水文地质学基础--第四章_自然地质作用.pptVIP

第四章 自然地质作用 河海大学地球科学与工程学院 二○一○年三月 自然地质作用 自然地质作用也叫物理地质作用，由自然界中各种动力引起的地质作用 风化作用，河流地质作用，岩溶，泥石流，地震 风化作用和物理风化作用 风化作用是指由于温度、大气、水溶液以及生物等因素的作用，使得分布在地表或地表附近的岩石发生物理破碎、化学分解和生物分解的作用 物理风化作用：由于温度变化、水的物态变化等因素影响，岩石在原地只发生机械性破坏的作用，常见的物理风化作用有温差变化、冰劈作用、盐类结晶等 化学风化作用 化学风化作用：在大气、水和水溶液作用下，岩石中的矿物成分发生化学变化，改变或破坏岩石的性状并可形成次生矿物的作用 生物风化作用 生物风化作用：生物的生命活动引起地表岩石的分解破坏作用，可分为生物物理风化和生物化学风化作用。 影响岩石风化作用的因素 ● 岩石的性质的影响 ● 地质构造的影响 ●气候的影响 ●地形条件的影响 ●其它因素的影响 岩石程度分带 河流地质作用 河流流动所具有的动能消耗于两方面 ● 克服阻碍流动的各种摩擦力 ● 搬运水流中所携带的泥沙 河流地质作用的种类 ● 侵蚀作用 ● 搬运作用 ● 沉积作用 河流的侵蚀作用 加宽作用 加深作用 加长作用 ● 下蚀作用 ● 侧向侵蚀作用 河流的下蚀作用 河流下蚀作用是指河流侵蚀河床底部岩石，使河床不断加深 ● 河床岩石性质 ● 河流含沙量 ● 河流流速 河流的侧向侵蚀作用 ● 弯道凹岸的河底加深，尤其是弯道的下游前缘加深最为强烈 ● 凹岸因其下部被掏蚀，上部崩塌，可形成悬岸，凸岸则变成平缓的砂砾滩，故弯道横剖面不对称 ● 由于凹岸不断加深后退，并向下游方向迁移，凸岸的砂砾滩不断增大也向下游移动 河流的侧向侵蚀作用 河流的侧向侵蚀作用 河流的搬运作用 上游的石头 中游的卵石 下游的砂砾 ● 拖运：粒径较大的土石颗粒沿河床底部顺水流方向运动 ● 悬运：细小泥沙颗粒悬浮于水中 ● 溶运：化学溶解物随河水运动 河流的沉积作用 河流在河床坡降平缓的地带及河口附近流速变缓，所搬运的物质便沉积下来，这种沉积过程即河流的沉积作用 河谷地貌 河谷纵剖面 ● 起伏不平 ● 上游地势高，坡度大 ● 下游地势低，坡度平缓 田纳西河干流开发示意图 河谷地貌 河谷横剖面 河谷地貌 河流阶地 在河谷地貌的形成和发展过程中，不同时期的河漫滩，由于受到地壳构造运动与河流侵蚀、堆积作用的综合影响，呈阶梯状分布于河谷谷坡上，这种地貌称为河流阶地 岩溶 英文名为Karst（卡斯特），是可溶性岩石以被水溶解为主的化学溶蚀作用，并伴随以机械作用而形成沟槽、裂隙、洞穴，以及由于洞顶塌落而使地表产生陷穴等一系列现象和作用的总称 岩溶及其形态特征 岩溶发育的基本条件 ● 岩石的可溶性 水中侵蚀性CO2含量越高，水的溶蚀能力越强 地下水的补给和排泄条件通畅，能不断将溶解物质带走，同时补充新的侵蚀性水 可溶岩（碳酸盐类岩、硫酸盐类岩石——石膏等、卤素岩——岩盐等）质纯层厚时，岩溶发育强烈；含杂质或层薄时发育较弱 ● 岩层的透水性 岩层中裂隙和空洞密集、连通性良好，溶蚀作用越强烈 ● 水的溶解能力 ● 水的流动特征 岩溶发育的垂直分带性 ● 垂直循环带（包气带），只有降水时有水的垂直运动，这一带多发育漏斗和落水洞 ● 季节循环带（过渡带）：处于地下水最高水位与最低水位之间，运动受季节性影响，旱季垂直向下运动，雨季水平运动，形成的岩溶通道有水平与垂直方向的 ● 水平循环带（饱水带）：地下水水平流动或向河谷排泄，形成水平的溶洞或暗河 ● 深循环带：地下水的流动方向取决于地质构造和深循环水，运动较弱，岩溶发育速度慢、程度小，可形成蜂窝状的溶孔 泥石流 泥石流 泥石流是一种含有大量泥沙、石块等固体物质，具有强大破坏力的特殊洪流 泥石流形成的条件 ● 丰富的松散物质：如残积层、坡积层、人工填土等 ● 地形条件：具有形成区、流通区及堆积区 ● 突发而急骤的大量水流：如泥石多发生的雨季，当然冰川、积雪的急剧消融、水库堤坝的溃决等也可产生急骤而大量的水流 典型泥石流示意图 坡面型泥石流示意图 沟谷型泥石流示意图