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文檔簡介

緒論

講義:《地貌與第四紀地質學》張大順等編參考書:1.《地貌及第四紀地質學》(高等試用教材)武漢地質學院杜恒儉等編2.《地貌學》,嚴欽尚、曾昭璇等3.《第四紀地質》曹德欣編著4.《第四紀地質學概論》景才瑞等,地質出版社

聯(lián)系方式:3883281/p>

jywang@2023/2/31地貌及第四紀地質,王繼堯地理學概述自然地理學地貌學

動力地貌學

構造地貌學

氣候地貌學

應用地貌學

植物地理學

動物地理學

冰川學凍土學

古地理學

水文地理學

土壤地理學

化學地理學

綜合自然地理學人文地理學經(jīng)濟地理學

農業(yè)地理學

工業(yè)地理學

商業(yè)地理學

交通運輸?shù)乩韺W旅游地理學

人口地理學人種地理學

聚落地理學

鄉(xiāng)村地理學

城市地理學

社會地理學

文化地理學

醫(yī)學地理學政治地理學

軍事地理學

地圖學

地名學

理論地理學

歷史地理學區(qū)域地理學

應用地理學

2023/2/32地貌及第四紀地質,王繼堯地質學概述礦物學

成因礦物學

礦床地質學地史學

地層學

層序地層學

地震地層學

生物地層學

事件地層學

古生物學

古生態(tài)學

古地理學構造地質學

板塊構造學冰川地質學

火山地質學地震地質學

水文地質學

海洋地質學

宇宙地質學

2023/2/33地貌及第四紀地質,王繼堯地貌學是介于自然地理學和地質學之間的一門邊緣科學。由于地貌學的這一特性,世界上各個國家的地貌學分屬于不同的學科。如美國的地貌學是被歸入地質學的范疇;而在西歐,地貌學則被視為自然地理學的一個分支。實際上,地質學視地貌為地質作用的歷史產(chǎn)物,通過地貌去認識地質,故較突出地貌成因的分析與發(fā)育歷史的重建;而自然地理學,視地貌為一項自然環(huán)境要素,注重人類活動受地貌的影響以及對它的利用與改造,故側重人地關系的研究。在我國,地貌學在地理學界和地質學界都受到一定的重視,也可以說,我國的地貌學是隨著地理科學和地質科學的發(fā)展成長起來的2023/2/34地貌及第四紀地質,王繼堯地學體系各學科的新發(fā)現(xiàn)、新進展和新理論的涌現(xiàn),特別是海底地形測繪成果、板塊學說和外星探測成果給地貌學帶來了新思維和新領域。經(jīng)典性的均變論受到了深刻批判,只保留下方法上的均變假定,代之而行的是新災變論。大地構造地貌學、洋底地貌學、冰緣地貌學、熱帶地貌學、干旱區(qū)地貌學、巖溶地貌學、應用地貌學、災害地貌學、工程地貌學、人類地貌學、環(huán)境地貌學、理論地貌學、古地貌學、歷史地貌學和外星地貌學等一大批新分支學科先后建立。

2023/2/35地貌及第四紀地質,王繼堯對地貌學的未來的預測,在知識和技術的發(fā)展如此迅速和層出不窮的今天,自然是很不容易。但從地貌學的漫長歷史與活躍的現(xiàn)狀來看,它與人類社會的發(fā)展息息相關,它與其他的地球科學關系十分密切,因此,它將來的發(fā)展必定廣闊和久遠。地貌學與其他學科的交叉會更深入,分支會更多。地貌學采用的現(xiàn)場、定量、連續(xù)觀測的新技術會更多,應用會更富有成效,理論會更有依據(jù)、更加系統(tǒng)和更為合理。2023/2/36地貌及第四紀地質,王繼堯一.地貌學及第四紀地質學的研究對象和內容

地貌學與第四紀地質學是兩門緊密聯(lián)系而又不相同的學科。

(一)地貌學的研究對象和內容

地貌學(Geomorphology)

研究對象----地球表面形態(tài)(即地貌)

2023/2/37地貌及第四紀地質,王繼堯地貌學這個名稱,在各種語言中雖有不同的拼寫方式,如:geomorphology(英語),géomorphologie(法語),地形學(日語),геоморфология(俄語),Geomorphologie(德語),等。但從構詞上可看出,它們大都由三個源自希臘語的詞根geo(地球),morphe(外表形狀、面貌),Logos(論述)所組成,表明這是一門研究地球表面形狀的學科。地球表面(簡稱“地表”)指的是地殼的外表面,即由巖石或土(松散的巖石)組成的地面。地球表面形狀,指的就是地殼表面由巖石構成的起伏形態(tài)(如平原、高原、山脈、山峰、丘陵、河谷、盆地、懸崖等),簡稱為“地形”或“地貌”。因而,地貌學的研究對象是地貌或地形(Landforms),即各種規(guī)模的地表起伏的總和。地貌學是研究地表的形態(tài)特征、成因、分布及其發(fā)育規(guī)律的科學。解放前,這門科學在我國被稱為“地形學”。1956年后,我國的一些學者倡議,把“地形學”改稱為“地貌學”,自此,地貌學這個名稱才逐漸得到普遍使用。2023/2/38地貌及第四紀地質,王繼堯

a.地表的形態(tài)大小不等、千姿百態(tài)我國疆域遼闊,地表起伏不平,地貌景觀多樣、壯觀,有:海拔5000米以上的世界屋脊----青藏高原低于海面154米的吐魯番盆地白雪皚皚的高山冰峰和奇峰林立的桂林山水沙浪滾滾的戈壁沙漠千溝萬壑的黃土高原沃野千里的大平原一望無際的大海大洋2023/2/39地貌及第四紀地質,王繼堯從整個地球范圍來看,其表面形態(tài)更是復雜多樣。規(guī)模大的有大陸、大洋,大陸又可分為山岳、平原、盆地,再小一些的地貌形態(tài)有山嶺、河谷、沖積扇、河流階地、以及溶洞等;大洋中有大洋盆地、大洋中脊、海溝。

b.地表形態(tài)的成因是復雜的。一些巨型和大型的地貌主要是由地球內力作用造成的。如喜馬拉雅山的隆起、中國東部海岸的下沉、島弧的串珠狀排列等等。一些小型地貌則主要由外力地質作用塑造而成。如河流造成的河曲、沖積扇、三角洲、階地等,巖溶造成的溶洞、漏斗、石林和孤峰等,冰川造成的冰斗、角峰等等。2023/2/310地貌及第四紀地質,王繼堯外力作用的方式、條件不同,地貌類型也大不相同。如:在雨量充沛的地方,地表流水作用強盛,坡地上的沖溝、溝谷中的河流、河口的三角洲等地貌發(fā)育;在石灰?guī)r分布地區(qū),受地面及地下水的溶蝕可形成喀斯特地貌(桂林山水);在少雨的地方,風的作用占主導地位,形成沙丘、沙漠;而在高寒地區(qū),則以冰川地貌為主。2023/2/311地貌及第四紀地質,王繼堯總之,地表各種地貌的形成是由內力和外力作用同時并且長期相互作用的結果。內力地質作用造成地表大型的地貌骨架,或隆起為高山、高原,或下沉成為海洋盆地。外力地質作用主要是將地表夷平,使高地削平,低地填高,于是地表就出現(xiàn)了千姿百態(tài)的各種地貌。構成了一幅大地鑲嵌圖案,它們分別處于不同的發(fā)展階段,按照各自不同的規(guī)律發(fā)展和演化著。地貌學正是以此為研究對象的。

2023/2/312地貌及第四紀地質,王繼堯內力是指地球內部放射能等引起的作用力,包括構造運動、地震、巖漿活動;外力是指地球表面在太陽能和重力驅動下,通過空氣、流水和生物等活動所引起的作用力。如流水、風、冰川、海浪等。

2023/2/313地貌及第四紀地質,王繼堯2.地貌學研究的內容地貌學(Geomorphology)是研究地球表面的形態(tài)特征、成因、發(fā)展及其分布規(guī)律的科學。研究的目的是利用這些規(guī)律來認識和改造自然。

2023/2/314地貌及第四紀地質,王繼堯(二)第四紀地質學(QuaternaryGeology)的研究對象和內容第四紀是地球發(fā)展的最新(近)階段。距今約200~300萬年左右。它的歷史十分短暫,如果將地球形成以來的46億年比作一天,那么整個第四紀僅占一天中的38~56秒。第四紀地質學是以第四紀期間的各種沉積物為主要研究對象。它是通過對沉積物中各種地質現(xiàn)象的研究,來恢復第四紀地質歷史的一門學科。2023/2/315地貌及第四紀地質,王繼堯第四紀歷史有如下的基本特點:(1)經(jīng)歷時間短暫(2)第四紀古氣候變化顯著古氣候以顯著變冷為特征(同時也存在冷暖、干濕的波動),多次出現(xiàn)冰川活動。這也是它與第三紀的主要區(qū)別。(3)第四紀生物演化發(fā)生了重大變化,出現(xiàn)了人類,所以第四紀又被稱為“靈生紀”。(4)第四紀以松散堆積的沉積物為主要特征。由于它形成時間短,絕大多數(shù)沉積物尚未完全固結成巖。另外,這些沉積物與現(xiàn)代地形關系十分密切。(5)第四紀地殼的新構造運動活躍。主要表現(xiàn)為火山活動和地震現(xiàn)象的頻繁發(fā)生。2023/2/316地貌及第四紀地質,王繼堯新構造運動是指自新第三紀以來至今發(fā)生的地殼運動,由新構造運動所產(chǎn)生的地質構造稱為新構造。第四紀地質學的研究內容主要是研究第四紀古氣候、生物演化和古人類、地殼的新構造運動以及松散的堆積物等,并恢復它的歷史和古地理環(huán)境。

2023/2/317地貌及第四紀地質,王繼堯二.課程學習的意義

1.找水

大量地下水賦存于第四紀松散堆積物的孔隙或巖溶裂隙、洞穴中,因而第四紀堆積物的成因類型和巖性特征就決定著地下水賦存儲量的多少。如:沖積、洪積層中的粗砂礫石常是良好的富水巖層,湖沼相的細粘土、淤泥則是不透水層。我國北方干旱、半干旱地區(qū),有一些大型的洪積扇和沖積扇,常成為大中城市和工礦企業(yè)的重要供水水源地。如北京的永定河沖、洪積扇和太行山南麓的洪積扇等。所以進行地下水的普查與勘探都是要對第四紀地質情況和地貌類型進行認真的研究。

2023/2/318地貌及第四紀地質,王繼堯2.水動力條件(水治理)一個地區(qū)的地貌與第四紀條件,不僅能反映地下水的分布和埋藏條件,而且還會影響地下水的補給、徑流、排泄以及水質條件。如洪積扇由扇頂至前緣,潛水埋深、巖石的透水性好壞、水質礦化度等都與地貌及第四紀沉積物的條件有關。在一些巖溶發(fā)育的地區(qū),地下暗河、巨大洞穴常蘊藏著極為豐富的地下水資源,成為一些城市的重要供水水源。如濟南市的供水主要利用巖溶泉水。另一方面,它們有時也會給礦山開采帶來極大的危害。如河南焦作礦區(qū)的一些煤礦,都曾發(fā)生過奧陶系灰?guī)r的巖溶水突然涌入礦坑,造成淹井事故。焦作礦區(qū)為全國聞名的大水礦區(qū),礦區(qū)的總涌水量達450~500米3/分左右,全年總排水費用約2000萬元,占煤炭成本的21%左右。

2023/2/319地貌及第四紀地質,王繼堯太行山東麓九大礦區(qū)(開灤、北京、井陘、邢臺、邯鄲、峰峰、鶴壁、安陽、焦作)共有礦井135對,開拓儲量167.6億噸,年設計產(chǎn)量占全國統(tǒng)配煤礦的1/5,是我國重要的煉焦煤和無煙煤的重要生產(chǎn)基地。但是這些礦區(qū)有50億噸的煤炭儲量受水害威脅嚴重,難以開采。研究礦區(qū)的地貌和第四紀地質是弄清地下水補給、徑流、排泄的前提條件。另外,我國北方地區(qū)一方面處于缺水或嚴重的狀況,另一方面礦井又流失了許多水資源。缺乏合理的規(guī)劃。2023/2/320地貌及第四紀地質,王繼堯3.工程各項基建工程在進行工程的地質勘探時,事先都必須認真地研究地貌和第四紀堆積物與新構造運動對工程建設的影響和危害。如水庫的壩址應選擇在葫蘆形河谷最狹窄的地段,壩址要求巖層堅實穩(wěn)定,松散堆積物少而薄。因此我國的三門峽、丹江、葛洲壩等大型工程的壩址、庫區(qū),事先都認真作過地貌和第四紀地質的調查研究。鐵路、公路線長達幾百至幾千公里,常常要穿越各種自然地質環(huán)境,如崩塌、滑坡、山洪、泥石流等,事先也都要作沿線的地貌和第四紀調查,并采取一系列措施。

2023/2/321地貌及第四紀地質,王繼堯

通常,工程上地貌問題往往表現(xiàn)為以下兩個方面:(1)地貌對工程的影響。要求避開各種不利地貌因素如山崩、地滑、泥石流、沼澤等。(2)工程修建后對地貌可能的改造。如水壩、水庫建成后對上、下游河床的演變及對環(huán)境的影響等。

2023/2/322地貌及第四紀地質,王繼堯4.找礦某些礦床與特定的地貌類型有關:如風化礦床中的鎳、鉑、鋁土礦多產(chǎn)于剝蝕夷平的準平原面上;沉積砂礦如金、鉑、鎢、錫、金剛石等,常見于古、今河床和濱岸的特定位置。

第四紀地質學的意義2023/2/323地貌及第四紀地質,王繼堯

5.其它地貌災害、環(huán)境、植樹造林、軍事等方面也需要一定的地貌學知識??傊?,水文地質和工程地質工作離不開對地貌、第四紀地質條件的研究,反過來,水文和工程地質實踐中的各種地貌和第四紀問題的研究又會促進和提高地貌學及第四紀地質學的發(fā)展。

2023/2/324地貌及第四紀地質,王繼堯地貌學習的意義涉及應用地貌學應用地貌學的研究內容十分廣泛,涉及環(huán)境研究、資源調查、農業(yè)、水土保持、水利、水電、海港和交通建設,以及某些礦產(chǎn)的開采和利用等。這其中最主要的有農業(yè)地貌、工程地貌和礦業(yè)地貌。農業(yè)地貌主要研究適于農墾的地貌類型并進行評價。在水土資源嚴重不平衡的地方,進行區(qū)域調水線路、區(qū)域地貌和水系變遷的研究,為水系改造提出經(jīng)濟可行的方案。2023/2/325地貌及第四紀地質,王繼堯在農業(yè)區(qū)的建設和改造中,除上述研究內容外,還要進行微地貌研究,如中國華北平原旱、澇、堿的分布與微地貌就密切相關;在丘陵、山地農業(yè)地貌研究中,側重坡地地貌和水土流失的研究;在以土狀堆積物為主的黃土地貌區(qū),要研究切割深度和密度,侵蝕強度分區(qū)和分帶,為合理安排農業(yè)工程措施和農作物提供依據(jù)。2023/2/326地貌及第四紀地質,王繼堯工程地貌是指為工礦、交通和水利等工程建設而進行的地貌研究。如從沉積物厚度的變化、剝蝕強度的差異、階地的特征、河谷下切的程度和各種構造地貌形跡等,揭示新構造運動的特點和強度,提出鐵路、工廠和水庫大壩等大型建設工程最適宜的地點;研究山崩、滑坡和泥石流的分布及其發(fā)生規(guī)律,預防對交通線、廠礦村寨的嚴重破壞;通過室內模擬實驗,研究河床邊界條件和水動力過程,探索河道與岸坡的沖淤規(guī)律,為航道及岸坡的治理提供依據(jù)和措施;研究海岸帶波浪、潮流的沖淤規(guī)律,對港口與航運設施,提出設計或整治方案研究沙丘移動規(guī)律和沙丘植被的生長條件,控制流沙,保護交通、廠礦和農田、村莊,進而改善環(huán)境。2023/2/327地貌及第四紀地質,王繼堯礦業(yè)地貌主要指為開采砂礦和石油、天然氣等所進行的地貌研究。研究流水的運動規(guī)律,搬運物的沉積規(guī)律和砂礦的沉積條件,有益于尋找砂礦,圈定砂礦的富集地域;研究水系結構、河流縱剖面變化和沉積物的分布規(guī)律,研究構造地貌的形態(tài)與成因,可為勘探石油和天然氣提供依據(jù)。

地貌學中的沉積環(huán)境和沉積相的研究的迅速發(fā)展,就是因為在尋找和開采石油、天然氣礦藏工作中得到了應用。2023/2/328地貌及第四紀地質,王繼堯我國的地貌研究最早可追溯到西周時期的《詩經(jīng)·大雅·篤公劉》,把地表形態(tài)分為丘陵、平原、濕地;戰(zhàn)國時期《尚書》中的《禹貢》篇,把中國劃為九州,并分述其山川大勢及土壤類型;北魏酈道元的《水經(jīng)注》記述了黃河、長江及西江等大河及沿岸的地形、氣候等特征;北宋沈括的《夢溪筆談》對流水的侵蝕、搬運和沉積的關系有了清晰的概念。明朝的《徐霞客游記》對西南地區(qū)喀斯特的類型、分布、成因及區(qū)域特征記載詳盡,是描述喀斯特的經(jīng)典著作;清初孫蘭的《柳庭輿地偶說》提出堆積會使地貌由低變高,侵蝕會使高低變平。2023/2/329地貌及第四紀地質,王繼堯補充:唐代顏真卿(708—784)在《撫州南城縣麻姑仙壇記》中,已有“東海三為桑田”的海水進退的概念。北宋杰出的自然科學家沈括(1032—1096)所著的《夢溪筆談》對海陸變遷更作了科學的解釋。他根據(jù)太行山崖間發(fā)現(xiàn)的螺蚌殼化石礫石層,認為大陸“此乃昔之海濱,今東距海已近千里,所謂大陸者,皆濁流所湮耳”。指出海變陸是由于河流堆積的結果;同時又指出由于流水侵蝕(稱“沖激”)山地(以雁蕩山為例)而造成了山峰與深谷

2023/2/330地貌及第四紀地質,王繼堯世界地貌學的發(fā)展歷史分為下列四個時期:(一)孕育時期(18世紀上半葉—19世紀上半葉)(二)創(chuàng)建時期(19世紀下半葉—20世紀初)(三)發(fā)展時期(20世紀初—20世紀50年代)

(四)成熟時期(20世紀60年代以來)

2023/2/331地貌及第四紀地質,王繼堯四.學習方法:1.注意識別各種地貌形態(tài)、分析其成因類型;2.多觀察圖片、幻燈、錄象,增加感性知識;3.在可能的情況下,多進行野外觀察、多接觸實際;4.多閱讀參考書。2023/2/332地貌及第四紀地質,王繼堯第一章地貌學的基本問題

可歸納為七個基本問題,現(xiàn)分別作概略介紹

一.地貌形態(tài)1.地貌基本要素地貌形態(tài)是由地貌基本要素構成的,它們包括:地形面:可能是平面、曲面或波狀面,如階地面、平原面等。地形線:兩個地形面相交組成的地形線或一個地帶,它們或者是直線、或者是彎曲起伏線。如分水嶺、谷底線等。2023/2/333地貌及第四紀地質,王繼堯地形點:兩條地形線的交點,或孤立的微地形體構成的地形點,如山峰、山坡轉折點等,實際上一個點指大小不同的一個區(qū)域。上述三種基本要素有時清晰可見,有時模糊難辨。實際應用時有待推廣,可作為觀察和分析各種地貌基本要素的一個途徑。2023/2/334地貌及第四紀地質,王繼堯2.地貌基本形態(tài)和形態(tài)組合地貌基本形態(tài)是指地貌形態(tài)中較小、較簡單的小地貌形態(tài)(Ⅴ級地貌),如:沖溝、沙丘、角峰等地貌形態(tài)組合是指范圍較大、包括若干個地貌基本形態(tài)的組合體,它可以是簡單的同一年代、同一類型的地貌組合,也可以是復雜的不同年代、不同成因的地貌組合。如巖溶中的孤峰-峰林、峰叢。2023/2/335地貌及第四紀地質,王繼堯3.地貌形態(tài)特征和形態(tài)測量特征(量化特征)這是對地貌形態(tài)進行定性和定量描述的方法問題。

a.地貌形態(tài)特征的描述(就是對地貌形態(tài)的定性描述)對地貌的基本形態(tài)可描述其簡單的幾何形狀加以說明(用點、線、面三個要素描述)。但對地貌的形態(tài)組合特征,就不能用簡單的幾何形狀來表示,必須考慮這一形態(tài)組合的總體起伏特征、地形類別和空間分布形狀。2023/2/336地貌及第四紀地質,王繼堯例如:山前洪積扇群集所構成的洪積平原,這是一種地貌形態(tài)組合,其中一個洪積扇作為基本地貌形態(tài),具有扇形的幾何特征,但是這一形態(tài)的組合特征則是縱向傾斜、橫向和緩起伏、呈條帶分布的洪積傾斜平原。又如:巖溶地區(qū)的落水洞群集,基本地貌形態(tài)呈漏斗狀幾何特征,但其組合特征則是地面星點狀、受構造線、裂隙控制,或順巖層方向展布,常發(fā)展成為線狀或帶狀分布,常形成地下暗河和盲谷等地形。2023/2/337地貌及第四紀地質,王繼堯

b.地貌形態(tài)的測量特征,是試圖對地貌形態(tài)進行量化分析,因為僅僅有形態(tài)特征,還不能科學地反映地貌形態(tài)特點、區(qū)別不同的地貌形態(tài),還應充分反映地貌形態(tài)的數(shù)量特征,即其形態(tài)測量特征。主要的形態(tài)測量特征有:高度、坡度和地面切割程度等。高度:分絕對高度和相對高度,它們是最主要的形態(tài)測量數(shù)值。它們往往能提供地貌成因和發(fā)展的重要線索,如階地高出河床水面的高度(相對高度)、溶洞和夷平面的海拔高度(絕對高度)等。例如我們可用三種相對高度的測量方法表示地勢起伏:(1)單位面積內的最高點與最低點的高度差;(2)切峰面與切谷面的高度差;(3)相鄰的山頂與谷底的高度差。2023/2/338地貌及第四紀地質,王繼堯坡度:指地貌形態(tài)某一部分地面的傾斜程度。如山坡、階面等。這是僅次于高度的形態(tài)測量數(shù)值。坡度對于闡明地形成因、反映流域沖刷強度、山坡穩(wěn)定性和地貌發(fā)展階段有重要意義。流域地面總的坡度,在一定程度上決定了流域坡面上沖刷作用的強度。例如可用ΔH/L來表達流域平面坡度(其中ΔH為高差,L為干流長度)。地面切割程度:通常用單位面積水文網(wǎng)長度來描述。地面切割程度和地面破壞百分比描述地面切割程度,常用“強烈”、“中等”、和“微弱”三級,使用時應說明所依據(jù)的標準。地面形態(tài)特征和形態(tài)測量特征相結合,可以全面表現(xiàn)一種地貌形態(tài)的立體觀念。2023/2/339地貌及第四紀地質,王繼堯二.地貌相對等級為研究方便起見,通常按地貌規(guī)模的大小,并考慮其地質構造基礎及地質營力進行分級,稱為地貌相對等級。但這不是一個嚴格的分類方案。通常分成下述等級:星體地貌:把地球作為一個整體來研究。研究其形態(tài)、大小、海陸分布等總體特征。Ⅰ巨型地貌:即地球上的大陸和洋盆。是高度上具有顯著差別的兩類地貌。Ⅱ大型地貌:指陸地上的山岳、平原、大型盆地,洋盆中的海底山脈、洋脊、海底平原等。這一級地貌往往和大地構造單元(陸地)或新構造單元一致,是地殼長期發(fā)展的結果。如四川盆地。Ⅲ中型地貌:指大型地貌內的次一級地貌。如山岳地形中的分水嶺山地、山間盆地,平原中的分水地區(qū)和河谷區(qū)。2023/2/340地貌及第四紀地質,王繼堯外力在很大程度上塑造了中型地貌特征。Ⅳ-Ⅴ小型地貌:是指中型地貌的各個組成部分,是一些地貌基本形態(tài)和較小的地貌形態(tài)組合。例如:山脊、谷坡、河谷等。上述各級地貌,以比它高一級的地貌為發(fā)展基礎,并逐級疊加在一起,構成相互聯(lián)系的體系。2023/2/341地貌及第四紀地質,王繼堯三.地貌的成因地貌的成因研究,主要涉及三個方面的問題:1.地貌形成的地質基礎2.地貌形成的動力(內、外力地質作用是基本動力)3.影響地貌形成的因素2023/2/342地貌及第四紀地質,王繼堯(一)地貌形成的地質基礎一個是巖性,另一個是地質構造。

1.巖性三大類巖石,由于具有不同的顏色、礦物成份和結構構造,因而具有不同的抵抗風化剝蝕的能力。這種能力叫做巖石的抗蝕性。從地貌形成角度來看,巖石的抗蝕能力比巖石的成因更為重要。巖性對河流狀況的影響很大,在雨量充沛但地形陡峭的不透水巖石分布區(qū),河流密度約為0.93~1.24公里/公里2;在高度透水的巖石分布區(qū),河流密度幾乎等于0。2023/2/343地貌及第四紀地質,王繼堯巖性的抗蝕性有相對性,并以氣候條件為轉移。如石灰?guī)r在濕熱氣候條件下,易于風化剝蝕,表現(xiàn)為軟弱層,如廣西;而在干旱氣候條件下則表現(xiàn)為硬巖層特征,如華北、山東、山西、河南等地。但是,經(jīng)受長期風化剝蝕以后,一切巖性的地貌差別都將趨于消失,因此,研究巖性對地貌發(fā)育的影響,除考慮氣候因素外,還要考慮時間因素。2023/2/344地貌及第四紀地質,王繼堯2.地質構造一般來說,地質構造對地貌的形成和發(fā)育有重要的影響。最為重要的是地貌對構造的適應性、構造形態(tài)在地貌上反映為兩種基本形式(順構造和逆構造地形)。

a.地貌對構造的適應性地貌發(fā)育與構造線(褶皺軸、斷裂帶等)相一致或部分一致,稱為地貌適應構造。這是地質構造在剝蝕作用影響下,顯示其地貌意義的一種普遍形式。例如大的構造體系控制山脈、水系布局。其次,河谷、巖溶沿背斜軸部、斷裂帶和軟弱巖層發(fā)育等。2023/2/345地貌及第四紀地質,王繼堯李四光把我國劃分為五種主要大地構造體系:①緯向構造體系;②經(jīng)向構造體系;③走向北東到北北東的華夏構造體系;④走向北西到北北西的西域構造體系;⑤扭動構造體系,包括山字型(如祁、呂山字型、淮陽山字型、廣西山字型等)、多字型和歹字型(如青藏滇緬印尼大歹字型)等構造體系。我國山脈的排列和走向,即與這些構造體系密切相關。如緯向構造體系是由走向東西,或近似東西的復式劇烈擠壓帶、褶皺帶和擠壓性斷層組成,并有扭(剪切)斷層與它斜交,張斷裂與它直交;天山—陰山—燕山,昆侖山—秦嶺—大別山最明顯反映了這個構造體系。經(jīng)向構造體系形成了橫貫我國南北的賀蘭山—六盤山—橫斷山等近南北走向的山地;特別是川西、滇北的橫斷山地,是亞洲寬度最大,構造形跡最明顯的經(jīng)向構造帶之一,它由許多條成束的南北向斷裂,夾著非常緊密而復雜的褶皺組成,在地貌上表現(xiàn)為一系列平行的高山深谷,地面起伏之急劇甲于全國。我國東部地區(qū)的山地,如大興安嶺、長白山、大婁山、武陵山、雪峰山、武夷山、戴云山、蓮花山等,基本上按北東或北北東走向排列,主要受華夏構造的控制;西部的山地,如阿爾泰山、北塔山、祁連山等走向為北西向,則受西域構造體系的影響;等等。2023/2/346地貌及第四紀地質,王繼堯地貌適應構造的現(xiàn)象,在大、中、小型各級地貌中普遍存在,特別是流水地貌,更易于適應各種構造形態(tài)、構造體系和構造軟弱帶。近來人們發(fā)現(xiàn),在分析構造復雜地區(qū)的地貌時,可以發(fā)現(xiàn)侵蝕和構造所創(chuàng)造的“原生”地貌不適應的現(xiàn)象。這種例子在數(shù)量上并不比“適應”的例子少,構造與侵蝕的相互作用的結果基本上取決于構造運動的速度、侵蝕的強度以及巖石的抗蝕性。造陸運動的強度很少超過每年幾厘米,然而以沉積巖為底床的河流幾天甚至幾小時就可以改變個別段落的河底高程,以致足夠超越更長時期構造運動的結果。有人研究認為:全球陸地剝蝕量每千年為400mm,約為同期造山運動的1/8,剝蝕量遠遠小于造山量,陸地是擴大和升高的。2023/2/347地貌及第四紀地質,王繼堯

b.構造在地貌上反映的兩種基本形式即:順構造和逆構造地形正向構造(背斜、穹隆、地壘)與高地(山地、高地)相一致:負向構造(向斜、構造盆地、地塹)與低地(谷地、盆地、湖泊)相一致,此稱為順構造地形若是各種正向構造與低地一致、各種負向構造與高地一致,稱為逆構造地形。(例如各種背斜谷、向斜山)順、逆構造地形是地質構造在地貌上反映的兩種基本形式,而其形態(tài)規(guī)模,從大到小的地質構造在地貌上都有所反映。2023/2/348地貌及第四紀地質,王繼堯(二)地貌形成的動力形成地貌的動力主要有兩類:內力地質作用和外力地質作用。地貌的形成發(fā)展是內、外營力相互作用的結果。1.內力地質作用又稱內營力,即地球深部物質運動引起的地殼構造運動和巖漿活動。地殼運動分為垂直運動和水平運動兩種基本形式。(1)垂直運動(又稱為升降運動)這是一種地殼大面積的緩慢的波狀上升和下降,傳統(tǒng)上認為對地貌形成有很重要的影響。例如多級河谷階地、多層溶洞、多層夷平面2023/2/349地貌及第四紀地質,王繼堯(2)水平運動地貌學中,傳統(tǒng)上很少直接評價水平運動對地貌形成發(fā)展的影響。但從板塊構造問世以來,這種運動形式越來越受到重視。板塊構造理論對海洋、大陸等巨型地貌以及一些大型地貌的解釋很令人信服,如海洋的形成。例如板塊構造理論的一個成功范例就是青藏高原的形成:由于印度板塊向北擠壓亞洲板塊,使青藏高原和喜馬拉雅山隆起。阿拉伯板塊向東轉動,“撕裂”了地殼,形成了包括死海在內的一系列谷地。2023/2/350地貌及第四紀地質,王繼堯傳統(tǒng)研究中沒重視水平運動的原因之一就是:垂直運動較水平運動易于識別,在地形和沉積物上表現(xiàn)較為明顯。研究表明,水平運動的速度一般較垂直運動大,如天山地區(qū),垂直升降的速度為1mm/年,最大達4.5mm/年,而水平運動達10mm/年。但垂直運動較水平運動易于識別,在地形和沉積物上表現(xiàn)明顯??傊?,地質構造和地貌是地殼構造運動的兩個很重要的結果,要解決大、中型地貌的成因問題,必定要涉及構造地質學問題。有一門專門研究地貌形成發(fā)展中內營力作用規(guī)律的學科稱為“構造地貌學”,它把構造地質學的研究與地貌學的研究結合在一起了。2023/2/351地貌及第四紀地質,王繼堯1太平洋板塊Pacific、2北美洲板塊NorthAmerican、3南美洲板塊SouthAmerican、4非洲板塊African、5南極洲板塊Antarctica、6印度--澳洲板塊Indian/Australian

7歐亞板塊Eurasian

2023/2/352地貌及第四紀地質,王繼堯(3)巖漿活動地球上巖漿活動有一定的區(qū)域性,它對地貌形成和發(fā)展有不可忽視的影響。上升的巖漿形成各種火山地形。如溢出的熔巖填平地形,形成熔巖高原或平原等。2023/2/353地貌及第四紀地質,王繼堯2.外力地質作用即外營力,由各種地質營力----冰川、水流、海浪、風等引起的剝蝕作用,搬運作用和堆積作用等,其地貌意義則是塑造剝蝕地形和堆積地形。外營力在地貌形成發(fā)展中,主要塑造各種較小的地貌形態(tài)。但這絕不意味外營力的強度不大,外營力的強度總和幾乎可以和內營力處于相等的位置。例如強烈上升的喜馬拉雅山脈,在比鄰的恒河平原,堆積了厚達5000~6000米的陸相碎屑沉積,其總體相當于上升山脈的被剝蝕部分。2023/2/354地貌及第四紀地質,王繼堯3.內外營力相互作用在地貌形成發(fā)展中的意義地貌的形成和發(fā)展是內外營力在一定地質地理條件下相互作用的結果。一般來說,內營力主要形成地表基本起伏(巨型、大型地貌),向著增加地勢的趨向發(fā)展,外營力趨向于削平地表基本起伏,向著減弱的趨向發(fā)展。這種內外營力的相互作用貫穿在從地球形成以來的一切地貌過程中。(內力-增加地勢;外力-削平地勢)可以用如下的模式來說明內外營力相互作用在地貌形成發(fā)展中的最一般形式:當山地處于從弱到強的上升階段,雖然伴以從弱到強的外力風化剝蝕,但外力作用不足以抵消內營力所造成的上升,此時山地高度增大,巖石被剝露,發(fā)育各種構造地貌。如我國西部山區(qū)的秦嶺、祁連山等地。2023/2/355地貌及第四紀地質,王繼堯當山地上升減弱或趨于穩(wěn)定,外營力轉為占相對優(yōu)勢,山地被剝蝕降低,發(fā)育各種外營力地貌。當然,由于地質地理條件的多樣性和內外營力相互作用的復雜性,問題要比一般的形式復雜得多。2023/2/356地貌及第四紀地質,王繼堯(三)影響地貌形成發(fā)展的因素這些因素主要有:氣候、新構造運動、植被、土壤和人工活動等。1.氣候:氣候是塑造地貌的強大工具,它們往往在地貌上造成特別顯著、深刻的痕跡。同一外營力在不同的氣候帶,其地貌發(fā)育有一定的差異。如巖溶地貌在我國南方和北方明顯不同。另外,在一定的氣候帶內以一定的外營力組合為特征。例如:溫濕氣候帶流水作用主導了地貌形成過程。冰雪氣候帶內冰川作用、融凍作用占優(yōu)勢,因而各氣候帶具有不同的地貌組合。2023/2/357地貌及第四紀地質,王繼堯2.新構造運動:地球上的地形格局,雖然大體從中生代以來奠定基礎,但從第三紀以來的構造運動(新構造運動)大大加強了地形的發(fā)展。也就是說,大多數(shù)地貌是新第三紀以來特別是第四紀發(fā)展起來的。因此,研究地貌,特別是較大的地貌,要充分、慎重地估計新構造運動的影響。3.植被和土壤:植被和土壤也是不同氣候帶的產(chǎn)物。它們對地面起固結作用(舉例:黃河治理中,上游大面積綠化,以防水土流失)。植被和土壤的發(fā)展意味著地貌作用的減弱或停止;而土壤的破壞則會加速地貌作用(如侵蝕作用)的發(fā)展。2023/2/358地貌及第四紀地質,王繼堯4.人工活動:人工活動可以促進地貌作用的發(fā)展,也可抑制這一過程。在對地貌施加任何人工影響之前,應當全面衡量自然環(huán)境、生態(tài)、和經(jīng)濟的利弊。長江三峽工程經(jīng)過了幾十年的論證才實施,足以說明其影響力之巨大。隨著科技的發(fā)展,人類改造自然(其中包括對環(huán)境的改造和破壞)的能力不斷提高,對地貌的影響力也越來越大。2023/2/359地貌及第四紀地質,王繼堯四.地貌分類包括兩種分類,即地貌基本形態(tài)分類和地貌形態(tài)組合分類。

(一)地貌基本形態(tài)(成因)分類參考教材369頁分類表。先分出兩類:剝蝕和堆積,再按形態(tài)計量、物質組成、發(fā)育情況和年齡標志細分)2023/2/360地貌及第四紀地質,王繼堯(二)地貌形態(tài)組合分類即地貌類型劃分,是一種多因素的分類。分類的關鍵在于找出形態(tài)組合形成的主要原因。這是比較困難的一種分類方法,目前尚無統(tǒng)一的地貌形態(tài)組合分類方案。但分類時通常要考慮下列因素:

a.地貌組合的形態(tài)特征

b.地質構造基礎(指巖性和地質構造對地形的影響)

c.內營力(包括新和老的構造運動)和外營力

d.現(xiàn)代地貌作用的強度(此強度是以單位面積內某一種營力作用所形成的地貌形態(tài)的數(shù)量或單位時間內某一形態(tài)發(fā)展的速度作為指標的)教材372頁附“地貌形態(tài)組合分類表”2023/2/361地貌及第四紀地質,王繼堯五.地貌分帶性由于形成地貌的外營力受氣候控制,而地球上氣候呈現(xiàn)分帶性,所以地貌的空間分布也具有分帶性。氣候→外營力→地貌的空間分布決定氣候的主要因素是溫度和降水量。溫度從赤道向兩極降低,也隨著絕對高度而遞減。前者叫做氣候的緯度(水平)分帶,后者叫做氣候的高度分帶(垂直分帶)。降水量以降水量的大小和降水的方式(固態(tài)或液態(tài)的)對地貌的影響最大。2023/2/362地貌及第四紀地質,王繼堯(一)地貌的緯度分帶性1.冰雪氣候帶地貌主要分布在極地和高緯度地區(qū)。

a.降雪大于消融,

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