CH2 地貌学构造

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• 大陆边缘是陆地与洋底之间的过渡地带,水深在0~3km。即厚而 轻的陆壳与薄而重的洋壳之间的接触地带,位于滨岸地带与深洋 底之间,与大陆、洋盆组成地球上一级构造地貌单元。 • 狭义的大陆边缘主要指淹没于海水之下的大陆延续部分,即大陆 架、大陆坡。常用的广义大陆边缘还包括大陆隆、海沟等。 • 陆架陆坡的基底为大陆型地壳,而海沟和陆隆多为大洋型地壳。 • 对于大陆边缘的研究,可以为大陆与洋盆的形成及演化提供大量 的信息。 • 大陆边缘频临大陆物质源地,是全球最大的沉积区,尤其是大西 洋型大陆边缘,接受了大量的沉积,形成大陆隆,是世界大洋中 最庞大的陆源沉积体,大陆边缘的沉积占海洋沉积总量的一半以 上,巨厚的沉积层中拥有大量的石油和天然气,陆架油气已开采 并将继续开发,陆坡、陆隆也具有良好的油气远景。
1. 活动的大陆边缘:具有地震活动强烈,火山作用活跃的特点, 这类大陆边 缘主要分布在太平洋周围,构成近乎连续的环带,往往与深海 沟毗邻,故称 之太平洋型大陆边缘。 它可以分为两类:a.由海沟与陆缘山脉组成的安第斯型大陆边 缘; b.有海沟、火山岛弧和弧后盆地组成的东亚 型大陆边缘。 2. 稳定的大陆边缘:没有构造活动的迹象,有宽阔的大陆架及 其巨厚的陆 源碎屑沉积,大西洋的大部分边缘均为稳定地大陆边缘,故亦称 之为大西洋 型大陆边缘。 3. 上述太平洋型、大西洋型两种不同的大陆边缘是由于海底张 的两种不同 情况所造成。
2.地壳均衡
• 地壳均衡— 指组成地壳较轻的物质,漂浮在下部较重的 物质之上,并按阿基米德原理,力求达到平衡状态。 • 地壳均衡作用被用来解释地壳表面大陆与海洋、山岭与 低地高低起伏的基本原因,同时用来作为解释地壳运动的 原因之一。 • 大陆不断经受侵蚀,侵蚀的物质经搬运而堆积于海洋, 引起重力的重新分配,均衡作用不断地进行调整,故认为 它是地壳运动动力的一个方面。 地壳的均衡作用包括: 均衡破坏---均衡补偿---均衡调整
• 大陆地形的基本单元中,最惹人注目的是山岭,地表的山 岭形成两个山带,一个沿太平洋按经线方向伸展,另一个 主要按纬线方向展布,横贯欧亚大陆,延伸到巽他群岛。 • 在研究大陆基本地形单元时,可以发现,几乎每一大陆可 分为三个带,即中央平原带和两边的隆起带,这在南北美 洲特别明显。 • 大洋洲的澳大利亚主要高原也濒临东部和西部,中间则为 低地。非洲和欧亚大陆也有类似情景。
• 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。
2. 成因— 板块的俯冲和碰撞是导致山脉形成的动力,许 多构造山系分布在现代板块的边缘,也有些构造山系分 布在早期板块的边缘。
第二章
构造地貌
构造地貌学,实质上就是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。 构造地貌学可以从两方面来看: 一方面是从构造(内力)这个因素来解释现代地貌;另一方面是 根据目前的地貌表现来分析地壳的构造。这两种不同的研究角度也 反映在近代地貌学的发展历史中。 前者正是Davis的所谓“解释性描述”,后者即W· penck的所谓 “形 态分析法”。 当然,不论是从构造来解释地貌,或是从地貌来分析构造,都是 同时结合着外力因素,来加以考虑的因为地貌是内外营力相互作用 的结果。
1.大陆与洋底的形态特征
• 划分大陆与大洋的海岸线,并非真正是大洋与大陆的界线,因为海岸线 受潮汐的变化而发生移动,同样如果气候发生变化,海岸线也会发生迁 移.陆地上观察到的岩层与构造往往海下延伸,我们通常所说的大陆架 即是大陆向海洋的自然延伸部分,它实际上是大陆的一部分,我们平常 见到的海岸线则往往很少与地质界线吻合. • 如果我们把现代的海面算作零点水准面,以此为基点来计算陆地的高度 和海洋深度,那么,我们就可以根据各级高度深度所占的面积,用统计的 方法绘成陆高海深曲线,一目了然地把地球表面的特征概括地反映出来. • 如图:纵坐标表示海拔高度,横坐标表示地球表面的百分比或地球表 面积。
• 海洋中的情况恰恰与大陆相反,洋底地形的一个重要特点是: 在各大洋的中央都有隆起的水下山岭,这种海岭具有与陆上 高山类似的性质,虽然各大洋中的海岭在形态上比较杂乱, 但在结构上都有一定的共同性,其次,大洋的最深处(?) 并不在大洋的中央,而是在它的边缘,紧接着大陆或者毗连 着列岛,也就是说(?)并不贴近海岭。 • 由此可见,海洋中央为隆起区,边缘为凹陷,大陆中央为低 地,而边缘为隆起,整个地壳就好像是巨大褶皱,有隆起地 • 带与凹陷地带交互更替所组成。
两种理论:
• 普拉特(Pratt):认为地壳下部存在一均衡面,均衡面以下 的物质密度较大而均一,均衡面之上物质密度不均,为了保 持均衡,密度低的地方地势升高,密度高的地方地势降低, 所以高山高原地区的地壳密度小于平原和低地。 • 艾利(Airy):认为均衡面以上的地壳物质密度相同,但均 衡深度不等,所以均衡面不是普拉特所说的如一水平面,而 是深度不等的起伏面。为了保持均衡,需要进行均衡补偿, 即地壳表面上高起的部位底部沉降较深。地壳上部的高山巍 然耸立,而其地面以下部分沉降较深,形成所谓“山根”。 近年来,在世界不同地区进行重力测量的结果,反映高山高 原区属重力负异常,表明质量不足,而平原低地则属于重力 重力正异常,表明质量有余。
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水均衡作用
• 第四纪冰流消融,融水回归海洋,海底增加了负荷而引 起显著的变形,称为水均衡作用。水均衡自上世纪70年 代以来为从事第四纪海陆升降运动、海面变化的研究者 所重视。 • 冰流消退,导致陆地上升洋底下沉,海面升高80~130m。 • 一些大的湖泊的出现或消失,同样也会引起均衡作用的 发生。 • 大型水库蓄水后诱发的地震,实则上也是水均衡调整的 一种反映。
上图为普拉特模式,下图为艾里模式。右图为芬兰—斯堪的纳维 亚的冰后期地面回升。点线是推测的,单位cm/100年。
两种理论相互补充
• 实事上由于组成地壳物质密度是不均匀的,高山高原隆起多 余的质量被深部质量不足所补偿。平原低地、大洋盆地,地 表低洼而深部软流圈层也较凸起,底部物质的剩余足以补偿 上部质量的不足。所以地壳上的高山、高原、低地,它们组 成的物质密度不同,在地球表面呈明显的起伏,同时它们下 部的莫霍面也有相应的起伏。 • 地壳均衡现象是存在的,但是均衡现象不是永固不变的。内 力作用,如构造运动;外力作用,如侵蚀堆积作用,以及新 第三纪以来气候变化,大冰流的进退等均能改变地壳的重力 平衡,打破原有的均衡状态。 • 在内外力破坏原有的均衡均衡状态过程中,地壳下部作可塑 性流动的软流层不断进行水平的垂直的运动。在这种补偿运 动进行时,新构造运动以不同的性质进行活动。
• 大家在地质学的学习中,已经了解到,大陆地壳主要有上部的 花岗岩层和下部的玄武岩质层组成,在花岗岩层之上,还广泛 分布着沉积岩层和火山岩等,地壳上层岩类的主要成分是硅和 铝 所以地壳的上层也称硅铝层。它仅在大陆上存在,因而使一个 不连续的圈层。 • 地壳的下层,由玄武岩质层组成,其主要成分仍是硅和铝,但 铁和镁的含量显著增加,因而也称硅镁层。陆地与洋底均有分 布。是一个连续的圈层。 • 上下层之间为不太清晰的地震波不连续面( ?) • 大陆边缘的地壳厚度15~30km,性质为过渡性地壳。
冰川均衡作用(续)
• 教材p8图2-5反映了欧洲北部斯堪的纳维亚冰后期近1万年来均 衡上升的恢复程度,均衡上升迄今仍在进行,但速度已减慢。 • 现已证实,冰流愈厚的地方,冰后期的回升量愈大。 • 冰川均衡理论,经过一个多世纪以来的研究和争论,现已证实 它基本上还是正确的,并且根据冰川均衡影响范围的数量,来 研究地壳和地幔的弹性和粘滞性。这是因为第四纪冰流负荷所 施加的巨大压力,非一般的模拟试验所能顺利解决的。
海底主要可分出下列地貌区: —— 大陆边缘、洋盆、大洋中脊
一.大陆边缘带 1. 活动的大陆边缘和稳定的大陆边缘 活动的大陆边缘— 太平洋型大陆边缘 (东亚型、安第 斯型) 稳定的大陆边缘— 大西洋型大陆边缘 2. • • • • 大陆边缘带的各种地貌单元 大陆架 大陆坡 大陆隆 岛弧~海沟系
大陆边缘
冰川均衡作用
• 第四纪冰期间冰期冰流的负荷与卸荷的交替,为“地球均 衡作用的伟大试验场”冰期时巨量的水分以固态冰的形式 贮存于大陆地表,形成平均厚度2~3km的大冰流,它使占 地球表面面积71%的海洋失去约厚100m的水层。数千米 厚的大陆冰流的重量破坏了地壳的平衡,引起地壳的沉陷, 如南极洲、格陵兰因厚层冰流的重压,两大陆块的中部均 被压沉至海面以下。 • 冰期消失后,地壳迅速均衡回升,但有些地区剩余的均衡 回升还没有终止。 • 北美劳伦泰具厚冰流,半径达1800km,中心厚度达 4000m,巨大的负荷影响到200km以下的深部,在这个深 度上发生均衡作用。
第一节 全球构造地貌
一.地球的形状 二.大陆与洋底 1.特征----图 2.地壳均衡— 指组成地壳较轻的物质,漂浮在下部较重的 物质之上,并按阿基米德原理,力求达到平衡状态。 地壳均衡作用被用来解释地壳表面大陆与海洋、山岭与低高 低起伏的基本原因,同时用来作为解释地壳运动的原因之一。 大陆不断经受侵蚀,侵蚀的物质经搬运而堆积于海洋,引起 重力的重新分配,均衡作用不断地进行调整,故认为它是地 壳运动动力的一个方面。 均衡破坏---均衡补偿---均衡调整
三.全球构造地貌的形成
1. • • • 特点:世界上三条规模巨大的活动构造地貌带 环太平洋大陆边缘带 地中海---喜马拉雅山脉带 洋脊裂谷带 它们的共同特点是地形高差悬殊,火山与岩浆活动强烈,地 震活动频繁,岩层变质、错位。还有各自特点,如环太平洋大陆 边缘带,集中了世界上60%活火山大部分深源地震,并伴有频繁 的浅源、中源地震。地中海-喜马拉雅带地震频繁、岩层挤压、呈 现大规模逆掩推覆体。洋脊裂谷带则海底火山和岩浆喷发溢流普 遍, 并伴有频繁浅源地震。
四.内外力作用的关系
• 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。
• 柱状图显示出双峰分布:靠近海平面的峰与大陆相对应;而另一个大约
在5000m深度的峰与海洋盆地相对应。山区与海沟只表面很小的一部分。 • 大陆与洋盆是地球表面的两个基本单元,可以明显地分为两级地形阶梯。 • 第一级 1000m~ -200m;第二级 -3000m~-6000m。
• 第一级是大陆,其中一部分是陆棚,陆棚是大陆边缘的浅水地带, 是大陆由于沉降或海蚀而被水淹没的部分,第二级大部分是洋底。 • 高出第一级之上的高山只占地表很小一部分,位于第二级的海洋 深渊的面积则更小,如果将陆地夷平,削去山岭,把物质填入陆 上低地,那么被夷平的 陆地表面的平均海拔高度为850m,如果海洋的水体按大洋面积 成等厚水层分布的话,那么大洋中海水的平均深度为3800m。
第二节 海底的构造地貌
从上一节可以了解到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,无论是陆上还是海 底的大地貌都是属于同一种成因— 构造成因,而且同陆上构造 地貌相比,一般的外力作用的影响降低到最小的程度,因而使 海底的构造地貌有罪纯净的表现,只有一些外力作用,如潮流、 海流、海底滑坡及浊流在力所能及的范围内对局部的海底进行 细微的塑造。 浩瀚的海洋,长久以来在人们的心目中是很神秘的,然而经 过了长时间的努力,随着探测新技术的不断发明,人类终于踏 上了了解洋底的进程。要认识洋底,首先总要了解洋底究竟有 多深,为了掌握海洋的深度,人类已经化了几百年的努力。
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