地貌学02坡地重力地貌.ppt
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1、主讲人:林叶彬主讲人:林叶彬风化作用风化作用崩塌崩塌滑坡滑坡土屑蠕动土屑蠕动坡面侵蚀与坡积裙坡面侵蚀与坡积裙地地貌貌学学坡坡地地重重力力地地貌貌第二章第二章 坡地重力地貌坡地重力地貌错落错落地地貌貌学学坡坡地地重重力力地地貌貌坡地系统概述坡地系统概述(An overview of slope system)坡地系统是由坡面形态、坡面组成物质、坡体空间分坡地系统是由坡面形态、坡面组成物质、坡体空间分布特征与坡面利用方式等因素共同组成的复合地貌系统。布特征与坡面利用方式等因素共同组成的复合地貌系统。坡度坡度:坡面与水平地面的二面角:坡面与水平地面的二面角(陡坡、缓坡(陡坡、缓坡)坡形坡形:坡体纵剖
2、面的空间形态:坡体纵剖面的空间形态(凸型、凹型、直线型(凸型、凹型、直线型)坡向坡向:坡面与太阳光线的关系:坡面与太阳光线的关系(阴坡、阳坡(阴坡、阳坡)坡长坡长:一般指坡顶至坡脚的距离:一般指坡顶至坡脚的距离(长、中、短(长、中、短)地地貌貌学学坡坡地地重重力力地地貌貌 坡地重力地貌坡地重力地貌又称又称块体运动块体运动(Mass wasting)是指坡)是指坡面上的风化碎屑、不稳定土体、岩体主要在面上的风化碎屑、不稳定土体、岩体主要在重力重力并常有并常有水水分分参与的作用下,以参与的作用下,以单个落石、碎屑流或整块土体、岩体沿坡向下运动的现象。沿坡向下运动的现象。按其作用营力和运动过程,大体
3、可按其作用营力和运动过程,大体可以划分为以划分为崩塌崩塌、滑坡滑坡、错落错落、蠕动蠕动等类型。等类型。阶段一:岩石风化阶段一:岩石风化 破裂破裂 松散物质松散物质阶段二:不稳定块体或碎屑阶段二:不稳定块体或碎屑 坡地地貌坡地地貌重力或流水重力或流水风化风化在坡地地貌形成过程中发挥着重要作用。在坡地地貌形成过程中发挥着重要作用。一、风化作用一、风化作用 风化作用风化作用(Weathering)是指地球表面或近是指地球表面或近地球表面的岩石在大气圈、水圈、生物圈各种地球表面的岩石在大气圈、水圈、生物圈各种营营力力作用下在作用下在原地原地产生的物理和化学变化。产生的物理和化学变化。根据风化作用的因素
4、和性质可将其分为三种类型,即:根据风化作用的因素和性质可将其分为三种类型,即:物理风化物理风化作用、作用、化学风化化学风化作用、作用、生物风化生物风化作用。作用。地地貌貌学学坡坡地地重重力力地地貌貌知识回顾:什么是营力?知识回顾:什么是营力?(一)物理风化(一)物理风化(Mechanical Weathering)物理风化作用又称物理风化作用又称机械风化机械风化作用。指处于地表的岩作用。指处于地表的岩石,主要由于石,主要由于温度温度变化在原地产生机械破碎而变化在原地产生机械破碎而不改变其不改变其化学成分化学成分,不形成新矿物的作用。其结果是使岩石整体,不形成新矿物的作用。其结果是使岩石整体逐渐
5、崩解破碎,形成岩屑、砂粒等碎屑物。逐渐崩解破碎,形成岩屑、砂粒等碎屑物。地地貌貌学学坡坡地地重重力力地地貌貌 根据外力的作用方式,物理风化可以分为根据外力的作用方式,物理风化可以分为热膨胀热膨胀、卸荷作用卸荷作用、水力作用水力作用、盐结晶作用盐结晶作用等。等。地地貌貌学学坡坡地地重重力力地地貌貌 热膨胀热膨胀(Thermal expansion)是指由于温度的)是指由于温度的变变化化而引起而引起热胀热胀冷冷缩缩所所导导致的岩石表面的破碎致的岩石表面的破碎现现象。象。这这种种风风化作用通常化作用通常发发生在温差生在温差较较大的地方,可分大的地方,可分为为日日晒与晒与冻冻融两个融两个过过程。程。冰
6、劈或冰楔冰劈或冰楔(Ice wedging)地地貌貌学学坡坡地地重重力力地地貌貌 卸荷作用卸荷作用(Pressure release)岩石表面压力被释放以)岩石表面压力被释放以后,由于表层的膨胀而产生的破碎现象,又称后,由于表层的膨胀而产生的破碎现象,又称荷裂荷裂。岩石表岩石表层压力层压力被释放被释放后,通后,通常以层常以层状方式状方式剥离。剥离。地地貌貌学学坡坡地地重重力力地地貌貌 水力作用水力作用(Hydraulic action)组成岩石的矿物溶解度)组成岩石的矿物溶解度不同,易溶矿物随水流失后会使岩石分解风化。不同,易溶矿物随水流失后会使岩石分解风化。盐结晶作用盐结晶作用(Salt-c
7、rystal growth)岩石中得盐类在结)岩石中得盐类在结晶过程中会产生体积变化,由此引起的岩石破碎与冻融过晶过程中会产生体积变化,由此引起的岩石破碎与冻融过程相似。程相似。地地貌貌学学坡坡地地重重力力地地貌貌(二)化学风化(二)化学风化(Chemical Weathering)位于地表的岩石矿物在水、大气、生物的相互作用下,位于地表的岩石矿物在水、大气、生物的相互作用下,发生发生氧化氧化、水解水解、水化水化等一系列等一系列化学反应化学反应,因而改变了岩,因而改变了岩石的理化性质,甚至形成新的矿物,使岩石疏松甚至逐渐石的理化性质,甚至形成新的矿物,使岩石疏松甚至逐渐变成松散的土层的过程。变
8、成松散的土层的过程。化学化学风风化可分化可分为为水解水解(Hydrolysis)、)、水化水化(Hydration)、)、氧化氧化(Oxidation)、)、碳酸化碳酸化(Carbonation)、)、生物化学风化生物化学风化(Biochemical weathering)等不同)等不同类别类别。地地貌貌学学坡坡地地重重力力地地貌貌地地貌貌学学坡坡地地重重力力地地貌貌地地貌貌学学坡坡地地重重力力地地貌貌(三)生物风化(三)生物风化(Biological Weathering)是指由于生物的是指由于生物的生理活动生理活动和和分解产物分解产物对岩石产生的对岩石产生的物物理理、化学化学破坏。破坏。因
9、此生物风化又可分为因此生物风化又可分为生物物理风化生物物理风化和和生物化学风化生物化学风化。前者包括植物根系对岩石的破坏,即前者包括植物根系对岩石的破坏,即根劈作用根劈作用和动物的挖和动物的挖掘和穿凿活动等;后者为生物在新陈代谢过程中产生的化掘和穿凿活动等;后者为生物在新陈代谢过程中产生的化学物质对岩石的腐蚀。学物质对岩石的腐蚀。国外的教科书通常将生物风化列入物理风化的范畴。国外的教科书通常将生物风化列入物理风化的范畴。地地貌貌学学坡坡地地重重力力地地貌貌地地貌貌学学坡坡地地重重力力地地貌貌风风化化作作用用卸荷作用卸荷作用日晒作用日晒作用冻融作用冻融作用水力作用水力作用盐裂作用盐裂作用碳酸化作
10、用碳酸化作用氧化作用氧化作用水解作用水解作用根劈作用根劈作用地地貌貌学学坡坡地地重重力力地地貌貌(四)两个术语(四)两个术语(Two Terminologies)风化壳风化壳(Weathered crust)岩石经风化作用后残留于原地、不连续覆盖于母岩岩石经风化作用后残留于原地、不连续覆盖于母岩表面的风化产物。表面的风化产物。基岩基岩(Bedrock)位于风化壳之下未经破坏的岩石。位于风化壳之下未经破坏的岩石。二、崩塌二、崩塌 斜坡上的斜坡上的岩屑或块体岩屑或块体,在,在重力重力作用下,作用下,快速快速向下坡移动的现象,称为崩塌。向下坡移动的现象,称为崩塌。地地貌貌学学坡坡地地重重力力地地貌貌
11、(一)崩塌的作用方式(一)崩塌的作用方式 按崩塌发生的地貌部位和崩塌方式,可以分按崩塌发生的地貌部位和崩塌方式,可以分为为山崩山崩、塌岸塌岸和和散落散落。山崩山崩(Debris avalanches)是是山坡上的岩石、土壤快速、瞬山坡上的岩石、土壤快速、瞬间间滑落的滑落的现现象象。地地貌貌学学坡坡地地重重力力地地貌貌河岸、湖岸(河岸、湖岸(库库岸)或海岸的陡坡,由于河水、湖水或岸)或海岸的陡坡,由于河水、湖水或海水的冲海水的冲蚀蚀,或地下水的潜,或地下水的潜蚀蚀作用以及冰作用以及冰冻冻作用,在岸作用,在岸坡的水面位置常被掏空,使岸坡上部物体失去支持而坡的水面位置常被掏空,使岸坡上部物体失去支持
12、而发发生崩塌,称生崩塌,称为为塌岸塌岸(Topple)。散落散落(Rockfalls)是岩屑沿斜坡向下作滚动或跳跃式地连续是岩屑沿斜坡向下作滚动或跳跃式地连续运动。其特点是散落的岩屑连续地撞击斜坡坡面,并带运动。其特点是散落的岩屑连续地撞击斜坡坡面,并带有微弱的跳动和向下作旋转运动。有微弱的跳动和向下作旋转运动。地地貌貌学学坡坡地地重重力力地地貌貌散落散落塌岸塌岸山崩山崩地地貌貌学学坡坡地地重重力力地地貌貌 前者包括前者包括崩积物崩塌崩积物崩塌、表层风化物崩塌表层风化物崩塌、沉积物崩沉积物崩塌塌、基岩崩塌基岩崩塌。(二)崩塌的分类(二)崩塌的分类 崩塌的分类可按不同的原则来考虑:一是根据崩塌的
13、分类可按不同的原则来考虑:一是根据坡地坡地的物质组成的物质组成分类,另一是根据分类,另一是根据崩塌的移动形式崩塌的移动形式分类。分类。后者包括后者包括散落型崩塌散落型崩塌、滑动型崩塌滑动型崩塌、流动型崩塌流动型崩塌。上述各种类型崩塌并不是孤立存在的,在一次崩塌中可以有几种形式的崩塌同时出现,或者由一种崩塌形式转变为另一种崩塌形式。地地貌貌学学坡坡地地重重力力地地貌貌(三)崩塌形成的条件(三)崩塌形成的条件1.1.地形条件地形条件 地形条件包括坡度和坡地相对高度。地形条件包括坡度和坡地相对高度。不同岩性的山坡,形成崩塌的坡度也不完全相同。不同岩性的山坡,形成崩塌的坡度也不完全相同。同一种岩性但结
14、构不同,它们的休止角也不同。同一种岩性但结构不同,它们的休止角也不同。2.2.地质条件地质条件 岩石中的节理、断层、地层产状和岩性等都对崩塌岩石中的节理、断层、地层产状和岩性等都对崩塌有直接影响。在节理和断层发育的山坡上,岩石破碎,有直接影响。在节理和断层发育的山坡上,岩石破碎,很易发生崩塌。当地层倾向和山坡坡向一致,常沿地很易发生崩塌。当地层倾向和山坡坡向一致,常沿地层层面发生崩塌。软硬岩性的地层呈互层时,较软岩层层面发生崩塌。软硬岩性的地层呈互层时,较软岩层易受风化,形成凹坡,坚硬岩层形成陡壁或突出成层易受风化,形成凹坡,坚硬岩层形成陡壁或突出成悬崖,也易发生崩塌。悬崖,也易发生崩塌。地地
15、貌貌学学坡坡地地重重力力地地貌貌3.3.气候条件气候条件 气候可使岩石风化破碎,加快坡地崩塌形成的时间。气候可使岩石风化破碎,加快坡地崩塌形成的时间。在日温差和年温差较大的干旱半干旱地区,物理风化在日温差和年温差较大的干旱半干旱地区,物理风化作用较强,较短时间内岩石就会风化破碎作用较强,较短时间内岩石就会风化破碎。4.4.地震地震 地震是崩塌的触发因素之一。地震时能形成数量多地震是崩塌的触发因素之一。地震时能形成数量多而规模很大的崩塌体。而规模很大的崩塌体。此外,暴雨、强烈的冰雪融化、爆破、人工开挖坡此外,暴雨、强烈的冰雪融化、爆破、人工开挖坡脚等也可引起崩塌地发生。脚等也可引起崩塌地发生。地
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