第二章 构造地貌学

衰退期（残 余洋盆期） ——地中海
始新世
两侧陆壳靠近
全球板块分布图
地幔对流机制面临的困难
1. 全幔还是分层对流？
670 14000
2. 物理与化学界面 3. 对流元形态与规模
4. 物质状态
超级地幔柱与玄武岩溢流分布图
从“热点”到超级地幔柱
太平洋中北部的夏威夷海岭是一个无地震而有火山 活动的岛链。摩根用热点——地幔深部上升的热物 质喷射到地表的产物——来解释这种无震脊上的火 山中心。认为热点下面的柱状热流在地幔中的位置 是固定的，当岩石圈板块在热点上移过时，就留下 了一个年龄逐渐由老变新的火山（岛）链。
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米，比陆地的高差还大得多。
在世界各大洋中以太平洋最深，北冰洋最浅。
(2) 洋底的厚度
洋底厚度较薄，一般只有5—10公里， 其表面覆盖薄层的深海沉积物，平均厚 度只有7.3公里。
(3) 洋底的结构 洋底是单层结构,只有硅镁层(代表性的岩石 是玄武岩)，其密度为2.9g／cm3。该层具有连 续分布的特点，即从洋底延伸至陆壳下部，以 至把整个地球包围起来。大部分洋底之上缺失 花岗岩层，但往往堆积了薄层的碎屑物。
大 洋 中 脊 的 地 形
转换断层与平移断层的区别
– 什么是转换断层？
(二).大洋盆地
1.大洋盆地的位置. 大洋盆地位于大洋中脊的两侧,向外与大陆边缘相 接。 2.大洋盆地的特点 构造活动较弱,少岩浆活动和地震活动。 3.大洋盆地的地貌构成 大洋盆地常由海岭、深海平原和海沟组成.
大洋盆地
海 岭
7－8Ma白令海峡开通
17-14Ma格陵兰苏格兰海岭下沉 3.6 Ma巴拿马地峡关闭
8Ma印尼海道关闭
晚新生代青藏 高原隆升
34－30Ma德雷 克海峡和澳大利 亚-东南极海道 开通
新生代全球主要构造事件
四内外力作用的关系（动势能转换过程）
• 外力作用— 地球表面在阳光、 重力、空气、流水和生物等作 用下发生的作用。它包括风化 作用、块体运动、流水、 冰川、风力、海洋的波浪、潮 汐等的侵蚀、搬运和堆积作用， 以及生物、人类活动的作用。 • 它可以促进内力作用，产生新 构造运动。为什么? • 深海沉积速度最小，— 外力 作用最弱— 说明洋底地貌基 本是内力作用的产物。 • 以大陆架为代表的大陆边缘沉 积速度变化较大，— 其物质 来源于陆地的侵蚀，因而与陆 地的侵蚀速度大体相当。
大陆和洋底的地壳特征
(二)大陆与大洋的成因
关于大陆与大洋形成的学说很多，其中以地壳 均衡说和海底扩张—板块运动说最为重要。 1．地壳均衡说
英国学者普拉特(J．H．Pratt，1854)和艾
里(C．B．Airy，1855)对喜马拉雅山进行了引力
研究之后，同时用均衡理论来解释地形的高低差
别问题，但观点各异。
第二章 构造地貌学
全球地形图
构造地貌：由岩石圈构造运动造成的地表形态。
构造地貌学：研究内力在地貌形成中的作用，研究地壳运动、 大 地构造单元、各种地质构造类型与现代地表形态之间的关系。
构造往往是地貌发育的“骨”，是外动力地貌过程的基础
• 按规模大小可分为三级：
第一级（全球构造地貌）：大陆和海洋； 第二级（大地构造地貌）：大陆上和大洋底的地形起伏， 如陆地上的山脉、平原、高原、盆地；洋底的大洋中脊、 大洋盆地、岛弧、海沟及海洋中的岛屿等。
地球重力场
地球重力分布
地球重力异常分布
地震学揭示的全球地壳厚度分布
地壳均衡学说
• 通过地震测深工作，得到了地球外层的详细图像。地形、 地壳厚度和布格重力异常它们之间显示出极好的相关性。 • 不难得出结论，艾里模式与地震学结果一致。 • 布格重力异常的数量，大致反映了低密度地壳的厚度补偿 深度。 • 艾里模式是地壳均衡的基本模式。 • 重力均衡从物理角度分析，主要是阿基米德原理在地球最 上层(岩石层与软流层)的应用。在补偿深度之下，较软的 软流层会发生横向流动，对上覆岩石层产生浮力，这就是 重力均衡部分。
南美冷地幔柱
非洲超地幔柱
南太平洋超地幔柱
亚洲冷地幔柱
• 从“热点”到超级地幔柱
丸山茂德进一步推断：岩石圈下插板块一直可以沉 降到且滞留于670km深的上、下地幔边界处，并被软 化、流动，当滞留板块积累到一个临界量之后，就 会塌落到下地幔。为了填补因塌落而形成的“空 间”，下地幔就会产生向上运动的热地幔柱。把塌 落的滞留板块称为“冷地幔柱”，上升地幔物质称 为“热地幔柱”。这就是超地幔柱假说。
稳定的大陆边缘— 大西洋型大陆边缘
活动的大陆边缘— 太平洋型大陆边缘 （东亚型、 安第 斯型）
(一)、稳定的大陆边缘
1.分布 稳定的大陆边缘主要分布在大西洋两侧的大陆边缘。 2.形态特征 沉积了几千米厚的新生代陆源沉积，形成宽阔的大陆 架和大陆坡。大陆坡常被海底峡谷分隔，并在大陆坡的坡 鹿形成深海扇。 3.构造特征 现代构造运动十分微弱，没有活火山，也极少地震. 4.形成 板块构造理论认为，稳定大陆边缘是大陆裂谷和洋底 扩张造成的。
.
深海沉积层厚度小。
3.海沟
(1)定义: 海沟是沿着岛弧或大陆海岸山脉延伸的 狭长的深海凹地。 海沟是地球表面最底的地方，深8—10km，最深 的马里亚拉海沟达11034m；海沟通常长达数千公里， 大部分海沟具有不对称的v字型横断面，靠大洋一侧 坡度较缓，靠大陆一侧坡度较陡，是岛弧或沿岸山脉 的外侧斜坡。 (2)分布: 海沟主要分布在太平洋周围与大陆边缘相 接的地方，并在大陆边缘伴生一条岛弧或沿岸山脉。 (3)形成:海沟是大洋板块与大陆板块碰撞的产物。
3.大陆边缘
(1)大陆边缘概况 大陆边缘是指陆地周围海水深度小于3000m的 海底,面积81* 106 km2,占地球总面积的16%。 (2)大陆边缘的厚度 大陆边缘地壳厚度一般小于30km. (3).大陆边缘的结构
大陆边缘具有过渡性,也有双层结构,即硅镁层和硅 铝层.
总的来说,陆壳和洋壳的形态是与地壳性质及其厚度变化密切 联系的。与洋壳相比,陆壳密度小，Sio2含量大、厚度大、质轻。
2.陆地
(1) 陆地的概况
陆地面积1.49* 108 km2，占地球总面积的 29%，平均海拔850m。
(2) 陆壳的厚度
陆壳比洋壳厚，平原地区一般30km左右，山区 和高原等地区60—70 km。 上海31 km、成都47km、兰州53km、拉萨70km
(3) 陆地的结构
陆地是双层结构,具有硅镁层和硅铝层。
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(3)Vening Meinsz
＞25km
局部补偿
区域补偿
三.全球构造地貌的形成
(一) 特点
1 活动构造地貌带及其特点
全球有三条活动构造地貌带： （1）环太平洋大陆边缘带 （2）地中海-喜玛拉雅山脉带 （3）洋脊裂谷带
它们共同的特点是: 地形高差起伏悬殊，新生代岩层发
生显著变形错位、火山与岩浆活动强烈，地层显著变质、 以及频繁的地震活动等。
海岭：是大洋盆地内部大型正地形的总称，不 包括大洋中脊。火山海岭、断裂海岭和陆壳海 台等。 火山海岭是指火山串连的海底山脉。如太平洋 的夏威夷海岭和天皇海岭等；
断裂海岭系指断裂活动造成的海岭。如东印度 海岭；
陆壳海台是指一些地壳厚度较大，并有中间型 地壳或花岗岩质陆壳的洋底块状高地，海台地 面起伏不大，但周围为陡坡。如新西兰海台和 罗卡尔海台等
地壳均衡模型、均衡校正和均衡重力异常
(1)Pratt-Hayfrot 山脉是由地下物质从某个补偿深度起向上热膨胀形成的， 山脉越高，山脉下岩石密度越小。地球表层中存在一个等 压深度（补偿深度），这个深度以上的每一个截面相等的 圆柱体总质量相等，补偿质量分布在大地水准面与补偿深 度之间的地球表层 陆地
火 山 海 岭
火山海岭与海底平顶山的生成
陆地海台
陆壳
海沟
陆壳 海台
洋壳
印度洋的东经90°海岭，南北延伸达3000km，走向挺直。有人认为它是一条巨 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。
新西兰海台
2.深海平原 深海平原是大洋盆地中被海岭分隔开的低 地。其特点是水深大(5—6km)，地形平坦，
• 在新生代构造强烈活动带之间，是比较稳定的区域相对 来说，火山、岩浆活动都比较弱，当然在稳定的区域内 部，也有一些新生代构造活动比较明显的地区，它们往 往处于古生代、中生代构造运动强烈活动的地带，新生 代的构造活动以块断运动为特征，地貌上呈现断块山地。
大陆漂移的发现，本身就是一个有趣的传奇——20 世纪初，
海 沟
二、大陆边缘构造地貌
大陆边缘是陆地与洋底之间的过渡地带。大陆边 缘的地壳一般属陆壳性质，但厚度小于大陆内部的地 壳，大陆边缘的宽度变化较大，大陆边缘上沉积了大 量的陆源和海洋的沉积物，形成平坦的浅海大陆架和 坡度较大的大陆坡。 根据新生代板块运动的特征和构造地貌特征，大 陆边缘分为两大类型:
东太平洋海隆：坡度和缓，在0.001％ ~0.002％，逐渐过渡到深海平原，宽度可达 2000~4000km，顶部未出现如大西洋中脊那 样显著的裂谷，但平行隆顶方向有许多低矮 的海脊和海槽。 大西洋中脊：宽1000~2000km，轴部都出现 明显的裂谷。 印度洋中脊许多地方出现中央裂谷，两侧也 有许多与轴向平行的海脊与海槽。 大西洋中脊扩张速度较慢，两翼岩石圈有充 分的时间冷却、沉陷，故中脊边坡较陡。东 太平洋海隆、印度洋中脊东南支，扩张较快， 边坡较平缓。 中脊的形态取决于海底扩张的速度、扩张的 过程。
二、大陆与海洋
(一)特征
一般来说，海岸线将地球分为陆地与海
洋，在陆地与海洋之间还有一过渡性的大
陆边缘。因此地球表面分成三大部分：洋
底、陆地和大陆边缘。
面积：14892万km2
占地球表面积的29.2%
海洋面积：36108万km2
占地球表面积的70.8%
1.洋底
(1).洋底的概况 洋底是水深超过3000m的大洋底部，全球洋底 平均深度3800m，面积2.81*108 km2，占地球总面积 的55%。 洋底的起伏也是很大的，如以最深的海沟(马 里亚纳海沟 -11034m)至最高的海底山脉(夏威夷岛 的冒纳罗亚火山海拔4170m)相比，高差达15000多
年轻的德国气象学家魏格纳发现：美洲大陆和非洲大陆的边 缘形态十分相似，如果将它们互相移近，则两者的边缘几乎
可以完全嵌合。于是，他进一步根据古生物化石、岩石和地
质构造的相似性，大胆提出大西洋两岸曾属于一个统一的联 合古陆（Pangea）。后者于2亿年前开始破裂并发生大规模的 大陆漂移后，才慢慢分离形成今天的陆洋分布格局。
第二节 海底的构造地貌
大陆与洋盆的生成与变动，皆起因于板块运动，它们的次 一级构造及其地貌表现。 海底地貌的特点： 外力作用的影响相对较小
海底主要可分出下列地貌区： ——大洋中脊、洋盆、大陆边缘
大洋中脊
• 全球构造地貌发育、演化最重要的发动机
是地球上最大、最长的山系，这条洋底山系在太平洋、大西洋、印度洋连续 延伸，并展入北冰洋，成为环球山系，总长度约8万km，大洋中脊顶部水深 约2000~3000m,高出两侧洋盆
第三级（地质构造地貌）：指地质构造被外力剥蚀后所反 映的地貌特征，如单面山、背斜山、向斜谷以及火山锥、 熔岩台地等。
第一节 全球构造地貌
• 地球的形状
• 大地基准面，终极侵蚀基准面
一.地球的形状
这里所说的地球的形状是指大地水准面的形态， 即假设的静止的平均海平面(大地水准面)通过大陆 与岛屿而围成的整个地球的形体。 地球为一接近扁率1:298的旋转椭球体，但地 球与标准的旋转椭球体还是有差异的。其原因可能 是地幔内部物质差异的表现，或是地球内部对流运 动导致密度差异的表现。
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(2)Airy-Heiskanen 山根浮在地壳上部，地壳在岩浆中漂浮，山脉越高，限入 岩浆中的山根越深，海洋地区有反山根，山根与反山根在 地球表层产生的质量不足与过剩形成补偿质量与地形补偿 质量。 陆地