洪流地貌及其堆积物

如题所述

(一)冲沟和冲出锥

1.冲沟

冲沟是洪流侵蚀作用形成的沟状侵蚀地貌形态。冲沟形成的初期为细沟和切沟,进一步发展为冲沟,冲沟相对停止发展阶段,叫坳沟(干谷)。它们总称为冲蚀沟(侵蚀沟)或冲沟。

冲沟的形成与发展,一般分为以下几个阶段,它们既是冲沟发育的不同阶段,又是洪流侵蚀地貌的几种常见类型。

细沟和切沟是水流在斜坡上,由面流逐渐汇集的股流,它沿地形低凹处流动并冲蚀地面形成。细沟很浅,约0.1~0.4m,其宽度一般不超过0.5m,深度小于宽度,长度数米至数十米。纵剖面上,沟底与坡面一致(图4-2b)。细沟一经耕犁即消失。细沟进一步发展成为切沟,它下切加深,穿过耕犁层,深度约1~2m,宽度与深度相近。纵剖面上,沟底与坡面不一致,沟床多跌水或陡坎,并有明显沟缘(图4-2c)。

图4-2 沟谷发育阶段示意图

a—纹沟;b—细沟;c—切沟;d—冲沟;1—坡面地形线;2—沟底地形线

当切沟在冲蚀作用下,扩展成较深(数米至数十米)、较长(数十米至数百米)、沟壁和源头都较陡峭且狭窄的长条形沟谷,称为冲沟(图4-2d)。冲构的横剖面呈“V”字形,在纵剖面上,沟底略呈凹形,上陡下缓,与坡面不一致。冲沟具有活跃的冲蚀能力,是冲蚀沟中最常见和最主要的类型。我国黄土高原地区的冲沟最为发育,这里沟壑纵横,地面被切割得支离破碎。严重时造成水土流失,影响农业生产,破坏道路和危害工程建设(图4-3)。当冲沟过度密集,沟与沟之间成为狭窄而孤立的刃状地形,称为劣地。劣地是难于通行和利用的一种地形,黄土区较常见。

图4-3 陕北黄土高原的冲沟

(据陈述彭)

洪流加深冲沟过程中,其深度到达山麓侵蚀基准面的时候,洪流的底蚀作用迅速减弱,冲沟发育相对停止。此时,冲沟壁和沟头的崩塌及面流作用携来的物质,充填沟底,遂形成浅而宽的冲沟,称为坳沟(或坳谷)。坳沟的横剖面具有浅“U”字形,纵剖面呈下凹形曲线。坳沟底接近山麓基准面,所以底部平缓,并有较多堆积物。在坳沟密布地区,常缓岗凹底交替,地形呈波状起伏。

此外,当冲沟一旦切割潜水层时,由于取得地下水的补给或者众多冲沟水流汇集,则可形成常年流水的河谷。

2.冲出锥

冲出锥是暂时性冲沟水流在沟口形成的小型洪积地貌,其面积仅几平方米到几十平方米,比洪积扇规模要小得多。冲出锥比洪积扇坡度陡,一般可达15°~18°,有的可超过20°(图4-4)。冲出锥洪积物以砂砾夹砂土为主,分选差,岩性分异不如洪积扇明显。

图4-4 冲沟口外的冲出锥

(二)洪积扇及洪积物

洪积扇也是洪积作用所形成的堆积地貌形态;构成洪积地貌的堆积物,称为洪积物。

1.洪积扇的形态特征

山地沟谷洪流携带大量碎屑物质,当流出沟口或山前坡麓、平原地带时,因地势突然开阔,水流速度骤减,搬运能力明显下降,遂将搬运物质堆积在沟口附近,形成扇形地貌,称为洪积扇。

(1)洪积扇的分布及形态特征 洪积扇主要分布在干旱与半干旱气候区的山前地带,其面积为几平方千米至数十平方千米,规模大的,其扇轴半径可达数十千米;洪积扇的扇面倾角为5°~10°,近山口较陡,至边缘渐减缓,扇顶部至边缘高差可达150~300m。山麓地带相邻洪积扇不断扩大,彼此可以毗连成辽阔的山前洪积平原。这在我国的天山、祁连山、大青山、贺兰山、太行山、苍山等地的山前地带均有广泛分布。图4-5是青海茫崖山前洪积平原。

图4-5 山前洪积平原

(青海茫崖地区航空照片,原南京地校,1979)Ⅰ—褶皱山区;Ⅱ—山前洪积平原;

1、2、3、4—四个洪积扇

(注意洪积扇上的水系特征)

(2)洪积扇发育的影响因素 主要是区域气候变化和新构造运动,对洪积扇发育有很大影响。气候变化表现在洪流流量的改变和搬运物质远近上。气候变湿时,洪流流量增加,可以把大量碎屑物带到更远的地方,洪积扇面积扩展,较粗大的物质可能覆盖在前一时期堆积的较细物质之上。此时,洪积扇坡度也变缓。当气候转变干旱时,则洪积扇范围缩小,粗大的碎屑物只能堆积在山前(山口),坡度也就变得较陡。上述情况也包括洪流季节的始末,因洪流流量不同,以致同一垂直剖面上,出现粗、细物质的相互交替和叠置。

新构造运动对洪积扇的形成与发展起着控制作用。如新构造运动持续上升的山岳和高原地区,其邻近相对下降的山前常形成巨大的洪积平原,洪积物的厚度也随下降幅度增大而增加。如山岳或高原间歇上升,则在山前沟口或坡麓地带,可形成新洪积扇嵌入古洪积扇内部,后者被切割成洪积阶地(图4-6)。下降地段,其堆积作用加强,古ˊ洪积扇面被新的洪积物所掩盖。

图4-6 北山洪积阶地素描

2.洪积物

由洪流作用在山的沟口或山前坡麓所形成的堆积物称为洪积物。它在地貌上常构成洪积扇或冲出锥。洪积物的分选性及磨圆度均较差,远离沟口及山麓其分选程度及磨圆度均渐变好。洪积物一般具不太清晰的层理,它常沿洪积扇的坡度方向倾斜;洪积物的厚度取决于古下伏地形及构造特征,在山前低凹的坳陷带,厚度可达数百米,一般在洪积扇(锥)的顶部,由于逐次堆积的加积作用,其厚度是最厚的,向外围逐渐变薄。

洪积扇的岩相结构 洪积扇在纵剖面方向上,从扇顶至边缘,其堆积的碎屑物表现为由粗变细的水平分带规律(图4-7)。根据岩相,一般可分为扇顶相、扇形相和滞水相。扇顶相以巨粗大砾石为主,并充填杂砂和亚砂土,可见交错层理。随水流向外扩展,其搬运能力有规律地迅速递减,遂堆积稍细的砂、亚砂土夹砂砾,砾石呈叠瓦式排列,这一部分叫做扇形相。至洪积扇边缘,堆积的是更细的亚粘土(或黄土状土)及粘土,从剖面上来看,可见连续的黏性土层与砂层呈犬牙交错的结构,这一部分即为滞水相;当地下水潜流至此时,由于岩性变细受阻,遂抬高水位,溢出成泉或形成沼泽。著名的甘肃酒泉泉群,就是这种成因。在扇缘与平原过渡地带,分布主要为黏性土类的细土物质,该地带俗称为细土平原。其深部可能有好的砂砾层承压水或自流水层。

图4-7 洪积扇的岩相结构示意图

洪积层常因洪流的间歇堆积,即两次洪流之间还可进行风化及成土作用、风积作用和生物作用。以致洪积物可与其他成因类型堆(沉)积物共生。当洪积扇过渡到河谷平原时,其洪积物与长年性河流形成的冲积物不易区分,成为一种混合类型,即洪积-冲积类型。

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