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  • 冲积扇

    冲积扇是河流出山口处的扇形堆积体。当河流流出谷口时,摆脱了侧向约束,其携带物质便铺散沉积下来。冲积扇平面上呈扇形,扇顶伸向谷口;立体上大致呈半埋藏的锥形。多种气候条件下都可形成,在加拿大的北极地区、瑞典的拉普兰(Lappland)区、日本、阿尔卑斯山、喜马拉雅山以及其他温暖至湿润的地区均可见到。

    编辑摘要

    基本信息 编辑信息模块

    中文名: 冲积扇 英文名: alluvial fan
    所属地形: 冲积平原 形成条件: 多种气候条件下都可形成
    分布地区: 日本、阿尔卑斯山、喜马拉雅山等 形成原因: 大多为暴发性洪流形成
    发现时间: 最早记录1194年

    目录

    简介/冲积扇 编辑

    冲积扇卫星图冲积扇卫星图

    冲积扇(alluvial fan)是河流出山口处的扇形堆积体。当河流流出谷口时摆脱侧向约束,其携带物质便铺散沉积下来。冲积扇平面上呈扇形,扇顶伸向谷口,立体上大致呈半埋藏的锥形。以山麓谷口为顶点,向开阔低地展布的河流堆积扇状地貌。它是冲积平原的一部分,规模大小不等,从数百平方米至数百平方公里。广义的冲积扇包括在干旱区或半干旱区河流出山口处的扇形堆积体,即洪积扇;狭义的冲积扇仅指湿润区较长大河流出山口处的扇状堆积体,不包括洪积扇。

    它在干旱、半干旱地区发育最好,由暴发性洪流形成,在一些山间盆地区尤为突出,通常被视为荒漠地形的特征。冲积扇有几种重要的类似物:例如河流三角洲,不同之处是后者在河流入海或其他水体处的水下形成,中国上海地区就是典型的河流三角洲;再如深水海底扇,形成于洋底,由通过海底峡谷搬运的沉积物堆积而成。研究现代冲积扇,可为辨认古冲积扇,从而为研究地质历史提供线索。冲积扇对人类有实际经济意义,尤其在干旱与半干旱区,它是用于农业灌溉和维持生命的主要地下水水源。有些城市,例如洛杉矶,整个都建在冲积扇上。

    特征/冲积扇 编辑

    冲积扇沿着半径方向,可分为顶坡段、前缘段和两者之间的过渡段。从扇顶到扇缘地面逐渐降低,坡度逐渐变小,堆积物由粗到细,分选性逐渐变好。其纵剖面形态与河床一致呈现下凹形,横剖面为上凸形。一般说,冲积扇的大小与河流长度大体呈正比。

    冲积扇上可能出现的搬运和沉积作用有两种基本类型:一种是起因于暂时性或间歇性水流形成的牵引流搬运沉积作用,形成水携沉积物,主要有三类:河道沉积、漫流(片流)沉积和筛状沉积;另一种类型起因于重力与洪水作用,形成泥流、泥石流(碎屑流)沉积。

    分类/冲积扇 编辑

    冲积扇的地质冲积扇的地质

    干旱区冲积扇面的地貌通常可分为四部分︰活冲刷区,死冲刷区,荒漠砾石铺盖区和未分离的砂和砾石区。冲积扇的岩石碎块上常有荒漠岩漆,这是一种主要由铁、锰氧化物形成的棕黑色薄层。大部分人认为,因为岩漆可溶于水,其存在证明这些岩石碎块在近2,000年内没有受到多少洪水的淹没。

    岩漆的有无必然与洪水相关,也是识别死、活冲刷区的基本特征。无论死、活冲刷区都有许多粗大砂砾,其中散布着巨大石块,径长甚至大到10公尺。死冲刷区的粗大石块上都不同程度地染有岩漆,砾石的平均粒径也比活冲刷区的大。这种粒径的差异说明︰死冲刷区物质沉积时,气候较湿润,降雨较多,河流流量比现今为大。

    冲积扇上值得注意的其他地貌特征有︰泥石流堤──蜿蜒的块砾堤,代表从前泥石流的两侧边界;扇顶深谷──峡谷状的沟谷,围限着扇顶的活河床。还有荒漠砾石盖层,由带稜角的卵、砾、块石交错搭接而成,在扇面上形成平坦或波状的硬壳,过去认为是风力作用的产物,有人提出是降雨、径流和重力作用将扇面细粒物质移走而形成的,风力作用只是阻止细粒物质在已形成的砾石盖层上堆积。

    颗粒/冲积扇 编辑

    冲积扇堆积物粒径变化很大,在一些扇的上部有比小卡车还大的巨石,1公尺左右的砾石可被冲到扇缘,大砾石与黏土也可在同一处堆积中出现。在堆积层序方面,湿润地区的冲积扇,因每年有季节性的洪水和植被发育,所以垂直剖面中可出现一系列的埋藏的有机质层,各有机质层在横向上都相当连续,这说明沉积物依次复盖在前一年的草被之上。在干旱区,洪水稀少,且常以泥石流形式出现,往往被局限在扇顶深谷中。因此在堆积层序中出现直线到曲线形的岩屑舌,可从扇顶伸延到扇中或更远。由于堆积作用区向侧向和下游不断摆移,冲积扇的内部结构表现为一系列的透镜状与楔状体在垂直方向相互交替堆叠,它们是粗、细和混合粒级的堆积物构成的复杂层组,在横向上相互错叉或尖灭。

    形成过程/冲积扇 编辑

    湿润区

    冲积扇在不同的气候区有不同的形成过程:

    降水频率大,水量丰沛,水流比较稳定,因此出山口河流形成的冲积扇规模大,组成物质分选较好,砾石磨圆度高,扇面上分流和网流十分发达。扇面物质在湿热气候作用下,土质呈现红壤化。山区主流两侧的溪沟坡陡水流急,在山洪暴发时形成洪流或泥石流,挟带的大量碎屑物质便在沟口附近堆积,形成由大小不一的砾石、砂土和粘土等组成锥形的冲积锥。这些碎屑物质分选程度和磨圆度均较差,孔隙度较大,透水性较强。一般情况下,冲积锥面积较小,其上段坡度较大,中段坡度锐减,前缘地段地势展平,坡度减至1~2度。

    半湿润区

    出山口河流在山前多发育大面积的冲积扇。如中国华北平原西部山前的黄河、漳河、滹沱河和永定河等冲积扇,表面形态扁平,坡度较小,形成广阔的冲积扇平原。其中,黄河冲积扇面积达72144平方公里,扇面上废弃的古河床高地和河间洼地呈指状分布,波状起伏的微地貌特点十分明显(见图黄河冲积扇)。

    干旱区

    冲积扇冲积扇

    降雨量极少,暂时性洪流在山麓谷口处形成洪积扇。组成洪积扇的泥沙石块,颗粒粗大,磨圆度差,层理不明显,透水性强,扇面网状水系发育不显着。在山前断裂活动的盆地,洪积扇具有很大的沉积厚度,紧靠山前部分通常厚度达数百米。洪积扇从顶部到扇缘的高差也可达数百米。一系列洪积扇互相联结则形成洪积平原,又称山麓洪积平原。

    变形

    冲积扇在形成过程中,还受地质构造运动的影响而产生变形,大体有3种情况:

    ①当山地不断抬升、山前平原相对下降时,在老扇形体上叠加新扇形体,形成上叠式扇形体,如黄河冲积扇。

    ②当山地上升的规模和幅度都较大时,老扇形体随之抬升,在下方发育新扇形体,新老扇形体联接,呈现串珠状,如甘肃河西走廊的洪积扇。

    ③当山地前缘存在不等量升降的新构造运动时,新扇形体向相对下降的一侧移动,促使新老扇形体并列,且向一侧偏转,造成不对称的形态,如滹沱河、永定河冲积扇。

    发育周期/冲积扇 编辑

    通常与扇面的几何形态有密切关系。根据无量纲方法量计,发现黄河不同时期的冲积扇,无论来沙多少或发育时间的长短,当扇体纵轴□(平行河床的最大长度)与横轴 b(垂直于河床的最大长度)二者的比值(□/b)达到0.94左右、 扇顶圆心角(□)介于95°~100°时,原冲积扇的塑造过程终止,开始新冲积扇的发育过程。

    冲积扇成泉/冲积扇 编辑

    介绍

    冲积扇可分为扇顶、扇中、扇缘三部分,这种分法,体现了河流在冲积扇上的分选作用。

    冲积扇上的这种分选结构,除了构建出大地上一种独特景观外,至少还造成了两个结果,一是冲积扇成了一座天然的地下水库,因为分选作用,粗大的砾石留在扇顶,层垒在一起的砾石间遍布空隙,这有利于水流的下渗和转变为地下径流。而扇缘部分沉积的是粒径极小的黏土,黏土透水性差,这相当于在扇缘建起了一道天然的水库大坝,一座天然的地下水库就这样建成了。当水库中积蓄的水超过了黏土堤坝的高度后,积水就会涌出地表形成一处处泉水流淌,因此在冲积扇的黏土带与细沙带接触的部分,会形成一个泉水带,就是在这个环形的带状区域内一处处泉水涌流。而水正是干旱区的人类最缺乏的宝贵资源,沿着冲积扇的泉水带,人类开垦田地,种植果蔬粮食,因此泉水带也是人类的聚落带。

    原理

    冲积扇成泉原理图冲积扇成泉原理图

    为什么冲积扇的扇缘部位常常会有泉水出露?这与冲积扇的结构有很大关系:从冲积扇的纵剖面图上可以看出,上层通常是粒径较大的砾石,下层则是颗粒更小的细沙和黏土。每当山洪暴发,大量的水流从山口的扇顶部位倾泻下来,漫过整个扇体,而洪水在沿着扇体向下奔流的同时大量地渗入扇体内部。由于扇体最表层的洪积物粒径较大,排列并不紧密,彼此之间的缝隙很宽,非常利于地表水的下渗。而当水下渗到扇体下层的黏土层时,由于沉积物粒径的减小,排列变得更加紧密,不利于水的继续下渗,水流垂直运动的速度减缓,变为近似水平方向的流动。当水流到冲积扇扇缘部位的时候,已经离地表很近,非常利于打井汲水甚至直接形成泉水出露。而且,由于扇缘部位的黏土在一定程度上起到了对水体阻隔的作用,它能保证季节性山洪的水长期储存在扇体中,相当于一个“水坝”,保证了泉水的稳定性。

    相关历史事件/冲积扇 编辑

    在2005年7月的考察中发现野骆驼骨骸六处,野骆驼骨骸主要分布在阿其克谷地和阿尔金山北麓洪水冲积扇带,且骨骸附近大都发现了狼的粪便、爪印等痕迹。

    2002年在《三塘湖盆地马朗凹陷二叠系沉积相及有利储层预测》中通过测井相、地震相、地质相的综合分析认为:芦草沟组沉积时,曾有几次短暂的海侵,湖泊盐度较大且不稳定,除早期南缘发育冲积扇及扇三角洲沉积外,总体为湖泊环境,深湖一半深湖区分布在凹陷南缘,牛圈湖古隆起起局部分异相带的作用。

    2000年紧急启动的京津风沙源治理工程,主要战场在大青山前坡土左旗境内68公里范围内,经过全旗人民和林业专业队两年的奋战,前坡共完成整地10万亩,挖水平沟、鱼鳞坑575万个,冲积扇整地3万亩。

    沈阳市按照2000年规划计算,尚缺水5亿多米/年,该市主要是采用浑河冲积扇的地下水,该扇地下水可利用量还有谈,上部的咸水其矿化度在 1~3克/升,这余量近 2亿米/年。且1998年汛期后,在地表水与地下水的联合作用下,边坡形成多条巨大的冲沟、冲积扇和严重变形破坏区,致使本来不坚固、不稳定的岩石力学指标急剧下降,形成较大范围的崩塌和滑落。

    自1996年起,毕克齐镇采取政府引导扶持,农户投资受益的做法,在大青山前坡冲积扇,东起水磨村东圪塔,西至大旗村建起了生态经济林基地。

    1995年日本坂神大地震时,在山丘硬地上建造的木结构房屋只有轻微的损坏,但随地形向平地过渡,木屋的损坏率急剧增加,在冲积扇地带几乎达到100%。

    1993年以来,一批批葡萄和葡萄酒专家考察宁夏贺兰山东麓冲积扇平原后,称这里是发展优质酿酒葡萄的最佳生态区,并冠名为“中国的波尔多”。

    1988年11月,来自.冀、鲁、豫、苏、皖五.省的六十多位科技工作 者会聚开封,就黄河冲 积扇地区经济资源开发 的潜力、充分利用黄河水沙资源发展经济、经 济资源总体开发战略以 及冲积扇各地区经济资 源开发的经验教训等问 题进行了学术交流。

    为了研究印度河口深度冲积扇,分别在1986年和1988年进行过两次地震反射、深海和磁力测量。

    冲积扇平原上的棉田冲积扇平原上的棉田

    从1985年几个典型沟滩测最资料分析证实,溪沟冲积扇如无特殊原因,其发展速度比较缓慢。1985年以前,库尔勒的城市供水来源于孔雀河冲积扇的优质水。984年利用海洋卫星雷达对美国西部莫哈为沙漠的分析,揭示出被冲积扇埋藏的岩墙。

    冯敏等1984年对洱海、滇池的沉积模式的建立,其现代冲积扇三角洲广布滇池、洱海西岸陡坡;而长轴方向两端多为河流三角洲组合模式(如盘龙江、弥首河等)印。1984年5月该局宣布在圣荷坚河谷有14处硒含遗很高的地区,其中大多位于潘诺奇冲积扇范围内。

    1980年,在凹陷西北缘单家寺地区发现了水下冲积扇地层型油藏,为在济阳坳陷勘探同类型油藏开辟了良好的前景。

    1968一1973年期间,布拉尔杜冰川末端明显地前进了约900米,前进的冰舌已与韦斯米亚兹河口的冲积扇相接。

    这几处湖泊均位于疏勒河洪积冲积扇前缘泉水出露带上,地势低平,历史上确曾泉流索绕,积水成泊,即在1972年编绘的20万分之一的地形图上,这里仍有柳条湖、黄水沟、泉沟、官湖、圆湖坑。

    从1963年讨赖河冰沟站的流量过程线与冲积扇的潜水位动态对比中也可以清楚地看出。1959一1961年我们在塔里木河流域不同的地形部位上,如河漫滩、第一、第二阶地以及阿克苏河古代冲积扇的不同部位均作了土壤溶液季节性变化的观察,也就是采用了前一种的方法。

    根据1961年6月统计材料,子午沙鼠在荒漠景观中,在多土质沙丘、沙丘表面多沙质上捕获率为8%;固定及半固定沙丘上,尤以生长着东蔷、枸杞以及少量芦苇的固定沙丘上最为集中,洞穴也较密集,捕获率为10.8%;在耕地、砾石戈壁以及柽柳丛、冲积扇等栖息地也有分布,然其密度远较固定沙丘为低,前者捕获率为1.0%,后者为1.4%。据杭补,1949年扁拉泊站年诬流量为2.4亿立方米,通过冲积扇总渗漏量豹为2 22亿立方米(河道蒸发及沿河植物蒸腌和降 水对地下水补拾均很少,略不补)

    合计从1860年至今,藕池河人湖洪道延伸约125公里,洲滩冲积扇在人湖诸水的共同配合下,总推进约155公里。

    在此期间1855年至1875年的二十年间自铜瓦厢至张秋镇河段,因无人工堵口与防堤,黄河基本上未走现今的河道,而是在以铜厢瓦为顶点,南至咸丰故道,北至北金堤及大清河,东抵泰山山脉的广大冲积扇上,由北而南,来回摆动,形成许多交错的水网。

    1194一1855年黄河冲积扇顶点已下移至兰考,形成所谓兰考冲积扇,总面积约27770平方公里,沉积物的平均厚度约12米。1855年以来.下游沉积发育分为:冲积扇塑造与河道形成时期;堤防完善后河道再塑造时期;下游河道较缓慢抬升时期等三个阶段。

    1495年黄河入淮河道北岸修筑太行堤前后 冲积扇顶点又下移到兰考附近 直到 185 5年兰考附近铜瓦厢决口 河道又北归渤海。公元1194年以前主要围绕桃花峪冲积扇顶点决口改道,形成桃花峪冲积扇,总面积65154平方公里。1194年前,黄河主流在冲积扇北侧,向东北流,泥沙沉积在冲积扇北翼上,1194年以后,黄河南泛,主流位于冲积扇南侧,向东南流,泥沙堆积在冲积扇南翼。1194年以后,黄河南泛,主流在冲积扇南侧,向东或东南流,通过泛滥改道,使泥沙堆积在冲积扇南翼平原,塑造平原地貌形态。

    1194年河决武阳 南流入淮注入黄海前后 冲积扇顶点下移到延津一带。

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    扩展阅读
    1冲积扇

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