在地面流水、海洋、湖泊、地下水、冰川和风等营力中,某些营力既能进行机械搬运,又能进行化学搬运,而有些营力只能进行机械搬运。由于不同营力各具特点,所以它们的搬运作用特点亦不一样。
(一)地面流水的搬运作用
地面流水的搬运作用既有机械搬运,也有化学搬运。但以机械搬运作用为主,包括推移、跃移和悬移三种方式。不同的流水状态和颗粒大小,其机械搬运方式有所不同。在洪流中,往往推移、跃移和悬移三种方式同时存在;在片流中,主要是推移和悬移;在河流中,上游水急、颗粒较大,推移、跃移和悬移三者共存,且推移、跃移更重要一些,在中下游则是跃移和悬移更主要。颗粒的搬运方式不是固定不变的,随着流速增大,推移可变为跃移,跃移也可变为悬移;流速降低时,则发生相反的转变。
在河流中,较粗大的砾石多是以推移搬运。砾石一般呈椭球形或长圆形,它们在河水推动下,其长轴总是垂直水流方向,并沿河底向前移动。一旦水流推力减小时,它们就停积下来,砾石的最大扁平面倾向河流上游,并呈叠瓦状排列。位于主流线附近的砾石,长轴方向可平行水流,最大扁平面仍倾向河流上游,据此可以判断古代河流的流向。颗粒中等的砂粒搬运方式很复杂,由于水流是不均匀的运动,砂粒也就会不均匀地运动,发生推移与跃移相交替的现象。细、粉砂级以下的颗粒通常以悬移为主。
流水的搬运能力与流速有关。根据爱里定律:被搬运碎屑颗粒的粒径与流速的平方成正比,即∝RV2(R为颗粒直径,V为流速);而颗粒重量与其半径的立方成正比,即G∝r3(G为颗粒重量,r为半径);所以被搬运颗粒的重量与流速的六次方成正比。如果流速增加一倍,则能被搬运的颗粒重量将增大64倍。因此,在山区河流或上游河段中,常可见到直径2~3m的石块被搬运走。
河流的搬运能力不仅与流速、流量有关,还与流域内自然条件有关。气候干燥、风化强烈、地面缺少植被的地区,进入河流的泥沙多;反之,进入河流的泥沙则少。全世界河流,每年能将约200亿t的碎屑物运入海洋。我国黄河在流经黄土地区以前,其机械搬运量不大,而进入黄土地区后,含砂量猛增。黄河最大含砂量为42.29%,其支流无定河最大含砂量竟达78%,故有“黄河斗水七升砂”之说。长江流域因植被覆盖较好,输砂量比黄河小得多。
片流的流量和流速均较小,它只能搬运少量的、细小的碎屑颗粒,但在大雨时,片流借助于重力,也能搬运较大的砾石。洪流的流量和流速均较大,因而具有很强的搬运能力,它能挟带大量的泥砂和巨大的石块沿沟谷流动。
(二)地下水的搬运作用
由于地下水主要是在松散沉积物和岩石空隙中运动,流速很小,故其机械搬运力很弱。只有在较大的地下河中,才与河流相类似。
地下水主要为化学搬运,化学搬运物的成分和数量,取决于地下水渗流区的岩石性质和风化程度。流经灰岩地区的地下水,含HCO3-、Ca2+、Mg2+较多。在干旱及半旱地区,因化学风化较弱,只有极易迁移的K+、Na+、Cl-、SO-等离子,易被地下水运走。在湿热气候区,化学风化作用强烈而彻底,地下水搬运的物质除上述物质以外,可有较多的SiO2、Al(OH)3、Fe(OH)3等胶体物质。
地下水的溶运能力,与水温、压力、运移速度、酸碱度及CO2含量有关。一般来说,温度高、压力大、流速快、CO2和酸类物质含量高时,其溶运能力强;反之,则较弱。据统计,全世界每年由河流搬运入海的溶解物质多达49亿t,其中大部分由地下水搬运而来。
(三)冰川的搬运作用
冰川的搬运是颇具特色的。首先,它们是固体搬运即载移,搬运能力很大;其次,冻结在冰体内的岩石碎块不能自由移动,彼此间很少摩擦与撞击,只是岩块与岩壁间有摩擦;再者,冰川具有较大的压力。这些特点决定了其沉积物的特征。冰川搬运的物质通常称为冰碛。冰川不同于地面流水、地下水、海水、湖水和风,这些外动力的机械搬运都要耗费搬运介质的动能,而冰川搬运并不消耗冰川的动能。冰川发生流动说明此时冰面倾斜产生的重力或压力已足够大,由此而引起的平行于冰床方向的分力,已超过冰川与冰床之间或上、下冰层之间的摩擦力。在此情况下,冰川上叠加再大的岩块、再多的岩屑,不但不会阻止冰川的流动,而且会助长冰川的流动。正像在向下坡滑行的车辆上加载重物,会促进车辆运动一样。因此,冰川的机械搬运力巨大,可将体积几百立方米,重几十吨到几万吨的石块搬走。一般将冰川搬运的、直径大于1m的岩块称为漂砾。冰川的搬运能力取决于冰川类型、流动速度、流经区岩石的性质和冰冻风化作用的强弱等因素。
本文标题:搬运作用(2)
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