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2018年1月22日 星期一

丁酉(鸡)年十二月初六

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  风及其挟带的沙粒及尘土对地表岩石和地形的破坏和建造作用的总称。包括风蚀作用、搬运作用和沉积作用。前二者是破坏作用,后者是建造作用,基本上均属于机械作用。风的地质作用在气候干旱、温差大、物理风化强烈而植被稀少的地区,特别是荒漠中很强烈。
  风沙运动的特点 风主要是空气的水平运动,呈层流和紊流两种状态。由于地面摩擦的影响,越近地面风速越小。当风速大到足以把沙粒举入气流中时,形成挟沙的气流,叫风沙流。启动沙粒的风速受沙粒粒径、沙层含水率等的影响。在新疆野外测得,2米高处,风速达4米/秒的风便可挟带粒径为0.1~0.25毫米的细沙,形成风沙流。风沙流中沙量的分配随离地面高度的增加而减少,绝大部分沙集中在自地面到30厘米高的范围内。风速5米/秒,在0~10厘米的高度上含沙量占90%。所以,风的地质作用集中于近地表范围内。
  风蚀作用 风对地表岩石、地形的破坏改造作用。其方式有2种:一是吹蚀作用(吹扬作用),风直接把地表松散沙粒和尘土吹走,并使地面遭到破坏;一是磨蚀作用,指风中沙粒对岩石的磨损。两种方式伴生。风中的沙粒在岩石的裂隙中或表面坑洼处表现出强烈的旋转运动。质地不均匀的岩石经风蚀作用后,表面可形成小凹坑和洞穴,叫石窝;砾石改变成具有多个磨光面而边棱清晰的石块,叫风棱石;突出地面的石块变成下小上大的蘑菇状,叫石蘑菇。垂直节理发育的岩层,可被风蚀作用改造成石柱群(图1),风的地质作用地面流水形成的沟谷可被风蚀作用改造成风蚀谷。风蚀谷的特征是形状蜿蜒曲折,谷底崎岖不平,两坡陡峻。风蚀作用使风蚀谷不断扩大,谷间地区不断缩小,最后只剩下孤立的风蚀残丘。由于岩层产状和构造不同,残丘有尖塔状、城堡状等。风蚀作用还可以挖掘出风蚀坑,当地下水面出露时,则成为绿洲。(见彩图)

风的地质作用

  风的搬运作用 风将地面松散沙粒搬往它处的过程。在风的作用下,沙粒有3种移动方式:悬移、跃移和推移。
  ①悬移。细小的沙粒和尘土在风力冲击和紊流上举力作用下,脱离地面随气流移动叫悬移。悬移物的粒径一般小于0.2毫米,而小于0.05毫米的一经启动就不易沉降,可漂移到距源地2000公里之外的地区。②跃移。风沙流中的沙粒在重力作用下不时下落,以平缓的倾角迅速冲击地面后,再反弹起来继续前进,并使冲击点附近部分的沙粒也加入前进行列。这种弹跳式的前进叫跃移。跃移沙的粒径一般为0.2~0.5毫米,速度可达几至几十厘米/秒。③推移(蠕动)。沙粒或细砾沿地面滚动或滑行。它可以由风力直接推动,也可以由跃移沙的冲撞产生。跃移沙可以推动6倍于其体积的碎屑向前滚动,所以高风速时地表有一层徐徐移动的沙流,移动速度一般不到2.5厘米/秒。
  被风搬运的沙、土移动方式以跃移为主,占总搬运沙量的70~80%,推移的约为20%,悬移的少于10%。沙粒移动的方式随风速大小而变。
  风的沉积作用 风速减小,碎屑所受重力大于风的推动和下举力时即发生沉积。风减速的原因有地面的摩擦,地面障碍物的阻挡,与冷湿气流相遇而被抬升。风的沉积物叫风积物。风积物有良好的粒度分选性和分布分带性,即从风源地向外,由粗到细呈带状分布。风积物主要有风成沙和黄土。
  ①风成沙和沙丘。经风力改造而后再沉积的沙叫风成沙。来源多为其他外力作用形成的松散沉积物。如残积物、冲积物等。典型的风成沙的组分以石英为主,其次为长石云母等。风成沙的分选性和磨圆度都很好,表面呈毛玻璃状,有撞击痕,常呈黄褐色。
  风沙流遇到岩石、树丛等阻挡时,沙在障碍物后停积形成沙堆,沙堆顺风延伸,进而演变成沙丘。由于风向、来沙量和地形等的不同,沙丘有各种形态,以及不同的高度和长度。新月形沙丘较常见,平面为弯月形,迎风坡缓(5°~20°),背风坡陡(30°~34°)(图2)。风的地质作用未固定的沙丘能不断移动,掩埋农田和建筑物等。
  ②风成黄土。灰黄- 棕黄色粉沙质的土状沉积物。疏松多孔、无层理、垂直节理发育,并含有一定量的碳酸盐矿物。黄土主要分布在沙漠区和大陆性冰川区的外缘。中国黄土主要分布在西北的黄土高原区,一般厚达150~200米。
  风的地质作用盛行地区的自然景观为荒漠。荒漠是大陆上气候干旱,雨量稀少,植被稀疏、矮小,土地贫瘠之地。荒漠有石质、砾质和沙质之分。石质和砾质的平地叫砾漠(戈壁);完全被沙层覆盖的是沙漠。荒漠占陆地面积的1/5。(见彩图)

风的地质作用

  参考书目
 吴正著:《风沙地貌学》,科学出版社,北京,1987。
 R.A.拜格诺著,钱宁等译:《风沙和荒漠沙丘物理学》,科学出版社,北京,1959。(R.A.Bagnold,The Physics of Blown Sand and Desert Dunes,Methuen,London,1954.)

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更新时间 : 2009-07-10

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