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俯以察地——第三章 自然地理环境(4)

2022-07-31 20:30 作者:Geo_WKY  | 我要投稿

3.2  地貌

地表形态丰富多彩,有高山、峡谷、盆地……千次百态,特点各异,大自然的鬼斧神工塑造了锦绣河山美丽的容颜。地球表面由内外动力共同作用塑造而成的多种多样的外貌或形态称为地貌(landform),或称地形。地貌是地球演化的结果,并且处在不断的变化发展之中。下面我们一同来品味多彩地貌的成因,领略不同类型地貌的壮美。

地貌的成因

形态各异和规模不等的各种地貌是由多种作用共同作用塑造形成的,主要包括以下五个方面。

构造运动造成地球表面的高低起伏,进而形成地表的宏观地形。大陆板块和大洋板块的区别,造就了地表最为显著的地貌差异——陆地和海洋,陆地上的高原、平原、盆地、高大山系等,海洋中的大洋中脊、海沟、海岭、海盆等,都有地壳整体的构造运动的背景,而地壳的升降运动、水平运动以及火山活动,造就了多样的褶皱、断层构造和火山地貌。

地表的外力作用大多受气候因素的控制,气候状况会左右外力作用的介质、强度和组合状况。例如,在高山或者寒冷气候条件下发育有冰川和冻土,在冰川和冻土的作用下,形成冰川地貌和冻土地貌(或称冰缘地貌);气候湿润的区域,地表径流丰富,流水称为塑造地表的主要因素,发育各种流水地貌;而在干旱的气候条件下,风和季节性的洪流成为塑造地貌的主要外营力,发育各种风成地貌。

地表的岩石在矿物组成、硬度、结构等方面存在差异,岩性的不同导致不同岩石对抗风化和外力剥蚀的能力不同,在相同的条件下也会形成不同的地貌。例如,在湿润气候条件下,石灰岩广布的区域会发育不同于其他流水地貌特征的一种特殊地貌——喀斯特地貌;抗风化能力较强的花岗岩往往能够形成陡峭的山峰。

生物活动也会影响地貌发育,一是生物的各种生命活动对岩石的生物风化,促使岩石破碎,为接下来的侵蚀和搬运提供了条件;二是生物也会形成岩石,除了生物遗体沉积下来形成沉积岩,一些生物分泌的物质堆积下来也会形成一些特殊地貌,如珊瑚礁。

时至今日,人类对地表的改造已经十分显著的,人类活动也成为了地貌发育的一个影响因素。人类的作用体现在两个方面:一是影响了地貌发育的进程,例如破坏植被加速了地表的侵蚀,又植树种草以减缓这种进程;引水入渠使得原本河流的动力条件发生变化,改变流水地貌发育的方向等等。二是直接干预地貌,甚至直接改变地貌,如修建梯田将原本的山坡改造为阶梯状,采掘矿石造成地表塌陷,削山造田将原本的丘陵改造成平地等等。

总之,各种地貌是内力和外力长期相互作用的结果,内力作用驱使地表呈现高低不平,外力作用对地表削高填低。尽管地貌成因很多,但在一定时期总有一个或几个主导因素的作用,使其呈现出符合某一类型地貌的特征。

构造地貌与火山地貌

岩体或岩层经过构造运动形成的变形和变位称为地质构造,是构造运动留下的痕迹。层状岩石因构造运动主要产生水平构造、褶皱和断层。构造运动形成的地表形态称为构造地貌

水平岩层经历升降运动而并没有发生挤压、或者断裂,仍然保持或近似于原始的水平产状,称为水平构造。在未受切割的情况下形成高原面或是平原面,受到切割而顶部比较坚硬,则形成平顶山、方山等。我国中生代形成的红色陆相砂砾岩产状平缓,经过长期的侵蚀形成顶平、坡陡、麓缓的丹霞地貌,其得名于我国广东省韶关市仁化县境内的丹霞山,由我国矿床学家冯景兰于1928年最早命名。丹霞地貌在我国分布十分广泛,比较著名还有福建武夷山、甘肃张掖丹霞地貌、广西和湖南交界处的崀山等等。

冰沟丹霞(甘肃肃南)

岩层的弯曲现象称为褶皱(fold),大多数是在水平运动下岩层受到挤压,岩层水平距离缩短而形成的。褶皱与地貌的关系非常密切,它几乎控制了大中型地貌的基本形态,由褶皱构造形成的山脉称为褶皱山脉,如欧洲的阿尔卑斯山。

褶皱中的一个弯曲称为褶曲,包括核部、翼、轴面、轴、枢纽、转折端几大要素,核是褶曲的中心部分,通常指褶曲两侧同一岩层之间的部分。翼指核部两侧的岩层,一个褶曲有两个翼。轴面是平分褶曲两翼的假想面。枢纽是褶曲岩层的同一层面与轴面相交的线;轴面与水平面的交线称为轴或轴线。褶曲两翼会合的部分,即从褶曲的一翼转向另一翼的过渡部分称为转折端。

褶曲要素(宋春青等,2005)AB和CD:翼;被ABCGD包围的岩层:核;BGC:转折端;GE:枢纽;EFHI:轴面;EF:轴

褶皱的形态多种多样,但最基本的有两种——背斜(anticline)和向斜(syncline),背斜是岩层向上突出的弯曲,向斜是向下凹陷的弯曲。背斜两翼岩层倾向相背,向斜两翼岩层倾向相向,由此得名背斜和向斜。

背斜和向斜的含义示意(百度)注:蓝色箭头所指为倾斜线,红色箭头所指为倾向
褶皱的类型(Frederick K.L.等,2017)

如果褶皱的轴面横卧,或者两翼岩层被侵蚀掉时,从倾向或是弯曲方向就无法判断褶皱类型,这时就要运用核部和两翼岩层的新老关系来区分,如果核部是老岩层,而两翼是新岩层,就是背斜;相反,核部是新岩层,而两翼是老岩层,就是向斜。

褶皱类型的判断(Strahler A.,2013改编)

从形态上看,背斜岩层一般向上拱起,向斜岩层一般向下弯曲,直观上看背斜成为山岭,向斜成为谷地。但是,我们常能见到背斜成为谷地、向斜成为山岭的情况。这是背斜的顶部受张力,岩石比较破碎,易受侵蚀形成谷地,即背斜谷;向斜的槽部受挤压,岩石致密,在外力因素作用下易堆积形成向斜山。这种地形与褶皱构造不相吻合的现象,称为地形倒置

背斜谷和向斜山(朱翔等,2019)
向斜山:四姑娘山(四川阿坝州)(来源:百度)

当背斜或者向斜构造遭受长期侵蚀或因构造运动破坏,只留下其中一翼,这种构造称为单斜构造,表现为单面山猪背脊

单面山:冠豸(zhài)山(福建龙岩)(来源:美篇)

褶皱的发育还与一些资源相关,具有封闭条件的背斜是重要的储油、储气的构造,而向斜常形成良好的储水构造。

当构造运动产生的强大作用力超过岩石的承受能力时,岩层就会破裂,岩块沿着破裂面有明显位移的断裂构造称为断层(fault),没有明显的位移则称为节理(joint)。这里我们重点介绍断层。

断层的几何要素包括断层面、断层线、断盘和位移。岩层或岩体裂开后,两侧的岩体沿着破裂面发生显著位移,这个面称为断层面,断层面与地面的交线称为断层线。断层面两侧的岩体称为断盘,位于断层面上方的岩体称为上盘,位于断层面下方的岩体称为下盘,相对上升的岩体叫上升盘,相对下降的岩体叫做下降盘。断层两盘的相对移动称为位移。

断层的几何要素(宋春青等,2005)1-下盘,2-上盘,3-断层线,4-断层破碎带,5-断层面

断层按照两盘的相对位移关系主要分为正断层逆断层平推断层。上盘相对下降,下盘相对上升的断层称为正断层;上盘相对上升,下盘相对下降的断层称为逆断层。如果逆断层中断层面的倾斜角度比较小,好像上盘掩盖在下盘之上,这样的断层称为逆掩断层

正断层(Strahler A.,2013)

逆断层(Strahler A.,2013)

逆掩断层(Strahler A.,2013)

大规模的逆掩断层的特点是老岩层覆盖在新岩层上,如果上盘差异侵蚀使得局部露出下盘岩层,称为构造窗。如果上盘被强烈侵蚀,只留下局部残留于较新的下盘之上,称为飞来峰

构造窗(W)和飞来峰(N)(宋春青等,2005)注:1-8表示岩层由老到新

断层两盘如果沿着断层面在水平方向上错动,则为平推断层。

平推断层(Strahler A.,2013)

断层构造可以形成多样的构造地貌。断层面高出地面,往往形成平直的陡崖,称为断层崖。正断层整体抬升形成的山体称为断块山,我国的华山、庐山、泰山都是断块山。正断层围限的陷落盆地称为断陷盆地。沿着断裂破碎带发育的河谷称为断裂谷

断块山:华山(陕西华阴)(来源:朱翔等,2019)

两条大致平行的断层,中间的岩块相对下降,两侧的岩块相对上升,相对下降的岩块称为地堑(graben),如汾渭地堑、莱茵地堑等。相反,如果中间的岩块相对上升,两侧的岩块相对下降,相对上升的岩块称为地垒(horst)。

地垒和地堑(朱翔等,2019)

断层的出现说明这一区域构造运动比较活跃,因此这些区域可能分布有矿床,同时在此的工程建设、水利建设等应当注意断层构造的不稳定可能造成的损失。

火山喷发携带出大量物质,形成多样的火山地貌。陆地上,裂隙式喷发出的岩浆在地表冷凝,形成广阔的玄武岩高原,如印度的德干高原,而这类型的火山往往比较平缓宽阔,类似于盾牌,称为盾状火山

盾状火山:冒纳罗亚火山(夏威夷)(Frederick K.L.等,2017)

中心式喷发的火山往往有一狭长的岩浆通道,称为火山喉管,其在地面的出口近似于圆形,即为火山口。喷出的大量物质堆积在火山口四周,形成锥状堆积体,称为火山锥

火山锥:富士山(日本)(朱翔等,2019)

火山口因为火山喷发、外力侵蚀等原因,一侧形成缺口,称为破火山口。没有破坏的火山口中间是一个洼地,如果积水则形成火山口湖,我国的长白山天池就是一个火山口湖。

火山口湖:长白山天池(吉林)(来源:网易)

(本节未完)


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