第2章构造地貌

一、构造地貌概念构造地貌是主要由岩石圈构造运动造成的地表形态。由于它主要是地球内部物质运动的产物，所以也可以说是以内力作用为主形成的地貌。二、构造地貌研究的主要内容和方法研究构造地貌就是要研究构造运动、大地构造单元、地质构造类型与地貌的成因及形态之间的关系。其基本研究方法主要是一方面根据构造要素解释地貌特征，另一方面根据地貌特征来反演构造运动和地质构造发展规律。但是，无论何者，都不能忽略外力作用的影响。三、构造地貌的等级构造地貌按其规模可划分为三个等级。世界上最宏伟的构造地貌就是大陆与海洋，可将其称为全球构造地貌或一级构造地貌；第二级是大地构造地貌，是指大陆上的各种山系、高原、平原、盆地，以及海洋中大洋盆地、洋脊、海沟和岛弧等。第三级为地质构造地貌，指由断裂、褶皱和火山等作用造成的地貌。一、地球的形状地球的形状是指包括水圈在内的整个地球在自转和重力作用下呈现的外形，也就是大地水准面的形体。地球呈近似旋转椭球体形状，扁率1:298。赤道半径6378km，极半径6357km，比赤道半径短21km。第一节全球构造地貌从卫星上观察的地球与标准椭球体表面形状相比较：南极大陆比基准面凹进24米，北极海高出基准面14米。大地水准面是反映外动力地貌过程的一个重要基准面。陆地上的河流，除了一些内陆河流注入低于海平面的洼地（如吐鲁番盆地的艾丁湖）之外，其它入海河流的河水到达海平面时大多就会停滞下来。所以，平均海平面表示的大地水准面可以作为陆地的终极侵蚀基准面。地球的圈层结构地壳地幔二、大陆与海洋地球表面是由大陆和海洋两个最大地貌单元构成。通常将海岸线作为海、陆的分界，海洋面积占地球总面积的70.8%，大陆面积占29.2%。从固体地球表面形态起伏和地壳结构来看，陆地和洋底之间的浅海区为一过渡型的大陆边缘地带。北半球南半球陆地39%海洋61%陆地19%海洋81%南、北半球海陆分布大陆和海洋在地球表面的分布很不均匀。陆地多集中于北半球，占全球陆地总面积的67.5%，南半球陆地面积仅占32.5%。从海洋到大陆地形起伏有两个台阶地球高程面积分布曲线-8000-6000-4000-20000200040006000800013579111315171921海陆面积对地球总面积的百分比/%海洋深度/m陆地高度/m海陆面积/106km2海平面平均深度陆地平均高度大洋盆地大陆大陆架大陆坡106km2850m±3729m台阶2：-200－－1000m台阶1：-3000－－-6000m01002003004005000102030405060708090100地球海陆分布曲线●地球固体表面的垂直高差为20km，是世界屋脊最高峰喜马拉雅山顶（8844.43m）和世界上最深的海沟（位于西太平洋的马里亚纳海沟——深度11022m）之间的高差。●陆壳和洋壳厚度有很大差别。陆壳厚度大，一般在30—50km，最厚可达70km（如青藏高原）；洋壳厚度较小，只有5（太平洋）—15km（大西洋和印度洋）。●地壳分为两层：上层为花岗质层，称为硅铝层；下层为玄武质层，称为硅镁层。陆壳除有较厚的硅铝层和硅镁层外，表面还有沉积岩层和变质岩层。洋壳主要是玄武岩质层，其上覆盖有极薄层沉积。花岗质岩层玄武质岩层高山平原海洋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋榴辉岩橄榄岩地壳地幔洋底是指水深一般超过3000米的大洋底部，全球洋底平均深度为3800米，面积占全球总面积的55%。大陆边缘是指陆地周围水深小于3000米的地带，成带状环绕在大陆四周，面积约占地球总面积的16%。海底平原大洋火山岛屿海台海沟（一）特点根据新生代构造运动特点，可将地球表面分为带状分布的构造活动带和位于构造活动带之间的相对稳定区。世界上有三条规模巨大的活动构造地貌带，共同特点是:●地形高差起伏悬殊●新生代岩层发生显著变形错位和变质作用●火山及岩浆活动强烈●地震活动频繁三、全球构造地貌的形成三条规模巨大的活动构造地貌带①环太平洋大陆边缘带：从北美洲和南美洲西海岸的沿岸山脉，接亚洲东部边缘的许多列岛。这里集中了世界上60%的活火山和绝大部分的深源地震（震源深度300km以上），并伴有频繁的中、浅源地震，是典型的活动大陆边缘。太平洋阿留申群岛千岛群岛日本群岛琉球群岛菲律宾群岛印度尼西亚新西兰②地中海—喜马拉雅山脉带：包括地中海和阿尔卑斯山脉在内，往东经土耳其、伊朗高原、兴都库什山、帕米尔高原、喜马拉雅山脉，再延伸到马来半岛直至印度尼西亚。这里地震频繁，某些段落有火山活动。新生代地层受强烈水平挤压形成大规模推覆构造。阿尔卑斯山脉地中海马来半岛印度尼西亚③洋脊裂谷带：世界各大洋洋脊及其轴顶的裂谷带是地球上绵延最长、宽度极大和构造活动活跃的洋底山脉。海底火山的喷发和溢流现象普遍，伴有频繁的浅源地震（震源深度不足30km）。太平洋大西洋印度洋北冰洋太平洋大西洋印度洋北冰洋阿留申群岛千岛群岛日本群岛琉球群岛菲律宾群岛新西兰阿尔卑斯山脉地中海马来半岛印度尼西亚在这些新生代构造活动带之间是相对稳定的地区。这里地形起伏较缓，火山和地震活动较弱，深海平原和大陆上由古老地盾构成的高原和平原区是最稳定的地区。稳定区和活动区是相对的，不能认为稳定区就是铁板一块，它也经常发生构造活动，也有明显的山脉形成。（二）成因关于全球构造（地貌）的形成和发展曾有固定论（以槽台学说为代表）和活动论（以板块学说为代表）两种不同观点和认识。固定论认为全球构造的形成和发展是垂直构造运动产生的结果，海陆位置相对稳定，地壳上升则造山造陆，地壳下沉则造盆造海；而活动论则认为全球构造是由于板块的水平构造运动所致，海陆变迁是地球构造运动的基本规律。板块构造学说根据新生代构造活动格局，将全球划分为若干板块。勒皮琼（X.LePichon）将全球分为六大板块：太平洋板块、欧亚板块、印度洋板块、非洲板块、美洲板块和南极洲板块。其中除了太平洋板块完全是洋壳以外，其它板块均由陆壳和洋壳两部分构成。板块构造示意图太平洋板块欧亚板块南极洲板块欧亚板块板块之间的边界由环太平洋大陆边缘带、地中海—喜马拉雅山脉带和洋脊裂谷带组成。●洋脊裂谷带反映两侧板块的分离●环太平洋大陆边缘带主要反映了洋壳板块与大陆板块的汇聚●喜马拉雅山突出反映了陆壳板块的碰撞过程大陆板块大陆板块大洋板块大洋板块岩浆全球六大板块①②②③④⑤⑥⑥③⑤扩张型板块边界汇聚型板块边界平错型板块边界世界地震分布与板块构造的关系图中的红点为1962～1967年全球浅源与深源地震的震中位置，其他时期的震中位置与此相似迄今发现的洋底最老的物质是侏罗纪的，也就是说，现代洋底主要形成于中、新生代。早中生代以前的古老洋壳，随着中、新生代洋底扩张而发生漂移，或俯冲于地幔软流圈，或拼接于大陆边缘，形成了现代大陆地貌。早中生代及其以前的构造运动遗迹仅存在于陆壳范围。中、新生代的板块构造运动对全球构造地貌的形成具有重要意义。海洋沉积物年龄1.37～1.95亿年第二节海底构造地貌海底构造地貌可分为洋底和大陆边缘两大部分，其中洋底又可分为大洋中脊和大洋盆地。一、洋底构造地貌洋底的沉积层很薄，基本保持了原始构造地貌特征。全球海底地貌大洋盆地（一）大洋中脊（或称洋脊）洋脊是一条纵贯世界各大洋的洋底山系，全长约80000km。洋脊顶部的平均海深在2000—3000m之间，个别的高点耸立于海面之上。洋脊宽度达1000km以上，最宽可达1500km。洋脊是地球上规模最大的山脉，比陆上的任何山脉都大。洋脊高于大洋盆地约2000—3000米，两侧坡度平缓，与大洋盆地没有明显界线。洋脊通常位于大洋中部，但太平洋中隆却在大洋东侧。大洋洋脊顶部是一条顺洋脊走向延伸的狭长槽谷，宽仅几十公里，相对深度可达2000m。它是地球上规模最大的新生代玄武岩岩浆喷发溢流活动带，并伴有频繁的浅源地震，是地壳拉张作用的产物，称之为洋脊裂谷。大洋中脊的地形大西洋洋中脊北美南美非洲欧洲格陵兰扩张型板块边界洋中脊裂谷带洋底黑烟囱至2005年，已在世界各大洋发现150多处，最大喷高达1400多米。洋底火山喷发洋脊裂谷并不是完全连续的，它被许多横向断裂所切割，这些横向断裂被称为转换断层。洋脊上缺乏深海沉积物，因此保留了熔岩溢流、火山喷发以及转换断层造成的原始地貌。由于洋脊轴部新洋壳的出现，两侧老洋壳不断向外侧移动，离洋中脊越远，洋壳及其上覆沉积层越老。转换断层在转换断层型边界上，即没有板块的新生，也没有板块的消亡，只是表现为板块的平移和错断。海洋沉积物年龄1.37～1.95亿年（二）大洋盆地大洋盆地位于大洋中脊两侧，向外与大陆边缘相接。大洋盆地与洋脊呈过渡形式，但与大陆边缘连接处坡度往往突然变大，地壳物质明显不同。大洋盆地是洋壳从洋脊向外迁移过程中形成的。这里岩浆活动微弱，缺少地震活动，整体看比较稳定。大洋盆地内部有多种成因的海岭和比较单调的深海平原。1．海岭它是大洋盆地内部大型正地形的总称，不包括大洋中脊。海岭的成因类型多样，有火山海岭、断裂海岭和陆壳海台等。（1）火山海岭是指火山串连的海底山脉。著名的火山海岭是太平洋的夏威夷海岭和天皇海岭，它从夏威夷群岛一直延伸到勘察加半岛，全长达4000km。这条巨大的火山海岭上面，除了东南端夏威夷岛的基拉韦厄火山和冒纳罗亚火山是活火山外，其余都是死火山。覆盖在死火山上的沉积物年代从东南往西北越来越老。太平洋上有些火山海岭上的死活山呈现为海底平顶山形态，又称为盖约特。它反映了火山岛曾一度露出水面，被海浪削蚀后形成平顶，以后又随海洋板块运动而沉没。同类的海岭在西南太平洋上有阿莫土群岛—莱恩群岛的火山海岭，马绍尔群岛—土布艾群岛的火山海岭等。大洋盆地地貌太平洋火山海岭分布海底火山链与海底平顶山海底平顶火山（Guyot）（2）断裂海岭指由断裂造成的海岭如印度洋东经90°海岭（东印度洋海岭）南北延伸达3000km。一般认为它是一巨大的地垒构造海岭，为印度板块北移过程中走向滑动断层的产物。（3）陆壳海台是指一些地壳厚度较大，并有中间型地壳或花岗质陆壳的洋底块状高地，海台地面起伏不大，但周围为陡坡。它可能是大陆地壳分离过程中残留下来的部分，如印度洋西部的塞舌尔、马斯克林海底高原，其地壳属花岗岩质的。其它如太平洋内新西兰东南的新西兰海台等。大洋盆地地貌塞舌尔海台马斯克林海台新西兰海台2．深海平原是被海岭分隔开的低地，也称作海盆，大多水深达5—6km。深海平原上沉积物厚度一般在数百米至一千米之间，特别是靠近大陆边缘的深海平原有较厚的陆源碎屑沉积，地形平坦，坡度极小，但在深海沉积物之下的玄武岩表面仍保持着玄武岩熔岩流丘陵的起伏状态。靠近大陆边缘的深海平原上，若无海沟隔开，来自大陆边缘的浊流沉积作用往往造成深海扇形地。3．海沟海沟是地球表面最低的地方，深度一般为5000—8000m，最深的马里亚纳海沟深11022m。呈狭长的槽状洼地。海沟主要分布在太平洋周围与活动大陆边缘相接的地方，往往与岛弧、边缘海盆地或沿岸山脉相伴生。海沟是洋壳俯冲的产物。海沟靠大洋一侧坡度较缓（3—8°），靠大陆一侧坡度较陡（大于10°）。海沟和岛弧（或沿岸山脉、边缘海盆地）在成因上是有伴生关系的。洋底大洋中的海沟马里亚纳海沟地形二、大陆边缘构造地貌大陆边缘是陆地与洋底的过渡地带，海深0—3km。大陆边缘的地壳一般属于陆壳性质，但厚度往往小于大陆内部地壳。由于这里靠近陆地，来自陆地的大量碎屑物质往往掩埋了大陆边缘的许多构造地貌特征，甚至使其成为平坦的浅海大陆架（水深一般小于200m）和外缘坡度较大的大陆坡（水深一般可达3km）组成的大陆台阶形态。大陆坡分布在大陆周围，具有花岗质岩石组成的大陆地块边缘的地貌特征。大陆基大陆边缘大陆边缘的宽度变化较大，太平洋东部南美洲西岸最窄（一般100km)，太平洋西部的东亚地区岛弧带之内却很宽（最宽1000km）。世界其它地方的大陆边缘约宽200—300km。根据新生代板块构造运动和构造地貌特征，可分出构造相对平静的稳定型大陆边缘和构造强烈活动的活动型大陆边缘二大类。大陆边缘演化示意ABCDEFA.地壳初始拉张阶段B.大陆裂谷阶段C.窄大洋阶段D.稳定大陆边缘阶段E.活动大陆边缘阶段F