地球科学课件：风沙与黄土

第风沙与黄土第一节概述风沙与黄土学是以沙漠、沙质荒漠和黄土为对象，研究其形成、发展、自然特征和治理的科学。飓风、龙卷风、台风虽然强大，但只影响局部地方，且伴随的降雨导致泥沙被固定或搬运至河流。风沙和黄土搬运和堆积与河流不同之处还有：①风沙介质密度小于河流，②风沙不限制在谷地中流动，成片分布③潮湿地区不发育风沙，④河流是长期的，风沙来去都很快。Typhoon风---热带气旋Typhoon风---华南地区台风路径TyphoonTyphoon华南沿岸台风频繁Hurricane飓风HurricaneKatrina

北美的飓风HurricaneKatrina

北美的飓风HurricaneKatrina

飓风灾难tornado龙卷风tornado龙卷风tornado龙卷风tornado龙卷风造成的灾害2005摄于新疆且末何种风导致沙漠形成？2005摄于新疆且末沙漠面积巨大

风沙作用2005摄于新疆沙漠2005摄于新疆沙漠沙漠中的胡杨树2005摄于新疆沙漠公路2005摄于新疆沙漠公路沙漠公路防风设施EaroftheWindandSmallSandDuneMonumentValley风力侵蚀作用风力侵蚀作用第二节风沙一、风的剥蚀作用和风蚀地貌1.风蚀作用方式（1）吹扬（吹蚀）风将地表砂粒和尘土扬起的作用。（2）磨蚀（与河流作用相似）风力扬起的碎屑物对地表的冲击和摩擦以及碎屑颗粒之间的冲击和摩擦。磨蚀作用的结果：①砂粒圆度增加；②表面毛化。Deflation风力磨蚀作用Deflation风力磨蚀作用风棱石（ventifact）风棱石（ventifact）2.风蚀地貌风蚀蘑菇孤立突起的岩石，或水平层理和裂隙发育的岩石，尤其是下部岩性软于上部的岩石，受到长期的风蚀作用后，易形成顶部大、基部小的形似蘑菇的地貌岩性不均一底部粗砂磨蚀作用风蚀壁龛（蜂窝石）（tafoni）风蚀壁龛（蜂窝石）（tafoni）

雅丹地貌

基岩由风蚀土墩和风蚀沟槽形态组成。高起的风蚀土墩作长条形，排列方向与主风向平行。暂时性流水的冲蚀和湖水的侵蚀，也是雅丹地貌形成的重要原因之一。以罗布泊西北楼兰附近最典型风蚀垄槽：风蚀城堡（风城）风蚀谷和风蚀洼地（沙漠中的绿洲）风蚀洼地（沙漠中的绿洲）二、风的搬运作用悬移（<0.05mm，<10%）（suspension）由于地表风速急剧减少，故表层粘土等不容易进入空气，进入空气的却又很难发生沉降，以至于在空气中悬浮数年之久。2.跃移（0.2~0.5mm，70～80%）（saltation）跃移的泥沙可以使六倍于本身直径的泥沙运动，但小的移动更快，使得粗沙留在后面。3.推移（蠕移）（>0.5mm，20%）（creep）跃移和推移的物质占90%，富集与地表30cm以下。Suspension,saltationandcreepofwind.30cm风的搬运作用集中在近地表的30cm以内草方格固沙草方格固沙，公路维护草方格固沙Exercise2It'safactthatindesertsareas,verticaltombstonesarelikelytobemoreweatheredneartheirbottomsthanneartheirtops.Fromyourstudyofdesertsyoucaninferthatthisisdueto______.a. saltation（跃移）b. runningwaterc. groundwaterd. Ventifacts（风凌石）Exercise3Whichofthefollowingplaysamuchlargerpartinwindtransportthanitdoesinstreamtransport:Solution（溶解）.Suspension(悬移).Saltation（跃移）.Rolling（滚动）.Exercise5Desertwindsoftenhold______assuspendedload.a. hotanddryairb. sandc. graveld. siltorclay三、风的沉积作用及风积地貌1.风积物的特点粒度：（1）分选良好，粒度主要集中在0.25-0.1mm的细沙部分（2）粘土含量一般不超过10%（3）磨圆度一般较好，但少有磨圆度很高的颗粒。矿物：（4）以石英为主，含较多的铁、锰质和其他不稳定矿物；（6）颗粒表面有许多凹坑，石英颗粒呈毛玻璃状。风积物具有规模较大的层理①近水平层理，近水平层理常发育在沙丘顶部。②斜层理，沙丘在移动过程中背风坡不断发生重力坍塌堆积而成的倾斜纹层。该层理的倾角较大，多在25

-34

之间，层理面常为弧形，单个纹层的厚度一般为2-5cm。③交错层理，风沙在沉积过程中，如果两个相反方向的风交替作用时，迎风坡和落沙坡的层理也交替出现，形成微微上凸的楔状交错层理。交错层理2.堆积方式（1）沉降堆积（风速减弱）；（2）遇阻堆积；（3）下垫面的性质改变（例如坚硬转为软弱）。尘暴或降尘沉降堆积遇阻堆积粒径小于0.05mm的沙粒悬浮在较高的大气层中，遇到冷湿气团时，沙粒和尘土会凝结随雨滴大量沉降苏丹的哈布风暴（沙尘暴）沙尘暴席卷沙特阿拉伯1961~2000年40年平均的春季沙尘暴日数的全国分布

3.风积地貌（1）沙堆（灌丛沙丘）（2）沙波纹（3）新月型沙丘（4）抛物线沙丘（5）新月型沙垄（6）星状沙丘（金字塔沙丘和角锥沙丘）沙波纹(微地貌)2005摄于新疆且末新月形沙丘的迎风坡凸出而平缓，坡度5-20度，背风坡凹而陡，坡度28—34度新月形沙丘BarchanDunes（新月型沙丘）-新月形沙丘的迎风坡凸出而平缓，坡度5-20，背风坡凹而陡，坡度28—34（相当于沙粒的最大休止角。这种沙丘的高度不大，一般很少超过15m，常成群分布BarchanDunes（新月型沙丘）BarchanDunes（新月型沙丘）新月型沙丘横向沙丘新月型沙垄纵向沙丘抛物线沙丘星状沙丘（金字塔沙丘和角锥沙丘）Transversedunes（横向沙丘）ParabolicDunes（抛物线沙丘）沙丘两翼指向来风方向，迎风坡乎缓而凹进，背风坡陡急呈弧形凸出，平面上貌似抛物线，称抛物线沙丘。抛物线沙丘的形成与植物有很大关系。在水分条件较好的地面，沙丘两侧的边缘植物一般生长良好，从而阻碍了沙丘的移动LinearDunes（线性沙丘，纵向沙丘）-arelongstraightdunesthatforminareaswithalimitedsandsupplyandconvergingwinddirections.LinearDunes（线性沙丘）StarDunes-星状沙丘是在多风向，而且风力相差不大的情况下发育起来的。金字塔沙丘一般以个体分布，但也有相连而组成垄岗.StarDunes（星状沙丘）StarDunes（星状沙丘）StarDunes（星状沙丘）沙丘的卫星照片四、荒漠类型岩漠（rockdesert）砾漠（戈壁）（graveldesert）（Gobi）沙漠（desert）泥漠（takyr,takir）岩漠（rockdesert）岩漠（rockdesert）2005年摄于新疆准格尔盆地岩漠（rockdesert）2005年摄于新疆塔里木盆地岩漠（rockdesert）砾漠（graveldesert）砾漠（graveldesert）沙漠（desert）泥漠（takyr）五、世界沙漠的分布全球降雨量分布

世界荒漠集中在环球南北两个副热带（25-30度）高压沉降带，占陆地总面积的1/5.如图Exercise6Dunesthataccumulateinlongridgesandalignperpendicularto（垂直于）theprevailingwindsarecalleda. transversedunes（横向沙丘）.b. barchandunes（新月形沙丘）.c. parabolicdunes（抛物线沙丘）.d. longitudinaldunes（纵向沙丘）.第三节黄土一、黄土的概念1.黄土定义：第四纪时期形成的，以粉沙为主，富含碳酸钙和孔隙，质地均匀，无层理的土状沉积物.黄土的分布（1）南北半球的中纬度地带，呈断续的带状分布,35~45°（2）黄土主要分布在两种地区：（a）古冰盖的外缘（冷黄土）；（b）荒漠或半荒漠的边缘（暖黄土）均为风力搬运的产物。（3）分布面积占陆地面积的10%。黄土的研究意义（1）与人类关系密切，工农业高度发展和人口密集地区；（2）孕育了古代灿烂的文明。例如蓝田人、大荔人、丁村人、河套人等；（3）丰富的古气候信息二、黄土特征黄土的化学成分:以SiO2约占60-72%，其次是Al203、CaO，再次为Fe2O3、MgO、K2O、N2O、FeO、TiO2和MnO等

颗粒成分以粉沙为主（粒径0.05-0.005mm）40％粘土含量一般在20％左右。埋藏古土壤黄土地层中常可见到褐色条带（个别是灰黑色的），第四纪黄土堆积中多达30多层。据研究是地质时期埋藏的古土壤。三、黄土的分布中国黄土大致沿昆仑山、秦岭以北、阿尔泰山、阿拉善和大兴安岭一线以南分布，构成北西西一南东东走向的黄土带。美国的黄土分布区黄土的厚度

黄土的厚度各地不一。我国黄土最厚的达180~200m，分布在陕西省径河与洛河流域的中下游地区其他地区从十几米到几十米不等。四、黄土地貌（1）黄土塬（loesstableland）是黄土高原受沟谷流水切割后，保存下来的大型平坦地面（2）黄土墚（loessridge）是平行沟谷的长条状高地（3）黄土峁（loesshill）是顶部浑圆、斜坡较陡的黄土丘。整个峁的外形极似馒头状山西太原附近的黄土塬黄土塬黄土塬黄土墚黄土峁黄土峁陕西佳县黄土刘东生院士刘东生等早在1957年研究山西、陕西黄土地层期间，将黄土分为新黄土和老黄土。1962年又根据黄土与古土壤在垂向上的变化和组合，将黄土由下至上分为（1）午城黄土（2）离石黄土（3）马兰黄土第四纪黄土—古土壤目前已细分出33对地层古土壤层S0—S32黄土层L1—L33S0为全新世古土壤,L1为马兰黄土,S1—L15为离石黄土S15—L33为午城黄土。黄土—古土壤马兰黄土离石黄土午城黄土Exercise7Loessisa. glaciallytransportedsoil.b. anextremelyinfertilesoil.c. soilthathasbeentransportedbywindfromglacialdepositsanddeserts.d. extremelyweakandthereforecavesineasily.Exercise8Thesedimentknownasloessis