构造地貌
出处:按学科分类—自然科学总论 北京出版社《现代科技综述大辞典上》第700页(3707字)
主要指由地壳运动和地质构造作用所形成的地表形态。
由于它是地球内部物质运动的产物,所以又称“地质内营力地貌”。
构造地貌主要是研究地壳运动、大地构造单元、地质构造类型与现代地貌之间的关系。它一方面是从构造这个因素出发来解释现代的地貌,另一方面是根据目前的地貌表象来分析地壳的构造。不论是从构造来解释地貌,或是从地貌来分析构造,都不能忽略外力因素的影响。
不过,从研究构造地貌的角度,则侧重于探索地貌发育对构造的依赖关系,因此对认识地质构造有重要意义。
构造地貌的概念在19世纪初已经初步形成,当时有些地质学家根据地貌特征和水文网性质,借以阐明基本地质构造特征和线形构造。
1945年以来,由于应用了航空地质和卫星地质判读及解释方法、地球物理数据等使构造地貌的研究获得迅速发展,逐步形成了新的科学体系。它不仅能正确地阐明地貌形成过程中内力因素(主导因素)和外力因素相互制约的规律性,而且将大地构造学和新构造学的概念联系在一起,又发展了它本身的特色。
目前构造地貌的专着有法国Jean Chardonnet的《地势与构造》(1955)和Pierre Birot的《构造地貌学》两卷(1958),其讨论内容包括沉积岩地貌、结晶岩地貌、火山地貌、缓斜构造地貌、褶皱地貌、断裂地貌、接触带地貌以及地势发展形式等。
前苏联邦达楚克(В.Г.Бoндapчyк)则运用了大地构造学观点探讨山脉的形成及地壳表面的主要地貌单元,将造山作用作为大地构造表现形式,着有《构造造山作用的基本问题》一书。60年代初,郭令智曾用构造地貌学的观点探讨了中国苏南、皖南和浙西地貌的形成和发展。
按构造地貌的规模,可分为3个等级。
第1级为大陆和海洋,它是在地球内部和宇宙性动力作用下形成的地球表面最大的构造地貌单元,称为全球构造地貌或星球构造地貌。大陆与海洋在地球表面的分布不均匀,海洋面积占地球总面积的71%,南半球海洋面积大;大陆面积占地球总面积的29%,大部分布在北半球。从地球高程面积分布曲线看,大陆和海洋的地形起伏呈两个明显的台阶。第1个台阶分布在-6000~-3000m之间,平均深度为3729m,大部分是大洋底;第2个台阶分布在1000~-200m之间,平均高程为875m,大部分是陆地。
第2级为陆地上的山系、平原、高原和盆地;海洋中的大洋盆地、洋脊、海沟和岛弧等。这些地貌单元的形成、发展和大地构造作用有关,所以称为大地构造地貌。
当今通用的两种学说((地)槽(地)台说和板块构造说)都认为地壳上有强烈活动地带和相对稳定地区。在活动地带和稳定地区有着不同的地貌反映。
高大的山系多位于活动构造带,如分布于环太平洋构造带上的有南、北美洲的安第斯山、科迪勒拉山及亚洲东部太平洋沿岸的山脉和岛弧;分布于地中海-喜马拉雅构造带上的有大巽他群岛上的山脉、喜马拉雅山脉、阿尔卑斯山脉和非洲西北部的阿特拉斯山脉。这两个山系带,构造运动活跃,火山地震频繁。世界上的大平原都位于稳定的地区,如中国东部的华北大平原位于中国地台上,美国东部的大平原位于北美地台上,而俄罗斯大平原则位于东欧地台上。大陆裂谷的形成与深大断裂活动有密切关系,象世界上最长的裂谷带(总长约7500km)东非大裂谷和世界上最深的裂谷湖泊(水深达1600m以上)贝加尔湖以及中国的汾、渭地堑等,均因地壳区域性隆起产生巨大张力以至断裂下陷所致。
据张文佑教授等(1959)的研究,中国西北部的准噶尔盆地、塔里木盆地、柴达木盆地和东部的四川盆地等也都是在地壳运动的过程中,产生斜大深大断裂使地块下陷、周边褶皱上升所形成。海底构造地貌分为大洋底和大陆边缘两部分。
大洋底中的主要地貌单元是大洋中脊和大洋盆地。
大洋中脊是一条纵贯世界各大洋洋底的巨大山系,其两坡陡峻,中峰尖峭且被断裂切割的两条平行的峰顶,相对高度在3000m以上,洋脊顶部的平均水深在2000~3000m之间,个别高点纵立于海平面之上(如大西洋北部的冰岛等),它的宽度为1000~1500km,全长约达80000km。
两坡较缓,顶部裂缝不显着,无明显中央裂谷的洋底山脉,称为洋隆,为东太平洋洋隆。洋脊和洋隆是洋底地壳运动、海底扩张在地貌上的反映。
大洋盆地是位于大洋中脊两侧,界于中脊和海沟之间浩瀚而又较平坦的大洋洋底部分,平均深度在海面以下4~5km,约占海洋面积的44%。盆地内由多种成因的海岭和深海平原组成。
大陆边缘的大陆架,是大陆周边的浅水平台,在地形和构造上均属大陆的延伸部分。
它向大洋底微倾,平均坡度为1.7%。大陆架的水深一般在200m以内,个别的外缘水深可达500m。平均宽度约70km,约占海底面积的7.5%。
中国沿海的大陆架是世界上最宽的大陆架之一,整个黄海均在大陆架上,宽750km,东海大陆架宽130~560km,南海南部的巽他陆架宽达1000km。大陆坡是大陆架前缘的巨大斜坡,是大陆的边缘,在构造上处于大陆性地壳向大洋性地壳过渡的位置。
其坡度从4°~14°不等,斯里兰卡的大陆坡坡度达35°~45°之多,是世界上大陆坡最陡的海域。深度一般从200~2400m。
平均宽度为40~50km,约占海底总面积的12%。在大陆坡外侧有延长1000多km、略向海洋方向突出呈弧形的列岛,称为岛弧,如太平洋西岸由阿留申、千岛、日本、琉球、吕宋等岛屿组成的“东亚岛弧”。
岛弧的外侧常伴生有深达5000~6000m的海沟,其横剖面呈不对称状,靠大陆一侧坡度较陡(10°~15°),另一侧坡度较缓(2°~3°)。标准宽度为100~150km。按板块构造理论,地幔对流在大陆附近,使大洋壳向大陆壳下俯冲,俯冲带的后端形成深陷海沟,前端在地幔中熔融上升形成侵入体或火山,构成岛弧。
第3级是由褶皱、断层和火山等作用造成的地貌,称为地质构造地貌。褶皱地貌是由于岩层受力弯曲发生褶皱所表现出的地貌形态。有因近代构造运动造成、未遭外力破坏、地貌形态与构造一致的原生褶皱地貌,如背斜山、向斜谷、单面山和穹窿等;也有因早期构造运动造成,经长时间剥蚀和侵蚀,使地貌形态与构造相反的次生褶皱地貌,如背斜山、向斜谷等。
与断层有成因关系的地貌有断层崖,断层三角面,断层线崖,断块山和断陷盆地等。火山地貌形态常与火山喷发方式和岩浆性质有直接关系。中、酸性熔岩,粘性较大,往往猛烈喷发,形成坡度较大(30°~35°)的锥形火山,着名的意大利维苏威火山,为一大型的锥形火山;基性熔岩,流动性较大,常宁静地溢出地表,形成坡度较小(10°左右)的盾形火山,夏威夷的基拉韦厄火山是世界上少有的巨型盾形火山之一。
中心式喷发火山一般都有完整的火山口。
常积水成湖,如中国东北长白山主峰的天池。此外,还有熔岩流沿地面坡度流动冷凝而成的许多地貌形态。
构造地貌的研究,是界于地理和地质之间的边缘科学研究,它研究的历史还不长,有着广阔的发展前景。当前和今后一个时期,将采用更为先进的科学手段,从构造应力场的角度,从水平运动和垂直运动所构成的三维空间,从地壳运动的强度和外力作用消长等方面,对静态和动态构造地貌进行综合研究,更深入地探讨构造运动和地貌形态之间的关系和发展规律。
在地壳稳定区,着重研究大型线形构造所切成的断块及其与地貌发育和分区的关系;在褶皱断裂带,则研究地势的发展史,地壳构造形态与水系的一致性及线形构造对河流发育的控制作用;在平原地区着重研究地下隐伏构造的特征。尤其重要的是把构造地貌的研究广泛应用于实践,为找矿、工程建设及地震预报等服务。
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(安徽师范大学傅毅副教授撰)