沉積環(huán)境是巖石形成的環(huán)境,一般包括了巖石的物理、化學(xué)和生物三個(gè)方面。物理環(huán)境主要指物質(zhì)的來(lái)源、輸運(yùn)和沉積過(guò)程,例如風(fēng)化、侵蝕、水流、冰川等過(guò)程;化學(xué)環(huán)境則是指沉積物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)和作用,例如溶解、礦化、變質(zhì)等過(guò)程;而生物環(huán)境則包括了生物的活動(dòng)和影響,例如生物體的沉積、作用和影響等。

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沉積環(huán)境是巖石形成的物理、化學(xué)和生物環(huán)境所組成的復(fù)合體,決定了巖石的成分和性質(zhì),也決定了巖石的性質(zhì)和演化歷史。

在高考地理中沉積環(huán)境是一個(gè)非常重要的考點(diǎn)。

一、如何判斷沉積環(huán)境?

1.沉積物特征

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(1)顆粒大?。阂话銇?lái)說(shuō),顆粒粗大的沉積物(如礫石),通常是在距離物源較近、水動(dòng)力較強(qiáng)(如河流上游、山區(qū)的洪流堆積區(qū))的環(huán)境下沉積的。而顆粒細(xì)小的粉砂、黏土,多是在水動(dòng)力較弱、距離物源較遠(yuǎn)的環(huán)境(如河流下游、湖泊、深海)沉積。

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(2)顆粒形狀(磨圓度):磨圓度好的顆粒(近似球形),往往經(jīng)過(guò)了較長(zhǎng)距離的搬運(yùn)和磨蝕,可能是在河流中游、濱海等有一定水動(dòng)力的環(huán)境沉積。磨圓度差的,很可能沉積位置靠近物源地。

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(3)分選性:分選性好(顆粒大小較為均勻)的沉積物,是在水動(dòng)力穩(wěn)定的環(huán)境下沉積的,比如海灘沉積,海浪反復(fù)沖刷使得沉積物顆粒較為均一;分選性差(大小混雜)可能是在水動(dòng)力多變或者沉積過(guò)程比較復(fù)雜的環(huán)境,如冰川堆積。

2.沉積構(gòu)造

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(1)層理構(gòu)造:水平層理一般代表水動(dòng)力較弱的沉積環(huán)境,如深湖、深海環(huán)境;交錯(cuò)層理常見(jiàn)于河流、風(fēng)沙等有一定水流或風(fēng)流作用的環(huán)境。

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(2)波痕:對(duì)稱(chēng)波痕通常是在雙向水流(如濱海環(huán)境的漲潮和退潮)或波浪作用下形成的;不對(duì)稱(chēng)波痕可以指示水流方向,其陡的一側(cè)指向水流方向,常見(jiàn)于河流、淺海等有單向水流的環(huán)境。

3.化石類(lèi)型

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若沉積巖中有珊瑚化石,表明是在溫暖淺海的沉積環(huán)境;有植物化石,可能是在陸地的沼澤、河流邊灘等環(huán)境;含三葉蟲(chóng)化石的沉積巖,多是在古生代的淺海環(huán)境沉積的。

二、如何確定沉積環(huán)境的年代?

1.利用放射性同位素測(cè)年法

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這是一種比較精確的方法。例如,對(duì)于含有放射性元素(如鈾 - 238、鉀 - 40等)的沉積巖,可以通過(guò)測(cè)量母核素與子核素的比例來(lái)計(jì)算巖石的年齡。以鈾 - 238為例,它會(huì)經(jīng)過(guò)一系列衰變最終形成鉛 - 206,根據(jù)兩者的含量比例,利用半衰期公式就能計(jì)算出巖石從沉積開(kāi)始到現(xiàn)在所經(jīng)歷的時(shí)間。這種方法適用于年齡較老的沉積巖,特別是那些形成于幾百萬(wàn)年甚至幾億年前的巖石。

2.根據(jù)地層順序

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沉積巖是一層一層沉積形成的,在正常情況下,下面的地層年代比上面的地層年代久遠(yuǎn),這就是“地層層序律”。如果知道某一層沉積巖的相對(duì)年代,并且能識(shí)別出典型的地層標(biāo)志(如一層特殊的火山灰沉積層,其年代在其他地區(qū)已被確定),就可以推斷其他沉積層的年代范圍。

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例如,在某個(gè)區(qū)域發(fā)現(xiàn)有三層沉積巖,最上面一層含有現(xiàn)代生物化石,中間一層含有中生代恐龍化石,最下面一層含有古生代三葉蟲(chóng)化石,那么可以大致確定這三層沉積巖的年代順序是從下往上從古生代到中生代再到現(xiàn)代。

3.借助古生物化石

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生物的演化是有順序的,不同的生物出現(xiàn)在特定的地質(zhì)時(shí)期。所以通過(guò)鑒定沉積巖中的化石種類(lèi),可以確定沉積環(huán)境的大致年代。

比如,在沉積巖中發(fā)現(xiàn)了三葉蟲(chóng)化石,就可以推斷該沉積環(huán)境的年代可能是古生代,因?yàn)槿~蟲(chóng)主要生活在古生代。如果發(fā)現(xiàn)哺乳動(dòng)物化石,那么沉積年代應(yīng)該是在中生代晚期之后,因?yàn)椴溉閯?dòng)物在中生代晚期才開(kāi)始大量出現(xiàn)。

三、沉積環(huán)境有哪些考點(diǎn)?

1.沉積環(huán)境類(lèi)型及特點(diǎn)

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(1)河流沉積環(huán)境:上游山區(qū)水流急,沉積物顆粒大;出山后形成沖積扇,沉積物由扇頂?shù)缴染夘w粒變細(xì)。中下游河漫灘在洪水期接受沉積,枯水期露出水面,沉積物以細(xì)粒為主。河口三角洲因河流入海或入湖處水流減慢、泥沙堆積而成,呈扇形或三角形,土壤肥沃、地勢(shì)平坦,利于農(nóng)業(yè)和聚落發(fā)展。

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(2)海洋沉積環(huán)境:濱海地區(qū)受海浪、潮汐影響,沉積物分選性好、磨圓度高,沙灘多為細(xì)沙。淺海大陸架陽(yáng)光充足、營(yíng)養(yǎng)豐富,生物沉積作用明顯,形成石灰?guī)r等。深海環(huán)境安靜,沉積速度慢,多為黏土等細(xì)粒沉積物和生物軟泥。

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(3)湖泊沉積環(huán)境:湖濱地帶受湖水進(jìn)退影響,形成砂質(zhì)、泥質(zhì)沉積。湖底中心水流平穩(wěn),沉積顆粒細(xì),有生物遺體和有機(jī)碎屑堆積,若氣候干旱,湖水鹽度升高,會(huì)形成鹽湖沉積。

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(4)風(fēng)力沉積環(huán)境:在干旱、半干旱地區(qū),風(fēng)力搬運(yùn)沙塵堆積形成沙丘、沙壟等風(fēng)積地貌,沉積物分選性好、磨圓度高,多為粉砂和細(xì)砂,如我國(guó)西北的塔克拉瑪干沙漠。

2.影響沉積環(huán)境的因素

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(1)地形地貌:高山、高原地區(qū)易形成冰川沉積和重力堆積;平原地區(qū)多河流、湖泊沉積;沿海地區(qū)則以海洋沉積和海陸交互沉積為主。

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(2)氣候條件:濕潤(rùn)氣候區(qū)降水多,河流流量大,攜帶泥沙多,沉積作用強(qiáng);干旱氣候區(qū)風(fēng)力作用顯著,風(fēng)沙沉積為主,且蒸發(fā)強(qiáng)會(huì)影響湖泊沉積環(huán)境形成鹽湖等.

(3)地質(zhì)構(gòu)造:地殼運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定區(qū),沉積環(huán)境持續(xù)穩(wěn)定,形成厚層沉積巖;地殼運(yùn)動(dòng)活躍區(qū),沉積間斷、地層缺失或形成特殊沉積構(gòu)造,如褶皺、斷層等會(huì)影響沉積盆地的形態(tài)和沉積過(guò)程。

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(4)水文條件:河流的流量、流速影響沉積物的搬運(yùn)和堆積,流量大、流速快搬運(yùn)能力強(qiáng),流量小、流速慢則易沉積。海洋中的洋流、潮汐也會(huì)影響沉積物的分布和沉積速率.

3.沉積環(huán)境的判斷方法

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(1)根據(jù)沉積物特征:顆粒粗大、分選性差的沉積物多形成于近源、水動(dòng)力不穩(wěn)定的環(huán)境,如沖積扇;顆粒細(xì)小、分選性好的沉積物多形成于水動(dòng)力穩(wěn)定、離源區(qū)較遠(yuǎn)的環(huán)境,如海灘、淺海等。

(2)依據(jù)沉積構(gòu)造:水平層理多在深湖、深海等低能環(huán)境;交錯(cuò)層理常見(jiàn)于河流、風(fēng)沙等水動(dòng)力較強(qiáng)且有一定水流方向或風(fēng)向的環(huán)境。波痕可判斷水流或波浪的方向及環(huán)境能量狀況。

(3)借助化石信息:不同生物生活在特定的沉積環(huán)境,如珊瑚化石指示溫暖淺海環(huán)境,三葉蟲(chóng)化石代表古生代海洋環(huán)境,通過(guò)鑒定化石種類(lèi)可確定沉積環(huán)境年代和特征。

4.沉積環(huán)境與人類(lèi)活動(dòng)的關(guān)系

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(1)土壤與農(nóng)業(yè):河流三角洲、沖積平原等沉積環(huán)境形成的土壤肥沃,是重要的農(nóng)業(yè)產(chǎn)區(qū),但不合理灌溉易導(dǎo)致土壤鹽堿化.

(2)資源開(kāi)發(fā):沉積環(huán)境中蘊(yùn)藏著豐富的礦產(chǎn)資源,如石油、天然氣多儲(chǔ)存在淺海、湖泊等沉積盆地中,煤炭是古代植物遺體在沉積環(huán)境中經(jīng)長(zhǎng)期地質(zhì)作用形成的。

(3)工程建設(shè):在進(jìn)行工程建設(shè)時(shí),需考慮沉積環(huán)境的地質(zhì)條件,如在河流沉積區(qū)建設(shè)橋梁、港口等工程,要考慮地基的穩(wěn)定性和沉積物的承載能力。

四、什么是沉積相?

沉積相是沉積環(huán)境及在該環(huán)境中形成的沉積巖(物)特征的綜合。

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沉積環(huán)境是形成沉積相的基礎(chǔ)。例如,河流沉積環(huán)境包括上游、中游、下游等不同地段。河流上游水動(dòng)力強(qiáng),坡度陡,沉積相以粗粒的礫石堆積為主,這些礫石磨圓度差、分選性也差,形成的沉積巖類(lèi)型主要是礫巖;而在河流下游,水動(dòng)力減弱,沉積相是細(xì)粒的泥沙堆積,磨圓度和分選性較好,多形成粉砂巖、頁(yè)巖。

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沉積相可以反映沉積環(huán)境的特點(diǎn)。以海洋沉積環(huán)境為例,濱海環(huán)境受海浪和潮汐影響較大,其沉積相表現(xiàn)為砂質(zhì)海灘,有良好的分選性和磨圓度,沉積巖主要是砂巖;淺海環(huán)境水動(dòng)力適中,陽(yáng)光充足,生物豐富,沉積相有生物礁、生物碎屑沉積等,對(duì)應(yīng)的沉積巖主要是生物碎屑灰?guī)r;深海環(huán)境水動(dòng)力微弱,沉積相是細(xì)粒的黏土和生物軟泥,沉積巖類(lèi)型主要是黏土巖。

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不同的沉積相和沉積環(huán)境之間相互聯(lián)系、相互影響。當(dāng)沉積環(huán)境發(fā)生變化,如海平面上升或下降、河流改道等,沉積相也會(huì)隨之改變。例如,海平面上升可能使濱海沉積環(huán)境向陸地推進(jìn),原本的陸地沉積環(huán)境轉(zhuǎn)變?yōu)闉I海甚至淺海沉積環(huán)境,導(dǎo)致沉積相從陸相沉積(如河流相沉積)轉(zhuǎn)變?yōu)楹O喑练e。

五、如何識(shí)別沉積相?

高考地理中,識(shí)別沉積相主要有以下方法。

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首先看巖石類(lèi)型。砂巖常形成于河流、濱?;驕\海等水動(dòng)力較強(qiáng)的環(huán)境;頁(yè)巖多在靜水環(huán)境如湖泊、深海沉積;石灰?guī)r主要形成于淺海環(huán)境,尤其是生物繁茂的溫暖淺海區(qū)域,因?yàn)槭規(guī)r主要是生物遺體沉積形成的。

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其次考慮沉積構(gòu)造。觀(guān)察層理,水平層理通常意味著低能的沉積環(huán)境,比如深湖、深海環(huán)境或者瀉湖。而交錯(cuò)層理反映水動(dòng)力較強(qiáng)、有一定水流方向的環(huán)境,像河流沉積、風(fēng)沙沉積。波痕也是重要線(xiàn)索,對(duì)稱(chēng)波痕一般是在波浪來(lái)回沖刷的環(huán)境(如潮坪),不對(duì)稱(chēng)波痕可以用來(lái)判斷水流方向,其陡坡指向水流方向,常見(jiàn)于單向水流的環(huán)境,如河流或者沿岸流影響的淺海。

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再者是分析化石。含海百合化石大概率是淺海沉積相;如果有淡水螺類(lèi)化石,可能是在湖泊、河流等淡水環(huán)境沉積;有植物葉片化石的話(huà),更傾向于是在陸地的河流泛濫平原、沼澤等沉積環(huán)境。

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另外,從沉積物顆粒大小和分選性也能識(shí)別。例如,顆粒粗大、分選性差的沉積物可能是近源的、水動(dòng)力不穩(wěn)定的沉積相,如沖積扇;顆粒細(xì)小、分選性好的可能是在水動(dòng)力較穩(wěn)定、離源區(qū)較遠(yuǎn)的環(huán)境沉積,像海灘、淺海等沉積相。

物理沉積,即我們地理教科書(shū)上通常講的“沉積”,是指物質(zhì)在搬運(yùn)過(guò)程中,如果外力減弱或遇到障礙物,被搬運(yùn)的物質(zhì)沉積下來(lái),形成的沉積地貌。如一般流水沉積形成的地貌三角洲、沖積扇、河漫灘等;冰川沉積地貌,即冰磧地貌;海水沉積地貌海灘;風(fēng)力沉積形成的沙丘等。這些都屬于物理沉積作用形成的地貌。

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化學(xué)沉積,這個(gè)在我們的地理教材中沒(méi)有單獨(dú)講到,但在實(shí)際生活中卻大量存在著。主要發(fā)生在由石灰?guī)r形成的喀斯特地貌地區(qū)。石鐘乳、石筍、石柱等都是在發(fā)生沉積過(guò)程中伴隨著化學(xué)反應(yīng)而形成的沉積地貌,這類(lèi)沉積被稱(chēng)為化學(xué)沉積?!八问边@個(gè)成語(yǔ)講的實(shí)際上是流水的侵蝕作用,而在喀斯特地區(qū),溶洞內(nèi)的滴水往往會(huì)形成石筍等,這是化學(xué)沉積的典型特點(diǎn)。

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注意物理沉積和化學(xué)積沉的不同之處:物理沉積的重要特點(diǎn)是,搬運(yùn)動(dòng)力減弱時(shí),沉積作用顯著,而搬運(yùn)能力強(qiáng)時(shí),則沉積作用較弱。而化學(xué)沉積往往表現(xiàn)出在水流速度較快時(shí),沉積作用顯著。如云南香格里拉附近的白水臺(tái)梯田、四川九寨溝黃龍五彩池的形成都與此有關(guān)。由于石灰?guī)r的化學(xué)特性,在梯田邊緣水流速度較梯田面內(nèi)水流速度快,速度快化學(xué)沉積作用較快,從而形成梯田的邊緣,導(dǎo)致形成壯麗的梯田。

生物沉積,在這里提出的生物沉積是指在物理沉積或化學(xué)沉積過(guò)程中,伴有生命活動(dòng)的沉積。生物沉積物多形成于海洋中,部分形成于湖沼中。如藍(lán)藻等附著在石灰?guī)r上,并使石灰?guī)r不斷向各個(gè)方向生長(zhǎng)長(zhǎng)大等。

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注意化學(xué)沉積和生物沉積的不同之處:化學(xué)沉積符合重力作用原理,具有直上直下生長(zhǎng)的特點(diǎn)。如石筍、石鐘乳等的生長(zhǎng)。而生物沉積則是克服重力作用,肆意向各個(gè)方向生長(zhǎng),具有反重力作用的特點(diǎn)。如貴州織金洞內(nèi)的各種地貌具有生物沉積的特點(diǎn)。生物沉積形成的巖石即是放在洞穴外部,它也會(huì)生長(zhǎng)。另外生物沉積具有明顯的趨光性,在面向光線(xiàn)較強(qiáng)的一側(cè)沉積物生長(zhǎng)較快。

重力堆積:

重力堆積物又稱(chēng)墜積物,是在陡坡下方或洞穴底部由于重力作用而堆積的物質(zhì)。它包括崩坍堆積物、滑坡堆積物等多種類(lèi)型。重力堆積物可由基巖的新鮮角礫碎屑組成,也可由各種第四紀(jì)沉積物再堆積而成。重力堆積物中碎屑多呈棱角狀。它沒(méi)有層理,厚度和規(guī)模不一。大型滑坡堆積物中,有時(shí)還保持原來(lái)地層的層理、結(jié)構(gòu)和構(gòu)造,容易被誤認(rèn)為是原始地層的露頭。處于相對(duì)穩(wěn)定狀態(tài)的重力堆積物,一旦平衡條件被破壞,還會(huì)重新移動(dòng)。重力堆積一般無(wú)分選性,但由于物質(zhì)重力作用大小不同,導(dǎo)致在崩塌物沿一定坡度滑動(dòng)的過(guò)程中,較重的物質(zhì)滾動(dòng)的較遠(yuǎn),而較輕的物質(zhì)則滾動(dòng)的較近,這樣就有了一定的層次,所以在有的重力堆積物如巖屑堆,其上部物質(zhì)較細(xì),下部較粗。重力堆積作用這種層次性多見(jiàn)于具有一定的坡度上出現(xiàn)的崩塌堆積物。

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流水堆積:

流水堆積,即碎屑物質(zhì)在水流搬運(yùn)能力變?nèi)醯那闆r下,水流速度減慢,河流搬運(yùn)的物質(zhì)逐漸在一定地帶堆積下來(lái)。如沖積扇、三角洲等地貌類(lèi)型。由于流水搬運(yùn)物體的重量與水流速度的6次方成正比。所以流水堆積物的顆粒大小分布有著越遠(yuǎn)越細(xì)小,而越近則顆粒較大的規(guī)律。這一點(diǎn)剛好同重力堆積相反。這也是判斷重力堆積與流水堆積的區(qū)別之一。

冰川堆積:

冰川在移動(dòng)過(guò)程中,含有大量的物質(zhì),這些物質(zhì)大小不一,當(dāng)冰川融化后,這些物質(zhì)會(huì)堆積在冰川融化的地方,形成冰川堆積地貌。所以冰川堆積地貌的物質(zhì)缺乏層次性,是雜亂無(wú)張的。這是冰川堆積地貌的一個(gè)重要特點(diǎn)。在我國(guó)許多有山岳冰川的地區(qū),有著巨大的石陣,這些石陣大小不一無(wú)序,據(jù)此可以判斷是冰川堆積地貌。

分選性:是指沉積物顆粒直徑的均勻程度,不但流水沉積具有分選性,風(fēng)力沉積也具有分選性。顆粒物的大小取決于流水和風(fēng)的攜帶能力,風(fēng)力越大、流水速度越快攜帶能力越強(qiáng),沉積物顆粒物越大,反之越小。

風(fēng)力搬運(yùn)作用

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蠕移

粒徑較大的砂粒會(huì)隨著風(fēng)力的牽引作用,沿著地面發(fā)生滑動(dòng)或者滾動(dòng)。

躍移

粒徑較小的砂粒的沉積物會(huì)以跳躍的方式前移,是風(fēng)力搬運(yùn)的最主要形式。

懸移

細(xì)而輕的砂粒在風(fēng)力的吹揚(yáng)下,懸浮在氣流中移動(dòng),是風(fēng)力搬運(yùn)距離最遠(yuǎn)的方式。

搬運(yùn)物隨風(fēng)速的減弱而堆積,顆粒大的先沉積,顆粒小的后沉積,所以顆粒大的一側(cè)為上風(fēng)向。

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顆粒越細(xì)搬運(yùn)距離越遠(yuǎn)。搬運(yùn)能力取決于風(fēng)速。被風(fēng)吹揚(yáng)的顆粒大小與風(fēng)速成正比,

風(fēng)速越大,搬運(yùn)的顆粒越粗,移動(dòng)的距離越遠(yuǎn)。

水流搬運(yùn)作用

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推移

類(lèi)似于蠕移,水流作用使得砂粒沿著溝底或者河床滑動(dòng)活著滾動(dòng)。

躍移 地理圖文綜合整理

一定大小的砂粒在水流作用下跳躍前進(jìn)。

懸移

水流中的細(xì)粒物質(zhì)成懸浮狀態(tài)隨水流運(yùn)動(dòng)。搬運(yùn)能力取決于流速。

冰川生長(zhǎng)與消退

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冰雪積累高峰期,冰川沿著山谷向下流動(dòng)。冰雪的積累體積超過(guò)消融體積時(shí),冰川會(huì)向前移動(dòng),平衡線(xiàn)也會(huì)向前移動(dòng)。當(dāng)冰川的積累量和消融量平衡時(shí),冰川體積保持不變,運(yùn)動(dòng)再次恢復(fù)穩(wěn)定。與生長(zhǎng)過(guò)程相反,當(dāng)積累量小于消融量時(shí),冰川會(huì)向后移動(dòng),平衡線(xiàn)向后移動(dòng)。許多冰川底部的侵蝕地貌會(huì)因此顯現(xiàn)。

冰川沉積

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在運(yùn)動(dòng)速率降低或者發(fā)生消融時(shí),冰川攜帶的各種碎屑物會(huì)沉積下來(lái)。圖示的沉積物稱(chēng)為終磧,是冰川在某一穩(wěn)定時(shí)期,沉積物在冰川末端連續(xù)堆積而成。不同的穩(wěn)定期會(huì)形成不同的冰磧物。

從以上的四幅動(dòng)圖中,我們應(yīng)該可以清晰的看出,風(fēng)力搬運(yùn)與流水搬運(yùn)的過(guò)程中,隨著搬運(yùn)力的減弱或遇到阻力時(shí),顆粒大的會(huì)先沉積,顆粒小的會(huì)后沉積,這兩種作用對(duì)顆粒物都有分選作用,這樣會(huì)對(duì)三角洲等沉積物粒徑大小的分布有一定的理解。而冰川沉積物中顆粒大小的堆放并沒(méi)有明顯的空間差異,所以冰川搬運(yùn)過(guò)程中對(duì)顆粒物沒(méi)有分選性,它是最終混雜堆放在一起的。

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在外力搬運(yùn)過(guò)程中,有的對(duì)搬運(yùn)的顆粒物有分選作用,即按顆粒物的大小順序堆積,比如流水、風(fēng)力;而有的則沒(méi)有分選作用,顆粒物混亂堆積,比如冰川。為了更好的了解這些,今天小編帶著大家一起來(lái)了解一下流體的分選作用。

河流的分選作用

河流流速降低,導(dǎo)致泥沙堆積,在沉積時(shí),顆粒大、比重大的總是先沉積,顆粒小、比重小的后沉積,因此,順著河流流向,沉積物顆粒由粗到細(xì),具有明顯的分選性。但這個(gè)規(guī)律只適合于連續(xù)發(fā)生沉積的某個(gè)河段,對(duì)于整條河流來(lái)說(shuō),由于受地形等因素影響,河流的侵蝕與堆積往往是交替進(jìn)行的。

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洪積—沖積平原地貌以谷口為頂點(diǎn)呈扇形,譚老師地理工作室綜合整理沖積扇頂端到邊緣地勢(shì)逐漸降低,堆積物顆粒由粗變細(xì);在干旱地區(qū),沖積扇邊緣因地下水位埋藏淺且堆積物顆粒細(xì),土壤肥沃,綠洲和農(nóng)業(yè)通常分布于此。

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在自然界中,另外一種與沖積扇形態(tài)、成因都相似的扇狀堆積物也很常見(jiàn),這就是泥石流扇。與沖積扇從上到下粒徑逐漸減小的趨勢(shì)不同,泥石流扇恰恰相反,在扇體最下端往往有體積較大的礫石塊,偶爾也夾雜有斷木,而扇頂部位則是粒徑細(xì)小的沙礫和黏土。

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造成泥石流扇與沖積扇粒徑沉積順序截然相反的原因是由于泥石流與洪流的不同性質(zhì)引起的。形成沖積扇的水流對(duì)固體物質(zhì)的搬運(yùn)力量會(huì)隨著流動(dòng)距離的增加而不斷減弱,因此體積大、重量大的礫石往往在洪流的上游,也就是沖積扇的扇頂部位沉積下來(lái),而體積小、重量小的細(xì)沙和黏土,譚老師地理工作室綜合整理則可以跟隨洪流走得更遠(yuǎn),漂到洪積扇的扇緣。而泥石流中往往含有大量的固體物質(zhì)(濃度為40%—60%,最大能達(dá)到80%),使得流體的黏稠度過(guò)高。這時(shí),泥石流已經(jīng)不是夾雜固體物質(zhì)的水流,而變成一種類(lèi)似于固體的彈性流體。因此,重量大的巨石由于重力和慣性的作用,會(huì)順著山勢(shì)一直沖到泥石流扇的扇緣,而重量小的黏土則沒(méi)有足夠的動(dòng)力完成遠(yuǎn)行,只能停在扇頂遙望前面的巨石滾滾向前。

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沖積扇可分為扇頂、扇中、扇緣三部分,這種分法,體現(xiàn)了河流在沖積扇上的分選作用。

沖積扇上的這種分選結(jié)構(gòu),還造成了另外的結(jié)果,沖積扇成了一座天然的地下水庫(kù),因?yàn)榉诌x作用,粗大的礫石留在扇頂,層壘在一起的礫石間遍布空隙,這有利于水流的下滲和轉(zhuǎn)變?yōu)榈叵聫搅鳌?/p>

而扇緣部分沉積的是粒徑極小的黏土,黏土透水性差,這相當(dāng)于在扇緣建起了一道天然的水庫(kù)大壩,一座天然的地下水庫(kù)就這樣建成了。當(dāng)水庫(kù)中積蓄的水超過(guò)了黏土堤壩的高度后,積水就會(huì)涌出地表形成一處處泉水流淌,因此在沖積扇的黏土帶與細(xì)沙帶接觸的部分,會(huì)形成一個(gè)泉水帶,就是在這個(gè)環(huán)形的帶狀區(qū)域內(nèi)一處處泉水涌流。而水正是干旱區(qū)的人類(lèi)最缺乏的寶貴資源,沿著沖積扇的泉水帶,人類(lèi)開(kāi)墾田地,種植果蔬糧食,因此泉水帶也是人類(lèi)的聚落帶。

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沖積扇成泉原理圖

為什么沖積扇的扇緣部位常常會(huì)有泉水出露?這與沖積扇的結(jié)構(gòu)有很大關(guān)系:從沖積扇的縱剖面圖上可以看出,上層通常是粒徑較大的礫石,而下層則是顆粒更小的細(xì)沙和黏土。每當(dāng)山洪暴發(fā),大量的水流從山口的扇頂部位傾瀉下來(lái),漫過(guò)整個(gè)扇體,而洪水在沿著扇體向下奔流的同時(shí),也大量地滲入扇體內(nèi)部。由于扇體最表層的洪積物粒徑較大,排列并不緊密,彼此之間的縫隙很寬,非常利于地表水的下滲。而當(dāng)水下滲到扇體下層的黏土層時(shí),由于沉積物粒徑的減小,排列變得更加緊密,不利于水的繼續(xù)下滲,水流垂直運(yùn)動(dòng)的速度減緩,變?yōu)榻扑椒较虻牧鲃?dòng)。當(dāng)水流到?jīng)_積扇扇緣部位的時(shí)候,已經(jīng)離地表很近,非常利于打井汲水甚至直接形成泉水出露。而且,由于扇緣部位的黏土在一定程度上起到了對(duì)水體阻隔的作用,它能保證季節(jié)性山洪的水長(zhǎng)期儲(chǔ)存在扇體中,相當(dāng)于一個(gè)“水壩”,保證了泉水的穩(wěn)定性。

為何冰川沉積無(wú)分選性?

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一般風(fēng)力、河流的分選作用明顯,而冰川沉積物則無(wú)分選性。那是因?yàn)楸鲗儆趬K體運(yùn)動(dòng),當(dāng)冰川前端位置向前推移時(shí),它會(huì)象推土機(jī)那樣把鏟刮的各類(lèi)物質(zhì)推進(jìn),故冰磧物與其它任何外營(yíng)力搬運(yùn)的沉積物明顯不同。