外動力地質(zhì)作用課件

1、外動力地質(zhì)作用黃定華中國地質(zhì)大學（武漢） 地球生物學系外動力地質(zhì)作用的主要任務就是削高補低，重塑地表形態(tài)并產(chǎn)生相應的地質(zhì)產(chǎn)物沉積物學習要點何謂外動力地質(zhì)作用？外動力作用指以太陽能為主、重力參與所驅(qū)動的地球過程。在形式上分別表現(xiàn)為風的作用、海洋與湖泊作用、河流與地下水作用、冰川與重力作用；在過程上則依次表現(xiàn)為風化作用，剝蝕作用，搬運作用和沉積作用。 外動力地質(zhì)作用類型按地質(zhì)營力分：地面流水地質(zhì)作用、海洋地質(zhì)作用、地下水地質(zhì)作用、風的地質(zhì)作用、湖泊地質(zhì)作用、冰川地質(zhì)作用、生物地質(zhì)作用等。按作用程序分：風化作用、剝蝕作用、搬運作用、沉積作用。成巖作用是介于內(nèi)、外作用之間的一個特殊階段風 化 作 用

2、風化作用是指在地表條件下，由于太陽，大氣，水，生物等的作用，使巖石在原地遭受破壞的地質(zhì)作用。根本原因：巖石在新的環(huán)境下調(diào)整達到新的平衡狀態(tài)。風化作用是所有外動力地質(zhì)作用得以發(fā)生的序幕。 風的地質(zhì)作用風化作用1.物理風化作用定義：巖石和礦物主要受溫度變化等因素影響，在原地發(fā)生機械破碎而無明顯化學改變的過程。物理風化的主要方式1. 溫差風化：巖石表層溫度的周期性變化使巖石崩解，多在溫差大的干旱和半干旱地區(qū)發(fā)生。2. 冰劈作用：巖石裂隙中的水結(jié)冰后體積膨脹,溶化后體積變小，再加入水，然后再次膨脹,長期反復作用引起巖石破裂。主要發(fā)生有高緯度及高山區(qū)。3. 鹽類的結(jié)晶與潮解作用：與冰劈類似。鹽類結(jié)晶使體

3、積增大，多發(fā)生在干旱及半干旱地區(qū)。物理風化作用的產(chǎn)物定義：生物在生命活動中引起巖石的分解和破壞作用。3. 生物風化作用 生物機械風化作用:根劈作用；人類活動。2. 生物化學風化作用:生物的分泌物和死亡后遺體腐爛分解產(chǎn)物對巖石和礦物的破壞作用?；瘜W風化的主要方式1）巖石成分對風化作用的影響：元素的遷移能力：某些元素易于從礦物中析出。如K、Ca、Na、Mg等，有些不易析出，如Al、Fe、Ti及SiO2等。礦物的抗風化能力：淺色或無色礦物抗風化能力大于深色礦物；表層形成的礦物比地下深處高溫高壓環(huán)境中形成的礦物耐風化；巖漿巖礦物中抗風化能力與結(jié)晶順序相反。4. 影響風化作用的因素花崗閃長巖中閃長巖包體

4、差異風化現(xiàn)象差異風化現(xiàn)象：在相同風化條件下由于巖性的不同導致風化速度不同，使巖石表面出現(xiàn)凸凹不平的現(xiàn)象2）巖石結(jié)構(gòu)、裂隙度的影響： 巖石中礦物顆粒大小、孔隙度、裂隙度等均會對巖石的風化產(chǎn)生影響。通常顆粒大者易風化，裂隙發(fā)育者易風化。 球形風化現(xiàn)象：巖石中因發(fā)育多組裂隙，在風化作用下趨于球形化的現(xiàn)象。常見于較細、均質(zhì)巖石中，如粉砂巖、凝灰?guī)r、火山熔巖中。細砂巖、中淺層侵入巖等巖性均一的巖石最易發(fā)生3）氣候的影響：炎熱潮濕區(qū)化學生物風化作用十分強烈，干旱、半干旱區(qū)以溫差風化為主，寒冷冰凍區(qū)以冰劈作用為主。氣候?qū)︼L化作用的程度、類型和深度影響也是顯著的4）地形條件：地形高低造成氣候垂直分帶；陽坡比陰

5、坡風化作用強風化殼：由殘積物和土壤在陸地上構(gòu)成的，厚薄不均的不連續(xù)薄殼。古風化殼：地質(zhì)時期形成、已經(jīng)成巖但仍保留相應特征的風化殼風化殼的垂直分帶結(jié)構(gòu)：土壤層、殘積層、半風化層5 風化殼的組成與結(jié)構(gòu) 風化殼的垂向結(jié)構(gòu)土壤層：經(jīng)過生物風化作用的改造而富含腐殖質(zhì)的殘積物。殘積層：經(jīng)長期物理和化學風化作用后殘留在原地的風化產(chǎn)物。半風化層：遭受初步風化作用影響、巖石的結(jié)構(gòu)、構(gòu)造和成分尚未發(fā)生徹底變化的巖石部分現(xiàn)代風化殼剖面土壤層殘積層半風化層腐殖質(zhì)是一種復雜化合物的混合物，通常呈黑色或棕色，性質(zhì)為膠體狀。它具有比土壤無機組成中粘粒更強的吸持水分和養(yǎng)分離子的能力，因此，少量的腐殖質(zhì)就能顯著提高土壤的肥力。

6、 風 化 作用的元素序列與發(fā)展階段昆侖山頂風化殼古風化殼現(xiàn)代風化殼 風 化 殼 與 土 壤腐殖質(zhì)層（O）淋 溶 層 （A）淀積層 （B）半風化層（C）O、A、B層合稱為土體，是成土作用最為活躍的層次和真正意義上的土壤層。風的地質(zhì)作用風是空氣的水平運動。它起源于太陽對大氣的幅射，形成于不同的緯度分帶和地理分區(qū)。風是導致沙漠化，風成黃土與風災的直接原因之一。大氣系統(tǒng)是一個受到多種不確定因素影響的復雜系統(tǒng)；因此氣候變化的長期行為是不可預測的。多發(fā)生于植被稀少、地表物質(zhì)疏松、蒸發(fā)量遠大于降雨量的干旱地區(qū)。是一種純機械性作用，即風的侵蝕、搬運、沉積均以機械方式進行。 風是氣體介質(zhì)，多無固定的流動路線；風

7、速和風向變化大。 1 風的地質(zhì)作用特點在海洋與陸地交界的部位，會產(chǎn)生一種特殊的“海陸風”。主要成因是源于海洋與陸地的熱容不同，導致了相互間溫度的不同步變化，從而產(chǎn)生了晝夜風向不同的海陸風。海陸風的形成與運動1.大氣的結(jié)構(gòu) 大氣圈在垂直和水平兩個方向上分別存在著非均一現(xiàn)象，據(jù)此可以對大氣進行垂向和水平劃分。對流層是大氣圈的最下一層，平均厚度為10km左右，厚度不到大氣圈的1，但集中了大氣質(zhì)量的34，大氣水汽的90。主要天氣現(xiàn)象如云、霧、雨、雪、雹都形成在此層內(nèi)。風的地質(zhì)作用也因此而起。2.大氣的運動 大氣的運動既有垂直方向，也有水平方向的。前者可形成大氣環(huán)流，后者則形成氣旋和風。 大氣的運動是在

8、氣壓梯度的驅(qū)動下發(fā)生和維持的。 大氣每時每刻都在不停地運動著，其運行是極其復雜和多變的。大氣環(huán)流就是大氣運動的基本形式之一，可以按運動方向分為水平環(huán)流和垂向環(huán)流，按地理方向分為經(jīng)圈環(huán)流和緯圈環(huán)流。大氣環(huán)流平均經(jīng)圈環(huán)流平均緯圈環(huán)流 太陽輻射造成高低緯之間的溫度差異，形成低緯低壓和高緯高壓的局面，進而產(chǎn)生了高低緯之間的氣壓梯度。在氣壓梯度的控制下，赤道附近空氣受熱膨脹上升，高空空氣流向兩極；在極地空氣冷卻下沉，向低緯地區(qū)流動，于是形成南北方向高低緯之間的大氣環(huán)流圈。大氣環(huán)流的實質(zhì)熱對流赤道極軸南北方向的經(jīng)圈環(huán)流隨季節(jié)移動，北半球冬季南移，夏季北移。南半球反之。東西方向的水平環(huán)流隨冬夏太陽位置的南北

9、移動，規(guī)模和位置也南北移動。且中、高緯地區(qū)風力冬強夏弱；在030的低緯地區(qū)則夏強冬弱。加上地形的影響，大氣環(huán)流的規(guī)模和形態(tài)變得更為復雜。00S300S600N300N600厄爾尼諾與拉尼娜 厄爾尼諾(El Nino)是一種異常性災害天氣現(xiàn)象。泛指某些年份圣誕節(jié)前后，南美秘魯和厄瓜多爾附近出現(xiàn)的尺度為幾千km的赤道東太平洋上海面溫度的異常增溫現(xiàn)象。厄爾尼諾現(xiàn)象之后往往出現(xiàn)赤道東太平洋上溫度異常變冷現(xiàn)象，稱為拉尼娜（La Nina ）現(xiàn)象。 厄爾尼諾-拉尼娜與東南信風的關(guān)系赤道洋面正常高程太平洋東海岸太平洋西海岸東南信風強東南信風：赤道東太平洋上洋面低溫洋流向西移動，太平洋西海岸出現(xiàn)高出平均海平面

10、的冷水涌流現(xiàn)象；弱東南信風：赤道東太平洋上逆流增強，西太平洋深層暖水洋流向東移動。 東南信風減弱并轉(zhuǎn)變?yōu)槲黠L赤道太平洋東岸的冷海水上翻現(xiàn)象消失，赤道逆流（自西向東水流）增強更多的暖海水輸送到東太平洋，海水溫度高于多年平均值厄爾尼諾出現(xiàn)。東太平洋洋面溫度升高，暖洋流代替冷洋流，則氣層由原來穩(wěn)定變?yōu)椴环€(wěn)定，原來的沃克環(huán)流中的下沉氣流消弱或消失，從而出現(xiàn)對流天氣，氣候由原來干燥少雨變?yōu)槎嘤辏⑶页霈F(xiàn)洪澇災害,就是拉尼娜現(xiàn)象。厄爾尼諾-拉尼娜的形成過程吹蝕作用：風將地表松散物質(zhì)吹離原地的過程。 對象主要為粘土 粉沙級的松散物質(zhì)。磨蝕作用：風攜帶的沙粒對地表巖石的沖擊、磨擦使其破壞的作用。 風的含沙量具

11、明顯的垂直分帶性，絕大部分沙粒集中在距地面30 cm 范圍內(nèi)，尤其是10cm以下，故風的磨蝕作用主要發(fā)生在30 cm的高度內(nèi)2 風的侵蝕作用風蝕作用的產(chǎn)物包括風蝕的巖石和風蝕地形兩種風蝕作用改造的巖石有：風棱石；蜂窩石；蘑菇石等風蝕作用形成的地形有：風蝕洼地；風蝕谷；風蝕殘丘等風蝕作用的產(chǎn)物風蝕作用的產(chǎn)物蘑菇石風蝕作用產(chǎn)物示意圖風蝕作用的產(chǎn)物“駱駝”石風蝕作用的產(chǎn)物風棱石風棱石風蝕地貌新月形沙丘風蝕地貌新月形沙丘月牙湖風蝕地貌風城定義：風將碎屑物攜帶至它處的過程。由于風是氣體，密度小，其搬運力通常不大，但有其獨特的特征：1. 風主要搬運沙級以下的物質(zhì)（粒徑2mm）。但風暴的搬運量和搬運距離可很

12、大（幾百萬噸、上萬公里）。細小的懸浮物可環(huán)球旅行. 3 風的搬運作用2. 在風的搬運過程中，特別在定向風的作用下，搬運物的分選性非常明顯。 通常，推移（滾動）粒徑 2 mm、躍移物粒徑20.2mm（距地面30cm）、懸移物 粒徑0.2 mm。3. 因風是氣體，風運物更容易碰 撞、磨圓磨細。風的搬運方式風的沉積作用：當風速的降低，紊流的上舉速度低于沙粒的沉降速度時，沙粒和塵土便堆積下來形成的風積物的過程從風源區(qū)順著風的前進方向，沉積物由礫逐漸成為粉塵，并具明顯分帶性，同一帶中的沉積物粒度相等，分選性很好4 風的沉積作用風積物主要分為兩類：一類為沙級（2-0.05mm）稱風成沙；一類為粉沙和粘土（

13、粒度0.05毫米）稱風成黃土。 風成沙和風成黃土在空間分布上有嚴格的規(guī)律性，其生成條件也不同。風積物分選性極好，大多數(shù)顆粒直徑為0.1-1mm;磨圓度好,顆粒基本上無棱角,石英顆粒表面常呈毛玻璃狀;成分穩(wěn)定,多以石英為主,云母等片狀礦物少見;常具板狀斜層理和風成交錯層理;較粗的沙表面上常有氧化錳和氧化鐵薄膜,俗稱“沙漠漆”;一般不含生物遺體和遺跡。風成沙特點：灰黃、棕黃色,疏松多孔,孔隙度高達44-55,垂直裂隙發(fā)育;分選性良好,大部分顆粒直徑為0.5-0.05mm;磨圓度差,一般呈次棱角狀-棱角狀;礦物成分以石英和長石為主;無層理。風成黃土特點：黃土地貌塬、梁、峁塬是黃土覆蓋的范圍較廣的平坦高地，是黃土覆蓋在大片平整古地形