第9章水圈与岩石圈的相互作用

第9章水圈与岩石圈的相互作用 基本要求：基本掌握Davis的地貌侵蚀循环理论（重点、难点）。掌握其中有关的概念，如夷平面、准平原、溯源侵蚀（重点）。了解地貌发育的“剥蚀系统模式”和有关构造-侵蚀均衡作用。掌握沉积岩的形成与水的关系。掌握内流流域和外流流域的概念。基本掌握坡面流水作用、沟谷流水作用与水土流失及其与河流地貌发育初期的关系。基本掌握河流侵蚀基准面、河流均衡剖面的概念（难点）。掌握4种基本的河床类型和有关河流地貌的类型（如河漫滩、阶地、牛轭湖等概念）。掌握中立线和泥沙运动特点等海岸均衡作用过程中的概念（重点）。掌握海蚀地貌的基本类型（重点）。基本掌握发生泥石流的条件。基本掌握河口地区的生物生产量特点。掌握三角洲的形成条件（难点）。

第9-1节岩石与水 基本要求：了解水在岩石风化、剥蚀和搬运中的意义。掌握沉积岩的形成与水的关系。1、岩石的形成与水P195：岩石的形成，尤其是沉积岩，与水的作用密切相关。其他岩石也同样与水有一定的关系。 2、岩石的风化、剥蚀都是在水的参与和作用下进行的。 3、岩性决定了3水转换P196。 4、岩石圈的形态，尤其是小形态，往往是在水的作用下形成的，包括冰川。

第9-2节岩石圈的结构与水系发育及流域性质 基本要求：理解岩石圈及其结构对水系形状的控制作用和影响。了解不同地质基础和地貌部位对流域特征的影响。掌握内流流域和外流流域的概念。 1、岩石圈的结构与水系发育P197：主要是岩性和构造的控制作用。例如，平行的褶皱区，梳状水系；穹隆区形成放射状或环状水系。 2、岩石圈的结构对流域的影响：1）在青藏高原隆起前，我国的大江河的流向是向西如古特提斯海的；2）西北内陆的格状盆地是大量内流河形成的前提。解释内、外流流域；3）整个流域的形状也受构造控制P198；4）间接影响流域的水循环特征，内陆盆地的小循环和喀斯特地区的循环。

第9-3节水的分布、负荷均衡与岩石圈变形 基本要求：理解水圈结构或水的全球分布对岩石圈的形状的影响。了解冰期、间冰期或海退、海进对岩石圈的形变的作用。理解岩石圈的形变对水圈的影响。 1、岩石圈的变动与全球水的分布变化P198：主要体现在泛大陆分离后发生的海陆之间水的分布情况的变化。 2、水均衡与岩石圈的变形P198-199：主要解释均衡作用，与冰期、间冰期密切相关。静力均衡原理：把水面上的那部分冰搬掉，冰山就会上升。如果把一些冰加到冰山顶上，冰山就会下沉，并停留在一个新的位置上。

通过静力均衡原理，与软流圈物质从地幔的流出结合，解释岩石圈的变形。P199一系列的公式，主要讲解了水和岩石（密度与体积）在重量上的平衡所导致的水与岩石圈的均衡作用。通过静力均衡原理，与软流圈物质从地幔的流出结合，解释岩石圈的变形。P199一系列的公式，主要讲解了水和岩石（密度与体积）在重量上的平衡所导致的水与岩石圈的均衡作用。 P199倒数第2段： 1）在海洋的边缘，由于海水深度向大陆的减小，水均衡下沉量向岸边逐渐减小，从而导致大陆架、大陆坡地区的掀斜。 2）由于海底的均衡下沉，软流圈物质从海底流向大陆，从而引起大陆边缘地区的隆升。这一过程的结果导致： (1)海洋的加深和大陆的增高，海洋与陆地的高差、起伏增大；(2)大陆架、大陆坡的坡度增大(变陡)；(3)海洋面积的缩小和陆地面积的增大。诸多研究表明(P200图9-1，图9-2)，自大洋形成以来，面积在逐渐减小，深度不断增大。这除与地壳运动有关外，还与水均衡作用有关。

3、岩石圈与水圈的正反馈作用P199-202 上面的分析表明，岩石圈与水圈相互作用、相互影响，形成正反馈作用的循环 ( P200 图9-3 )。岩石圈形变，改变水圈的结构(如水的分布或厚度)。由于负荷均衡订作用，引起新的岩石圈形变，从而进一步改变水圈的结构(如水的分布或厚度。当然，这样的反馈作用，也可以由水圈结构的改变开始。如，由于冰期 / 间冰期首先导致岩石圈的均衡作用发生，然后，岩石圈的变动迭加于水圈的变动，尤其是海面变化。如，B.P. 1.8 万年的末次冰期至今海面约上升了100m （P201图9-4）。

第9-4节构造-侵蚀-地貌循环 基本要求：基本掌握Davis的地貌侵蚀循环理论。掌握其中有关的概念，如夷平面、准平原、溯源侵蚀。了解地貌发育的“剥蚀系统模式”和有关构造-侵蚀均衡作用。1、Davis经典的地貌循环（侵蚀循环）理论P202：前提和3个阶段，介绍每个阶段，尤其是壮年期的地貌特征；准平原的概念P202；该假说的3个缺陷P202-203。

2、斯特拉勒的“剥蚀系统”模式P202： 1）前提：上升、剥蚀和均衡作用同时进行（图9-5），起点是5000m的位置； 2）均衡上升的“量”，主要考虑地表岩石的密度（2.75g/cm3）与来源于软流圈上升物质密度(3.3)的差值：如果密度一样，则上升量=剥蚀量，但由于被剥蚀掉的地表岩石密度小于上升物质。 3）因此，均衡上升只占剥蚀高度的（2.75÷3.3≈）83.33/100m（纠正书上错误），地面高度降低16.67m（也就是说，假设只考虑剥蚀量，剥蚀降低速率为1m/1000年；在发生均衡作用情况下，实际降低量则只有0.167m/1000年）。 4）那么，地表海拔高度每降低1/2的高度，即2500m，所需要的时间大约为（2500÷0.167≈）1.5*107a（半衰期）。

5）如此下去，地表海拔高度每降低1/2的高度，都需要一个半衰期，即1.5*107a。 6）至海拔高度下降到313m时，已经过去4个半衰期，即6*107a。 7）此时每1.5*107a，下降（313÷2）≈156m，下降速度相当（156m÷1.5*107a）≈0.0104m/1000年，即1. 04mm/年。这个速度已相当缓慢，可视为准平原。但由于：1）剥蚀必须达到一定数量时才会发生均衡上升；2）地壳的稳定时间不会无限地延续下去，而是间歇性地上升。因此，剥蚀循环过程是如P205图9-7所示的那样进行的：注意图B范围。最终，形成P206图9-8所示的反馈机制。

第9-5节流水作用与流水地貌 基本要求：基本掌握坡面流水作用、沟谷流水作用与水土流失及其与河流地貌发育初期的关系。基本掌握河流侵蚀基准面、河流均衡剖面的概念。掌握4种基本的河床类型和有关河流地貌类型的概念（河漫滩、阶地、牛轭湖等） 1、坡面流水与侵蚀作用P206 1）坡面水流，首先形成薄层的片流，然后形成细流，同时发生下渗，没有固定的流路。对地表的冲刷比较均匀，但冲刷力小，主要冲刷松散物质。 2）坡面水流的冲刷强度取决于降水强度、地形坡度、坡面物质组成和植被条件、坡体部位等。与降水强度成正比关系，在35°左右最大P207图9-9。一般，整个坡体可分为3部分：上部微弱侵蚀带、中部强烈侵蚀带、下部堆积带。最为常见的地貌是坡积裙：物质细小，呈裙状围绕山麓。

2、沟谷流与地貌P207：有常年流水时称为河谷。 2、沟谷流与地貌P207：有常年流水时称为河谷。 1）有集中、固定的流路，侵蚀力更大。是坡体上主要的地貌塑造营力。 2）沟谷的发展与岩性、气候、植被、地形坡度密切相关。如在黄土地区、红色风化壳沟谷发展极快，侵蚀量极大；而在基岩喀斯特区几乎不发育。 3）溯源侵蚀是沟谷发育的主要形式。 4）以V形谷、多陡坎、壶穴地貌为特色，在出口形成洪积扇P208图。

3、河流作用与地貌P208 1）河床动力~形态的反馈机制P208图9-11。 2）侵蚀基准面及作用：P209几种不同的基准面。基准面的作用-控制下切侵蚀、影响基准面的因素。 3）均衡剖面：下凹的平滑曲线。 4）河床类型：4种：顺直微弯、弯曲、分汊、游荡；深泓线。 5）弯曲河床、河漫滩（洪水时才被淹没，2元结构上细下粗）、河岸沙堤和迂回扇P209-210图9-12、裁弯取直、牛轭湖。

6）阶地：P210图9-13：由河流下切而相对抬升到一般洪水位之上，呈阶梯状分布于河谷两侧的地形。是河流发育经过相当长时间后的产物。由阶地面和阶地坡组成。前者是原先河谷谷底的遗留部分，表面比较平坦，微向下游倾斜，多为河流冲积物所组成；后者是阶地面以下的坡地，是河流后期下切形成的部分，坡度较大。6）阶地：P210图9-13：由河流下切而相对抬升到一般洪水位之上，呈阶梯状分布于河谷两侧的地形。是河流发育经过相当长时间后的产物。由阶地面和阶地坡组成。前者是原先河谷谷底的遗留部分，表面比较平坦，微向下游倾斜，多为河流冲积物所组成；后者是阶地面以下的坡地，是河流后期下切形成的部分，坡度较大。阶地的分级：一般是在一个河谷的横断面中，由下而上，顺序分级，高于河漫滩的最低一级阶地，称为1级阶地，向上的另一级阶地称为2级阶地，依此类推。阶地形成必须具备2个条件：1）有较宽广的谷底：2）河流的下切侵蚀。下切主要由地壳的升降运动、气候变迁和侵蚀基面下降造成。

第9-6节海岸线与海岸带 基本要求：了解均衡海岸剖面和海岸均衡作用过程。掌握中立线和泥沙运动特点等海岸均衡作用过程中的概念。掌握海蚀地貌的基本类型。 1、海岸线的轮廓与平衡岸弧的发育P211 海岸线—海面与陆地的交切线。原始岸线在海水动力的作用下最终形成均衡岸线，其过程是长期。往往处于期间的某阶段。岸线的性质决定于海洋动力、岩性、沉积物、地质构造等。

原始岸线：断层海岸（岸线与构造线平行，又称为纵海岸）、基岩港湾海岸（岸线与构造线垂直，又称为横海岸，也叫大西洋式海岸）、与构造线斜交的斜交海岸。平衡岸弧的发育过程：P212图9-14发育的最终形态是一条微微弯曲、动态平衡的岸线。即岸线相对稳定，轮廓基本不变时。往往形成冲积平原海岸（河流堆积）或海积平原海岸（海洋沉积）。

2、海岸均衡剖面（指水下纵剖面）P212图9-15 根据物质组成，可分为基岩海岸、沙质海岸、粉沙淤泥质海岸、生物海岸等。均衡剖面过程主要发生在基岩海岸、沙质海岸。 1）在深水区，当水深大于2倍的波长情况下，波浪不对海底的泥沙起作用，水质点呈圆周运动。 2）当波浪移动到近岸附近，波浪发生变形。当波峰来临时，水质点向岸运动，并对海底沉积物向岸推动；波谷临时，水质点向海运动，并对海底沉积物向海推动。除此之外，重力也使泥沙向海移动。

3）泥沙到底是向海还是向岸移动呢？要看向海、向岸和重力造成的移动总量如何。这取决于波浪变形的程度和颗粒的质量大小（体积、比重）。3）泥沙到底是向海还是向岸移动呢？要看向海、向岸和重力造成的移动总量如何。这取决于波浪变形的程度和颗粒的质量大小（体积、比重）。 4）那么，必然有些位置的净移动量为0，中立线（带）以上的沉积物向按运动；以下的，向海移动。这造成了水下地形坡度的改变。当所有的沉积物都相对稳定后，便形成了均衡剖面。该均衡剖面发育的条件： 1）原始岸坡微微向海倾斜；2）沉积物质量基本相同； 3）波浪方向与岸线基本垂直。因此，水深太大的情况下没有中立线，而只发生岸线后退；岸坡太平缓时，中立线靠近海岸线，沉积物向岸移动，形成堆积海岸。

基岩海岸的均衡剖面发育过程： 以侵蚀后退为主，形成平坦、宽广的海蚀平台，其上残留海蚀柱、海蚀拱桥，岸边为海蚀崖。参照P216图9-18 3、海岸线进退P214、215表9-1 1）有时间意义，周期性变化。就第4纪来说，横向变化幅度即达几十到几百公里。 2）其发生的原因有：气候导致的海面升降；地壳升降运动；河口地区的沉积物来源的增减造成的沉积与侵蚀。 3）P215图9-17：海进、海退与沉积、侵蚀的关系。海面上升并不一定发生海进，而海面下降，也有可能发生海进。

4、海岸地貌：分为海蚀地貌和海积地貌 1）常见的海蚀地貌较为简单，如图9-18所示； 2）海积地貌类型复杂，包括沉积物横向移动和纵向移动形成的：图9-19。横向移动是指沉积物移动基本与海岸线垂直。地貌： A、中立线下侧，水下堆积阶地； B、在中立线上侧，形成沙滩（海滩），在向陆地一侧，形成滨岸堤，或（未到水边线沉积物便堆积下来）形成离岸堤，再向陆地，形成风成海岸沙丘。离岸堤到陆地之间形成泻湖。

纵向移动是指沉积物移动与海岸线有明显的夹角。比较典型的有如图9-19 (a)、(b)所示的2种情况。其地貌形态，是在波浪、潮汐等海岸带动力搬运不动的情况下堆积形成的： A、在海岸线内凹处形成沙滩；B、在海岸线凸出处的（下风方向）形成沙嘴。另外，在海岸线外有岛屿的情况下P218图9-20，可形成连岛沙坝。第9-7节海啸、泥石流、崩岸、滑坡 -水圈和岩石圈相互作用的实例基本要求：了解海啸、泥石流、崩岸、滑坡的基本概念。基本掌握发生泥石流的条件。

第9-7节海啸、泥石流、崩岸、滑坡 -水圈和岩石圈相互作用的实例 1、滑坡P218：坡体上大量沉积物、岩石沿一定滑动面做整体下滑的现象。其形成的必要条件：见P218倒数2段。滑坡要素见P219图9-21。 2、崩岸P218：河、湖、海岸的崩塌。发生原因：物质组成（松散、破碎）、侵蚀（如河流凹岸）。 3、泥石流：定义、发生的3个条件、原因，见 P219最后1段。 4、海啸：某些突发事件引起的短时间内海平面的大幅度升降。往往由地震、大风、涨潮迭加而致。

第9-8节河口地貌 基本要求：了解河口的水流特征，河流、波浪、潮流的共同作用。基本掌握河口地区的生物生产量特点。掌握三角洲的形成条件。 1、河口的特点P221：1）性质差异很大的咸水和淡水2种介质，形成盐水楔；2）河流、波浪、潮汐动力特征不同的3重作用；3）涨落潮导致的双向水流；4）快速的沉积（P221机械的、化学的）；5）高生物生产率。

2、三角洲和三角港 1）三角洲的形成3条件P222； 2）三角洲的沉积特征： A、化石丰富，且海相和陆相化石并存，并有大量海陆过渡相化石； B、层理发育，并以交错层理和波状层理为主；C、从陆向海可分为3部分沉积：三角洲平原相（包括河流、沼泽和泻湖沉积，物质较细，含少量海陆过渡相化石）；三角洲前缘相（海水之下的沉积，以水下形成的沙体为主，颗粒较粗，交错层理和波状层理发育，海相和陆相化石）；前三角洲相（粉沙粘土为主，富含有机质，水平层理发育，海相化石为主。水动力稳定）。 3）三角洲的类型P223：根据形态分为3种；也可根据水动力分为3类。

第9章 水圈与岩石圈的相互作用