巖土工程師輔導(dǎo)資料：地貌和第四紀(jì)地質(zhì)

　　地貌和第四紀(jì)地質(zhì)

　　地貌即地表形態(tài)(地形)。地貌形態(tài)大小不等，千姿萬(wàn)態(tài)，成因復(fù)雜，但總的說(shuō)來(lái)，地貌形態(tài)是內(nèi)外地質(zhì)營(yíng)力互相作用的結(jié)果。第四紀(jì)是地球發(fā)展的最新階段，它包括更新世和全新世。

　　一、主要地貌形態(tài)的特征與成因

　　地貌形態(tài)是由地貌基本要素所構(gòu)成。地貌基本要素包括：地形面、地形線和地形點(diǎn)，它們是地貌形態(tài)的最簡(jiǎn)單的幾何組分，決定了地貌形態(tài)的幾何特征。自然界的地貌形態(tài)雖被人歸結(jié)為上述三種地貌基本要素所構(gòu)成。

　　地形面：可能是平面、曲面或波狀面。例如山坡面、階地面、山頂面和平原面等。

　　地形線：兩個(gè)地形面相交組成地形線(或一個(gè)地帶)，或者是直線或者是彎曲起伏線，例如分水線、谷底線、坡折線等等。

　　地形點(diǎn)：兩條(或幾條)地形線的交點(diǎn)，或孤立的微地形體構(gòu)成地形點(diǎn)，這實(shí)際上是大小不同的一個(gè)區(qū)域，例如山脊線相交構(gòu)成山峰點(diǎn)或山鞍點(diǎn)、山坡轉(zhuǎn)折點(diǎn)和河谷裂點(diǎn)等。

　　任何一種地貌形態(tài)的特點(diǎn)，都可以通過(guò)描述其地貌形態(tài)特征和形態(tài)測(cè)量特征反映出來(lái)。

　　地貌基本形態(tài)具有一定的簡(jiǎn)單的幾何形狀，但是地貌形態(tài)組合特征，就不能用簡(jiǎn)單的幾何形狀來(lái)表示，而必須考慮這一形態(tài)組合的總體起伏特征，地形類別和空間分布形狀。例如，山前由若干洪積扇群集所構(gòu)成的洪積平原，這是一種地貌形態(tài)組合，其中每一個(gè)洪積扇作為一個(gè)基本地貌形態(tài)，具有扇形幾何特征;但這一形態(tài)組合的特征則是縱向傾斜，橫向和緩起伏，呈條狀分布的洪積傾斜平原。

　　地貌的成因研究，涉及地貌形成的物質(zhì)基礎(chǔ)，地貌形成的動(dòng)力和影響地貌形成發(fā)展的因素。地貌形成的物質(zhì)基礎(chǔ)是巖石和地質(zhì)構(gòu)造。地貌形成的動(dòng)力主要有兩類，即內(nèi)力地質(zhì)作用和外力地質(zhì)作用。地貌的形成發(fā)展是內(nèi)、外營(yíng)力相互作用的結(jié)果。

　　(一)殘積物及風(fēng)化殼

　　地殼表層巖石遭受風(fēng)化作用后，在原地形成的松散堆積物稱殘積物(層)。在地殼表層不同深度由于風(fēng)化作用的因素、方式和強(qiáng)度不同，致使在垂直剖面上形成具有不同成分和結(jié)構(gòu)的多層殘積物，由這些殘積物所構(gòu)成的復(fù)雜剖面稱為風(fēng)化殼。在風(fēng)化殼的頂部，通常是生物活動(dòng)的場(chǎng)所，生物在生命過(guò)程中分泌和產(chǎn)生大量的有機(jī)質(zhì)，有機(jī)質(zhì)與殘積物不斷發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，改造殘積物，這個(gè)過(guò)程稱成土(壤)作用，經(jīng)成土作用改造過(guò)的富含腐殖質(zhì)的殘積物稱土壤。因此，殘積物和土壤都是風(fēng)化殼的組成物質(zhì)。由于風(fēng)化作用的復(fù)雜性和基巖的性質(zhì)不同，風(fēng)化殼可以由單一的殘積層組成，也可以由多層殘積層組成。

　　風(fēng)化殼中常含有多種有用礦產(chǎn)，風(fēng)化成因的鐵、錳、鎳、鈷、鋁礦床是這些礦種中的主要類型。風(fēng)化殼和殘積層的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)對(duì)工程建筑也有直接影響，因此研究風(fēng)化殼有著重要意義。

　　決定風(fēng)化殼形成的主要因素是氣候條件，在不同氣候條件下，風(fēng)化作用進(jìn)行的方式、強(qiáng)度不同，因而形成處于不同風(fēng)化作用階段和發(fā)育程度的風(fēng)化殼。據(jù)此可把風(fēng)化殼劃分為下列四個(gè)主要類型：

　　1.巖屑型風(fēng)化殼(機(jī)械風(fēng)化殼)。巖石在物理風(fēng)化作用下在原地產(chǎn)生碎裂，形成巖屑型風(fēng)化殼。其化學(xué)風(fēng)化作用微弱，元素遷移能力也弱，組成殘積層的巖石成分與母巖基本一致。風(fēng)化殼上層碎屑粒徑細(xì)小，向下逐漸變粗，最下部是具風(fēng)化裂隙的基巖。

　　巖屑型風(fēng)化殼主要形成于寒冷氣候帶(凍原帶)，由于氣溫低;化學(xué)元素極不活躍，僅有微弱的化學(xué)風(fēng)化作用，使部分硅酸鹽礦物風(fēng)化成水云母和水綠泥石等風(fēng)化程度低的礦物。

　　2.硅鋁—硫酸鹽型風(fēng)化殼及硅鋁—碳酸鹽型風(fēng)化殼。此類風(fēng)化殼是在物理風(fēng)化作用基礎(chǔ)上，化學(xué)風(fēng)化作用開(kāi)始階段的產(chǎn)物。在氧和二氧化碳的作用下，硫化物受氧化成硫酸鹽;鋁硅酸鹽礦物中的堿金屬和堿土金屬在碳酸化作用下，從礦物中析出，并形成碳酸鹽。此階段的典型礦物是石膏、方解石等，因水溶液呈堿性，有時(shí)可形成水云母等粘土礦物。此類風(fēng)化殼形成于干旱氣候帶(荒漠帶)及溫暖的半干旱氣候帶(草原帶)。整個(gè)風(fēng)化殼因富含鈣而呈黃—灰黃色，類似黃土又稱黃土狀風(fēng)化殼，這類風(fēng)化殼的厚度一般不大。

　　3.硅鋁粘土型風(fēng)化殼(高嶺石型風(fēng)化殼)。在化學(xué)風(fēng)化作用深入進(jìn)行下，鈣、鎂、鉀、鈉等元素全部被析出，硅也大量遷移。水溶液呈酸性反應(yīng)，使硅酸鹽、鋁硅酸鹽礦物分解，形成高嶺石、蒙脫石等粘土礦物，故稱高嶺石型風(fēng)化殼。高嶺石型風(fēng)化殼主要形成于溫暖濕潤(rùn)氣候帶(草原灰化土帶)。

　　4.磚紅土型風(fēng)化殼。在化學(xué)風(fēng)化作用進(jìn)行較為徹底的情況下，硅酸鹽礦物已全部分解，可以遷移的元素均已析出，形成硅、三價(jià)鐵、鋁的氧化物。風(fēng)化殼因富含鐵質(zhì)而呈紅色。典型的磚紅土型風(fēng)化殼主要形成于濕熱氣候帶。

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