自然地理课件－一（12节）成因和块体.ppt

第五章地貌,地貌的定义地貌或称地形，指地球硬表面由地貌内动力相互作用塑造而成的多种多样的外貌或形态。地貌动力（营力）１）内动力地球内能所产生的作用力，主要表现地壳运动升降、平移、褶皱、断裂）、火山爆发、岩浆活动和地震。其能量来自于地球内部分布不均的放射能和重力能，造成地球表面的重大起伏。２）外动力太阳辐射能通过大气，水和生物作用并以风化作用、流水作用、冰川作用、风力作用、波浪作用等形式表现的力。其能量只要来自太阳，它们都受地心引力的支配，作用的总趋势是剥蚀夷平高地，填充海洋和低地。,,,,黄土梁,,,第一节地貌成因与地貌类型,,地貌成因,构造运动,气候,岩性,人类活动,,,,,（一）构造运动与地貌发育,构造运动造成地球表面的巨大起伏，为形成地表宏观地貌特征的决定性因素。大洋板块、大陆板块的区别造就了陆地与海底地貌的差异。陆地上的大的山系、高原、盆地和大平原以及海洋中的大洋中脊、洋盆、海沟、大陆架的形成。巨大的高原、盆地和平原－地块的整体升降运动，巨大的山脉与山系－地壳褶皱带（水平运动）。水平岩层构造地貌－桌状山、方山（呈上升运动）单斜构造－单斜山（地层倾角5－30度）、猪背山（45度）褶曲构造－背斜山、向斜谷、穹窿山、坳陷盆地断层构造－断层崖、断层三角面、断层谷、地垒山、地堑谷、断块山、断陷盆地。火山活动－火山锥、火山口、熔岩高原。,,,,,,,,（二）地貌形成的气候因素,气候水热组合状况不同导致外动力性质、强度和组合状况发生差异，最终将形成不同的地貌类型和地貌组合。高纬和高山寒冷气候条件下，冰川冰缘作用成为主要的外动力。湿润气候下，地表径流丰富，流水作用成为主导外动力－流水地貌发育。湿热气候下，流水作用外，化学风化强烈－红色风化壳较厚，植被减弱了流水侵蚀力，平原、缓丘、穹状或钟状基岩岛山成为最常见的地貌类型。干旱气候条件下，风、间歇性洪流为主要外动力，地貌类型有风蚀残丘、风蚀洼地、各种沙丘、沙垄、洪积扇、洪积倾斜平原等。山地气候和地貌因高度而异。湿润而有足够高度的山地－冰川冰缘作用、流水作用组合及相应的地貌类型。干旱区山地高、中、低山带分别以冰川冰缘作用、流水作用和干燥剥蚀作用为外动力并形成相应的地貌类型。,（三）岩性对地貌的影响,各种岩石因其成分、硬度、胶结程度、水理性质、结构和产状不同，抗风化和抗外力剥蚀的能力也有很大差别，形成的地貌类型或地貌轮廓往往很不相同。坚硬和胶结良好的石英岩、石英砂岩、砾岩－山岭和陡崖；松软的岩石如泥灰岩、页岩－低丘、缓岗；柱状节理发育的玄武岩－陡崖、石柱；垂直节理发育的花岗岩－陡峻山峰；片岩分布区－鳞片状地貌；湿热气候下的碳酸盐岩－喀斯特地貌；软硬相间分布的岩石－水平上－河谷盆地与峡谷盆地相间分布，垂直方向上－陡缓更替的阶状山坡。,,斜面,崖,崖,,,（四）人类活动对地貌的影响,一是改变地貌发育条件加速或延缓某种地貌过程，如破坏植被加速地表侵蚀；植树种草降低侵蚀速度；营造防风林抑制风沙作用和风沙地貌的形成和发展。二是直接干预地貌过程，如梯田，修堤筑坝改变洪积扇与冲积平原，采矿石造成地表塌陷，围湖、围海造地，山区水库使山区侵蚀环境为库区堆积环境等。,,,,二、基本地貌类型,大陆和海洋盆地最高级地貌类型大山地和大平原、海底山地和海底平原第二级地貌类型巨大的正地貌是构造隆升与外力剥蚀的结果，范围广大的负地貌是构造沉降与外力堆积的产物。,,二、（一）基本地貌类型山地,山地是由山岭与其间的谷地组合而成，是地壳上升背景下由外力切割而成。山岭延伸较长，大多是连绵数十、数百甚至数千公里，较大的山脉往往有几条山岭组成。岭间夹有谷地或山间洼地。山岭的形态要素山顶、山坡和山麓。山顶呈狭长带状延伸时成为山脊。山顶按形态特征分为尖顶山、圆顶山、平顶山三类。山坡分为直形坡、凹形破和阶状坡。谷地包括河床、河漫滩、阶地等次级地貌类型。,中国山地、丘陵分级,二、（二）基本地貌类型平原,1.平原是一种广阔、平坦、地势起伏很小的地貌形态类型。2.平原的划分1按高度的不同1高原海拔600m以上、面积广、顶面平坦的高地，四周被割为山地或陡崖。如巴西高原。2）高平原海拔200-600m，为高原中的浅切割平地，如蒙古高原。3）低平原海拔0-200m，多数为冲积平原，如我国的华北平原、苏北平原、长江中下游平原、俄罗斯的西伯利亚平原。4）洼地海拔在海面以下的内陆盆地，如吐鲁番低地（-154m,,（2）按形态划分1）倾斜平原倾斜度在1/100一下，如海滨平原和山前平原。2凹状平原地面从四周向中心倾斜，多为干燥的内陆盆地，如柴达木、塔里木盆地。3）波状平原平原内地形波状起伏，没有一致的倾斜方向，如我国东北平原的中央部分。另外，据外动力差别，平原还可以分成熔岩平原、喀斯特平原、冲积平原、湖成平原和海成平原等。,,三、地貌在地理环境中的作用,（一）导致地表热量的重新分配和温度分布状况复杂化地貌得分异显著改变了太阳辐射的热能和地表温度的纬度分布。山地域高原在气温垂直递减规律作用下常形成“冷岛”，盆地和河谷成为“热岛”。（二）改变降水量分布格局山地的屏障作用及迫使湿润气流上升凝结使降水集中发生于迎风坡，而北风坡往往成为雨影区。（三）地貌对生物界的影响海拔和坡向不同形成不同植被类型及生态系统。山地地貌复杂，生物多样性最丰富。各高度层物种的总和常常数倍于当地平原的物种数。（四）地貌对自然界地域分异的影响地貌是重要的非地带性因素。地貌变化干扰和破坏全大陆尺度的地带性分异，是绝大多数自然带不能实现沿纬线方向的“环球分布”。（五）地貌对土地类型分化的影响地貌形态变化将导致整个土地类型的变化。,第二节风化作用与块体运动,一、风化作用weathering的定义地表岩石与矿物在太阳辐射、大气、水和生物参与下理化性质发生变化，颗粒细化、矿物成分改变，从而形成新物质的过程。风化是剥蚀的先驱，对地貌的形成、发展与地表夷平面起着促进和推动作用。,（一）风化作用的类型,１物理风化（physicalweathering又称机械风化或崩解。是一个岩石由整体破裂为碎屑，裂隙、孔隙和比面积增加，物理性质发生显著变化而化学性质不变的过程。包括1）负荷及应力发生变化，裂隙、节理扩大；2）太阳辐射增温与昼夜温度变化造成岩石热胀冷缩，但不同矿物胀缩不均匀；3）岩石表面干湿变化以及水的相态变化可造成岩石胀裂；4）裂隙中的盐类发生结晶；5）植物根系对岩石的挤压和穿透，动物挖掘洞穴等。,（一）风化作用的类型,２.化学风化（chemicalweathering指岩石在大气、水与生物作用下发生分解而形成化学组成与性质不同的新物质的过程。岩石中的矿物从生成环境转入地表时将失去稳定性，沿裂隙、节理发生水化、水解、溶解和氧化作用。1）水化作用是指岩石矿物吸收水分后转变为含水矿物，体积膨胀、硬度降低，抵抗能力削弱并对周围岩石产生压力。如CaSO42H2OCaSO4・2H2O硬石膏石膏2）水解作用是水体进入地表岩石，矿物与水分解。如正长石经水解形成高岭土、SO2溶液和离子溶液K2CO3。2KAISi3CO22H2OAl2Si2O5（OH）44SO2K2CO3,（一）风化作用的类型,3）溶解作用岩石中的无机矿物不同程度溶解于水中并被带走，难溶物质残留原地、岩石孔隙度增加、强度降低的过程。4）氧化作用指矿物被大气游离、水体溶液的氧所氧化形成高价化合物的过程。如黄铁矿，2FeS27O22H2O2FeSO42H2SO412FeSO43O26H2O4FeSO434FeOH3FeSO436H2O2FeOH33H2SO4化学风化破坏原有岩石成分，部分活泼元素分离并流失，较稳定者形成新的粘土矿物。化学风化的强度取决于温度、湿度与水溶液的ＰＨ值。气候炎热潮湿及水溶液呈酸性等条件有利于化学风化。,（一）风化作用的类型,3.生物在分化中的作用生物不仅参与岩石的物理风化，在化学风化中也起着重要的作用。如植物光合作用产生氧，动植物呼吸作用释放二氧化碳，为化学反应提供了反应剂；植物根系的分泌与吸收作用可促进矿物分解与元素迁移，生物残体分解过程中形成的可溶性化合物可促进化学风化；微生物参与矿物元素的氧化、还原和淋滤，均对化学风化有促进作用。,（二）风化壳,风化作用的残留物质、次生矿物及可溶性物质统称风化产物。残留物质是化学性质较稳定因而未经化学风化的物质，由自然元素、氧化物或硅酸盐构成的岩屑等。风化产物虽经风化与剥蚀而依然残留原地覆盖在母岩表面者，即是风化壳或称残积物（eluvium。次生矿物以粘土矿物及铁铝含水氧化物最常见。粘土矿物主要包括高岭土、蒙托石和伊利石。高岭土Al2SiO2OH4由水化硅酸铝组成温暖湿润气候下形成，我国东部和南方分布最广。蒙脱石Al4SiO4O10OH4.nH2O半湿润半干旱气候条件下的标准风化产物。伊利石半湿润半干旱区淋溶作用弱或富钾母岩风化形成的稳定产物。蒙脱石和伊利石在气候转湿或地表积水情况下，均可继续风化为高岭土。,风化壳的基本特征,1各地风化作用强度与风化产物就地残留的条件不同，风化壳空间分布上呈不连续性，厚度差异也很大，后者达100-200m，薄者不足1m。2）组成物质以粘土和碎屑为主，也可包括少量残存液体。3）结构疏松，表层分散性强，分解程度高，粒径细，中下层相反，但不具有类似沉积岩的层理。4）发育和保存均好的风化壳，可划分强度风化、中度风化和微风化三个层带。以红色风化壳为例，强度风化带氧化作用强，代表性稳定矿物稳定矿物为铁铝氧化物、粘土矿物为高岭土。中度风化带位于强风化带之下，水呈垂直运动，氧化及淋滤作用较弱，水解作用强，为高岭土及过渡性粘土矿物组成的夹碎屑粘土层。微风化带接近母岩为潜水层，水化和淋溶作用强，粘土矿物以水云母、绿泥石为主。,风化壳的发育阶段,物理风化阶段最初基岩在原地崩解破碎，以物理风化为主，形成碎屑型风化壳，其特征是表层粒径细小，向深处逐渐变粗，再往深处时仍保持原岩结构的碎屑快，这个阶段化学风化微弱，生物风化不强烈，元素很少迁移，碎屑的成分与母岩一致。,,在水、热条件较好的情况下，风化壳发生化学风化，化学风化过程中各种元素迁移的能力是不同的。前苏联学者B.B.波雷诺夫对岩浆岩的化学风化过程进行了研究，发现化学风化过程中，各种元素迁移能力可相差几千几万倍。岩浆岩的风化过程中，最先被淋滤的是氯和硫；稍后是大量的盐基（钙、钠比钾、镁先淋失）；然后是大量的呈胶体状的硅酸盐；最后残留的是铁、铝的氧化物，特别是Fe2O3及SiO2（石英）,风化壳的发育阶段,表元素迁移序列（根据B.B.波雷诺夫）元素迁移序列迁移元素组成强烈迁移元素Cl、S容易迁移元素Ca、Na、Mg、K移动元素SiO2（硅酸盐）、P、Mn惰性（稍有移动）元素Fe、Al、Ti基本不移动元素SiO2（石英）,,,,,风化壳的发育阶段,化学风化早期阶段也称为硅铝－碳酸岩－硫酸盐型风化壳阶段。这个时期硅酸盐重的K、Na、Ca、Mg等碱金属和碱土金属离子与溶液中的Cl-、SO4-离子结合成氯化物与硫酸盐，如NaCl、KCl、Na2SO4等。这些物质都极易被溶解，大部分随水淋溶。最先淋溶的是氯化物，硫酸盐次之。它们在一定条件下常在地表的低处富集，形成硅铝－硫酸盐风化壳；碳酸盐比上述两种物质难溶解，常在原地富集，称为富钙阶段，形成硅铝－硫酸盐风化壳。这种风化壳的土呈黄－灰色，类似黄土，也称黄土风化壳。,,化学风化晚期阶段也称为硅铝型风化壳或砖红壤风化壳阶段。风化壳发育到这个阶段，硅酸盐矿物已全部被分解，可迁移的元素基本上都已被析出，几乎全部盐类和胶体状的SiO2都被淋溶，残留下来的是难以迁移的铁铝化合物，如Al2O3、Fe2O3以及石英。这种风化壳富含Fe2O3，色泽呈红色，所以称为铁铝型风化壳或砖红壤风化壳。化学风化中期阶段也称为硅铝粘土风化壳或高岭土风化壳阶段。随着风化壳的进一步发育，不仅氯化物、硫酸盐被淋溶，碳酸岩也被大量淋溶流失。有一部分溶为胶体状的硅酸盐（SiO2）也开始迁移，只有硅铝酸盐被分解为高岭土和蒙脱石等粘土矿物而残留原地。由于硅铝物质相对富集，也称硅铝粘土风化壳。这种风化壳富含腐殖质，色泽多呈灰色。,风化壳基本类型及其分布,1）高温多雨的热带、亚热带地区风化作用可全年进行，矿物分解最彻底，风化壳厚度最大，风化产物为铁锰氢氧化物、铝的氢氧化物和高岭土类新生粘土矿物，K、Na、Ca、Mg、SiO2淋失强烈富铝型酸性风化壳和硅铝铁性风化壳。前者主要分布在热带，铝铁高度富集。后者广泛分布于热带、亚热带，铝铁分离不及前者显著，硅与铝形成高岭土类粘土矿物2）温带森林带水热状况均不如热带亚热带，水分循环、生物循环、淋滤作用相对减弱，仅碱金属、碱土金属淋失较强，其他阳离子很少淋失，属中度化学分化，代表性产物为高岭土类矿物。风化壳较薄，含褐铁矿、颜色棕或黄，多属硅铝粘土型酸型风化壳类。,,3）半湿润半干旱森林草原与草原淋溶作用较弱，水的垂直运动自上而下交替进行，广泛发育碳酸盐型中性至为碱性的风化壳，色浅，层薄，含钙质、硅铝铁氧化物、蒙脱石类粘土矿物、黄土和少量岩屑，化学风化轻至中度。4）干旱区化学风化弱，物理风化强，仅有氯离子、部分阳离子与硫酸根离子流失，钙镁碳酸盐聚集显著并十分稳定，主要粘土矿物为伊利石与蒙脱石。风化壳色浅，层更薄，多碎屑，富盐性、呈碱性。5）高寒区与极寒荒谟区物理风化占绝对优势，化学风化极微弱残积粗岩屑型风化壳。,二、块体运动和重力地貌,岩体或土体在重力作用或地表水地下水的影响下沿坡向下运动称为块体运动。（一）.崩落与崩塌地貌陡坡上的岩体与土体在重力作用下突然快速下移，成为崩落或崩塌devolution,avalanche。崩落形成两种地貌山坡上部的崩塌崖壁和坡麓的岩堆（倒石堆）大规模的滑塌成山崩。,二、块体运动和重力地貌,（二）滑落与滑坡地貌由岩石、土体或碎屑堆积物构成的山体在重力作用下沿软弱面发生整体滑落过程称为滑坡（rockslide。滑坡体一般为缓慢地、长期地、间歇性地向坡下滑动，它可延续几年、几十年以至上百年。有的滑坡，开始缓慢，以后突然变快，形成巨大灾害。滑坡体、滑坡面均可形成滑坡地貌。滑坡体形成的地貌有滑坡裂缝、滑坡阶地、滑坡垄丘与洼地等类型。,,二）滑坡要素1环状张裂隙；2滑坡壁；3滑坡阶地；4醉树；5滑动面；6滑坡鼓丘；7挤压裂隙；8滑坡体；9滑坡洼地或水池；10滑坡鼓丘及张裂隙；11滑坡微褶皱。,,（三）形态特征1滑坡体沿弧形滑动面滑动成旋转运动，平面形态呈舌状，体积不一，可达数千万平方米。2滑动面上可见滑动时留下的磨光面和擦痕。3滑坡阶地面呈向内坡方向倾斜，阶地面上树木发生歪斜，即为醉树，阶地内缘常有泉水出露，是因滑坡体下滑而使含水层出露，常可形成洼地或水池。4滑坡体下滑过程中，前端受阻可形成鼓丘，并可见由滑坡堆积而成的小型褶皱和逆冲断裂。5滑坡各部位由于受力不同，可形成四种裂缝①滑坡壁后缘的环状拉张裂缝（滑坡起动先兆）。②中部及两侧的剪切裂缝（动体与静体相对位移而成）。③舌部的鼓胀张裂缝（滑动体受阻隆起而成张裂缝）。④滑体前端的扇状、放射状裂缝（滑体向外围扩散而成）。,,（四）影响因素1地下水、地表水①土岩体颗粒间的孔隙水可降低细颗粒间的吸附力。②溶解土地中胶结物，使土地失去粘结力。③饱含水分的土岩体，单位体积重量大增，加快平行滑动的重力分力。④地下水运动时，产生动压力，可使土体发生滑动。⑤地下水沿滑动面运动，使摩擦系数减小，阻力降低。⑥地表水体（河、湖、海水）掏蚀坡角，使上部土岩体失去稳定性。,,2岩石结构和岩性①滑坡常沿断层面、节理面或岩层不整合面滑动。②沿松散沉积物和基岩面之间或沿岩层层面滑动。③松散沉积层中发生的滑坡，多与粘土夹层有关。④基层中的滑坡多发生在千枚岩、页岩、泥灰岩和各种片岩等岩性区，因这些岩性的岩石遇水易软化，在斜坡上失去稳定，而产生滑坡。3地震直接破坏岩石的结构，降低粘结力，而对滑坡起触发作用。※例如1960年智利大地震（8．5级），在莱尼赫湖发生三次大滑坡，滑坡体达4000m3，进入湖中使湖水上涨24m，湖水溢出淹没了湖西25km的瓦尔迪维亚城，水深达2m。4人为因素人工开挖坡脚，形成高陡边坡，破坏了自然斜坡的稳定状态。,,三）蠕动是坡面岩屑、土屑在重力作用下以极缓慢的速度移动的现象。15o-30o的坡度最适宜发生蠕动。成因1单个碎屑会因温度或干湿度变化，而使其体积改变，破坏原碎屑在坡面上的平衡，而下移。2冻融作用交替进行，引起碎屑物质下移。3斜坡上的裂隙、动物洞穴或植物根系腐烂留下的空洞，都可使上坡物质失去稳定而向下坡移动，其他如树木摇摆和动物践踏也有助于斜坡物质向下坡移动。,,,复习思考题,一概念重力地貌崩塌倒石堆错落滑坡蠕动二问答题1什么是崩塌，其形成条件有哪些2什么是倒石堆，有哪些特征3什么是错落，其特征如何4绘图说明什么是滑坡，其形态特征如何5影响滑坡发生的因素有哪些6什么是蠕动，绘图说明其形成原因,