风的作用

地质学基础第十二章风的地质作用

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第十二章风的地质作用

目的要求

风做为一种自然现象，也是一种改造地表的重要动力。由于风的地质作用，

造成地球上广泛分布的沙漠和不毛之地，使人的生活环境恶化。直接由台风、飓

风或龙卷风等造成的经济损失，以及沙漠化带来的严重后果直接威胁着人类的安

全和生存。要求学生了解风剥蚀和搬运作用，以及风蚀作用的产物(风蚀地貌)，

掌握风的沉积作用和沉积物的特点；以及由于风的沉积作用所形成的地貌(沙漠

与黄土)特征。

课时：4学时

授课内容

一、风的剥蚀与搬运作用

二、风的沉积作用

(一)沙丘与沙漠

(二)黄土

重点

风的剥蚀作用与风的沉积作用，以及它们的产物特征是本节的重点。

难点

在风的搬运与沉积作用形成的黄土学生难以理解。可借助一些典型的实例，

并通过多媒体教学手段进行讲解。

教学方法

利用多媒体等以讲授为主，结合部分实地照片进行说明。

讲授重点内容提要

一、风的剥蚀与搬运作用

(一)风蚀作用的方式与特点

风的剥蚀作用简称风蚀（aeolianerosion）包括吹扬和磨蚀两种方式。

1、吹扬（deflation）：风将地表砂粒和尘土扬起吹走。因为空气流动和水

体流动一样，在达到一定速度及速度发生某种改变的情况下都会发生紊流及涡流

并产生举力，从而引起吹扬。吹扬作用在风速大、地面干燥、植被稀少及松散物

覆盖区尤其强烈。所以吹扬作用主要见于沙漠及海滩等地。

2、磨蚀（abrasion）：风力扬起的碎屑物对地表的冲击和摩擦以及碎屑物

质颗粒之间的冲撞和摩擦。风速大，则扬起的碎屑物多且颗粒大，磨蚀能力强。

如地面岩石松软，则易遭受磨蚀。卵石或砾石可以被磨蚀成多个磨光面，而且边

棱清晰鲜明，这种石块称为风棱石（windcutstone）。其形成是因为嵌在泥质

物中卵石由于泥质物被蚀去而裸露，其上部先受磨蚀，形成光滑面，类似作用多

次进行。此外，风棱石也可以是由于风向变化，卵石从多个方向受到磨蚀的结果。

(二)风蚀作用的产物(风蚀地貌)

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干旱区风的剥蚀作用常形成以下地形（图5-15）。

1、风蚀洼地（aeoliandepression）

因风蚀而形成的洼地。洼地的底面如达到地下水面，这里就会成为沙漠中的

绿洲。

2、风蚀谷（aeolianvalley）和风蚀残丘（aeolianmonadnock）

由暴雨和洪流的强烈冲刷所产生的并因风蚀而扩大的谷地称为风蚀谷。它或

为狭长的壕沟，或为宽广的谷地，常常蜿蜒曲折，长可达数十公里，谷底崎岖不

平，谷壁一般较陡，谷坡坡脚因堆积着崩塌的岩块，比较平缓。

3、风蚀城（aeoliancastle）

层叠状的平顶残丘，犹如毁坏的古城堡。产状平缓的基岩裸露区因岩层软硬

相间和垂直节理发育经长期风蚀而成风蚀城。我国新疆东部吐鲁番盆地的库姆达

格沙漠北部以及柴达木盆地西部都有由第三纪砂岩、页岩及泥岩所构成的风蚀

城。

4、风蚀蘑菇（aeolianmushroom）与风蚀柱

上大下小的蘑菇状地形称为风蚀蘑菇。其形成是因气流在近地面部分所含的

砂粒较多，一些突出地面上的孤立岩石，下部受风蚀较甚所致。如果下部岩性较

上部岩性为软，或因水平节理发育，在差异风蚀下，更易形成风蚀蘑菇。

垂直节理发育的岩石经长期风蚀后，易成为柱状,称为风蚀柱。它可以成群

分布，成为风蚀柱群，也可以单个挺立。

5、蜂窝石（alveolarstone）

又称石窝或石格子窗。它形成于陡峭石壁上大小不等、形状各异的洞穴或洼

坑，似蜂窝状。

(三)风的搬运作用

风的搬运以悬移、跃移和推移(推动与滚动)三种方式进行（图6—2）。

1、悬移（suspensiontransport）

在紊流及涡流的上举力作用下，细而轻的砂粒悬浮于气流而向前进，简称悬

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移。当风速达5m/s时，就能使粒径小于0.2mm的砂粒悬移。而粒度小于0.05mm

的粉砂粒其沉降速度很低（图6-2）。一旦进入悬浮状态就不易降落而长期随风

飘扬。

2、跃移

砂粒在气流中以跳跃方式前进，简称跃移。跃移物往往是粒径0.2—0.5mm

的砂。风力跃移的机理与流水不同。水的密度比空气大800倍，在粘滞性很弱的

空气中，粗砂级颗粒的跳跃通常是由飞跃的颗粒降落时碰撞地面而产生的弹力所

引起的，其初始能量来源于与其它砂粒的撞击，这是风力搬运特有的现象。当风

速达到某一临界速度时，砂粒开始以滚动或滑动方式移动，移动的砂粒相互撞击，

两个碰撞颗粒或其中之一粒在冲击力与弹力的作用下跃入空气中，并在重力作用

下以与地面成10°—16°交角的平缓轨道下落。如果地面岩石硬，则砂粒撞击

地面后会跳回空中，继续向前移动；如果地面是松散的砂，则降落下来的砂粒就

撞击地面的砂粒使之跃起，并以抛物线形式向前移动。通过这种形式，一个个跳

跃着的砂粒带动着整个地表的沉积物向前移动。

3、推移（tractiontransport）

当风速较小或者地面砂粒较大（粒径大于0.5mm）时，砂粒不能跳到空中，

而是沿着地面滚动或滑动，简称推移。其动能来自于其它跳跃砂粒的撞击。跳跃

砂粒的撞击所产生的动能很大，能够使地面上较其本身直径大6倍或较其本身重

量大200倍的砂粒向前移动。在风速减小时，它们时行时止，每次只能移动几毫

米。随着风速增大，不但移动巨砾增大，而且移动的砂粒增多，甚至整个地面的

砂粒都向前移动。

在上述三种搬运方式中以跃移为主，其搬运量约为总搬运量的70%—80%；

推移量次之，约占20%；悬移量最少，一般不超过10%。占搬运量90%的跃移和

推移的物质主要是0.2—2mm的砂，它们主要富集在离地面高度30cm以下，尤其

是在10cm以下，紧贴着地面运行，其搬运距离较近；悬移的物质主要是小于0.2mm

的碎屑，其搬运距离较远，而且颗粒愈细搬运愈远。如我国西北的尘土搬运到达

长江中下游地区，蒙古中部的尘土吹送到西北的黄土高原，美国西部的细微尘土

搬运极远，而砾石等粗大颗粒残留原地，这是风力搬运的重要特征。如我国风成

黄土的颗粒，其粒度自西北向东南有由粗变细的总趋势。

此外，随着风速多变，风的搬运能力，即风运物粒度大小也会改变。但是就

一定地区和一定时期而言，总存在一种占主导地位的风速。

注意：由于风的搬运作用，其碎屑物质具有良好的分选性和磨圆度。

二、风的沉积作用

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风力堆积的物质称为风积物（aeoliandiment）。

（一）风积物的特点

1、碎屑物主要由砂、粉砂以及少量粘土级的物质组成，粒度在2mm以下。

2、分选性较冲积物高，这是由风力搬运的高度选择性所决定的。

3、碎屑颗粒即使是很细的粉砂（成分主要是石英），也具有较高的磨圆度。

4、碎屑中可以存在较多的铁镁质及其它化学性质不稳定的矿物，如辉石、

角闪石、黑云母、方解石等，这些性质不稳定的矿物在由水力搬运的沉积物中较

少存在。

5、具有规模极大的交错层理，其形成是由于风积物作大规模移动的结果。

6、颜色多样，但占优势的是红色色调，而绿色、黑色、白色者很少。

（二）风成沙沉积

1、沙堆

风沙流遇到障碍时，因能量消耗而沉积下来，把障碍物埋没形成沙堆，呈舌

状，高度小于10m，内部具交错层。

2、沙丘（sanddune）

风积物形成的沙质丘岗。它是从沙堆演化而来。沙丘可有下列类型：

(1)新月型沙丘（barchandune）

平面上呈月牙形或新月形，高度一般＜15m的沙丘称新月型沙丘。

(2)纵向沙丘（longitudinaldune）

又称赛夫（阿拉伯语，意为长剑）沙丘，呈互相平行的长条形沙岗。

(3)横向沙丘（transverdune）

沙丘总的延长方向与盛行风向直交。

(4)星状沙丘（stardune）

具有较高的顶，从顶点向四周呈放射状射出三条以上沙脊，仿佛金字塔形，

故又称金字塔型沙丘。

（三）风成砂的特征

1、砂粒大多为石英；

2、分选良好；

3、磨圆度高；

4、具沙漠岩漆（油脂光泽的薄膜）；

5、有中小型交错层；

5、生物遗迹少。

（四）风成黄土沉积

黄土既有水成，又有风成。我们讨论的是风成黄土，所谓黄土(Loess)是指一

种由风的堆积作用形成的土状堆积物。其特征主要为：

1、黄土的矿物组成一致；

2、分选性良好；

3、磨圆度差；

4、层理不明显，发育垂直节理；

5、胶结差，疏松多孔，孔隙度高达44%～55%，常含钙质结核。

本章小结

风也是重要的一种地质营力，其改变地壳表面的能力是不可忽视的。了解风

的剥蚀与搬运作用，以及形成产物的基本特征，有促于掌握风的地质作用特点。

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风也是重要的一种地质营力，其改变地壳表面的能力是不可忽视的。了解风的剥

蚀与搬运作用，以及形成产物的基本特征，有促于掌握风的地质作用特点。掌握

风的沉积作用的特征，以及风成砂和风成黄土的特点。

思考题

（一）基本概念

风蚀作用、风蚀地貌、风棱石、沙漠、黄土

（二）简述下列两组基本概念的主要区别

1、磨蚀与吹蚀；2、沙丘与沙漠；

（三）回答问题

1、风蚀的方式是什么？

2、简述风的搬运与河流搬运的异同。

3、风积物有哪些特点？

4、黄土是如何形成的？有哪些特征？