内容正文:
第三节 喀斯特、海岸和冰川地貌讲义
一、本节学习目标与课标要求
本节对应《普通高中地理课程标准》中“通过野外观察或运用视频、图像,识别 3~4 种地貌,描述其景观的主要特点”的要求。学习重点是把“景观照片”与“形成过程”对应起来,做到看到地貌能说出类型、成因和分布地区。
目标维度
具体要求
知识与技能
说出喀斯特、海岸、冰川三类地貌的概念,识别并描述溶沟、石林、峰林、溶洞、海蚀崖、海蚀柱、海滩、冰斗、角峰、刃脊、U形谷、峡湾等典型景观
过程与方法
能用地貌景观图、模式图分析外力作用的过程;能比较流水溶蚀、波浪侵蚀、冰川刨蚀三类作用的差异
人地协调观
结合喀斯特区石漠化、海岸带开发与保护、冰川退缩等案例,理解人类活动与地貌环境的相互影响
【核心思路】
看地貌先看“外力”:水(含 CO₂)→溶蚀;波浪→侵蚀/搬运/堆积;冰川→刨蚀/搬运/堆积。
地表形态 = 外力作用方式 × 作用时间 × 岩石性质,三者的差异决定了景观的千差万别。
二、知识框架图
三类地貌在外力类型、主导过程、典型景观与主要分布区上的对应关系,可用下表整体把握。
地貌类型
主导外力
主要形成过程
典型景观
主要分布
喀斯特地貌
含 CO₂ 的流水
化学溶蚀为主,伴随机械侵蚀与沉积
溶沟、石芽、石林、峰林、溶斗、溶洞、石钟乳等
石灰岩广泛分布、气候温暖湿润区,如我国西南(桂黔滇)
海岸地貌
波浪、潮汐、沿岸流
侵蚀为主,以及搬运—堆积
海蚀崖、海蚀平台、海蚀穴、海蚀拱桥、海蚀柱、海滩、沙嘴、离岸堤
陆地与海洋接触的沿海地带
冰川地貌
冰川的侵蚀、搬运、堆积
刨蚀与拔蚀、磨蚀,消融后堆积
冰斗、刃脊、角峰、U形谷、峡湾、冰碛丘陵、冰碛湖
两极地区与中低纬度高山地区,如青藏高原周边
三、喀斯特地貌
(一)概念与形成原理
喀斯特地貌又称岩溶地貌,是可溶性岩石(主要是石灰岩、白云岩,还有石膏、岩盐等)在含有二氧化碳的水的溶蚀和伴随的机械作用下,在地表和地下形成的各种地貌。喀斯特一词源于欧洲克罗地亚伊斯特拉半岛的喀斯特高原(Karst),那里是早期研究该类地貌的典型地区,中文也常译作“岩溶”。
1. 岩石条件:要有可溶性岩石(主要是石灰岩、白云岩)。
2. 水的条件:要有富含 CO₂ 的水,且水要能不断流动、更新,溶蚀产物被带走。
3. 气候条件:高温多雨有利于喀斯特地貌的发育(降水多、水的循环强、生物化学作用旺盛)。
喀斯特地貌发育最典型的化学反应是:CaCO₃ + CO₂ + H₂O → Ca²⁺ + 2HCO₃⁻。富含 CO₂ 的水沿岩石裂隙流动,把难溶的碳酸钙转化为可随水流失的碳酸氢钙,岩石被“溶解带走”;当水中 CO₂ 逸出时,反应向左进行,碳酸钙重新沉积,形成钟乳石、石笋、石柱和钙华。
【易错提醒】
喀斯特地貌不只在地上,地下溶洞、暗河、石钟乳同样属于喀斯特地貌,而且地下部分往往更发育。
桂林山水的塑造以化学溶蚀为主,物理冲刷为辅,不能说成“河水冲刷出来的”。
天坑是地下溶洞顶部大规模塌陷形成的,属于喀斯特塌陷地貌,与陨石撞击无关。
(二)地表喀斯特地貌
地表喀斯特地貌是水沿岩石表面和裂隙流动、溶蚀、侵蚀的结果,常见的有溶沟、石芽、石林、峰林、孤峰和溶斗。
图1 地表喀斯特地貌演化过程示意 (据高中地理教学示意图改绘)
各类型的形态特点与形成过程如下:
类型
形态特点
形成过程
溶沟
地表岩石表面被溶蚀形成的石质沟槽
地表水沿岩石表面和裂隙流动,对岩石不断进行溶蚀、侵蚀
石芽
凸出于溶沟之间的石脊
溶沟之间的岩石残留,云南石林就是发育良好的石芽群
石林
高大、密集、直立的石柱群,远望如林
流水沿近乎垂直的岩石节理(裂隙)向下溶蚀、切割岩体,土层被冲刷后石柱群暴露
峰林
高耸林立的石灰岩山峰,山坡陡峭,相对高度可超过100米,远望如林
地表水强烈溶蚀,把山体分割成相互分离的独立山峰
孤峰
孤立的石灰岩山峰
峰林进一步被溶蚀、夷平,残留的孤立山峰,多分布在岩溶平原或岩溶盆地中
溶斗(喀斯特漏斗)
口大底小的圆锥形洼地,平面轮廓为圆形或椭圆形
地表水沿裂隙溶蚀,或地下溶洞顶部塌陷而成;塌陷形成的溶斗即天坑
图2 云南石林——典型的石林景观 (教材配图 · 云南石林喀斯特景观)
云南石林位于云南省昆明市石林彝族自治县,面积约 350 平方千米,是世界上最典型的剑状喀斯特地貌之一,2007 年作为“中国南方喀斯特”的重要组成部分被列入《世界遗产名录》。
图3 广西桂林峰林——漓江两岸的塔状峰林 (教材配图 · 桂林峰林与漓江)
【想一想(教材活动)】
“中国南方喀斯特”主要分布在我国南方的山地、丘陵地区,在西南地区(广西、贵州、重庆、云南等)尤为集中。
地表景观:石林、峰林、峰丛、天生桥、钙化坝、钙化湖等;地下景观:溶洞、地下河、石钟乳、石笋、石柱等。
(三)地下喀斯特地貌
地下水沿石灰岩裂隙流动时,把岩石溶解后随水带走,形成溶洞;溶洞规模较大、相互连通时,便成为地下河(暗河)。溶洞内由于水中 CO₂ 逸出、水分蒸发,碳酸钙重新沉积,形成喀斯特沉积地貌。
类型
发育方向
形态特点
石钟乳
从溶洞顶部向下发育
洞顶渗水中的碳酸钙在重力作用下向下沉积,呈倒锥状悬挂于洞顶
石笋
从溶洞底部向上发育
水滴到洞底后碳酸钙向上堆积,形似竹笋
石柱
洞顶与洞底相向发育后连接
石钟乳与石笋相对生长、相接而成,呈柱状
钙华
与泉水出露有关
富含 Ca(HCO₃)₂ 的地下热水接近或出露地表,因 CO₂ 大量逸出,CaCO₃ 沉积形成,包括钙华坝、钙华湖、边石坝等
图4 溶洞内的石钟乳、石笋与石柱 (教材配图 · 溶洞钟乳石景观)
(四)我国的喀斯特地貌
我国是世界上喀斯特地貌分布最广、类型最全的国家之一。碳酸盐岩出露面积约 90 多万平方千米,主要分布在西南地区,其中广西、贵州和云南东部面积最大。这一地区气候温暖湿润、石灰岩厚度大且分布广,喀斯特地貌发育非常典型。
喀斯特地区的开发与保护要点:
有利方面:石林、峰林、溶洞、钙华等构成独特旅游资源;桂林山水、云南石林、重庆武隆天坑、贵州织金洞等都是著名的岩溶景观。
不利方面:喀斯特地区地下多溶洞、暗河,易发生地面塌陷,对工程建设和建筑选址构成隐患;地表土层薄、肥力低,植被破坏后容易石漠化,生态较为脆弱。
四、海岸地貌
(一)海岸带与海岸地貌的概念
海岸带指陆地与海洋互相接触、互相作用的地带,通常分布在平均海平面上下 10~20 米、宽约数千米至数十千米的范围内。海岸地貌是海岸带在构造运动、海水运动、生物作用和气候因素等共同作用下形成的地表形态,按成因分为海蚀地貌和海积地貌两大类。
海水运动(波浪、潮汐、洋流、沿岸流)是塑造海岸地貌的主要外力。波浪对海岸的侵蚀作用包括:激浪的冲击与掏蚀、岩缝中空气被压缩而产生的压力、波浪挟带碎屑物对岩石的研磨,以及海水对岩石的化学溶蚀。
(二)海蚀地貌
图5 海蚀地貌主要类型及形成过程示意 (据高中地理教学示意图改绘)
海蚀地貌是波浪对基岩海岸侵蚀破坏形成的地貌,主要包括海蚀穴(海蚀洞)、海蚀崖、海蚀平台、海蚀拱桥和海蚀柱。它们的形成是一个连续的演化序列。
类型
形态特点
形成过程
海蚀穴(海蚀洞)
海岸陡崖下部断续分布的槽形凹穴
岸边激浪对基岩的冲蚀与掏蚀,多沿岩石节理或软弱部位发育
海蚀崖
高出海面的陡崖
海蚀穴不断扩大,其上悬空岩石崩塌坠落,形成直立岩壁
海蚀平台
微微向海倾斜的基岩平台
海蚀崖不断崩塌后退,在崖前留下一个不断展宽、向海微倾的平台
海蚀拱桥
两侧相通的拱形孔洞
突出的海岬两侧相向发育的海蚀穴被蚀穿、相互贯通
海蚀柱
孤立于海中或岸边的柱状岩体
海蚀拱桥顶部崩塌,或抗蚀能力强的岩体残留在海蚀平台上
图6 海蚀崖与海蚀柱景观 (教材配图 · 基岩海岸的海蚀地貌)
【演化链条(重点记忆)】
波浪冲击岸坡 → 海蚀穴发育 → 顶部崩塌 → 海蚀崖形成并不断后退;
海蚀崖后退 → 崖前形成海蚀平台;
海岬两侧海蚀穴相向贯通 → 海蚀拱桥 → 拱顶崩塌 → 海蚀柱。
(三)海积地貌
海积地貌是波浪、沿岸流和潮汐搬运的碎屑物质在海岸带堆积形成的地貌。进入海岸带的松散物质(可来自河流输入,也可来自波浪侵蚀、潮滩物质)在波浪、海流和潮汐的推动下运动,并在一定条件下堆积起来。
类型
形态特点
形成过程
海滩
由松散泥沙或砾石堆积而成的平缓岸段,微微倾向大海
波浪携带的物质在岸边沉积;按物质可分为砾质、砂质和淤泥质海滩
沙嘴
一端与陆地相连、尾部伸入海中的垅岗地形
沿岸流携带的泥沙在海岸转折处(如海湾口)堆积延伸
离岸堤(离岸沙坝)
大致与海岸平行的长条形堆积体
波浪掀起的泥沙在破波点附近堆积;顶部露出水面者称岸外沙坝
水下沙坝
完全没于水下的长条形堆积体
位于破波带附近,随波浪条件可向海或向岸迁移
连岛沙坝
连接岛屿与陆地的沙堤
沿岸泥沙在岛屿后方的波影区堆积,使海岛与大陆相连
潟湖
被沙坝、沙嘴隔离的海滨浅水水域
离岸堤与陆地之间封闭或半封闭的水体
图7 海滩——最常见的海岸堆积地貌 (教材配图 · 海滩景观)
图8 沙嘴、离岸堤等海岸堆积地貌示意 (据高中地理教学示意图改绘)
图9 澳大利亚海岸的海蚀柱与基岩海岸 (教材配图 · 澳大利亚海岸地貌)
(四)我国的海岸地貌
我国是海陆兼备的大国,大陆海岸线漫长,海岸地貌类型多样。
岬湾交错、港湾分歧、岛屿星布的地段:常见海滩、离岸堤、沙嘴、水下沙坝等。
滩地宽广、滩坡平缓、多沙洲浅滩的地段:潮间带宽阔,缺乏天然良港,多淤泥质海岸。
生物作用显著的地段:发育珊瑚礁海岸和红树林海岸。
【想一想(教材活动)】
海蚀崖属于海蚀地貌;海滩、沙嘴、离岸堤属于海积地貌。
人工挖沙会破坏水下沙坝,削弱其对海浪的消能作用,加剧海浪对海岸带的侵蚀与破坏,可能引发海岸设施损毁、海水倒灌,并放大风暴潮、海啸等海洋灾害的影响。
五、冰川地貌
(一)冰川的概念与类型
冰川指极地或高山地区多年存在、并沿地面缓慢运动的天然冰体。冰川的形成需要两个条件:一是气温低,使降雪逐年积累而不全部融化;二是积雪经过压实、重结晶转化为冰川冰后,在重力作用下沿地面缓慢运动。冰川有很强的侵蚀力,其作用方式包括拔蚀作用(冻结在冰川底部的岩块被冰川“拔起”带走)和磨蚀作用(冻结在冰川底部的碎石像锉刀一样刻蚀基岩)。
类型
分布
特点
大陆冰川(冰盖)
南极洲、格陵兰岛
面积大、冰层厚,不受地形限制,呈盾状或透镜状向四周流动
山岳冰川
中低纬度高海拔地区
发育在高山上,受地形限制呈线状分布,规模较小、冰层较薄
我国的现代冰川均属山岳冰川,主要分布于青藏高原及周边的高山地区,北起阿尔泰山、天山、帕米尔高原,南至横断山区。
(二)冰川侵蚀地貌
图10 冰斗、刃脊、角峰与 U 形谷的形成过程示意 (据高中地理教学示意图改绘)
冰川地貌是冰川作用(侵蚀、搬运和堆积)导致地表形态变化所形成的地貌。冰川作用以侵蚀为主、搬运和堆积为伴,在山地上部以侵蚀为主,在冰川末端和消退处以堆积为主。
类型
形态特点
形成过程
冰斗
围椅状的半圆形凹地,三面岩壁陡峭,底部较平缓,朝向坡下有一开口
雪线附近的积雪洼地,经冻融风化、冰雪刨蚀和拔蚀不断扩大、加深
刃脊
刀刃状或鱼鳍状的尖锐山脊
山岭两侧(或相邻冰斗)的冰斗、冰窖不断扩大,冰斗壁后退、交汇
角峰
金字塔形的尖峰,孤立而尖锐
三个以上冰斗(或冰川谷壁)后壁交汇、刨蚀而成,如珠穆朗玛峰
冰川槽谷(U形谷)
两壁陡立、谷底开阔,横剖面呈 U 字形
冰川流动时对谷底和谷壁进行刨蚀、拓宽,把原来的 V 形谷改造成 U 形谷
峡湾
海水伸入内陆的狭长海湾,两岸陡峻、水深很大
高纬度地区冰川伸入海洋,侵蚀出很深很宽的 U 形谷,冰退后海水侵入
冰蚀湖
冰川刨蚀形成的洼地积水成湖
冰川刨蚀作用形成洼地,积水成湖,如北美五大湖、芬兰的众多湖泊
图11 冰川侵蚀地貌:冰斗、刃脊、角峰与 U 形谷 (教材配图 · 冰川侵蚀地貌实拍)
【想一想(教材活动)】
阿尔卑斯山角峰的形成过程:山地顶部积雪在多个冰斗(冰川谷壁)交汇处汇聚,经长期冻融风化与冰川刨蚀、拔蚀,各方向冰斗不断扩大并交汇,把山体雕琢成金字塔形的尖峰。
冰川作用在不同地形部位形成的地貌并不相同:高山上部以侵蚀为主,形成冰斗、刃脊、角峰;山麓与冰川末端以堆积为主,形成冰碛丘陵、冰碛湖等。
(三)冰川堆积地貌
冰川消融时,所携带的岩石碎屑(统称冰碛物)发生沉积。冰碛物的特点是颗粒大小混杂、分选性差、磨圆度差,砾石上常可见冰川擦痕。
类型
形态特点
形成过程
冰碛丘陵
低矮、坡缓、波状起伏的丘陵
冰川消融时,所携带的物质沉落在底碛之上堆积而成
终碛垄(终碛堤)
横亘于谷地的长条状垄岗
冰川后退时在末端停顿处堆积而成;多次停顿可形成多条终碛垄
侧碛垄
沿冰川谷两侧分布的垄岗
冰川两侧岩屑在消融时堆积而成
冰碛湖
冰碛物阻塞河床或洼地积水成湖
如日内瓦湖,属冰碛湖的典型
冰碛平原
辽阔平坦的平原
大陆冰川长期挖蚀、磨蚀并堆积冰碛物形成,如欧洲波德平原、东欧平原
(四)冰川地貌的分布与意义
现代冰川地貌主要分布在两极地区和中低纬度的高山地区。古冰川地貌(如第四纪冰期留下的冰碛物、U 形谷、冰斗、冰碛湖)分布范围更广,是研究环境演变的重要依据。
图12 冰川槽谷(U 形谷) (教材配图 · 冰川侵蚀形成的 U 形谷)
图13 挪威峡湾——冰川侵蚀后被海水侵入的 U 形谷 (教材配图 · 挪威峡湾景观)
【典型地区】
峡湾:挪威西海岸最典型,南美洲智利南部、新西兰南岛、加拿大东部等也有分布。
冰蚀湖与冰碛湖:北美五大湖、芬兰“千湖之国”、瑞士日内瓦湖。
U 形谷:我国横断山区、青藏高原边缘及天山、阿尔泰山等现代或古冰川发育区。
六、三类地貌综合对比与易错辨析
(一)形成作用的对比
对比项
喀斯特地貌
海岸地貌
冰川地貌
主导外力
含 CO₂ 的流水
波浪、潮汐、沿岸流
冰川(侵蚀、搬运、堆积)
主要过程
化学溶蚀为主,伴随机械侵蚀与沉积
侵蚀 + 搬运—堆积
刨蚀(拔蚀、磨蚀)+ 搬运 + 堆积
典型景观
石林、峰林、溶洞、钟乳石、钙华
海蚀崖、海蚀柱、海滩、沙嘴、离岸堤
冰斗、刃脊、角峰、U形谷、峡湾、冰碛丘陵
分布地区
石灰岩广布的温暖湿润区(我国西南)
海陆交界的沿海地带
两极与中低纬高山(我国青藏高原周边)
人地关系
旅游、塌陷隐患、石漠化
港口、围垦、海岸侵蚀与防护
水资源、气候指示、旅游
(二)易错辨析
“有石柱就是喀斯特”。错。海蚀柱也是孤立的石柱,但由波浪侵蚀形成;判断关键看成因与出露环境。
“U 形谷只由冰川形成”。河曲截弯取直等过程也可形成槽形谷地,但典型的、谷壁陡立、谷底开阔的 U 形谷是冰川刨蚀的标志性产物;判断要结合区域(高纬度或高山)与伴生地貌(角峰、刃脊、冰斗)。
“天坑是陨石砸出来的”。错,天坑是喀斯特塌陷地貌,由地下溶洞顶部大规模坍塌形成。
“海滩是海水把泥沙从海底挖上来的”。海滩的物质既可来自波浪侵蚀岸坡,也可来自河流远距离搬运入海的细粒泥沙;沙质海滩的沉积物通常较细。
“冰川只会侵蚀,不会堆积”。冰川既侵蚀又搬运、堆积;冰碛物的分选差、磨圆差、常带擦痕是其识别特征。
“角峰就是尖的山峰”。角峰特指多个冰斗或冰川谷壁交汇、经冰川刨蚀形成的金字塔形尖峰,成因限定为冰川作用。
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