙古及新疆内陆干旱地区 粉沙尘土带入并堆积下来形成的总的趋势。 ＮＷ → ＳＥ 厚 → 薄 粗 → 细 我国的黄土是近 400 万年以来（晚第三纪）堆积的，。目前仍在继续以 大约１mm/年速度堆积。 §5 荒漠概况 荒漠——气候干旱、植被少、地面裸露的地区，不毛之地。我国 109.5 万 km2, 占 11%。风的地质作用盛行。 1．岩漠——基岩裸露的地带。 常出现在大山脉的山麓地带，这里物理风化作用强烈，风的剥蚀、河流、 暴雨的冲刷作用都是很强烈，大部分风化产物被搬运走，造成基岩裸露，植 被稀少或没有。 2．砾漠（戈壁滩）——地面上大工业面积覆盖着砾石的地带常出现在 岩漠的外转，风蚀作用强烈，砾石很多且发育成风棱石。 3．沙漠——大面积覆盖沙层的地区，发育各种沙丘。 常出现在岩漠和砾漠的沿线方向上。呈现出岩漠--砾漠--沙漠的分带性。 我国西北、新疆地区，大面积的沙漠。 4．泥漠——富含盐碱的泥质地面。常出现在荒漠的低洼地带或闭塞盆 地中心，一些暂时性流水带来一些泥质沉积（季节湖沼、暴雨），干旱呈干裂 现象。同时强烈的蒸发使水分减小，盐类物质过饱和而结晶沉淀，分布在地 面上称盐漠