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主题21
风成地貌
第一部分 基础知识
风成地貌
大气运动形成风。风同河流、冰川、海浪等一样,是另一种重要的地质作用力,具有侵蚀、搬运、堆积的能力。一般在干旱、半干旱地区,由于受到风力作用(侵蚀、搬运、沉积),会形成各种类型的地貌,称为风成地貌。
风力作用及其地貌
风力作用主要有3种形式:侵蚀、搬运、沉积。下面我们分别就三种作用及形成的典型地貌进行逐一探索:
探索一 风力侵蚀作用及其地貌
1、风力侵蚀的方式
风力侵蚀作用又称风蚀,包括吹蚀和磨蚀两种方式。
(1)吹蚀(吹没了)
风将地表砂粒或尘土扬起吹走。吹蚀作用在风速大、地表干燥、植被稀少及松散物覆盖区尤其强烈,所以吹蚀作用主要见于沙漠及海滩地带。我国西北冬季狂风甚至能吹翻列车,其对地表的影响力可想而知。
(2)磨蚀(打磨没了)
风力扬起的碎屑物对地表发生冲击和摩擦,以及碎屑物颗粒相互冲撞和摩擦。风速大,则扬起的碎屑物多且颗粒大,磨蚀能力强。一般来说,越靠近地面,扬起的颗粒物越多,磨蚀作用越强。
2、风蚀地貌
风蚀蘑菇、风蚀柱
成因:
靠近地面,气流(风)中所含的砂粒较多,一些突出地表的孤立岩石,下部受风蚀作用强,上方受风蚀作用弱,在差异侵蚀作用下,岩石被打磨成蘑菇状,称为风蚀蘑菇。特别是水平节理发育、软硬不同的岩石,更易遭受差异侵蚀,形成蘑菇石。
而那些垂直节理发育的岩石,在风的长期吹蚀后,易形成一些孤立的柱状岩石,称为风蚀柱。
风蚀谷
成因:
受暴雨洪流侵蚀而成的沟谷,再经风蚀加深扩大形成的谷地,称为风蚀谷。谷底宽阔、谷壁陡峭、长度可达万米。
风蚀城堡
成因:
层叠状的平顶残丘,外观像一座城堡。由岩层水平、软硬相间、垂直节理发育的岩石经长期风蚀作用而成。
风蚀残丘
成因:
风蚀谷极度扩大,相邻的风蚀谷相互联结,地面仅残留若干孤立的高地,这些高地就是风蚀残丘。水平岩层可形成平顶丘,单斜岩层常形成单面山。
蜂窝石
成因:
① 阳光晒热岩壁,使岩石内部的矿物体积不同程度地膨胀,产生热力差别风化。
② 加之岩石受热时,其内部的盐溶液顺毛细管上升到近表面的细孔中结晶,撑胀岩石,使之发生崩解。
③ 风力吹蚀这些风化了的疏松岩面,形成许多浅小凹坑。之后,风沙再沿凹坑钻磨,使之不断加深扩大,逐渐发展成为蜂窝石。
蜂窝石也称石窝、石格子窗,大的石窝称为风蚀壁龛[kān]。
风蚀洼地
成因:
松散物质组成的地面,经长期吹蚀形成的洼地。多呈椭圆形,沿主风向伸展。因小颗粒物质易被吹蚀,所以洼地内碎屑物一般粒径较大。
洼地地面若到达地下水面,下蚀作用停止,地下水渗出还可能形成风蚀湖,如甘肃敦煌月牙湖。
探索二 风力搬运作用
风力有3种搬运作用,分别为悬移、跃移、蠕移。
1、悬移
在气流的上举力作用下,细而轻的粉砂悬浮于气流中前进。因粒径较小,粉砂颗粒沉降速度很慢,因此能够随风悬浮很长距离。
2、跃移
颗粒物在气流中以跳跃方式前进,往往是中、细粒砂。当风速达到一定程度,砂粒开始以滚动或滑动方式移动,移动的砂粒相互撞击,颗粒在冲击力与弹力作用下跃入空中,在重力作用下下落。若地面岩石较硬,砂粒回落撞击地面会跳回空中,继续向前移动;若地面沙地松散,下落砂粒的撞击力会消减,在风力作用下,贴近地面继续向前移动。
3、蠕移
当风速较小或者地面砂粒较大时,砂粒不能跳到空中,而是沿着地面缓慢滚动或滑动,称为蠕移。
在上述三种搬运方式中,一般以跃移搬运为主,蠕移次之,悬移最少。同一搬运方式,颗粒物越细,搬运距离越远。下图展示了3种搬运方式:
探索三 风力沉积作用及其地貌
1、风力沉积的方式
(1)风速减弱。风速减小,气流挟沙能力将减弱,颗粒物逐渐沉积。
(2)遇阻沉积。气流遇到树林、沙丘、植被、大石块、陡崖、山坡等而发生堆积。
2、风积物特点
风力堆积的物质称为风积物。类型主要是砂或粉砂,分选性好,磨圆度好。
3、风积地貌
沙 丘
(1)形成条件【“游荡型河道”主题中已详细说明沉积地貌形成的通用思路】
① 物质条件:沙源
Ⅰ外地沙源:河流从上游搬运的泥沙;盛行风从上风地带携带的沙尘物质。
Ⅱ本地沙源:流水堆积,河漫滩等;荒漠化土地;旱季裸露表土、河滩/湖床/沙滩裸露。
② 动力条件
Ⅰ大风:地处盛行风带(季风);距冬季风的风源地的远近;水平气压梯度力(温差大,气压差大);
Ⅱ摩檫力小(海/陆/湖等);
Ⅲ狭管效应;
Ⅳ地表状况:植被稀少、防风固沙能力差;干旱、表土疏松,易起沙。
③ 沉积条件
遇到地形阻挡或植被阻挡,因树木增大地面的摩擦,降低风速等,风力减缓,风沙沉积。
(2)沙丘形成过程③ 砂粒积累到一定程度,受重力影响,部分砂粒坠落。这个过程不断重复,沙丘会整体向前移动,并在背风坡上形成顺着风向倾斜的层理。
② 背风坡上部砂粒不断积累,坡度也在增大
① 气流(风)携带砂粒至沙丘顶部背面,速度减慢,砂粒于背风坡堆积,因此沙丘背风坡坡度较陡。
粒径大小:迎风坡,由下到上粒径变小;背风坡,也是由下到上粒径变小。
(3)沙丘类型
① 按植被覆盖固定沙丘
沙丘上生长植物对流沙起到固定作用,形成固定沙丘或静止沙丘。固定沙丘的特点是上下具有层理构造。
移动沙丘
如果没有植被的固定沙丘,在风力作用下,可以移动形成流动沙丘。流动沙丘具有斜层理构造。
② 按沙丘形态
☆横向沙丘
Ⅰ新月形沙丘、沙丘链
平面如新月而被称为新月形沙丘。形成于风向基本固定的地区,高度一般在数米至十余米。沙丘两侧有顺风向前延伸的两个尖角,迎风坡为凸坡,坡度缓;背风坡为凹坡,坡度陡。(如下图1)
两个以上的新月形沙丘连接起来,形成新月形沙丘链,沙丘链与盛行方向大致垂直。因此也称横向沙丘。
Ⅱ抛物线形沙丘
抛物线形沙丘与新月形沙丘的特点正相反,迎风坡为凹坡,坡度陡;背风坡为凸坡,坡度缓。沙丘两角指向风的来向。(如下图2)
关于抛物线形沙丘的成因尚无定论。但植被的分布是控制抛物线形沙丘侵蚀和沉积,影响其形成与发展的主要因素之一。如:新月形沙丘移动到环境条件较好地区,若两角离地下水位较近而被植被固定、中间部分较难固定而继续前移,这样新月形的沙丘的中间部分就跑到了两角的前方,形成抛物线形沙丘。
图2:抛物线形沙丘
图1:新月形沙丘
☆纵向沙丘
沙垄
又称纵向沙丘,是互相平行的长条形沙岗,沙丘的走向与两股风的合成方向基本一致(两风夹角一般<30°)。长条状展布,最长达数十千米,高约数十米,宽数百米。沙源丰富时形成复合型纵向沙垄。
☆格状沙丘
格状沙丘由相互垂直的风相互作用形成的。(如下图1)
☆金字塔形沙丘
又称星状沙丘、沙山,沙体高度较大,从顶点向四周呈放射状伸出三条或更多条沙脊,呈椎体。是由风力相差不大的几个方向气流共同形成的,每条脊代表一种风向。(如下图2)
图2:金字塔形沙丘
图1:格状沙丘
☆灌丛沙丘
风沙流遇到灌丛阻挡,沙物质在灌丛周围堆积而成的沙丘。这是半固定沙丘中最普遍而常见的沙丘。随着植物体的生长,灌丛沙丘体积不断增大,凡是水分条件较好,有植物生长的地方都可见到。灌丛沙丘的植被具有耐旱、耐风蚀、耐沙埋、耐低温和酷暑的特征。
成因:风沙流被灌丛阻挡后,风力减弱,砂粒沉积,被沙埋的灌丛植被发育新的植株,继续阻挡风沙流,使沙丘不断沉积、发育。(下图)
第二部分 知识关联
关联一 其他沙丘的形成
沙丘不仅在沙漠广布,还在河岸、湖岸地区以及滨海分布广泛,下面举例分析这些地区沙区的形成过程,在分析时,注意要联系沙丘形成的一般思路:
1、丹娘沙丘——位于河畔的爬升沙丘
丹娘沙丘,又称佛掌沙丘,位于西藏雅鲁藏布江北岸。其形成为:
(1)沙源:冬春季节,河流水位下降,沙洲、河漫滩裸露。
(2)动力:冬春季节干燥多大风,风挟带附近沙洲和河漫滩的砂粒向山坡运移① 干旱区的湖泊湖底发育厚厚的湖相沉积层,湖底平坦开阔。
(3)沉积:受山地阻挡,风速减慢,砂粒堆积于山坡,日积月累,最终形成丹娘沙丘。丹娘沙丘
2、翡翠岛沙丘——海岸沙丘
翡翠岛沙丘位于河北秦皇岛昌黎黄金海岸南部,沿海到处可见列阵沙丘,其形成为:
(1)沙源:古滦河携带大量泥沙在入海口附近沉积。
(2)动力:入海口附近及近岸沙质堆积物在长期强劲的向岸风(东北风、偏东风)和海洋(潮汐、海流、波浪)共同作用下逐渐向岸搬运。
(3)沉积:泥沙在开阔沙质海滩上不断堆积成沙丘,最后集丘成群。
关联二 风沙的危害
1、沙埋:埋压农田、村庄、工矿、铁路、公路、水源。
2、风蚀:土壤肥力下降;大风袭击(毁坏房屋,刮翻火车,摧毁电杆,造成人、畜伤亡)。
3、污染大气:沙石、浮尘弥漫,空气浑浊,危害人体健康。
4、影响生产、生活:影响交通出行安全与室外作业等。
关联三 风沙的防治
1、工程措施:阻沙—设置沙障阻挡风沙;固沙—设置草(石)方格,固定沙面。
2、生物措施:因地制宜开展生态建设,保护和恢复植被(保育自然植被、植树造林、种草等),防风固沙;合理利用水资源,保障生态用水。
3、组织管理措施:调整农业结构,合理控制农牧业生产规模;加强宣传教育,提高环保意识;建立风沙灾害的监测、预报机制;制定并严格实施防沙治沙的相关法律法规;对风沙危害严重地区实施生态移民。
关联四 雅丹地貌
1、概念
雅丹地貌,泛指干旱地区一种风蚀地貌,河湖相土状沉积物所形成的地面,经风化作用、间歇性流水冲刷和风蚀作用,形成与盛行风向平行、相间排列的风蚀土墩和风蚀凹地(沟槽)地貌组合。雅丹一词源于维吾尔语——雅丹尔,原指“具有陡壁的小丘”,后由英语音译成了“雅丹”,因此,其中的“丹”与红色并没有什么关系,其颜色取决于沉积物的颜色。雅丹地貌
2、形成过程② 地壳抬升或湖泊干涸,湖底裸露,风力不断沿干裂的裂隙侵蚀,外力将相对疏松的岩层剥蚀,对坚硬岩层作用有限。
③ 裂隙不断侵蚀加深扩大,剥蚀部分形成凹槽,坚硬部分形成土墩或垄脊,最终形成垄槽相间、平行排列的雅丹地貌。
① 干旱区的湖泊湖底发育厚厚的湖相沉积层,湖底平坦开阔。
3、水上雅丹形成过程【拓展】
水上雅丹,主要分布在青海省西部的大柴旦辖区西部台吉乃尔湖区,以及新疆巴音郭楞蒙古自治州若羌县境内的罗布泊腹地。
其形成过程为:
(1)古湖演化阶段:历史为一片古湖,接受沉积,形成湖相沉积物。
(2)雅丹发育基础阶段:青藏高原隆升,古湖相沉积岩层受到构造挤压,形成褶皱,古湖萎缩,隆起部分开始发育古雅丹。水上雅丹地貌
(3)雅丹形成阶段:持续干旱,湖盆干涸裸露,风力侵蚀作用下形成以土墩、沟槽为特征的雅丹地貌。
(4)湖水入侵阶段:后来气候转向暖湿,冰川融水汇入干涸的古湖,形成水上雅丹。
(5)人类活动影响阶段:大坝阻断别的河道,使河流集中流入雅丹湖的水增多,水上雅丹规模扩大。
关联五 几种小丘形态比较
类型
图示
迎风、背风侧
外力作用
新月形沙丘
迎风侧坡缓
背风侧坡陡
风力沉积
抛物线形沙丘
迎风测坡陡
背风侧坡缓
风力沉积
雅丹土墩
迎风测坡陡
背风侧坡缓
风力侵蚀
第三部分 知识关联
(湖南 15、16)某河流位于内蒙古鄂尔多斯高原,自南向北流。该地冬春季节风力较大,受风力和降水的交替影响,河道宽窄呈季节性变化。右图示意该河流中游地区。下图为研究区同地点某年L月和M月的河道横断面示意图。据此完成下题。
1、推测L月和M月可能分别是
A. 3月、5月 B. 9月、7月
C. 8月、6月 D. 5月、9月
2、造成M月河道南宽北窄的主要原因是
① 南部以流水侵蚀为主 ② 南部以风力堆积为主
③ 北部以风力侵蚀为主 ④ 北部以流水沉积为主
A.①③ B.①④
C.②③ D.②④
【答案】1、D 2、B
【解析】1、根据图示,L月河道风积物较多,一般是降水较少,风力较大所致。根据我国雨带推移规律,内蒙古8、9月正值雨季或刚过雨季,河道应较少风积物,B、C排除。
M月河流横断面风积物较少,一般是降水多,风力小所致。5月内蒙古还未开始雨季,排除A。D正确。
2、由上题得出,M月为9月,此期间,南部宽应是由于降水较多,流水侵蚀为主导致的,而非风力作用,排除②③;北部较窄,是以流水堆积为主合理,B正确。
(辽宁 18)3、阅读图文材料,完成下列问题。
某河流上游区域年降水量为398.7毫米,降水主要集中在夏秋季节,冬春季节盛行西北风,河漫滩上有沙丘发育,多处沙丘相互连接成链条状(下图)。某科研团队选取部分沙丘进行动态测量,研究沙丘大小变化。下表为 3处沙丘的测量数据。
(1)说出3~9月3处沙丘大小变化的共同特征,并分析原因。(8分)
(2)有人建议在河流两岸进行植被修复,推测修复后沙丘大小变化趋势并说明理由。(8分)
【答案】(1)长度基本是先变长后变短,宽度先变宽后变窄,高度先变高后变低。原因是夏秋季节降水多, 沙丘潮湿,难以被风搬运。冬春季节多大风,风力搬运作用强。
(2)沙丘长度、宽度、高度减小。原因是树木减弱风力,增大地面的摩擦,降低风速,风力搬运作用减弱。
学科网(北京)股份有限公司
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