《构造地貌》PPT课件.ppt

第二章构造地貌 概念 构造运动 由地球内动力引起岩石圈地质体变形 变位的机械运动 地质构造 指地壳中的岩层在地壳运动的作用下 发生变形与变位而遗留下来的形态 构造地貌 由地壳运动引起的岩层变形变位 称为地质构造 所形成的地貌 称为构造地貌 火山活动 格陵兰 与欧洲之间的距离在47年中 1823 1870 增加了420米 喜山 300万年上升6000米 在北坡4000米处发现海洋鱼龙化石 泰山 100万年升高了500多米 平均1mm 2年 构造运动的实例 阿尔金断裂造成的水系向同方向偏转现象 卫星图片 SanAndreasFault 按构造地貌的规模可以分为三个等级 第一级 全球构造地貌 动态构造地貌 第二级 大地构造地貌第三级 地质构造地貌 静态构造地貌 各级构造地貌的联系 它们在成因和体系上相互联系 低级的构造地貌从属于高一级别的构造地貌 构成有规律的构造地貌体系 从属的含义 1 形态 低级构造地貌叠置在高级构造地貌之上 2 构造体系 低级构造是高级构造的次一级构造 3 发育 低级构造地貌的发育受高级构造地貌的控制 第一节全球构造地貌 一 大陆与大洋的概况 二 大陆与大洋的成因 一 大陆特征 面积 1 49亿km 比例29 平均高875m最高 喜马拉雅山的珠穆朗玛峰 海拔8844 43m 最低 死海盆地为 399m 二者高差为9247m 主体 500m山地和高原占大陆47 82 200至500m丘陵26 8 200m平原和盆地25 38 二 大洋特征 面积 361 05亿km 71 组成 大陆架 大陆坡 洋底水深 平均深度3800m3000至6000m 占全球面积54 7 占大洋面积77 2 主体 洋底 二 大陆与大洋成因 1 地壳均衡说 陆壳 上层 沉积岩 变质岩 厚度为0 15km 中层 花岗岩层 厚度为10km 下层 玄武岩层 洋壳上层 松散沉积层 很薄 中层 火山岩层下层 玄武岩层 1 地壳均衡 由于固体地壳在熔融状态的地幔之上 好似水面上的冰块一样 地壳厚的地方突出地表的越高 插入地幔的越深 反之 地壳薄的地方插入下部地幔越浅 地表相对越低 这就是地壳均衡 英国学者普拉特 1854 认为 在地球某一深度上 浮 着的地壳 密度是不均一的 但地壳下有一均衡面 这个面是一个平面 为了保持均衡 均衡面以上 密度较小的地段 地势就高 而密度较大的地段地势较低 艾里 1855 则认为 地壳下的均衡面不是一个平面 而是有起伏的 但均衡面上的物质密度相同 认为 浮 着的地壳象是漂在海面上的冰山 露出海面较多的冰山必定在水里浸没的越多 所以高大山脉必定有插入地幔的深 根 而实际情况是 地壳下面的均衡面既是起伏的 同时物质又是不均一的 实际地壳均衡63 是艾里模式来成 而37 由普拉特模式进行 2 大陆漂移与板块构造说 地学界对陆地与海洋的成因一直有两种观点 活动论和固定论 20世纪初德国学者魏格纳首次提出大陆漂移学说 解释海陆分布 活动论的代表 最初主要建立在大西洋两岸地形有较好的拼合关系的基础上 大陆漂移说的提出 大陆漂移说的内容 泛大陆在侏罗纪开始分裂 分裂的陆块各自漂浮于海洋地壳之上移动 直至今天的位置 现代地球表面的各大陆 在中生代以前曾是一个统一整体 称联合古陆 泛大陆 根本不存在大西洋 印度洋 而古大洋是一个统一的大洋 称之为泛大洋 大陆漂移说的内容 移动的前缘受阻力而弯曲形成山脉 如安地斯山脉 移动的后方于拖曳留下破碎的小陆块形成岛屿 如马达加斯加岛 最初使魏格纳萌发大陆漂移说思想的是大西洋两岸地形可以较好地拼合在一起这一现象 大陆漂移的证据 进一步分析发现 两岸的古生物 地层 构造等方面的也都存在密切联系 非洲 南美地形吻合 南美 非洲 大陆漂移证据 随着电子计算机的出现 1965年 英国地球物理学家布拉德用计算机以数学模拟的精确方法 对两岸地形拼接 拼接结果两岸吻合误差 1 如此好的吻合关系完全证实了两岸陆地曾经联为一体的设想 古生物的证据 古生物学家早就发现 现代远隔重洋的一些大陆之间 古生物面貌有着密切的亲缘关系 而陆生生物只能在本大陆内迁移 不能远涉重洋 中龙 淡水生活的爬行动物 巴西 南美 南非 湖沼地层均有 这些化石只能说明大陆之间曾一渡有过陆地联系 舌羊齿 一种陆生古植物 的化石常出现在澳大利 非洲 南美 印度 大陆漂移说认为当时是联合古陆 因此有相同的陆生生物化石是很正常的 反对者提出 陆桥 说 由条岛状陆地连接各大陆 而后沉入海中 生物学家假设的陆桥 地层与构造连续 从北欧挪威向西南沿伸 通过苏格兰的一条加里东褶皱山系 S未形成 在大西洋东岸消失后 又在西岸纽芬兰 加拿大出现 如果把大西洋关闭 褶皱带正好连接在一起 古冰川证据 南美 非洲 印度 澳大利亚 这些现代气候和地理位置完全不同的地区 广泛分布古冰川的痕迹 如果用固定论很难解释 如印度发现古冰川痕迹 现在位置并不靠近极地 怎会有大陆冰川 若按大陆漂移学说的观点 这些现代分割的大陆同属南方冈瓦纳古陆 位置靠近南极 因此 整个大陆发育大陆冰川 但大陆漂移学说由于种种缺陷一直没有被接受 到20世纪中叶 由于深海钻探的发展 大洋研究的深入 发现海底扩张 海底扩张说的内容 由于地幔温度不均匀导致密度不均匀 引起软流圈甚至整个地幔热对流而形成环流 地幔环流的上升流处形成洋脊 来自深处的岩浆反复从洋脊的裂谷处涌出冷凝后形成新洋壳 洋壳驮在软流圈上随环流向两侧漂移 因此新洋壳在洋脊处不断生长 向两侧扩张 越老的洋壳距洋脊越远 环流的下降流处形成海沟 岩石圈在此发生断裂 海沟 海底扩张过程 在海底扩张和大陆漂移的基础上 提出了板块构造学说 并用其解释大陆海洋的成因的问题 A 板块的概念 岩石圈在固体地球外层并不是一个整体 它被大洋中脊的许多断裂分割 这些被分割的呈块状的岩石圈称为板块 板块内部是一个相对整体 它可以在软流圈上滑动 造就了地球上的海陆分布和许多地貌形态 板块构造学说 B 板块构造学说的基本内容 固体地球在垂向上可划分为物理性质截然不同的两个圈层 上部刚性的岩石圈与下部塑性软流圈 岩石圈又可划分为大小不一的板块 板块之间以洋脊 海沟 转换断层及地缝合线为界 板块边界是地震 火山 构造活动集中的地带 岩石圈的各个板块在软流圈上缓慢飘移 碰到其它板块时就互相挤压 在洋脊处板块扩张增生 海沟处压缩消亡 以保证地表面积不变 板块运动的驱动力来自地球内部的地幔对流 地幔热对流 由于地幔对流 上升流处为洋脊 下降流处为海沟 其间岩石圈板块 象驮伏在传送带上 向两侧运动 扩张型边界板块相背移动 逐渐分离 又称为分离型或增生型边界 C 板块的边界类型 挤压型边界 板块相向移动 逐渐聚合两个板快汇聚 消减的地方 也称为破坏型边界 挤压型边界 海沟 岛弧的形成 岛弧海沟型 洋壳与陆壳相接触时 两板块作相向运动 洋壳府冲入陆壳之下消亡 此边界有强的地震 岩浆活动 俯冲的洋壳常形成深海沟 台升的陆壳常形成岛弧和海岸山脉 挤压型边界 安地斯山脉和喜马拉雅山脉的形成 地缝合线型 两大陆板块汇聚时相碰 发生强烈的大规模的水平挤压 褶皱成巨大的山系 如喜马拉雅山 阿尔卑斯山 转换断层型边界 又称平错型边界 两板块大致在水平面上错动 不发生扩张或聚合 因此并无板块的新生或消毁 沿此边界有地震及构造变形 怎么解释 1 原来的地壳哪里去了 2 地震的成因与震中分布矛盾 怎么解释 思考讨论 大陆漂移 海底扩张 板块构造学说的观点 板块的内部和板块的交界处的地壳活动分别是怎么样 东非大裂谷 大西洋是怎么形成的 若大洋板块和大陆板块相碰撞会形成什么地形 大陆板块和大陆板块想碰撞会形成什么地形 第二节大地构造地貌 一 大陆区1 褶皱山系2 断块山3 褶皱断块山4 断陷谷和断陷盆地5 大陆裂谷 喜马拉雅山脉 太行山 地堑 渭河河道 科罗拉多大峡谷 东非大裂谷 纵贯非洲东部 全长约6400KM 在非洲大陆上长约4000KM 它包括一系列南北向裂谷和湖盆 沿线多高大火山 如乞力马扎罗山 肯尼亚山 地震亦频繁 二 大洋区 1 大陆边缘大陆架大陆坡和大陆基2 洋底大洋中脊大洋盆地 东太平洋底下的一段中脊的地形图 洋中脊是洋底扩张的中心和新地壳产生的地带 热地幔物质 熔融岩浆 沿脊轴不断上升 凝固成新洋壳 并不断向两侧扩张推移 洋脊的特征 1洋脊是地温高 软流圈上隆的地段 2地壳薄 3重要地震带 震源浅而频繁 4同位素年龄测定 海底岩石的年龄由近洋脊向远离洋脊依次变老 2 深海盆地 是位于大洋中脊与大陆边缘之间 盆地的一侧与大洋中脊坡麓相接 另一侧与大陆 海岸过渡区地貌相连 水深2000 3000米到5000 6000米的洋底地域 是硅质 钙质软泥 深海粘土等远洋沉积物的堆积区 沉积物的沉积速率相当缓慢 仅有几个mm a 最小可达几个mm ka 3 深海平原和深海丘陵 深海平原水深一般为4000 6000m 地表平坦 坡度极小 平原上堆积着厚约200 1000m的深海堆积物 其中有浊流物 粘土及沙 深海软泥 组分中生物含量超过50 深海粘土 包括含Pe Mn成分的褐色粘土及红色粘土 及深海火山碎屑物 火山灰 等 深海丘陵 深海丘陵是由小型的玄武岩盾状火山组成 圆或椭圆形 直径1 5km左右 深海平原的基底是起伏的 只因覆盖了厚层堆积物后才变得平坦 如果洋底缺乏或只有很薄的堆积时 则被深海丘陵所代替 这些丘陵分布很广 如在太平洋占了洋底的80 三 大陆 海洋过渡区巨地貌 1 岛弧 海沟 边缘海盆地2 大陆架地貌3 大陆坡地貌 岛弧 大陆边缘连绵呈弧状分布的一长串岛屿 主要由钙 碱性火山岩和深成岩组成 有较强的地震和火山活动 岛弧 岛弧成因板块构造理论认为 大洋岩石圈随着地幔对流从洋中脊生长扩张 而在相应的活动大陆边缘俯冲潜没 岛弧就是大洋板块俯冲潜没过程中上冲的一侧隆起所造成的 海沟 位于岛弧外侧 深度超过5000米的狭长的海底凹地 两侧坡度陡急 分布于大洋边缘 有浅源地震 边缘海盆地 岛弧内侧与大陆之间的海域称为边缘海 边缘海中的深海盆地 叫边缘海盆地 它位于岛弧与大陆之间 其内有不同厚度的主要来源于大陆与岛弧的沉积物 2 大陆架地貌 大陆架是大陆向海洋的自然延伸 通常被认为是陆地的一部分 是指环绕大陆的浅海地带 大陆架的形态特征和地貌特征a 地形平坦 微向海倾斜 坡度较大不超过1 2 b 水深 200m 宽度不一 平均70km c 由于大陆架是大陆的一部分 曾出露呈陆地 其上有许多陆上地貌 3 大陆坡 向海一侧 从陆架外缘较陡地下降到深海底的斜坡 大陆坡 有如下特征 呈明显的坡折 坡度各地不一 一般为3 6 构造活动强烈的地区可达15 20 甚至超过50 总体形态呈阶梯状 由阶梯状断裂形成 是洋壳向陆壳过渡的地区 第三节 地质构造地貌 水平岩层的构造地貌二 单斜岩层的构造地貌三 褶皱构造地貌四 断层构造地貌 水平岩层 岩石的层面产状基本上近水平 倾角小于5度 以平顶陡坡地形为特点 在地壳区抬升形成构造高原和构造台地的基础上 软硬相间的水平岩层 不断受外力侵蚀破坏 当上覆的软弱岩层被剥蚀掉 顶部露出坚硬岩石时 地面被剥蚀的速度显著减慢 就表现出各种水平岩层构造地貌类型 一 水平岩层的构造地貌 方山与桌状台地 当构造高原或台地经流水长期侵蚀后 往往被切割成面积较小的方山 其特点是顶平坡陡 远望如城堡和山寨 如粤北仁化县的丹霞山 是典型的方山地貌 方山与桌状台地 方山 桌山 南非开普敦 丹霞山 丹崖赤壁 赤壁 如果方山再被流水分割 则形成面积更小 形态高尖的石峰 石柱 石针和狭长的石岭 石墙 它们往往成群分布 故又称为峰林地貌 景观奇特 是很好的地貌旅游资源 张家界峰林 张家界的峰林 张家界 张家界的峰林 张家界天子山 张家界天子山 二 单斜岩层的构造地貌 地壳运动使岩层水平产状发生变动 形成倾斜的岩层 向一个方向倾斜 倾角一致的岩层状态称为单斜构造 单斜构造常见于被破坏了的背斜和向斜的翼上 单斜岩层 中岳 河南嵩山 艾尔斯岩 海拔348m 艾尔斯岩高348米 长 000米 周长约 5公里 东高宽而西低狭 是世界最大的整体岩石 它气势雄峻 突兀于茫茫荒原之上 在耀眼的阳光下散发出迷人的光辉 号称世界第一大石 单斜构造地貌有二 单面山 单面山一般形成于岩层倾斜不大 35 的单斜地层地区 一般较缓 它与岩层的倾斜方向一致 称为构造坡 顺向坡 另一坡较陡 与岩层的构造面不一致 称为剥蚀坡 逆向坡 逆向坡上部常呈悬崖峭壁 单面山岩层倾角 40 顺向坡 逆向坡 单斜构造 T1q 南京汤山 单面山 台湾东海岸 单面山 台湾宜兰海岸 单面山 庐山含鄱口 顺向坡 逆向坡 猪背山 在单斜地层倾角较大的情况下构造坡与剥蚀坡的坡度与坡长相差不大时 出现两坡近似对称的山岭 领顶形状如猪被 这种单面山称为猪背山 猪背岭岩层倾角 40 顺向坡 逆向坡 三 褶皱构造地貌 岩石中原来近于平直的面受力而发生的弯曲变形 变成了曲面而表现出来的构造 褶皱泛指一系列的弯曲岩层 其中单一的弯曲称褶曲 Compression Tension andShearingStress ConvergentDivergentTransform 背斜和向斜是褶曲最基本 最简单的两种形式 褶曲在地表形成拱起和凹陷 就是背斜山和向斜谷 原始地貌表现 背斜 馒头形山 向斜 盆形洼地 山间盆地 这种构造与地貌现象一致的地貌称为顺地貌 顺地貌 背斜山 巫峡 背斜山 顺地貌 向斜谷 庐山 褶皱构造地貌 老 新 新 老 顺地貌 背斜成山 向斜为谷 逆地貌 背斜成谷 向斜为山 老 新 在构造稳定了相当长的一段时间后 背斜轴部由于挤压强烈 发育较多裂隙 加之外力剥蚀形成谷地 称为背斜谷 向斜中心部分相反 外力剥蚀较弱反而成为山地 称为向斜山 这种与地质构造现象不一致 且呈相反状态的地貌现象称为逆地貌 倒置地貌 TopographymaybeoppositeofStructureAnticlineBefore AfterErosion Noticecenterrockoldest 逆地貌示意图 逆地貌 背斜谷 向斜山 逆地貌 背斜谷 VariousFolds VariousFolds cont d VariousFolds cont d VariousFolds cont d Axialplanenearaxisshouldbeclosetohorizontal Axis 四 断层构造地貌 岩石所受应力超过一定限度时 就会发生破裂 岩体原来的连续完整性遭到破坏 这样的构造称为断裂构造 断裂构造一 节理 无明显位移的断裂 成群成组发育 当沿破裂面两侧岩块发生显著的相对位移时 这种断裂构造称为断层 断层的分类 正断层 根据断层两盘相对位移的关系分类 上盘沿断层面相对下降 下盘相对上升的断层 正断层一般是由于岩体受到水平拉张力及重力作用 一般规模不大 断层线比较平直 断层面倾角较陡 常大于45 逆断层 上盘沿断层面相对上升 下盘相对下降的断层 逆断层一般是由于岩体受到水平方向强烈挤压力的作用 断层面从陡倾角至缓倾角都有 平移断层 由于岩体受水平扭应力作用 使两盘沿断层面发生相对水平位移的断层 枢纽断层 两盘沿断面某一点发生旋转的断层 断层崖由断层错动直接形成的陡崖 断层崖的高度基本代表了断层垂直错动的距离 断层组合 地堑 地垒 断裂活动常造成岩层的错动 形成的构造地貌主要有 华山断层崖1 华山的断层崖 华山断层崖2 华山的断层崖 断陷谷 地堑由两条或两组正断层组合而成 断层面之间岩块相对下降 两侧的岩块相对上升 常常形成断陷谷地形 地堑 断层谷 重庆天坑地缝 东非大裂谷 6500km 中段 坦噶尼喀湖 巨大的断陷谷 断块山 与地堑相反 地垒是断层面之间的岩块相对上升 两侧的岩块相对下降 山体中部上升最大 向两侧下降 常常形成断块山地形 地垒 天山 太行山 五 岩浆活动构造地貌 岩浆活动可分为两类 岩浆侵入与岩浆喷发 据此岩浆活动构造地貌可分为两种类型 岩浆侵入形成的构造地貌岩浆喷出形成的构造地貌 岩浆沿地壳的裂隙上升 并且侵入到近地表岩层的裂隙中 冷凝而形成岩脉 岩墙或岩床构造 如果岩脉和岩墙比围岩的抗蚀力强 外力作用将围岩剥蚀掉 它们在山坡上往往形成为突起的高地 岩浆侵入形成的构造地貌 岩浆喷出地表的活动称为 火山喷发 火山喷发属于快速的构造运动 是地球内部能量的强烈释放形式 对自然地理环境和人类社会均具重大的影响 岩浆喷出形成的构造地貌 火山泥石流吞没村庄 菲律宾 被意大利维苏威火山毁灭的庞贝城 公元79 08 24 喷发 火山人化石1 火山人化石 火山人化石2 火山人化石 火山狗化石 火山狗化石 影响气候 菲律宾皮纳图博火山爆发 造成了4W m2的辐射冷却 全球气温下降0 5 达两年之久 在短期之內的影响 远比工业革命以来温室气体增加造成的温室效应还要剧烈 1991年6月 根据火山活动状况分类活火山 现在尚在活动或周期性活动的 死火山 史前曾经喷发而有史以来不再活动的 休眠火山 有史以来曾经有过活动 但长期以来处于静止状态的 活火山 冰岛 活火山 乞力马扎罗 死火山 琼北 死火山 琼北 休眠火山 长白山 1199年 岩浆喷出构造地貌的形态特征与火山喷发方式 熔岩流的性质有直接关系 岩浆喷发有多种形式 概括起来主要有如下两种 中心喷发 岩浆沿管形通道喷出地表 裂隙喷发 岩浆由地壳的裂缝溢出地表 岩浆喷出形成的构造地貌 正在剧烈喷发的裂隙式火山 裂隙喷发 岩浆从地表狭长的裂隙溢出 通常在地球形成初期 由于当时的地壳薄 此方式较多 现代主要分布在洋脊附近 正在海岛上喷发的中心式火山 中心式喷发 岩浆沿火山通道上移从火山口喷出