第4章4.6风的地质作用(civil)

4.5风的地质作用及风积物风的地质作用特点多发生于植被稀少、地表物质疏松、蒸发量远大于降雨量的干旱地区。风的地质作用是一种纯机械性作用，即侵蚀、搬运、沉积均以机械方式进行。风是气体介质，多无固定的流动路线，风速和风向变化大等。吹动地表的尘土，或在地面附近移动(较大的颗粒)；或升向高空(微小的颗粒)，带向远方。在荒漠地区，风的作用尤其强烈。在地表植被保护不好的干旱地区，风也会直接作用地表岩土。风的搬运距离可以很远，从大陆到海滨及大洋。风蚀作用（aeolianerosion)：风以其自身力量和所挟带的沙石对地表岩石、松散物的破坏作用。风蚀作用的类型吹蚀作用（deflation)：风将地表松散物质吹离原地的过程。对象主要为粘土—粉沙级的松散物质。磨蚀作用(abrasion)：风携带的沙粒对地表岩石的冲击、磨擦使其破坏的作用。因风的含沙量具明显的垂直分带性，绝大部分沙粒集中在距地面30cm范围内，尤其是10cm以下范围，故风的磨蚀作用主要发生在30cm的高度内。如电线杆近地表处变细等。

风的地质作用荒漠

气候干旱、地面缺乏植物覆盖，组成物质粗瘠的自然带，称为荒漠。干旱荒漠面积约占全球陆地总面积的1/4左右，主要分布在两个地区，一是南北纬15-35度之间的亚热带，二是温带的内陆地区。根据荒漠地貌特征和地表物质组成，可将荒漠分成岩漠、砾漠、沙漠和泥漠四种类型。

全球荒漠分布砾漠荒漠大气与岩石相互作用与沙尘暴

沙尘暴是大气圈与岩石圈相互作用的产物。第一，沙尘暴的形成需要地面干燥，并且地面上要有比较丰富的碎屑物质。要达到这一要求，一方面除气候必须比较干燥外，另一方面岩石圈表面要比较破碎或分布有较多的松散沉积物。岩石的破碎状况取决于岩石的组成、结构、构造和岩石风化的条件与程度。沙尘暴多形成于干旱、半干旱地区，中亚、北美、中非和澳大利亚是世界上四大沙尘暴区。沙尘暴与人类

沙尘暴给人类的生活和生产带来了严重的影响。当沙尘暴来临，能见度大幅度降低，交通事故增加，使本来就很拥挤的城市交通雪上加霜；沙尘暴还会毁坏房屋、作物，掩埋公路、铁路、农田和池塘，使水库寿命缩短，甚至还会伤及生命；沙尘暴对精密机械、精密化工、精密仪器具有破坏性的影响；沙尘暴还会使空气质量变差，影响人体健康。人类活动的影响，对于沙尘暴的发生也有一定的作用。比如，人类不合理的开垦和过度的放牧，导致了一些地区尤其是干旱、半干旱地区的沙化，为沙尘暴的发生提供了条件。人与自然如此“和谐”北京的风沙(2000年4月6日)沙尘暴砾漠（戈壁）沙漠岩漠黄土风吹蚀地面时，使大量粉砂和黏土离开地面。在紊流上举力的作用下，悬浮空中，被风带出沙漠区，随着风力的减弱徐徐沉降下来，形成风成黄土。风成黄土沉积基本不受地形影响，山顶、山坡、沟谷中都可发生沉积，降落面广大。风成黄土的特征：①各地风成黄土的矿物组成基本一致，不受下伏基岩影响，黄土中的矿物碎屑成分有50余种，石英和长石占90%以上；②分选性良好，大部分颗粒粒度局限在0.05～0.005mm的范围内；③由于黄土颗粒细，又呈悬移搬运，故其磨圆度差；④黄土层理不明显，发育垂直节理；⑤孔隙度高达44%～55%；⑥常含钙质结核。

风沙地貌干旱荒漠区的地表，由于组成物质不同，可以划分出不同的类型。由裸露岩石、砾石、砂、或者泥岩（粘土）组成的荒漠，依次叫做岩漠、砾漠、沙漠或泥漠。由风积作用形成的地貌叫做风积地貌。风积地貌包括沙波纹、沙堆、新月形沙丘、抛物线沙丘、金字塔形沙丘、纵向沙垄、沙丘链等。风蚀与风积地貌是干旱区的突出特征。风蚀地貌风蚀作用由于风的运动压力作用，将地表的松散沉积物或基岩上的风化产物（沙丘）吹走，使地面遭到破坏的作用。可分吹蚀作用和磨蚀作用。风蚀地貌形态（一）石窝石窝是在陡峭的迎风岩壁上，经风蚀形成许多圆形或不规则椭圆形的小洞穴和凹坑。风蚀地貌（二）风蚀蘑菇和风蚀柱1、风蚀蘑菇主要由于风沙流对岩石磨蚀受到高度的限制。距离地面一定高度以上的气流沙量少，磨蚀小；而近地面部分沙量多，磨蚀作用强。长期成蘑菇状。特别是水平成层、软硬不同的岩石，当下部的岩性较上部易于风化，易于变得疏松时，蘑菇石更易形成。风蚀地貌2、风蚀柱垂直裂隙发育的岩石，在风长期吹蚀后形成的孤立的柱状岩石。

（三）风蚀谷和风蚀残丘1、风蚀谷干旱荒漠地区，因暴雨洪流的冲刷形成冲沟，在长期风蚀作用的改造下逐渐加深扩大成谷，沿主风向延伸。

2、风蚀残丘基岩组成的地面经风化作用和暂时水流的冲刷，以及长期的风蚀作用后，残留下的孤立小丘。风城：基岩岩性软硬相间且水平成层，垂直节理不均的干旱地区经长期流水侵蚀和强劲的风蚀作用形成平顶层状或尖塔状小丘，远看像古城堡的断壁残垣。（四）风蚀雅丹（风蚀垄槽）泛指发育在古代河湖相的土状堆积物中，方向与主风向一致的风蚀土墩和风蚀凹地（沟槽）的地貌组合。风蚀雅丹群（河西走廊）（五）风蚀洼地松散物质组成的地面，经风长期吹蚀形成大小不同的以椭圆形为主的，沿主风向伸展的洼地称风蚀洼地。单纯由风蚀作用造成的洼地多为小而浅的蝶形洼地，若有水，则形成湖泊。风积地貌风积作用风沙流运动过程中，当风速变弱或遇到障碍物（如植物或地表微小的起伏），以及地面结构或下垫面性质改变（如由坚硬细石床面变为松散的沙粒地面）时，沙粒从气流中下落堆积的作用。风积地貌风积地貌形态沙漠里最基本的风积地貌是沙丘，按其与塑造沙丘形态的风之间的相互关系可分：垂直于风向的横向沙丘形态——新月形沙丘、沙丘链和复合型沙丘链等；平行于风向的纵向沙丘形态——新月形沙垄、沙垄和复合型沙垄等；多方向风作用下的沙丘形态——金字塔沙丘等。柴达木盆地中的青藏公路沙堆

风积地貌风积地貌（一）横向沙丘

在沙源充足的地区，密集的新月形沙丘相互连接，形成与风向垂直分布的新月形沙丘链。新月形沙丘和新月形沙丘链还会不断增高和扩大，并在迎风坡上发育许多次一级的小新月形沙丘和沙丘链，形成复合新月形沙丘和复合型沙丘链。

新月形沙丘是一种最简单的横向沙丘形态，它是在风向较固定的风力作用下形成，形似新月，两翼顺主风向延伸，迎风坡凸且缓，背风坡位于两翼间，凹而陡。新月形沙丘新月形沙丘新月形沙丘的形成示意图（杨景春，1985）

A.沙堆使近地面风速发生变化B.迎风坡受到风沙的冲击，并因上面风速增大而产生上举分力，背风坡产生涡流C.沙丘增高的同时，背风坡马蹄形洼地也增大D.形成典型的新月形沙丘

新月形沙丘链新月形沙丘链（二）纵向沙丘

在单向风或几个近似风向作用下形成向主风向延伸的垄状堆积地貌，在亚热带信风沙漠中分布最普遍。有些规模巨大沙垄上发育复合纵向沙垄。鸣沙山金字塔形沙丘（三）多风向沙丘多风向且风力相差不大的情况下可发育金字塔形、星形等形状的沙丘。多风向沙丘一般作零星的单个分布，但也有多个组成的不规则垄岗。风成沙山风蚀残丘1．风成沙粒度特征风成沙的粒度成分主要集中在0.25-0.1mm的细沙部分，粉沙、粘土的成分一般不超过10%。在粒度频率曲线上，风成沙通常成峰态。风成沙的概率曲线为精三段或多段式：地面滚动组分<2Ф(>0.25mm)，跃移组分为2-3Ф（0.25-0.125mm），悬移组分>3Ф。滚动和跃移组分占90%以上，悬移组分<10%。2．风成沙的形态特征风成沙的磨圆度一般较高，特别是大于0.5mm的沙粒，但很少有滚圆的颗粒，这与沙粒以跳跃为主的搬运方式有关。风成沙在搬运中由于连续的高能冲击，沙粒表面常呈毛玻璃状，无光泽，并常有不规则的麻坑、碟形坑、裂纹及跎蛇曲脊等。3．风成沙的矿物特征风成沙的矿物成分90%以上是石英和长石等轻矿物组成，密度大于2.9的矿物含量很少。由于风力搬运过程中的强烈冲击与磨蚀作有，致使风成沙中的稳定矿物（如石英、石榴子石、锆石、蓝晶石、磁铁矿）含量高。4．风成沙的化学成分由于风力搬运使风成沙的矿物成分变化，