洪积扇和冲积扇

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1、洪积扇洪积扇：(puluvial fan)是干旱、半干旱地区暂时性山地水流出山口堆积形成的扇形地貌 组成洪积扇的泥沙、石块颗粒粗大，磨圆度差，层理不明显，透水性较强，扇面上水系不发 育。由于山前构造断裂下降，共积物厚度可达数百米。从扇顶至扇缘高差也可达数百米。一 系列洪积扇互相联结形成洪积平原洪积扇地形，又称山麓洪积平原。洪积扇因山地不断抬 升，山前平原不断下降，形成上叠式扇体。当山地上升规模、幅度均较大时，老扇随之抬升， 在其下方发育新扇体，形成串珠状洪积扇。当山地前缘有不等量的新构造活动时，新扇体向 相对下降的一侧移动，使新老扇体并列向一侧偏转，造成不对称形态。洪积扇地貌：洪积扇由暂时性流

2、水堆积成的扇形地貌，又称为干三角洲。洪积扇由山口向山 前倾斜，扇顶部坡度510,远离山口则为26,扇顶与边缘高差可达数百米。分布在 干旱、半干旱地区的河流多为间歇性洪流，有的虽为经常性水流，但其水量变幅较大，也具 有山区洪流的性质。同时山地基岩机械风化作用激烈，提供了大量粗粒碎屑物。由于河流出 山口后，比降显著减小，水流分散形成许多支叉，因气候干旱，分散的水流更易蒸发和渗透， 于是水量大减，甚至消失，因此所携带的物质大量堆积，形成坡度较大的扇形堆积体。在扇 体的边缘需有泉水出露，成为干旱区的绿洲。组成洪积扇的堆积物叫做洪积物，通常扇顶物 质较粗，主要为砂、砾，分选较差，随着水流搬运能力向边缘减

3、弱，堆积物质逐渐变细，分 选也较好，一般为沙、粉沙及亚粘土。 洪积扇沿山麓常造成一片，构成山前倾斜平原。 冲出来的绿洲：洪积扇尖顶，也就是河流流出山麓的谷口，和山外宽广的扇形外缘，组成成 分是不一样的。当山区湍急的河流流出谷口，水流搬运能力下降，巨石率先停留下来。随着 水流越来越远，越来越缓，搬运能力越来越弱，水中的沙石也逐渐沉降下来，先是石块，然 后是粗砂，最后是黏土。所以洪积扇尖顶大多是粗颗粒的砂石，而到了外缘则演变成了细腻 的沙粒黏土。锅有缝隙和窟窿会漏水，土地也一样。洪积扇顶端的砾石、粗砂颗粒大，孔隙很多，就 像筛子一样，会让水分渗漏到很深的地方，所以土地比较干燥。而到了扇形的外缘，土

4、地由 粉沙和黏土组成，渗水性很差，就像在田地之下铺了隔水防渗膜一样，能让水分充盈在土地 表面，使扇缘土地湿润，甚至抬高地下水位，形成喷涌的泉水。天山脚下的绿洲，就是在这 样湿润的土壤上生长出来。阴山、贺兰山、祁连山、天山宽广的山脉下，各个山谷谷口的洪积扇互相联结形成山麓 洪积平原。整个平原的扇缘因为地下水富集，会有连片的湿润地区，这在干旱地区最为宝贵， 就成了村落与耕地集中的地方。新疆的乌鲁木齐、石河子等现代化城市,以及大片的瓜果棉 花生产基地，大部分都坐落在天山北麓的山前洪积扇绿洲上。可西走廊的张掖、酒泉、武威 这些在戈壁荒漠间的历史名城，瓜果飘香、沟渠纵横，则是拜祁连山的洪积扇所赐。 冲积

5、扇(alluvial fan): 山地河流从出山口进入平坦地区以后，因坡降骤减，水流搬运能力大 为减弱，部分挟带的碎屑物堆积下来，形成从出口顶点向外辐射的扇形堆积体。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。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

6、包括洪积扇。而在干旱、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；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。大小:冲积扇大小，主要与沉积物供给量、气候因素、物质来源区与堆积区的地形条件有关。 在温带或湿润地区，降雨和洪流频率高，侵蚀作

7、用阻碍了冲积扇的增长，湿润区统贯冲积扇 的水流把沉积物多半都搬运到冲积扇范围以外去，也阻碍了大冲积扇的发育。近期未受构造 变形或邻近冲积扇增长所限制的冲积扇，其形状近似部分锥体，横剖面呈凸形，纵剖面略呈 凹形。扇的坡度受冲积扇大小、物质来源、物质来源区主要岩性、堆积历史和构造运动史的 影响。近期上升区，扇面可以很陡。粗大砾石多形成陡扇，页岩、泥岩区的细粒物质多形成 平缓扇。与泥石流堆积有关的小冲积扇很陡，物质来源丰富的大冲积扇也很陡。 特征: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

8、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。分类: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

9、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。还有荒漠砾石盖戻，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，目前有 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

10、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，这说明沉积物依次覆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。水流:冲积扇上有各种类型的水流，从较清的水流到泥石流。前者与其他环境中的清水类似， 具有同样的物理与水力学规律，对沉积物进行同样良好的分选；只是水系形态有差别。在

11、山 区是各支流汇入主流，而在冲积扇上则倒置为主河流入补给自由分岔的支流。当山地物质来 源区有大量细粒物质，加上强烈暴雨,可形成高稠度的泥石流，其中巨砾的重量可比在水中 减轻60%，因此搬运能力很大。冲积扇的侵蚀或堆积速率一般由于缺乏资料，难以估计。然而加利福尼亚州 怀特山 (White Mountains)西侧的米尔纳河冲积扇(Milner Creek Fan)由于位于凝灰岩上，根据钾- 氩年龄测定法(potassium-argon dating)测定出的年代为70万年，因而得知该冲积扇形成于 70万年内，平均堆积速率约为每1,000年7.520公分(38吋)。构造运动和气候变化对 冲积扇的发

12、育都有明显的作用。山地抬升将导致一群冲积扇的发育和扩大。气候由干旱变湿 润或由湿润变干旱将强烈地影响冲积扇的增长速率和堆积区的位置。形成过程:（1）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

13、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12度。（2）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）。（3）干旱区: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著。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

14、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：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。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。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:通常与扇面的几何形态有密切关系。根据无量

15、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，当扇体纵轴口（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（口/b）达到0.94左右、扇顶圆心角（口）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。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

16、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: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，而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，也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